特許ウォッチ

公開番号2025012130
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023114721
出願日2023-07-12
発明の名称力情報表示装置
出願人新東工業株式会社
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類B25J 9/22 20060101AFI20250117BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】作業者が、ワークに作用している絶対座標系の力やモーメントを容易に把握できる力情報表示装置を提供する。
【解決手段】制御部(11)は、ジャイロセンサ(53)から入力された角速度からロボットハンド(40)の変位した角度を算出する第1算出処理と、ロボットハンド(40)の変位した角度に基づいて、力覚センサ(51)から入力された力覚センサに固定された力覚センサ座標系の力とモーメントの少なくとも一方を、大地に固定された絶対座標系の力またはモーメントに変換してディスプレイ(14)に表示する第1表示処理、または、ロボットハンド(40)の変位した角度に基づいて、絶対座標系と力覚センサ座標系との関係をディスプレイ(14)に表示する第2表示処理と、を実行する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ロボットアームとロボットハンドとの間に配置された力覚センサとジャイロセンサとからそれぞれの検出信号が入力される信号入力部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記信号入力部を介して前記ジャイロセンサから入力された角速度から前記ロボットハンドの変位した角度を算出する第１算出処理と、
前記第１算出処理で算出した前記ロボットハンドの変位した角度に基づいて、前記信号入力部を介して前記力覚センサから入力された前記力覚センサに固定された力覚センサ座標系の力とモーメントの少なくとも一方を、大地に固定された絶対座標系の力またはモーメントに変換してディスプレイに表示する第１表示処理、または、
前記第１算出処理で算出した前記ロボットハンドの変位した角度に基づいて、前記絶対座標系と前記力覚センサ座標系との関係を前記ディスプレイに表示する第２表示処理と、
を実行する力情報表示装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記第２表示処理にて、さらに、
前記絶対座標系に対する前記力覚センサ座標系の傾斜角度を前記ディスプレイに表示する、
請求項１に記載の力情報表示装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第２表示処理にて、さらに、
前記信号入力部を介して前記力覚センサから入力された前記力覚センサ座標系の前記力と前記モーメントの少なくとも一方を前記ディスプレイに表示する、
請求項１または２に記載の力情報表示装置。
【請求項４】
加速度センサと、
前記ロボットハンドの質量を予め記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部は、前記第２表示処理にて、さらに、
前記信号入力部を介して前記加速度センサから入力された加速度と前記ロボットハンドの質量とから前記力覚センサ座標系における前記ロボットハンドの慣性力を算出し、
前記力覚センサ座標系の前記力から前記慣性力を減算した修正力を前記ディスプレイに表示する、
請求項３に記載の力情報表示装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記修正力と前記加速度センサによって検出された前記修正力が作用する方向の加速度と重力加速度とに基づいて、前記ロボットハンドに把持されたワークの質量を算出する第２算出処理と、
前記ワークの質量に重力加速度を乗算して前記ワークの重量を算出する第３算出処理と、
を実行する、
請求項４に記載の力情報表示装置。
【請求項６】
加速度センサと、
前記ロボットハンドの質量を予め記憶する記憶部と、を備え、
前記制御部は、前記第１表示処理にて、さらに、
前記信号入力部を介して前記加速度センサから入力された加速度と前記ロボットハンドの質量とから前記力覚センサ座標系における前記ロボットハンドの慣性力を算出する第４算出処理と、
前記力覚センサ座標系の前記力から前記慣性力を減算した修正力を算出する第５算出処理と、
前記力覚センサ座標系の前記修正力と前記モーメントの少なくとも一方と、前記第１算出処理で算出した前記ロボットハンドの変位した角度とに基づいて、前記絶対座標系の力またはモーメントに変換する第１変換処理と、
を実行し、
前記第１変換処理で変換した前記絶対座標系の力またはモーメントをディスプレイに表示する、
請求項１に記載の力情報表示装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記修正力と前記加速度センサによって検出された前記修正力が作用する方向の加速度と重力加速度とに基づいて、前記ロボットハンドに把持されたワークの質量を算出する第６算出処理と、
前記ワークの質量に重力加速度を乗算して前記ワークの重量を算出する第７算出処理と、
を実行する、
請求項６に記載の力情報表示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、力覚センサで検出した力情報を表示する力情報表示装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ダイレクトティーチングが可能な研磨ロボットが記載されている。研磨ロボットは、ロボットアームの先端部にジョイント部を介して、研磨されるワークが取り付けられる。また、ロボットアームとジョイント部との間に力覚センサが取り付けられている旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－４４４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなロボットアームに取り付けられた力覚センサに作用する力とモーメントの少なくとも一方をモニタリングした場合、力覚センサに固定された力覚センサ座標系の座標軸が、大地に固定された絶対座標系の座標軸に対して傾斜する。そのため、力覚センサに作用する力覚センサ座標系の力およびモーメントが、絶対座標系の力およびモーメントと異なり、作業者がワークに作用している絶対座標系の力やモーメントを把握しづらいという問題がある。
【０００５】
本発明の一態様は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、作業者が、ワークに作用している絶対座標系の力やモーメントを容易に把握できる力情報表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る力情報表示装置では、ロボットアームとロボットハンドとの間に配置された力覚センサとジャイロセンサとからそれぞれの検出信号が入力される信号入力部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記信号入力部を介して前記ジャイロセンサから入力された角速度から前記ロボットハンドの変位した角度を算出する第１算出処理と、前記第１算出処理で算出した前記ロボットハンドの変位した角度に基づいて、前記信号入力部を介して前記力覚センサから入力された前記力覚センサに固定された力覚センサ座標系の力とモーメントの少なくとも一方を、大地に固定された絶対座標系の力またはモーメントに変換してディスプレイに表示する第１表示処理、または、前記第１算出処理で算出した前記ロボットハンドの変位した角度に基づいて、前記絶対座標系と前記力覚センサ座標系との関係を前記ディスプレイに表示する第２表示処理と、を実行する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、絶対座標系の力とモーメントの少なくとも一方が、または、絶対座標系と力覚センサ座標系との関係がディスプレイに表示されるため、作業者が、ワークに作用している絶対座標系の力やモーメントを容易に把握できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態１に係る力情報表示システムの概略構成の一例を示す図である。
実施形態１に係る力情報表示装置の電気的構成の一例を示すブロック図である。
実施形態１に係る制御部が実行する第１力情報表示処理の一例を示すフローチャートである。
実施形態１に係る力情報表示装置のディスプレイに表示された表示画面の一例を示す図である。
実施形態２に係る制御部が実行する第２力情報表示処理の一例を示すフローチャートである。
実施形態２に係る力情報表示装置のディスプレイに表示された表示画面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を具体化した実施形態１および実施形態２について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。
【００１０】
［実施形態１］
［力情報表示システム１００の概略構成］
先ず、本開示の実施形態１に係る力情報表示システム１００の概略構成について図１に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る力情報表示システム１００の概略構成の一例を示す図である。図１に示すように、力情報表示システム１００は、力情報表示装置１０と、ロボットアーム３０と、ロボットハンド４０と、力覚センサ５１と、３軸加速度センサ５２と、３軸ジャイロセンサ５３とを備える。なお、ロボットアーム３０は、ダイレクトティーチングやオンラインティーチングなどによるティーチングが可能に構成されている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許