本發(fā)明涉及一種機(jī)器人裝置及機(jī)器人控制裝置。

背景技術(shù)：

近年來，機(jī)器人與使用者位于同一空間的環(huán)境不斷變多?？梢哉J(rèn)為今后看護(hù)用機(jī)器人、產(chǎn)業(yè)用機(jī)器人與作業(yè)者在一起進(jìn)行作業(yè)的狀況會不斷擴(kuò)大。這種機(jī)器人大多具備垂直多關(guān)節(jié)部臂機(jī)構(gòu)。垂直多關(guān)節(jié)部臂機(jī)構(gòu)針對位置要求三自由度(x、y、z)、針對姿勢要求三自由度(、θ、ψ)，通常是利用被稱為根部三軸的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)部j1、j2、j3及被稱為腕部三軸的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)部j4、j5、j6而實(shí)現(xiàn)。例如關(guān)節(jié)部j1、j4、j6應(yīng)用扭轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)部，關(guān)節(jié)部j2、j3、j5應(yīng)用彎曲關(guān)節(jié)部。臂前端裝備有手等末端效應(yīng)器(末端執(zhí)行器)。此末端的位置姿勢控制是通過使用參數(shù)(關(guān)節(jié)角、伸縮長、鏈路長等)的齊次變換矩陣而實(shí)現(xiàn)。

在教學(xué)或看護(hù)等中，要求使用者對垂直多關(guān)節(jié)臂機(jī)構(gòu)操作被稱為懸垂的操作部使前端的手在三維空間移動，或者進(jìn)行變更手的姿勢的操作。該手動操作是以用戶視角(用戶坐標(biāo)系)或手視角(末端坐標(biāo)系)進(jìn)行，因操作目的不同而有并不直觀的情形。使用者坐標(biāo)系是以使用者為基準(zhǔn)的正交三軸的坐標(biāo)系，區(qū)別于作為以機(jī)器人的臂機(jī)構(gòu)為基準(zhǔn)的動作控制的基本的機(jī)器人坐標(biāo)系。末端坐標(biāo)系是在使用者坐標(biāo)系或機(jī)器人坐標(biāo)系之中任意移動、旋轉(zhuǎn)的所謂的移動坐標(biāo)系，例如以設(shè)定在手的前端附近的基準(zhǔn)點(diǎn)為原點(diǎn)利用正交三軸進(jìn)行規(guī)定。

在使手平移移動時采用用戶視角的情形時，是按照用戶的觀察視角指定想要移動的方向(或位置)，因而容易理解。然而，在以用戶視角變更手的姿勢的情形時，需要自行計(jì)算出表現(xiàn)手姿勢的繞使用者坐標(biāo)系的各軸的角度，達(dá)到要求的姿勢需要進(jìn)行多次反復(fù)試驗(yàn)。在手視角的情形時，可利用其末端坐標(biāo)系的各軸進(jìn)行指定，因而姿勢變更的操作變得直觀。然而，在手視角時難以使手平移移動。

這樣，期望提升使用者操作機(jī)器人時的操作性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提升對機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的平移移動、姿勢變更的操作性。

本實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人裝置具備：機(jī)械臂機(jī)構(gòu)，其具有在前端可裝備末端效應(yīng)器的多個關(guān)節(jié)部；操作部，其用于操作末端效應(yīng)器的移動及姿勢變更；及控制部，其依照操作部的操作而控制關(guān)節(jié)部的驅(qū)動?？刂撇繉⒔?jīng)由操作部輸入的平移操作關(guān)聯(lián)在機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的機(jī)器人坐標(biāo)系的正交三軸而移動末端或腕部。將經(jīng)由操作部輸入的末端效應(yīng)器的姿勢變更操作關(guān)聯(lián)在以末端效應(yīng)器的基準(zhǔn)點(diǎn)為原點(diǎn)的末端坐標(biāo)系的正交三軸而變更末端效應(yīng)器的姿勢。在該姿勢變更中，將基準(zhǔn)點(diǎn)的位置維持為姿勢變更操作開始時的機(jī)器人坐標(biāo)系上的位置。

附圖說明

圖1是本實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人裝置的機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的外觀立體圖；

圖2是表示圖1的機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的內(nèi)部構(gòu)造的立體圖；

圖3是通過圖中符號表現(xiàn)來表示圖1的機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的圖；

圖4是本實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人裝置的框圖；

圖5是表示圖4的操作部的操作面的圖；

圖6是具體地表示圖3的末端坐標(biāo)系的圖；

圖7是表示本實(shí)施方式中的末端姿勢的定義的圖；

圖8是表示本實(shí)施方式的平移移動、姿勢變更的控制處理的流程圖；

圖9是表示本實(shí)施方式的平移移動的圖；

圖10是表示本實(shí)施方式的利用末端坐標(biāo)系的側(cè)傾、俯仰、擺動的姿勢變更的圖；

圖11是表示本實(shí)施方式的利用腕部三軸直接旋轉(zhuǎn)指示的姿勢變更的圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對本實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人裝置進(jìn)行說明。在以下的說明中，對具有大致相同的功能及構(gòu)成的構(gòu)成要素標(biāo)注相同符號，且僅在必要的情形時進(jìn)行重復(fù)說明。

圖1是本實(shí)施方式所涉及的機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的外觀立體圖。圖2是表示圖1的機(jī)械臂機(jī)構(gòu)的內(nèi)部構(gòu)造。圖3中通過圖中符號表現(xiàn)來表示機(jī)械臂機(jī)構(gòu)。機(jī)械臂機(jī)構(gòu)200具有大致圓筒形狀的基部1及與基部1連接的臂部2。在機(jī)械臂部2的前端安裝有被稱為末端執(zhí)行器的末端效應(yīng)器3。圖1圖示把可把持住對象物的手部作為末端效應(yīng)器3。末端效應(yīng)器3并不限定于手部，也可為其他工具、或相機(jī)、顯示器。也可在機(jī)械臂部2的前端設(shè)置可更換為任意種類的末端效應(yīng)器3的轉(zhuǎn)接器。

機(jī)械臂部2具有多個、此處為六個關(guān)節(jié)部j1、j2、j3、j4、j5、j6。多個關(guān)節(jié)部j1、j2、j3、j4、j5、j6從基部1依序配設(shè)。一般而言，第一、第二、第三軸ra1、ra2、ra3被稱為根部三軸，第四、第五、第六軸ra4、ra5、ra6被稱為腕部三軸。第一關(guān)節(jié)部j1是以例如被基座面垂直支撐的第一旋轉(zhuǎn)軸ra1為中心的扭轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。第二關(guān)節(jié)部j2是以與第一旋轉(zhuǎn)軸ra1垂直配置的第二旋轉(zhuǎn)軸ra2為中心的彎曲關(guān)節(jié)。第三關(guān)節(jié)部j3是以與第二旋轉(zhuǎn)軸ra2垂直配置的第三軸(移動軸)ra3為中心而直線伸縮的關(guān)節(jié)。第四關(guān)節(jié)部j4是以與第三移動軸ra3一致的第四旋轉(zhuǎn)軸ra4為中心的扭轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，第五關(guān)節(jié)部j5是以與第四旋轉(zhuǎn)軸ra4正交的第五旋轉(zhuǎn)軸ra5為中心的彎曲關(guān)節(jié)。第六關(guān)節(jié)部j6是以與第四旋轉(zhuǎn)軸ra4正交、且與第五旋轉(zhuǎn)軸ra5垂直配置的第六旋轉(zhuǎn)軸ra6為中心的彎曲關(guān)節(jié)。

通過第一關(guān)節(jié)部j1的扭動旋轉(zhuǎn)，臂部2與手部3一起旋轉(zhuǎn)。通過第二關(guān)節(jié)部j2的彎曲旋轉(zhuǎn)，臂部2與手部3一起以第二關(guān)節(jié)部j2的第二旋轉(zhuǎn)軸ra2為中心進(jìn)行起伏移動。形成基部1的臂支撐體(第一支撐體)11a具有以第一關(guān)節(jié)部j1的旋轉(zhuǎn)軸ra1為中心形成的圓筒形狀的中空構(gòu)造。第一關(guān)節(jié)部j1安裝在未圖示的固定臺。當(dāng)?shù)谝魂P(guān)節(jié)部j1旋轉(zhuǎn)時，第一支撐體11a與臂部2的旋旋一起進(jìn)行軸旋轉(zhuǎn)。另外，第一支撐體11a也可固定在接地層。在此情形時，設(shè)為與第一支撐體11a分開而臂部2獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造。在第一支撐體11a的上部連接有第二支撐部11b。

第二支撐部11b具有與第一支撐部11a連續(xù)的中空構(gòu)造。第二支撐部11b的一端安裝在第一關(guān)節(jié)部j1的旋轉(zhuǎn)部。第二支撐部11b的另一端開放，第三支撐部11c轉(zhuǎn)動自如地嵌入第二關(guān)節(jié)部j2的旋轉(zhuǎn)軸ra2。第三支撐部11c具有與第一支撐部11a及第二支撐部連通的鱗狀的中空構(gòu)造。第三支撐部11c伴隨第二關(guān)節(jié)部j2的彎曲旋轉(zhuǎn)而其后部被收納在第二支撐部11b并被送出。構(gòu)成臂部2的直動關(guān)節(jié)部的第三關(guān)節(jié)部j3的后部通過其收縮而被收納在第一支撐部11a與第二支撐部11b連續(xù)的中空構(gòu)造的內(nèi)部。

第一關(guān)節(jié)部j1由圓環(huán)形狀的固定部及旋轉(zhuǎn)部構(gòu)成，且在固定部被固定在未圖示的基座。在旋轉(zhuǎn)部安裝有第一支撐部11a及第二支撐部11b。當(dāng)?shù)谝魂P(guān)節(jié)部j1旋轉(zhuǎn)時，第一、第二、第三支撐體11a、11b、11c以第一旋轉(zhuǎn)軸ra1為中心而與臂部2及手部3一起旋轉(zhuǎn)。

第三支撐部11c是其后端下部以旋轉(zhuǎn)軸ra2為中心轉(zhuǎn)動自如地嵌入至第二支撐部11b的開放端下部。由此，構(gòu)成作為以旋轉(zhuǎn)軸ra2為中心的彎曲關(guān)節(jié)部的第二關(guān)節(jié)部j2。當(dāng)?shù)诙P(guān)節(jié)部j2轉(zhuǎn)動時，臂部2與手部3一起以第二關(guān)節(jié)部j2的旋轉(zhuǎn)軸ra2為中心朝垂直方向轉(zhuǎn)動、即進(jìn)行起伏動作。

如上所述，作為直動伸縮關(guān)節(jié)部的第三關(guān)節(jié)部j3是構(gòu)成臂部2的主要構(gòu)成部分。在臂部2的前端設(shè)有所述手部3。通過第一至第六關(guān)節(jié)部j1-j6的旋轉(zhuǎn)、彎曲、伸縮，可將手部3的2指手16配置為任意的位置、姿勢。特別是，第三關(guān)節(jié)部j3的直動伸縮距離的長度可實(shí)現(xiàn)手部3對基部1的附近位置至遠(yuǎn)距離位置的大范圍的對象的作用。

第三關(guān)節(jié)部j3的特征為通過構(gòu)成的直動伸縮臂機(jī)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)直動伸縮距離的長度。直動伸縮距離的長度是通過圖2所示的構(gòu)造達(dá)成。直動伸縮機(jī)構(gòu)具有第一連結(jié)鏈節(jié)排21及第二連結(jié)鏈節(jié)排20。在臂部2水平配置的基準(zhǔn)姿勢下，第一連結(jié)鏈節(jié)排21位于第二連結(jié)鏈節(jié)排20的下部，第二連結(jié)鏈節(jié)排20位于第一連結(jié)鏈節(jié)排21的上部。第一連結(jié)鏈節(jié)排21具有相同的剖面コ字形狀，包含通過銷而在背面部位排狀連結(jié)的多個第一連結(jié)鏈節(jié)23。具備如下性質(zhì)：因利用第一連結(jié)鏈節(jié)23的剖面形狀及銷實(shí)現(xiàn)的鏈接位置，而第一連結(jié)鏈節(jié)排21可向其背面方向彎曲但無法反過來朝表面方向彎曲。第二連結(jié)鏈節(jié)排20具有寬度與第一連結(jié)鏈節(jié)23大致相等的大致平板形狀，包含以在背面方向及表面方向均可彎曲的狀態(tài)利用銷排狀連結(jié)的多個第二連結(jié)鏈節(jié)22。第一連結(jié)鏈節(jié)排21是通過結(jié)合鏈節(jié)26而與第二連結(jié)鏈節(jié)排20在前端部結(jié)合。結(jié)合鏈節(jié)26具有第一連結(jié)鏈節(jié)23與第二連結(jié)鏈節(jié)22成為一體的形狀。結(jié)合鏈節(jié)26為始端，第二連結(jié)鏈節(jié)排20與第一連結(jié)鏈節(jié)排21同時從第三支撐部11c被送出時，第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20相互接合。第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20是通過結(jié)合鏈節(jié)26而在前端部結(jié)合，各自的后部被保持在第三支撐持體11c的內(nèi)部防止脫出，由此保持接合狀態(tài)。當(dāng)?shù)谝贿B結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20保持接合狀態(tài)時，第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20的彎曲被限制，由此由第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20構(gòu)成具備一定剛性的柱狀體。當(dāng)?shù)谝贿B結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20相互分離時，彎曲限制被解除，分別恢復(fù)成可彎曲的狀態(tài)。第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20是在第三支撐體11c的開口附近接合并被送出。第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20是在第三支撐體11c的內(nèi)部分離，分別變成可彎曲的狀態(tài)。第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20單獨(dú)地彎曲，且在第一支撐體11a的內(nèi)部單獨(dú)地被收納。

如圖2所示，在第二連結(jié)鏈節(jié)22的內(nèi)側(cè)分別形成有線性齒輪22a。線性齒輪22a在第二連結(jié)鏈節(jié)22成直線狀時連結(jié)，而構(gòu)成連續(xù)的線性齒輪。第二連結(jié)鏈節(jié)22在第三支撐體11c內(nèi)是被夾持在未圖示的輥與驅(qū)動齒輪之間。線性齒輪22a嚙合在驅(qū)動齒輪。驅(qū)動齒輪通過馬達(dá)m1而正向旋轉(zhuǎn)，由此第二連結(jié)鏈節(jié)排20與第一連結(jié)鏈節(jié)排21一起從第三支撐體11c被送出。此時，第一連結(jié)鏈節(jié)排21與第二連結(jié)鏈節(jié)排20是被設(shè)在第三支撐體11c的開口附近的一對上下輥夾持，相互擠壓而接合，在該狀態(tài)下沿著第三移動軸ra3直線地被送出。驅(qū)動齒輪通過馬達(dá)m1而逆向旋轉(zhuǎn)，由此第二連結(jié)鏈節(jié)排20與第一連結(jié)鏈節(jié)排21在第三支撐體11c的內(nèi)部在上下輥的后方解除接合狀態(tài)而相互分離。分離后的第二連結(jié)鏈節(jié)排20與第一連結(jié)鏈節(jié)排21分別變成可彎曲的狀態(tài)，被設(shè)在第二、第三支撐體11b、11c的內(nèi)部的導(dǎo)軌引導(dǎo)，朝沿著第一旋轉(zhuǎn)軸ra1的方向彎曲，并被收納至第一支撐體11a的內(nèi)部。

如圖1所示，手部3配備在臂部2的前端。手部3是通過第一、第二、第三關(guān)節(jié)部j1、j2、j3而移動至任意位置，通過第四、第五、第六關(guān)節(jié)部j4、j5、j6而配置成任意姿勢。手部3具有開閉的兩個指部16a、16b。第四關(guān)節(jié)部j4是具有與沿著臂部2的伸縮方向的臂部2的中心軸、即第三關(guān)節(jié)部j3的移動軸ra3典型一致的旋轉(zhuǎn)軸ra4的扭轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。如果第四關(guān)節(jié)部j4旋轉(zhuǎn)，則手部3從第四關(guān)節(jié)部j4朝前端以旋轉(zhuǎn)軸ra4為中心旋轉(zhuǎn)。

第五關(guān)節(jié)部j5是具有與第四關(guān)節(jié)部j4的移動軸ra4正交的旋轉(zhuǎn)軸ra5的彎曲關(guān)節(jié)部。如果第五關(guān)節(jié)部旋轉(zhuǎn)，則手部16從第五關(guān)節(jié)部j5朝前端上下轉(zhuǎn)動。第六關(guān)節(jié)部j6是具有與第四關(guān)節(jié)部j4的旋轉(zhuǎn)軸ra4正交、與第五關(guān)節(jié)部j5的旋轉(zhuǎn)軸ra5垂直的旋轉(zhuǎn)軸ra6的彎曲關(guān)節(jié)。如果第六關(guān)節(jié)部j6旋轉(zhuǎn)則手部16左右旋轉(zhuǎn)。

圖3利用圖中符號表現(xiàn)來表示圖1的機(jī)械臂機(jī)構(gòu)。機(jī)械臂機(jī)構(gòu)通過構(gòu)成根部三軸的第一關(guān)節(jié)部j1、第二關(guān)節(jié)部j2及第三關(guān)節(jié)部j3、以及構(gòu)成腕部三軸的第四關(guān)節(jié)部j4、第五關(guān)節(jié)部j5及第六關(guān)節(jié)部j6，實(shí)現(xiàn)三個位置自由度及三個姿勢自由度。第一關(guān)節(jié)部j1配設(shè)在第一支撐部11a與第二支撐部11b之間，構(gòu)成為以旋轉(zhuǎn)軸ra1為中心的扭轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。旋轉(zhuǎn)軸ra1與設(shè)置有第一關(guān)節(jié)部j1的固定部的基座的基準(zhǔn)面bp垂直地配置。規(guī)定z軸與旋轉(zhuǎn)軸ra1平行。規(guī)定以z軸為中心的正交三軸的機(jī)器人坐標(biāo)系(xb、yb、zb)。

第二關(guān)節(jié)部j2構(gòu)成為以旋轉(zhuǎn)軸ra2為中心的彎曲關(guān)節(jié)。第二關(guān)節(jié)部j2的旋轉(zhuǎn)軸ra2設(shè)為與空間坐標(biāo)系上的yb軸平行。第二關(guān)節(jié)部j2的旋轉(zhuǎn)軸ra2設(shè)為與第一關(guān)節(jié)部j1的旋轉(zhuǎn)軸ra1垂直的朝向。再者，第二關(guān)節(jié)部j2相對于第一關(guān)節(jié)部j1而朝第一旋轉(zhuǎn)軸ra1的方向(zb軸方向)及與第一旋轉(zhuǎn)軸ra1垂直的yb軸方向的2方向偏移。

以第二關(guān)節(jié)部j2相對于第一關(guān)節(jié)部j1朝所述2方向偏移的方式，將第二支撐體11b安裝在第一支撐體11a。在第一關(guān)節(jié)部j1連接第二關(guān)節(jié)部j2的虛設(shè)的臂桿部分(鏈路部分)具有前端彎成直角的兩個鉤形狀體組合而成的曲柄形狀。該虛設(shè)的臂桿部分是由具有中空構(gòu)造的第一、第二支撐體11a、11b構(gòu)成。

第三關(guān)節(jié)部j3是構(gòu)成為以移動軸ra3為中心的直動關(guān)節(jié)。第三關(guān)節(jié)部j3的移動軸ra3是設(shè)為與第二關(guān)節(jié)部j2的旋轉(zhuǎn)軸ra2垂直的朝向。在第二關(guān)節(jié)部j2的旋轉(zhuǎn)角為零度、且臂部2的起伏角為零度且臂部2水平的基準(zhǔn)姿勢下，第三關(guān)節(jié)部j3的移動軸ra3是設(shè)在與第二關(guān)節(jié)部j2的旋轉(zhuǎn)軸ra2垂直且與第一關(guān)節(jié)部j1的旋轉(zhuǎn)軸ra1也垂直的方向。在空間坐標(biāo)系上，第三關(guān)節(jié)部j3的移動軸ra3是設(shè)為與和yb軸及zb軸垂直的xb軸平行。再者，第三關(guān)節(jié)部j3相對于第二關(guān)節(jié)部j2而朝向其旋轉(zhuǎn)軸ra2的方向(yb軸方向)、及與移動軸ra3正交的zb軸的方向的2方向偏移。以第三關(guān)節(jié)部j3相對第二關(guān)節(jié)部j2朝所述2方向偏移的方式，將第三支撐體11c安裝在第二支撐體11b。在第二關(guān)節(jié)部j2連接第三關(guān)節(jié)部j3的虛設(shè)的臂桿部分(鏈路部分)具有前端垂直彎曲的鉤形狀體。該虛設(shè)的臂桿部分是由第二、第三支撐體11b、11c構(gòu)成。

第四關(guān)節(jié)部j4是構(gòu)成為以旋轉(zhuǎn)軸ra4為中心的扭轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。第四關(guān)節(jié)部j4的旋轉(zhuǎn)軸ra4是以與第三關(guān)節(jié)部j3的移動軸ra3大致一致的方式配置。第五關(guān)節(jié)部j5是構(gòu)成為以旋轉(zhuǎn)軸ra5為中心的彎曲關(guān)節(jié)。第五關(guān)節(jié)部j5的旋轉(zhuǎn)軸ra5是以與第三關(guān)節(jié)部j3的移動軸ra3及第四關(guān)節(jié)部j4的旋轉(zhuǎn)軸ra4大致正交的方式配置。第六關(guān)節(jié)部j6是構(gòu)成為以旋轉(zhuǎn)軸ra6為中心的扭轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。第六關(guān)節(jié)部j6的旋轉(zhuǎn)軸ra6是以與第四關(guān)節(jié)部j4的旋轉(zhuǎn)軸ra4及第五關(guān)節(jié)部j5的旋轉(zhuǎn)軸ra5大致正交的方式配置。第六關(guān)節(jié)部j6是用于使作為末端效應(yīng)器的手部3旋轉(zhuǎn)而設(shè)置，可作為其旋轉(zhuǎn)軸ra6與第四關(guān)節(jié)部j4的旋轉(zhuǎn)軸ra4及第五關(guān)節(jié)部j5的旋轉(zhuǎn)軸ra5大致正交的彎曲關(guān)節(jié)而安裝。

這樣，將多個關(guān)節(jié)部j1-j6的根部三軸中的一個彎曲關(guān)節(jié)部換成直動關(guān)節(jié)部，使第二關(guān)節(jié)部j2相對于第一關(guān)節(jié)部j1朝2方向偏移，并使第三關(guān)節(jié)部j3相對于第二關(guān)節(jié)部j2朝2方向偏移，由此實(shí)現(xiàn)從構(gòu)造上消除奇點(diǎn)姿勢。

圖4表示本實(shí)施方式所涉及的機(jī)器人裝置的框圖。臂機(jī)構(gòu)100的關(guān)節(jié)部j1、j2、j3、j4、j5、j6分別設(shè)有例如步進(jìn)馬達(dá)作為致動器。同樣地，在手部3也設(shè)有步進(jìn)馬達(dá)作為致動器。這些步進(jìn)馬達(dá)分別連接有馬達(dá)驅(qū)動器201、203、205、207、209、211、213。關(guān)節(jié)部j1、j2、j3、j4、j5、j6的關(guān)節(jié)角、伸縮距離、手開閉角是根據(jù)例如設(shè)在各個步進(jìn)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)的編碼器202、204、206、208、210、212、214的輸出脈沖的計(jì)數(shù)而測定。

機(jī)器人控制裝置100是以系統(tǒng)控制部100為中心經(jīng)由控制/數(shù)據(jù)總線109將各部連接而成。機(jī)器人控制裝置100連接有供操作者經(jīng)由操作部接口102手動操作手部3的移動、姿勢的變更的操作部300。當(dāng)前位置、當(dāng)前姿勢計(jì)算處理部105基于與編碼器202、204、206、208、210、212的輸出脈沖累積値相應(yīng)的關(guān)節(jié)部j1、j2、j3、j4、j5、j6的關(guān)節(jié)角、伸縮長(θ1、θ2、d3、θ4、θ5、θ6)，計(jì)算基準(zhǔn)坐標(biāo)系(機(jī)器人坐標(biāo)系/使用者坐標(biāo)系)上的末端基準(zhǔn)點(diǎn)/腕部基準(zhǔn)點(diǎn)的當(dāng)前位置與手部3的當(dāng)前姿勢。另外，在本實(shí)施方式中，使用者可任意地選擇機(jī)器人坐標(biāo)系與使用者坐標(biāo)系的一方作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系，且使用者可任意地選擇末端與腕部的一方作為平移移動的著眼點(diǎn)。

如圖3所示，機(jī)器人坐標(biāo)系σb是以第一關(guān)節(jié)部j1的旋轉(zhuǎn)軸ra1上的任意位置為原點(diǎn)，將旋轉(zhuǎn)軸ra1設(shè)為zb軸，以與zb軸正交的方式規(guī)定xb軸、yb軸。用戶坐標(biāo)系σu是以操作機(jī)器人裝置的用戶為基準(zhǔn)的正交三軸坐標(biāo)系(xu、yu、zu)，定義使用者坐標(biāo)系σu與機(jī)器人坐標(biāo)系σb的關(guān)系的齊次變換矩陣tbu，可通過現(xiàn)有的傳感器技術(shù)測量使用者坐標(biāo)系σu的相對于機(jī)器人坐標(biāo)系σb的位置關(guān)系及旋轉(zhuǎn)關(guān)系的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算，也可固定地使用當(dāng)用戶的位置相對于機(jī)器人裝置的位置及姿勢固定時預(yù)先計(jì)算的齊次變換矩陣tbu。如圖6所示，作為末端坐標(biāo)系σh，以手部3的前端的2指尖間中心位置(稱為末端基準(zhǔn)點(diǎn))為原點(diǎn)，將手部3的前后方向設(shè)為xh軸，規(guī)定zh軸與旋轉(zhuǎn)軸ra6平行，且規(guī)定與這些2軸正交的yh軸。

所謂末端姿勢，如圖7所示，是作為相對于末端坐標(biāo)系σh的基準(zhǔn)坐標(biāo)系σ0(機(jī)器人坐標(biāo)系σb或使用者坐標(biāo)系σu)的正交三軸繞各者的旋轉(zhuǎn)角(繞x0軸的旋轉(zhuǎn)角繞y0軸的旋轉(zhuǎn)角θ、繞z0軸的旋轉(zhuǎn)角ψ)而被提供。作為腕部坐標(biāo)系σw，是以第四關(guān)節(jié)部j4的旋轉(zhuǎn)軸ra4上即第四關(guān)節(jié)部j4的后方位置(稱為腕部基準(zhǔn)點(diǎn))為原點(diǎn)，將旋轉(zhuǎn)軸ra4設(shè)定為xw軸，將第五關(guān)節(jié)部j5的旋轉(zhuǎn)軸ra5平行地設(shè)定為yw軸，且規(guī)定與這些2軸正交的zw軸。

從機(jī)器人坐標(biāo)系σb觀察的末端坐標(biāo)系σh的位置、姿勢是通過齊次變換矩陣tbh(參數(shù)(θ1、θ2、d3、θ4、θ5、θ6))而獲得，從機(jī)器人坐標(biāo)系σb觀察的腕部坐標(biāo)系σw的位置、姿勢是通過齊次變換矩陣tbw(參數(shù)(θ1、θ2、d3))而獲得。機(jī)器人坐標(biāo)系σb上的末端基準(zhǔn)點(diǎn)的位置(末端坐標(biāo)系σh的原點(diǎn))及末端姿勢是通過齊次變換矩陣tbh，利用此時的參數(shù)(θ1、θ2、d3、θ4、θ5、θ6)而由當(dāng)前位置/當(dāng)前姿勢計(jì)算處理部105計(jì)算。機(jī)器人坐標(biāo)系σb上的腕部基準(zhǔn)點(diǎn)的位置(末端坐標(biāo)系σw的原點(diǎn))是通過齊次變換矩陣tbw，利用此時的參數(shù)(θ1、θ2、d3)而由當(dāng)前位置/當(dāng)前姿勢計(jì)算處理部105計(jì)算。同樣地，使用者坐標(biāo)系σu上的末端基準(zhǔn)點(diǎn)的位置及末端姿勢是通過齊次變換矩陣tuh，利用此時的參數(shù)(θ1、θ2、d3、θ4、θ5、θ6)而由當(dāng)前位置/當(dāng)前姿勢計(jì)算處理部105計(jì)算。使用者坐標(biāo)系σu上的腕部基準(zhǔn)點(diǎn)的位置是通過齊次變換矩陣tuw，利用此時的參數(shù)(θ1、θ2、d3)而由當(dāng)前位置/當(dāng)前姿勢計(jì)算處理部105計(jì)算。

所謂平移移動，著眼于末端時是指如下活動：在使用者維持作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系被選擇的機(jī)器人坐標(biāo)系σb或使用者坐標(biāo)系σu上的平移移動操作開始時的末端姿勢的狀態(tài)下，末端沿著該基準(zhǔn)坐標(biāo)系的正交三軸的各軸移動。著眼于腕部時，平移移動是指腕部沿著機(jī)器人坐標(biāo)系σb或使用者坐標(biāo)系σu上的正交三軸的各軸而移動的活動，在該情形時并不進(jìn)行末端姿勢的維持控制，末端姿勢是伴隨腕部的移動而變化。另外，也可以如下方式控制：在腕部平移移動時，也與末端平移移動的情形同樣地維持末端姿勢。

末端或腕部的移動在所必需的計(jì)算處理上是對末端基準(zhǔn)點(diǎn)或腕部基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行處理。將機(jī)器人坐標(biāo)系σb或使用者坐標(biāo)系σu上的末端基準(zhǔn)點(diǎn)的當(dāng)前位置表述為(xh(1)、yh(1)、zh(1))，將移動目標(biāo)位置表述為(xh(2)、yh(2)、zh(2))。另外，將機(jī)器人坐標(biāo)系σb或使用者坐標(biāo)系σu上的當(dāng)前的末端姿勢表述為(、θh(1)、ψh(1)。將機(jī)器人坐標(biāo)系σb或使用者坐標(biāo)系σu上的末端的目標(biāo)姿勢表述為(、θh(2)、ψh(2))。另外，在平移移動中，是在移動期間將末端姿勢維持為移動操作開始時的姿勢(、θh(1)、ψh(1))。在著眼于腕部而平移移動時，即選擇腕部基準(zhǔn)點(diǎn)作為計(jì)算處理上的基準(zhǔn)時，將腕部基準(zhǔn)點(diǎn)的當(dāng)前位置表述為(xw(1)、yw(1)、zw(1))，將移動目標(biāo)位置表述為(xw(2)、yw(2)、zw(2))。在平移移動中，著眼于末端而平移移動時，即選擇末端基準(zhǔn)點(diǎn)作為計(jì)算處理上的基準(zhǔn)時，在移動期間將末端姿勢維持為移動操作開始時的姿勢(、θh(1)、ψh(1))。然而，在選擇腕部基準(zhǔn)點(diǎn)作為移動基準(zhǔn)時，在移動期間不進(jìn)行末端姿勢的控制，即不實(shí)施腕部三軸的關(guān)節(jié)部j4、j5、j6的旋轉(zhuǎn)控制，由此隨著腕部的移動而末端姿勢在機(jī)器人坐標(biāo)系σb或使用者坐標(biāo)系σu上變化。

在本實(shí)施方式中，姿勢變更準(zhǔn)備有兩種。準(zhǔn)備第一樣式及第二樣式，所述第一樣式是在末端位置即末端坐標(biāo)系σh的原點(diǎn)被固定在基準(zhǔn)坐標(biāo)系上的狀態(tài)下，在基準(zhǔn)坐標(biāo)系上末端坐標(biāo)系σh繞xh軸旋轉(zhuǎn)(側(cè)傾α)、繞yh軸旋轉(zhuǎn)(俯仰β)、繞zh軸旋轉(zhuǎn)(擺動γ)，由此末端姿勢變化，所述第二樣式是通過使腕部三軸的關(guān)節(jié)部j4、j5、j6直接旋轉(zhuǎn)而最終末端姿勢變化。在前者的第一樣式下，對末端坐標(biāo)系σh的xh軸、yh軸、zh軸相關(guān)的旋轉(zhuǎn)矩陣應(yīng)用與使用者指定的旋轉(zhuǎn)軸(xh軸、yh軸或zh軸)相關(guān)的單位角度(側(cè)傾δα、俯仰δβ或擺動δγ)，由此將機(jī)器人坐標(biāo)系σb或使用者坐標(biāo)系σu上的當(dāng)前的末端姿勢(、θh(1)、ψh(1))變換為微小單位時間后的末端的目標(biāo)姿勢(、θh(2)、ψh(2))。當(dāng)使用者持續(xù)進(jìn)行姿勢變更操作時，整個持續(xù)期間反復(fù)進(jìn)行該單位旋轉(zhuǎn)處理。姿勢變更計(jì)算處理部107在持續(xù)期間反復(fù)執(zhí)行用于實(shí)現(xiàn)如上所述的姿勢變更的目標(biāo)姿勢計(jì)算處理。在該樣式下，維持姿勢變更操作開始時的末端基準(zhǔn)點(diǎn)/腕部基準(zhǔn)點(diǎn)的位置(xh(1)、yh(1)、zh(1))。

在后者的第二樣式下，操作量/關(guān)節(jié)角度變換處理部108在使用者對腕部三軸的關(guān)節(jié)部j4、j5、j6的任一者指示旋轉(zhuǎn)的期間，每隔單位時間反復(fù)輸出對關(guān)節(jié)部j4、j5、j6的各者預(yù)先賦予的單位旋轉(zhuǎn)角。在該樣式下末端基準(zhǔn)點(diǎn)的位置(xh(1)、yh(1)、zh(1))是隨著旋轉(zhuǎn)而變化。

位置、姿勢/關(guān)節(jié)角度、伸縮長變換處理部104通過例如逆運(yùn)動學(xué)的代數(shù)的解法，將平移移動計(jì)算處理部106或姿勢變更計(jì)算處理部107所計(jì)算的末端基準(zhǔn)點(diǎn)或腕部基準(zhǔn)點(diǎn)的目標(biāo)位置、末端的目標(biāo)姿勢，變換為實(shí)現(xiàn)其關(guān)節(jié)部j1、j2、j3、j4、j5、j6的關(guān)節(jié)角、伸縮長(θ1、θ2、d3、θ4、θ5、θ6)。驅(qū)動器控制部103將從位置、姿勢/關(guān)節(jié)角度、伸縮長變換處理部104賦予的關(guān)節(jié)部j1、j2、j3、j4、j5、j6的關(guān)節(jié)角、伸縮長(θ1、θ2、d3、θ4、θ5、θ6)的各個當(dāng)前值的變化量，變換為指令值(脈沖數(shù)等)并供給至各個馬達(dá)驅(qū)動器201、203、205、207、209、211。依照指令值從馬達(dá)驅(qū)動器201、203、205、207、209、211向各個步進(jìn)馬達(dá)供給脈沖，使其以預(yù)定的角度旋轉(zhuǎn)，且以預(yù)定的長度伸縮。由此，末端或腕部移動至其目標(biāo)位置，手部3變化為目標(biāo)姿勢。另一方面，由于從操作量/關(guān)節(jié)角度變換處理部108向驅(qū)動器控制部103直接賦予旋轉(zhuǎn)角度，因而驅(qū)動器控制部103將此旋轉(zhuǎn)角度變換為指令值并供給至各個馬達(dá)驅(qū)動器207、209、211。依照該指令值，從馬達(dá)驅(qū)動器207、209、211向各個步進(jìn)馬達(dá)供給脈沖，構(gòu)成腕部三軸的關(guān)節(jié)部j4、j5、j6分別以單位角度旋轉(zhuǎn)。在使用者操作期間，反復(fù)進(jìn)行該旋轉(zhuǎn)。

另外，關(guān)于使用者的姿勢指定，將末端坐標(biāo)系σh有意識地以繞各軸的3部分(α、β、γ)進(jìn)行輸入直觀且有利，但在姿勢計(jì)算處理上與用3部分(δα、δβ、δγ)表現(xiàn)相比，更有效地是利用被稱為歐拉的四維表現(xiàn)進(jìn)行計(jì)算。眾所周知，該情形時,定義作為一軸的合成旋轉(zhuǎn)軸，該合成旋轉(zhuǎn)軸并非通過基準(zhǔn)坐標(biāo)系內(nèi)的末端坐標(biāo)系σh的各軸的旋轉(zhuǎn)角(、θ、ψ)而是通過三軸的旋轉(zhuǎn)角(、θ、ψ)來決定姿勢，并利用此合成旋轉(zhuǎn)軸及所述繞軸的旋轉(zhuǎn)角來表現(xiàn)歐拉。也可利用歐拉表現(xiàn)末端姿勢而處理姿勢計(jì)算。

另外，末端、姿勢的移動控制并不限定于求出目標(biāo)位置、姿勢并通過逆運(yùn)動學(xué)計(jì)算導(dǎo)出實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)位置、姿勢的各關(guān)節(jié)角、伸縮長的手法，也可使用根據(jù)表示末端的位置、姿勢的向量的關(guān)節(jié)角度利用偏微分賦予的雅可比的逆矩陣，根據(jù)末端位置、姿勢的微小變化求出關(guān)節(jié)角、伸縮長的微小變化，而執(zhí)行末端、姿勢的移動控制。

圖5是表示操作部300的構(gòu)成例。操作部300裝備有供使用者任意選擇機(jī)器人坐標(biāo)系與使用者坐標(biāo)系的一方作為所述基準(zhǔn)坐標(biāo)系的按鈕(341、342)、供使用者任意選擇末端基準(zhǔn)點(diǎn)與腕部基準(zhǔn)點(diǎn)的一方作為平移移動的著眼點(diǎn)的按鈕(343、344)、及對應(yīng)平移移動的各朝向而設(shè)置的操作按鈕(301-306)、對應(yīng)第一樣式的姿勢變更的旋轉(zhuǎn)軸及旋轉(zhuǎn)方向而設(shè)置的操作按鈕(311-316)、對應(yīng)第二樣式的姿勢變更的關(guān)節(jié)部(j4-j6)及旋轉(zhuǎn)方向而設(shè)置的操作按鈕(321-326)、以及手部3的開閉按鈕(331、332)。這些操作按鈕(301-306)、(311-316)、(321-326)、(331、332)、(341-344)可通過物理按鈕安裝而構(gòu)成，也可通過裝備有觸控面板的顯示器而構(gòu)成。

圖8是表示本實(shí)施方式的平移移動、末端姿勢變更的控制處理的流程圖。首先，選擇操作部300的按鈕341、342的一者按下。由此，選擇機(jī)器人坐標(biāo)系與使用者坐標(biāo)系的一方作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系。另外，選擇按鈕343、344的一者按下。由此選擇末端基準(zhǔn)點(diǎn)與腕部基準(zhǔn)點(diǎn)的一者作為平移移動的著眼點(diǎn)。對選擇機(jī)器人坐標(biāo)系作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系、選擇末端基準(zhǔn)點(diǎn)作為平移移動的著眼點(diǎn)的情形進(jìn)行說明。系統(tǒng)控制部101等待用戶對用于操作部300的平移移動的操作按鈕(301-306)、用于第一樣式的姿勢變更的操作按鈕(311-316)、用于第二樣式的姿勢變更的操作按鈕(321-326)的操作(步驟s12、s17、s22、s24)。

如圖9所示，當(dāng)用于平移移動的操作按鈕(301-306)的任一者被按下時(s12)，基于系統(tǒng)控制部101的控制，通過當(dāng)前位置、當(dāng)前姿勢計(jì)算處理部105，基于編碼器202、204、206、208、210、212的輸出脈沖累積值而計(jì)算關(guān)節(jié)部j1、j2、j3、j4、j5、j6的關(guān)節(jié)角、伸縮長(θ1、θ2、d3、θ4、θ5、θ6)，并基于這些計(jì)算基準(zhǔn)坐標(biāo)系(這里為機(jī)器人坐標(biāo)系)上的末端基準(zhǔn)點(diǎn)/腕部基準(zhǔn)點(diǎn)(此處為末端基準(zhǔn)點(diǎn))的當(dāng)前位置(xh(1)、yh(1)、zh(1))與手部3的當(dāng)前姿勢(、θh(1)、ψh(1))(s13)。

通過平移移動計(jì)算處理部106，計(jì)算在機(jī)器人坐標(biāo)系σb上的末端基準(zhǔn)點(diǎn)的當(dāng)前位置(xh(1)、yh(1)、zh(1))，針對與用戶操作的操作按鈕(301-306)的任一者相應(yīng)的機(jī)器人坐標(biāo)系σb的正交三軸的一軸的極性(+xb、-xb、+yb、-yb、+zb、-zb)而加上既定的單位距離(δx、δy、δz)所得的移動目標(biāo)位置(xh(2)、yh(2)、zh(2))(s14)。將所計(jì)算的移動目標(biāo)位置(xh(2)、yh(2)、zh(2))的數(shù)據(jù)與平移操作開始時的當(dāng)前姿勢(、θh(1)、ψh(1))的數(shù)據(jù)一起發(fā)送到位置、姿勢/關(guān)節(jié)角度、伸縮長變換處理部104。在位置、姿勢/關(guān)節(jié)角度、伸縮長變換處理部104中，計(jì)算實(shí)現(xiàn)移動目標(biāo)位置(xh(2)、yh(2)、zh(2))及平移操作開始時的當(dāng)前姿勢(、θh(1)、ψh(1))的關(guān)節(jié)部j1、j2、j3、j4、j5、j6的關(guān)節(jié)角、伸縮長(θ1、θ2、d3、θ4、θ5、θ6)(s15)。在驅(qū)動器控制部103中，根據(jù)從位置、姿勢/關(guān)節(jié)角度、伸縮長變換處理部104賦予的關(guān)節(jié)部j1、j2、j3、j4、j5、j6的關(guān)節(jié)角、伸縮長(θ1、θ2、d3、θ4、θ5、θ6)的各個當(dāng)前值的變化量，生成指令值(脈沖數(shù)等)，并供給至各個馬達(dá)驅(qū)動器201、203、205、207、209、211(s16)。通過馬達(dá)驅(qū)動器201、203、205、207、209、211的脈沖驅(qū)動關(guān)節(jié)部j1、j2、j3、j4、j5、j6的步進(jìn)馬達(dá)，使關(guān)節(jié)部j1、j2、j3、j4、j5、j6旋轉(zhuǎn)、伸縮。由此，在維持機(jī)器人坐標(biāo)系σb上的平移移動操作開始時的末端姿勢(、θh(1)、ψh(1))的狀態(tài)下，末端或腕部與機(jī)器人坐標(biāo)系σb上的正交三軸的任一者平行地移動。步驟s13-s16在用戶按下操作按鈕(301-306)的任一者的整個期間反復(fù)進(jìn)行。當(dāng)末端移動時，維持末端姿勢。當(dāng)腕部移動時不進(jìn)行末端姿勢的維持控制。另外，腕部移動時也可與末端姿勢的移動同樣地控制為維持末端姿勢。當(dāng)選擇使用者坐標(biāo)系σu作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系時除了移動軸不同以外也進(jìn)行相同的處理，該情形時在維持使用者坐標(biāo)系σu上的末端姿勢的狀態(tài)下，末端與使用者坐標(biāo)系σu的各軸平行地移動。

其次，當(dāng)用于第一樣式的姿勢變更的操作按鈕(311-316)的任一者被按下時(s17)，基于系統(tǒng)控制部101的控制，通過當(dāng)前位置、當(dāng)前姿勢計(jì)算處理部105計(jì)算機(jī)器人坐標(biāo)系上的末端基準(zhǔn)點(diǎn)的當(dāng)前位置(xh(1)、yh(1)、zh(1))及手部3的當(dāng)前姿勢(、θh(1)、ψh(1))(s18)。操作按鈕311、312是對應(yīng)于繞yh軸的(+)/(-)的旋轉(zhuǎn)(俯仰β)，操作按鈕313、314是對應(yīng)于繞zh軸的(+)/(-)的旋轉(zhuǎn)(擺動γ)，操作按鈕315、316是對應(yīng)于繞末端坐標(biāo)系σh的xh軸的(+)/(-)的旋轉(zhuǎn)(側(cè)傾α)。通過姿勢變更計(jì)算處理部107對末端坐標(biāo)系σh的xh軸、yh軸、zh軸相關(guān)的旋轉(zhuǎn)矩陣應(yīng)用與使用者指定的旋轉(zhuǎn)軸(xh軸、yh軸或zh軸)相關(guān)的單位角度(側(cè)傾；δα、俯仰；δβ、擺動；δγ)，由此根據(jù)機(jī)器人坐標(biāo)系σb上的當(dāng)前的末端姿勢(、θh(1)、ψh(1))。產(chǎn)生末端的目標(biāo)姿勢(、θh(2)、ψh(2))(s19)。將所產(chǎn)生的目標(biāo)姿勢(、θh(2)、ψh(2))的數(shù)據(jù)與姿勢變更操作開始時的當(dāng)前位置(xh(1)、yh(1)、zh(1))的數(shù)據(jù)一起發(fā)送到位置、姿勢/關(guān)節(jié)角度、伸縮長變換處理部104。在位置、姿勢/關(guān)節(jié)角度、伸縮長變換處理部104中，計(jì)算實(shí)現(xiàn)目標(biāo)姿勢(、θh(2)、ψh(2))及位置(xh(1)、yh(1)、zh(1))的關(guān)節(jié)部j1、j2、j3、j4、j5、j6的關(guān)節(jié)角、伸縮長(θ1、θ2、d3、θ4、θ5、θ6)(s20)。

在驅(qū)動器控制部103中，根據(jù)從位置、姿勢/關(guān)節(jié)角度、伸縮長變換處理部104賦予的關(guān)節(jié)部j1、j2、j3、j4、j5、j6的關(guān)節(jié)角、伸縮長(θ1、θ2、d3、θ4、θ5、θ6)的各個當(dāng)前值的變化量，生成指令值(脈沖數(shù)等)，并供給至各個馬達(dá)驅(qū)動器201、203、205、207、209、211(s21)。通過馬達(dá)驅(qū)動器201、203、205、207、209、211的脈沖，驅(qū)動關(guān)節(jié)部j1、j2、j3、j4、j5、j6的步進(jìn)馬達(dá)，使關(guān)節(jié)部j1、j2、j3、j4、j5、j6旋轉(zhuǎn)、伸縮。由此，在維持機(jī)器人坐標(biāo)系σb上的姿勢變更操作開始時的末端位置(xh(1)、yh(1)、zh(1))的狀態(tài)下，手部3繞末端坐標(biāo)系σh的正交三軸的任一者旋轉(zhuǎn)而變更姿勢。步驟s18-s21在用戶按下操作按鈕(311-316)的任一者的整個期間反復(fù)進(jìn)行，在保持末端位置的狀態(tài)下手部3繞末端坐標(biāo)系σh的正交三軸的各軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)而變更姿勢。另外，當(dāng)選擇使用者坐標(biāo)系σu作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系時，在維持使用者坐標(biāo)系σu上的姿勢變更操作開始時的末端位置(xh(1)、yh(1)、zh(1))的狀態(tài)下，手部3繞末端坐標(biāo)系σh的正交三軸的任一者旋轉(zhuǎn)而變更姿勢，該姿勢變更的視覺上的活動與選擇機(jī)器人坐標(biāo)系σb作為基準(zhǔn)坐標(biāo)系時相同。

在該姿勢變更中，由于末端的手部3是以其末端位置固定的狀態(tài)在其側(cè)傾、俯仰、擺動的周圍旋轉(zhuǎn)，因而對于對象可直觀地變更操作手部3的姿勢。

其次，當(dāng)用于第二樣式的姿勢變更的操作按鈕(321-326)的任一者被按下時(s22)，基于系統(tǒng)控制部101的控制，操作量/關(guān)節(jié)角度變換處理部108在使用者指示腕部三軸的關(guān)節(jié)部j4、j5、j6的任一者旋轉(zhuǎn)的期間，每隔單位時間產(chǎn)生對關(guān)節(jié)部j4、j5、j6的各者預(yù)先賦予的單位旋轉(zhuǎn)角度(s23)。在驅(qū)動器控制部103中，產(chǎn)生與來自操作量/關(guān)節(jié)角度變換處理部108的單位旋轉(zhuǎn)角度相應(yīng)的指令值(脈沖數(shù)等)，并供給至馬達(dá)驅(qū)動器207、209、211的任一者(s24)。通過馬達(dá)驅(qū)動器207、209、211任一者的脈沖，驅(qū)動構(gòu)成腕部三軸的關(guān)節(jié)部j4、j5、j6的任一者的步進(jìn)馬達(dá)，使關(guān)節(jié)部j4、j5、j6的任一者旋轉(zhuǎn)。另外，末端基準(zhǔn)點(diǎn)的位置(xh(1)、yh(1)、zh(1))是與關(guān)節(jié)部j4、j5、j6的任一者的旋轉(zhuǎn)一起變化。步驟s23-s24在用戶按下操作按鈕(321-326)的任一者的整個期間反復(fù)進(jìn)行，通過關(guān)節(jié)部j4、j5、j6的任一者的旋轉(zhuǎn)而變更末端姿勢。

另外，可同時指示2方向的平移移動，且可同時指示2軸的姿勢變更。再者，也可同時指示平移移動與姿勢變更。在這些情形時合成位置、姿勢，依照這些合成位置、合成姿勢生成指令值而驅(qū)動步進(jìn)馬達(dá)。

如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，平移移動可任意選擇機(jī)器人坐標(biāo)系σb或使用者坐標(biāo)系σu而指示沿著正交三軸的各者的移動，另一方面，在末端姿勢變更中，可指示手部3的繞末端坐標(biāo)系σh的正交三軸的各者的旋轉(zhuǎn)而變更末端姿勢，此時末端位置為固定狀態(tài)，再者，也可單獨(dú)且直接地指示腕部三軸的旋轉(zhuǎn)，從而可顯著地提升機(jī)器人的平移移動、姿勢變更的操作性。

雖然對本發(fā)明的幾個實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是這些實(shí)施方式只是作為例子提出的，并非用于限定本發(fā)明的范圍。對于這些新的實(shí)施方式，能夠以其他各種方式進(jìn)行實(shí)施，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式和其變形，包含于本發(fā)明的范圍和要旨的同時，也包含于權(quán)利要求書中記載的發(fā)明及其均等范圍內(nèi)。

附圖標(biāo)記說明

100：機(jī)器人控制裝置

101：系統(tǒng)控制部

102：操作部接口

103：驅(qū)動器控制部

104：位置、姿勢/關(guān)節(jié)角度、伸縮長變換處理部

105：當(dāng)前位置、當(dāng)前姿勢計(jì)算處理部

106：平移移動計(jì)算處理部

107：姿勢變更計(jì)算處理部

108：操作量/關(guān)節(jié)角度變換處理部

109：控制/數(shù)據(jù)總線