運(yùn)動(dòng)裝置、馬達(dá)控制裝置及馬達(dá)控制方法
【專(zhuān)利摘要】該運(yùn)動(dòng)裝置（100）具有可動(dòng)部（10）、驅(qū)動(dòng)部（13）、位置檢測(cè)部（17）、以及控制部（24）?？刂撇坷没谟晌恢脵z測(cè)部所檢測(cè)出的驅(qū)動(dòng)部的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置使可動(dòng)部停留在當(dāng)前位置上的第一控制方法，驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)部。
【專(zhuān)利說(shuō)明】運(yùn)動(dòng)裝置、馬達(dá)控制裝置及馬達(dá)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種運(yùn)動(dòng)裝置、馬達(dá)控制裝置及馬達(dá)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知具有可動(dòng)部、用于使可動(dòng)部移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部、以及控制驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)的控制部的運(yùn)動(dòng)裝置。這樣的運(yùn)動(dòng)裝置例如在日本專(zhuān)利第4061432號(hào)公報(bào)中被公開(kāi)。
[0003]上述日本專(zhuān)利第4061432號(hào)公報(bào)中，公開(kāi)了以下的運(yùn)動(dòng)治療法裝置(運(yùn)動(dòng)裝置)，其具有:被安裝在用戶肢體上的臂部(可動(dòng)部)；將用于使臂部移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力賦予臂部的致動(dòng)器(驅(qū)動(dòng)部);以及控制致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)的控制部。在此運(yùn)動(dòng)治療法裝置中，為了向用戶施加負(fù)載，通過(guò)以預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動(dòng)模式對(duì)致動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使安裝在用戶的肢體上的臂部以規(guī)定的移動(dòng)模式移動(dòng)。由此，被安裝在以規(guī)定的移動(dòng)模式移動(dòng)的臂部上的用戶的肢體與臂部共同移動(dòng)，因此能夠通過(guò)臂部向用戶施加負(fù)載。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利第4061432號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0008]然而，在上述日本專(zhuān)利第4061432號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的運(yùn)動(dòng)治療法裝置(運(yùn)動(dòng)裝置)中，為了經(jīng)由臂部(可動(dòng)部)施加負(fù)載，需要預(yù)先設(shè)定用于使臂部以規(guī)定的移動(dòng)模式移動(dòng)的致動(dòng)器(驅(qū)動(dòng)部)的驅(qū)動(dòng)模式。因此，為了經(jīng)由臂部(可動(dòng)部)施加負(fù)載，需要進(jìn)行繁瑣復(fù)雜的設(shè)定作業(yè)。
[0009]本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而所做出的，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠經(jīng)由可動(dòng)部施加負(fù)載而不需要進(jìn)行繁瑣復(fù)雜的設(shè)定作業(yè)的運(yùn)動(dòng)裝置、馬達(dá)控制裝置以及馬達(dá)控制方法。
[0010]為解決問(wèn)題的方法
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的第一方面涉及的運(yùn)動(dòng)裝置，具有:可動(dòng)部，通過(guò)經(jīng)由用戶運(yùn)動(dòng)施加外力而能夠移動(dòng)；驅(qū)動(dòng)部，將用于除由用戶外力產(chǎn)生的移動(dòng)以外使可動(dòng)部移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力施加于可動(dòng)部；位置檢測(cè)部，檢測(cè)與可動(dòng)部的當(dāng)前位置相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)部的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置；以及控制部，對(duì)驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制，控制部利用基于由位置檢測(cè)部檢測(cè)出的驅(qū)動(dòng)部的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置、使可動(dòng)部停留在當(dāng)前位置的第一控制方法，驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)部。
[0012]本發(fā)明的第二方式涉及的馬達(dá)控制裝置具有對(duì)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的馬達(dá)控制部，所述馬達(dá)對(duì)通過(guò)施加外力能夠移動(dòng)的可動(dòng)部施加用于除由外力產(chǎn)生的移動(dòng)以外使可動(dòng)部移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，馬達(dá)控制部基于由對(duì)與可動(dòng)部的當(dāng)前位置相對(duì)應(yīng)的馬達(dá)的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置進(jìn)行檢測(cè)的位置檢測(cè)部所檢測(cè)出的馬達(dá)的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置，以使可動(dòng)部停留在當(dāng)前位置上的方式驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)部。[0013]本發(fā)明的第三方式涉及的馬達(dá)控制方法具有以下步驟:對(duì)通過(guò)施加外力能夠移動(dòng)的可動(dòng)部施加用于除由外力產(chǎn)生的移動(dòng)以外使可動(dòng)部移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力的馬達(dá)的、與可動(dòng)部的當(dāng)前位置相對(duì)應(yīng)的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置進(jìn)行檢測(cè)；以及基于所檢測(cè)出的馬達(dá)的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置，以使可動(dòng)部停留在當(dāng)前位置上的方式，控制馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)。
[0014]發(fā)明效果
[0015]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠在不進(jìn)行繁瑣復(fù)雜的設(shè)定作業(yè)的情況下通過(guò)可動(dòng)部施加負(fù)載。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)裝置的全體結(jié)構(gòu)的圖。
[0017]圖2是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)裝置的可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部的馬達(dá)控制部的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0018]圖3是用于說(shuō)明用戶使用本發(fā)明的第一至第三實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)裝置進(jìn)行鍛煉運(yùn)動(dòng)時(shí)的、馬達(dá)控制部的處理流程的流程圖。
[0019]圖4是用于說(shuō)明用戶使用本發(fā)明的第一至第三實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)裝置進(jìn)行康復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的、馬達(dá)控制部的處理流程的流程圖。
[0020]圖5是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)裝置的全體結(jié)構(gòu)的圖。
[0021]圖6是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)裝置的全體結(jié)構(gòu)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下，對(duì)本實(shí)施方式參照附圖進(jìn)行說(shuō)明。
[0023](第一實(shí)施方式)
[0024]首先，參照?qǐng)D1，對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)裝置100的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
[0025]如圖1所示，運(yùn)動(dòng)裝置100包括:可動(dòng)機(jī)構(gòu)部10 ;以及具有馬達(dá)控制部24的可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部20，馬達(dá)控制部24進(jìn)行可動(dòng)機(jī)構(gòu)部10的后述的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13控制。此外，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13是本發(fā)明的“驅(qū)動(dòng)部”的一個(gè)例子，并且也是本發(fā)明的“馬達(dá)”的一個(gè)例子。并且，馬達(dá)控制部24是本發(fā)明的“控制部”的一個(gè)例子。并且，可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部20是本發(fā)明的“馬達(dá)控制裝置”的一個(gè)例子。
[0026]可動(dòng)機(jī)構(gòu)部10和可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部20通過(guò)電纜互相連接，該電纜用于傳遞由可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部20的后述的馬達(dá)控制部24輸出的馬達(dá)控制電流、由旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的后述的編碼器17 (參照?qǐng)D2)輸出的位置反饋等。此外，編碼器17是本發(fā)明的“位置檢測(cè)部”的一個(gè)例子。
[0027]接下來(lái)，參照?qǐng)D1，對(duì)可動(dòng)機(jī)構(gòu)部10的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
[0028]如圖1所示，可動(dòng)機(jī)構(gòu)部10被構(gòu)成為包括座椅11、臂部12、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13、以及減速器14。此外，臂部12是本發(fā)明的“可動(dòng)部”的一個(gè)例子。
[0029]臂部12被構(gòu)成為能夠通過(guò)利用用戶的運(yùn)動(dòng)施加外力來(lái)進(jìn)行移動(dòng)。此外，運(yùn)動(dòng)是指用戶在坐在座椅11的狀態(tài)下把持臂部12進(jìn)行動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)(將臂部轉(zhuǎn)動(dòng)軸15作為轉(zhuǎn)動(dòng)軸使臂部12轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng))。
[0030]旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13被構(gòu)成為除由上述用戶外力產(chǎn)生的移動(dòng)以外使臂部12能夠移動(dòng)。具體來(lái)說(shuō)，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13被構(gòu)成為:通過(guò)基于從可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部20輸入的馬達(dá)控制電流將馬達(dá)旋轉(zhuǎn)軸16作為旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，能夠?qū)⒂稍撔D(zhuǎn)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由馬達(dá)旋轉(zhuǎn)軸16、減速器14以及臂部轉(zhuǎn)動(dòng)軸15施加給臂部12。
[0031]在此，在第一實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13被構(gòu)成為:對(duì)在坐在座椅11的狀態(tài)下向臂部12施加外力而進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的用戶，能夠通過(guò)臂部12施加與用戶施加于臂部12的外力的方向相反方向的負(fù)載，并且能夠通過(guò)臂部12施加沿著用戶施加于臂部12的外力方向的方向的輔助力。由此，用戶通過(guò)坐在座椅11的狀態(tài)下向臂部12施加外力而進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，能夠進(jìn)行鍛煉運(yùn)動(dòng)或者康復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0032]另外，在第一實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13上設(shè)置有用于檢測(cè)與臂部12的當(dāng)前位置相對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)位置(旋轉(zhuǎn)位置)的編碼器17 (參照?qǐng)D2)。該編碼器17被構(gòu)成為將檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)位置作為位置反饋而輸出給可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部20。此外，編碼器17可以為增量編碼器，也可以為絕對(duì)編碼器。
[0033]減速器14具有使臂部轉(zhuǎn)動(dòng)軸15和馬達(dá)旋轉(zhuǎn)軸16連動(dòng)地旋轉(zhuǎn)的同步帶機(jī)構(gòu)。該減速器14被構(gòu)成為通過(guò)使臂部轉(zhuǎn)動(dòng)軸15的旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)于馬達(dá)旋轉(zhuǎn)軸16的旋轉(zhuǎn)速度減速，使由旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩(驅(qū)動(dòng)力)增加，并且將增加的轉(zhuǎn)矩通過(guò)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)軸16、減速器14以及臂部轉(zhuǎn)動(dòng)軸15傳遞給臂部12。
[0034]接下來(lái)，對(duì)可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部20的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
[0035]可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部20被構(gòu)成為包括設(shè)定輸入部21、狀態(tài)顯示部22、模式指令生成部23、以及馬達(dá)控制部24。
[0036]設(shè)定輸入部21是用戶設(shè)定使可動(dòng)機(jī)構(gòu)部10如何動(dòng)作時(shí)所使用的輸入裝置。該設(shè)定輸入部21例如由可以進(jìn)行觸摸面板操作的顯示部、可以進(jìn)行按下操作的按鈕開(kāi)關(guān)、可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)等構(gòu)成。由此，用戶通過(guò)對(duì)設(shè)定輸入部21進(jìn)行操作，可以諸如選擇可動(dòng)機(jī)構(gòu)部10用于鍛煉運(yùn)動(dòng)或用于康復(fù)運(yùn)動(dòng)，或者設(shè)定鍛煉運(yùn)動(dòng)或康復(fù)運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度。即，用戶通過(guò)對(duì)設(shè)定輸入部21進(jìn)行操作，能夠選擇通過(guò)后述的鍛煉控制方法來(lái)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13或通過(guò)輔助控制方法來(lái)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13，或者設(shè)定經(jīng)由臂部12施加給用戶的負(fù)載或輔助力的大小。
[0037]狀態(tài)顯示部22被構(gòu)成為能夠顯示包括旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。具體而言，狀態(tài)顯示部22被構(gòu)成為能夠?qū)⒔?jīng)由可動(dòng)機(jī)構(gòu)部10的臂部12施加給用戶的負(fù)載的大小等以圖形形式顯示。另外，模式指令生成部23被構(gòu)成為在旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13以預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)的情況下(通過(guò)后述的輔助控制方法驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的情況等)，生成對(duì)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13賦予的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置的變化的模式(以下，稱(chēng)為模式指令)。
[0038]馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:通過(guò)向旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13輸出由下述的電流生成部30 (參照?qǐng)D2)生成的馬達(dá)控制電流，控制旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的驅(qū)動(dòng)(臂部12的移動(dòng))。此外，根據(jù)賦予旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的轉(zhuǎn)矩指令(目標(biāo)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩)生成馬達(dá)控制電流。
[0039]在此，在第一實(shí)施方式中，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:在用戶操作設(shè)定輸入部21選擇將可動(dòng)機(jī)構(gòu)部10用于鍛煉運(yùn)動(dòng)的情況下，基于來(lái)自編碼器17的位置反饋，生成使旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13停留在當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)位置上的馬達(dá)控制電流。另一方面，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:在用戶操作設(shè)定輸入部21選擇將可動(dòng)機(jī)構(gòu)部10用于康復(fù)運(yùn)動(dòng)的情況下，基于來(lái)自模式指令生成部23的模式指令，生成以預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的馬達(dá)控制電流。[0040]另外，在第一實(shí)施方式中，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:基于通過(guò)用戶的運(yùn)動(dòng)(鍛煉運(yùn)動(dòng)或者康復(fù)運(yùn)動(dòng))對(duì)臂部12施加的外力來(lái)補(bǔ)償賦予旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的轉(zhuǎn)矩指令。即，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:根據(jù)基于用戶運(yùn)動(dòng)的外力的方向及大小來(lái)生成用于補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩指令的補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩。
[0041]具體而言，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:在用戶操作設(shè)定輸入部21并選擇將可動(dòng)機(jī)構(gòu)部10用于鍛煉運(yùn)動(dòng)的情況下，使通過(guò)用戶的鍛煉運(yùn)動(dòng)對(duì)臂部12施加的外力負(fù)回饋，由此補(bǔ)償賦予旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的轉(zhuǎn)矩指令。由此，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:在用戶使用臂部12進(jìn)行鍛煉運(yùn)動(dòng)時(shí)，將與用戶對(duì)臂部12施加的外力方向反方向的負(fù)載經(jīng)由臂部12施加于用戶。此外，該負(fù)載的大小根據(jù)用戶操作設(shè)定輸入部21所設(shè)定的鍛煉強(qiáng)度以及鍛煉運(yùn)動(dòng)時(shí)用戶對(duì)臂部12施加的外力的大小來(lái)確定。以下，將這種用于對(duì)鍛煉運(yùn)動(dòng)時(shí)的用戶施加負(fù)載的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的控制方法稱(chēng)為鍛煉控制方法。此外，“鍛煉控制方法”是本發(fā)明的“第一控制方法”的一個(gè)例子。
[0042]另一方面，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:在用戶操作設(shè)定輸入部21并選擇將可動(dòng)機(jī)構(gòu)部10用于康復(fù)運(yùn)動(dòng)的情況下，使通過(guò)用戶的康復(fù)運(yùn)動(dòng)對(duì)臂部12施加的外力正回饋，由此補(bǔ)償賦予旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的轉(zhuǎn)矩指令。由此，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:用戶使用臂部12進(jìn)行康復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，將沿著用戶對(duì)臂部12施加的外力的方向的輔助力通過(guò)臂部12施加于用戶。此夕卜，該輔助力的大小根據(jù)用戶操作設(shè)定輸入部21所設(shè)定的康復(fù)強(qiáng)度和康復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的用戶對(duì)臂部12施加的外力的大小來(lái)確定。以下，將上述的用于對(duì)康復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的用戶施加輔助力的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的控制方法稱(chēng)為輔助控制方法。此外，“輔助控制方法”是本發(fā)明的“第二控制方法”的一個(gè)例子。
[0043]此外，在第一實(shí)施方法中，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:在發(fā)生緊急狀態(tài)的情況下，將旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)位置固定。具體而言，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:由用戶操作設(shè)定輸入部21并執(zhí)行使臂部12進(jìn)行緊急停止的操作(緊急停止操作)的情況下，通過(guò)將旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置固定，使臂部12停止在當(dāng)前的位置上處于不能移動(dòng)的狀態(tài)。另外，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:在后述的規(guī)定的兩種情況下(旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置和當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)位置之差異常的情況下、以及輸入到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35 (參照?qǐng)D2)中的轉(zhuǎn)矩異常的情況下)，也通過(guò)將旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置固定，使臂部12停止在當(dāng)前的位置上處于不能移動(dòng)的狀態(tài)。
[0044]另外，在第一實(shí)施方法中，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:如上所述，在旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置被固定從而臂部12處于不能移動(dòng)的狀態(tài)時(shí)，用戶操作設(shè)定輸入部21并進(jìn)行使當(dāng)前停止的臂部12向初始位置返回的操作(復(fù)位操作)的情況下，以使臂部12以規(guī)定速度(用戶不受傷程度的速度)以下的速度向初始位置返回的方式，使旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13驅(qū)動(dòng)。
[0045]以下，參照?qǐng)D2對(duì)馬達(dá)控制部24的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
[0046]如圖2所示，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為包括:速度計(jì)算部25 ;狀態(tài)切換部26 ;位置指令切換部27 ;速度指令生成部28 ;轉(zhuǎn)矩指令生成部29 ;電流生成部30 ;以及補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩生成部31。此外，補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩生成部31是本發(fā)明的“補(bǔ)償力生成部”的一個(gè)例子。
[0047]速度計(jì)算部25由微分器等構(gòu)成。該速度計(jì)算部25被構(gòu)成為:通過(guò)對(duì)來(lái)自編碼器17的位置反饋(旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置)進(jìn)行微分，生成速度反饋(旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置)。并且，速度計(jì)算部25被構(gòu)成為將如此生成的速度反饋輸出至轉(zhuǎn)矩指令生成部29和下述的干擾觀測(cè)器32。
[0048]狀態(tài)切換部26被構(gòu)成為:在用戶操作設(shè)定輸入部21并選擇將可動(dòng)機(jī)構(gòu)部10用于鍛煉運(yùn)動(dòng)或用于康復(fù)運(yùn)動(dòng)的情況下，根據(jù)該用戶的選擇，對(duì)位置指令切換部27的狀態(tài)和補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩生成部31的下述的符號(hào)切換部34的狀態(tài)進(jìn)行切換。
[0049]具體而言，狀態(tài)切換部26被構(gòu)成為:在用戶選擇了利用鍛煉控制方法驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的情況下，以使來(lái)自編碼器17的位置反饋?zhàn)鳛槲恢弥噶?旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置)輸入到速度指令生成部28的方式，將位置指令切換部27轉(zhuǎn)換到第一狀態(tài)(參照?qǐng)D2的rl)。此外，此時(shí)，狀態(tài)切換部26被構(gòu)成為以使由用戶的外力引起的轉(zhuǎn)矩負(fù)回饋并輸出至補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的方式切換符號(hào)切換部34的狀態(tài)(在后述中詳細(xì)說(shuō)明)。
[0050]另一方面，狀態(tài)切換部26被構(gòu)成為:在用戶選擇了利用輔助控制方法驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的情況下，以使來(lái)自模式指令生成部23的模式指令作為位置指令(旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置)輸入到速度指令生成部28的方式，將位置指令切換部27轉(zhuǎn)換到第二狀態(tài)(參照?qǐng)D2的r2)。此外，此時(shí)，狀態(tài)切換部26被構(gòu)成為以使由用戶外力引起的轉(zhuǎn)矩正回饋并輸出至補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的方式切換符號(hào)切換部34的狀態(tài)(在后述中詳細(xì)說(shuō)明)。
[0051]此外，狀態(tài)切換部26被構(gòu)成為:在通過(guò)用戶對(duì)設(shè)定輸入部21的操作進(jìn)行使可動(dòng)機(jī)構(gòu)部10緊急停止的緊急停止操作的情況下，以使將旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置固定那樣的位置指令輸入到速度指令生成部28的方式，將位置指令切換部27切換到第三狀態(tài)(參照?qǐng)D2的r Φ )。另外，狀態(tài)切換部26被構(gòu)成為:除用戶進(jìn)行了緊急停止操作的情況以外，在旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置與當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)位置之差異常的情況下(位置指令與位置反饋之差為規(guī)定的閾值以上的情況下)、以及向補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35輸入的轉(zhuǎn)矩異常的情況下(在后述中詳細(xì)說(shuō)明)，也將位置指令切換部27轉(zhuǎn)換到第三狀態(tài)。
[0052]速度指令生成部28是進(jìn)行P控制的控制系統(tǒng)。該速度指令生成部28被構(gòu)成為:通過(guò)使所輸入的位置指令(旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置)和位置反饋(編碼器17檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置)之差乘以比例要素的位置比例增益K P，生成速度指令(旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)速度)。并且，速度指令生成部28被構(gòu)成為將所生成的速度指令輸出至轉(zhuǎn)矩指令生成部29。
[0053]轉(zhuǎn)矩指令生成部29是進(jìn)行PI控制的控制系統(tǒng)。該轉(zhuǎn)矩指令生成部29被構(gòu)成為:通過(guò)使所輸入的速度指令(旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)速度)和速度反饋(旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)速度)之差乘以比例要素的速度比例增益Kv及積分要素的積分時(shí)間常數(shù)Ti，生成轉(zhuǎn)矩指令(旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩)。并且，轉(zhuǎn)矩指令生成部29被構(gòu)成為將所生成的轉(zhuǎn)矩指令輸出至電流生成部30。
[0054]電流生成部30是進(jìn)行PI控制的控制系統(tǒng)。該電流生成部30被構(gòu)成為:通過(guò)使所輸入的轉(zhuǎn)矩指令(轉(zhuǎn)矩指令生成部29所生成的轉(zhuǎn)矩指令加上補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩生成部31所生成的補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩得到的指令)乘以比例要素的電流比例增益Ki及積分要素的積分時(shí)間常數(shù)Tii，生成馬達(dá)控制電流(與旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩相對(duì)應(yīng)的電流指令)。并且，電流生成部30被構(gòu)成為將所生成的馬達(dá)控制電流輸出至可動(dòng)機(jī)構(gòu)部10的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13。
[0055]補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩生成部31被構(gòu)成為生成用于補(bǔ)償由轉(zhuǎn)矩指令生成部29輸出的轉(zhuǎn)矩指令的補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩。具體而言，補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩生成部31被構(gòu)成為包括干擾觀測(cè)器32、無(wú)負(fù)載轉(zhuǎn)矩設(shè)定部33、符號(hào)切換部34以及補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35。[0056]干擾觀測(cè)器32是為了估計(jì)除了由來(lái)自馬達(dá)控制部24的馬達(dá)控制電流引起的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩以外、施加于旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的干擾轉(zhuǎn)矩(由通過(guò)用戶的運(yùn)動(dòng)對(duì)臂部12施加的外力等引起的轉(zhuǎn)矩)而設(shè)置的。具體而言，干擾觀測(cè)器32被構(gòu)成為:基于由轉(zhuǎn)矩指令生成部29生成的轉(zhuǎn)矩指令(旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩)和由速度計(jì)算部25生成的速度反饋(旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)速度)，估計(jì)施加于旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的上述干擾轉(zhuǎn)矩。
[0057]無(wú)負(fù)載轉(zhuǎn)矩設(shè)定部33是為了設(shè)定和保存為了使臂部12在用戶外力以外的外力(例如，重力等)的作用下不發(fā)生移動(dòng)而需要預(yù)先賦予旋轉(zhuǎn)臂部13的轉(zhuǎn)矩(以下，稱(chēng)為無(wú)負(fù)載轉(zhuǎn)矩)。該無(wú)負(fù)載轉(zhuǎn)矩在用戶使用臂部12進(jìn)行運(yùn)動(dòng)(鍛煉運(yùn)動(dòng)或者康復(fù)運(yùn)動(dòng))前的初始階段被測(cè)量。在第一實(shí)施方式中，通過(guò)從由干擾觀測(cè)器32估計(jì)的干擾轉(zhuǎn)矩中減去無(wú)負(fù)載轉(zhuǎn)矩設(shè)定部33設(shè)定的無(wú)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，計(jì)算施加于旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的干擾轉(zhuǎn)矩中的由用戶的外力引起的轉(zhuǎn)矩。
[0058]符號(hào)切換部34是為了以下目的而設(shè)置的:根據(jù)用戶的選擇(選擇利用鍛煉控制方法驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13或者利用輔助控制方法驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13)，切換使如上計(jì)算出的由用戶外力引起的轉(zhuǎn)矩負(fù)回饋并輸出到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的狀態(tài)(與位置指令切換部27的第一狀態(tài)(參照?qǐng)D2的rl)相對(duì)應(yīng))、以及使上述轉(zhuǎn)矩正回饋并輸出到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的狀態(tài)(與位置指令切換部27的第二狀態(tài)(參照?qǐng)D2的r2)相對(duì)應(yīng))。具體而言，符號(hào)切換部34被構(gòu)成為:在用戶選擇利用鍛煉控制方法驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的情況下，使由上述用戶外力引起的轉(zhuǎn)矩負(fù)回饋并輸出到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35，另一方面，在用戶選擇了利用輔助控制方法驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的情況下，使由上述用戶外力引起的轉(zhuǎn)矩正回饋并輸出到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35，如此切換由上述用戶外力引起的轉(zhuǎn)矩的符號(hào)。
[0059]補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35是為了調(diào)整補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩的大小而設(shè)置的。具體而言，補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35被構(gòu)成為:根據(jù)用戶操作設(shè)定部21所設(shè)定的鍛煉運(yùn)動(dòng)或康復(fù)運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度，調(diào)整通過(guò)符號(hào)切換部34輸入的轉(zhuǎn)矩(由用戶的外力引起的轉(zhuǎn)矩)的大小。另外，補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35被構(gòu)成為，在通過(guò)符號(hào)切換部34所輸入的轉(zhuǎn)矩異常的情況下將該異常的轉(zhuǎn)矩調(diào)整到規(guī)定的限制值的范圍內(nèi)。此外，作為輸入到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的轉(zhuǎn)矩異常的情況，例如，可以考慮以下的情況:由于從速度指令生成部28輸出的速度反饋因過(guò)渡響應(yīng)而大幅波動(dòng)、或者干擾觀測(cè)器32的響應(yīng)增益沒(méi)有被正確地設(shè)定，導(dǎo)致輸入到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的轉(zhuǎn)矩過(guò)大。另一方面，作為輸入到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的轉(zhuǎn)矩異常的情況，也可以考慮以下的情況:由于因用戶的受傷等使施加于臂部12的外力的大小急劇地變化，導(dǎo)致輸入到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的轉(zhuǎn)矩急劇變化的情況等。并且，補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35被構(gòu)成為將調(diào)整后的轉(zhuǎn)矩作為補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩向電流生成部30輸出。
[0060]此外，補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35被構(gòu)成為包括平均化濾波器、平滑化濾波器等。該平滑化濾波器可以是低通濾波器等的一次延遲濾波器，也可以是其他次數(shù)的濾波器。由此，從補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35輸出的補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩被平均化并且被平滑化，因此補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩的輸出變動(dòng)或者不連續(xù)得到抑制。
[0061]接下來(lái)，參照?qǐng)D3，關(guān)于用戶使用本發(fā)明第一實(shí)施方式涉及的運(yùn)動(dòng)裝置100進(jìn)行鍛煉運(yùn)動(dòng)時(shí)(利用鍛煉控制方法驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13時(shí))的馬達(dá)控制部24的處理流程進(jìn)行說(shuō)明。該處理流程在用戶操作設(shè)定輸入部21選擇將可動(dòng)機(jī)構(gòu)部10用于鍛煉運(yùn)動(dòng)的情況下開(kāi)始被執(zhí)行。[0062]首先，如圖3所示，在步驟SI中，通過(guò)狀態(tài)切換部26，位置指令切換部27被切換到第一狀態(tài)(參照?qǐng)D2的rl)。由此，來(lái)自編碼器17的位置反饋?zhàn)鳛槲恢弥噶畋惠斎氲剿俣戎噶钌刹?8。此外，此時(shí)，以使由用戶向臂部12施加的外力引起的轉(zhuǎn)矩(根據(jù)干擾觀測(cè)器32的估計(jì)結(jié)果和無(wú)負(fù)載轉(zhuǎn)矩設(shè)定部33設(shè)定的無(wú)負(fù)載轉(zhuǎn)矩所計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩)負(fù)回饋所得到的轉(zhuǎn)矩輸入到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的方式，通過(guò)狀態(tài)切換部26，不僅切換位置指令切換部27的狀態(tài)，而且切換符號(hào)切換部34的狀態(tài)。上述的結(jié)果是，由于與用戶運(yùn)動(dòng)方向反方向、并且與用戶外力相應(yīng)的大小的負(fù)載通過(guò)臂部12被施加于用戶，因此用戶通過(guò)把持臂部12進(jìn)行運(yùn)動(dòng)能夠進(jìn)行鍛煉運(yùn)動(dòng)。接下來(lái)，進(jìn)入到步驟S2。
[0063]在步驟S2中，判斷用戶是否操作了設(shè)定輸入部21并進(jìn)行了臂部12的緊急停止操作。在該步驟S2中，在判斷為用戶沒(méi)有進(jìn)行緊急停止操作的情況下，進(jìn)入到步驟S3。
[0064]在步驟S3中，判斷輸入到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的轉(zhuǎn)矩是否異常。在該步驟S3中，例如，在由于從速度指令生成部28輸出的速度反饋因過(guò)渡響應(yīng)而大幅波動(dòng)、或者干擾觀測(cè)器32的響應(yīng)增益沒(méi)有被正確地設(shè)定、導(dǎo)致輸入到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的轉(zhuǎn)矩過(guò)大的情況下，判斷為輸入到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的轉(zhuǎn)矩異常。另外，在步驟S3中，由于因用戶的受傷等使施加于臂部12的外力的大小急劇地變化，導(dǎo)致輸入到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的轉(zhuǎn)矩急劇變化的情況等，也判斷為輸入到保障轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的轉(zhuǎn)矩異常。并且，在步驟S3中，在判斷為輸入到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的轉(zhuǎn)矩正常的情況下，進(jìn)入到步驟S4。
[0065]在步驟S4中，判斷旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置與當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)位置之差是否異常(位置指令與位置反饋之差是否為規(guī)定的閾值以上)。在該步驟S4中，在判斷為旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)位置與當(dāng)前位置之差正常的情況下，返回到上述步驟S2。另外，在步驟S4中，在判斷為旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)位置與當(dāng)前位置之差異常的情況下，進(jìn)入到步驟S5。
[0066]此外，在上述步驟S2中，在判斷為用戶進(jìn)行了緊急停止操作的情況下，也進(jìn)入到步驟S5。另外，在上述步驟S3中，在判斷為輸入到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的轉(zhuǎn)矩異常的情況下，也進(jìn)入到步驟S5。
[0067]在步驟S5中，通過(guò)狀態(tài)切換部26，位置指令切換部27被切換到第三狀態(tài)(參照?qǐng)D2的r Φ )。由此，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置被固定，可動(dòng)機(jī)構(gòu)部10的臂部12停止在當(dāng)前的位置上。然后，進(jìn)入到步驟S6。
[0068]在步驟S6中，判斷用戶是否操作了設(shè)定輸入部21并進(jìn)行了臂部12的復(fù)位操作(使當(dāng)前停止的臂部12向初始位置返回的操作)。該步驟S6的判斷被重復(fù)進(jìn)行，直至判斷為用戶進(jìn)行了復(fù)位操作。并且，在步驟S6中，在判斷為用戶進(jìn)行了復(fù)位操作的情況下，進(jìn)入到步驟S7。
[0069]在步驟S7中，執(zhí)行使臂部12緩慢地向初始位置返回的處理。即，以使臂部12以用戶不受傷的程度的速度向初始位置返回的方式，執(zhí)行驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的處理。然后，使
處理結(jié)束。
[0070]接下來(lái)，參照?qǐng)D4，關(guān)于用戶使用本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及的運(yùn)動(dòng)裝置100進(jìn)行康復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)(利用輔助控制方法驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13時(shí))的馬達(dá)控制部24的處理流程進(jìn)行說(shuō)明。該處理流程在用戶操作設(shè)定輸入部21并選擇將可動(dòng)機(jī)構(gòu)部10用于康復(fù)運(yùn)動(dòng)的情況下被開(kāi)始執(zhí)行。
[0071]首先，如圖4所示，在步驟Sll中，通過(guò)狀態(tài)切換部26，位置指令切換部27被切換到第二狀態(tài)(參照?qǐng)D2的r2)。由此，來(lái)自模式指令生成部23的模式指令作為位置指令被輸入到速度指令生成部28。此外，此時(shí)，以使由用戶向臂部12施加的外力引起的轉(zhuǎn)矩(根據(jù)干擾觀測(cè)器32的估計(jì)結(jié)果和無(wú)負(fù)載轉(zhuǎn)矩設(shè)定部33設(shè)定的無(wú)負(fù)載轉(zhuǎn)矩所計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩)正回饋所得到的轉(zhuǎn)矩輸入到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的方式，通過(guò)狀態(tài)切換部26，不僅切換位置指令切換部27的狀態(tài)，而且切換符號(hào)切換部34的狀態(tài)。上述的結(jié)果是，由于與用戶運(yùn)動(dòng)方向反方向、并且與用戶外力相應(yīng)的大小的輔助力通過(guò)臂部12被施加于用戶，因此用戶通過(guò)把持臂部12進(jìn)行運(yùn)動(dòng)能夠進(jìn)行康復(fù)運(yùn)動(dòng)。接下來(lái)，進(jìn)入到步驟S12。
[0072]在步驟S12中，判斷用戶是否操作了設(shè)定輸入部21并進(jìn)行了可動(dòng)機(jī)構(gòu)部10的緊急停止操作。在該步驟S12中，在判斷為用戶沒(méi)有進(jìn)行緊急停止操作的情況下，進(jìn)入到步驟S13。
[0073]在步驟S13中，判斷輸入到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的轉(zhuǎn)矩是否異常。在該步驟S13中，在判斷為輸入到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的轉(zhuǎn)矩異常的情況下，進(jìn)入到步驟S14。
[0074]在步驟S14中，通過(guò)狀態(tài)切換部26，位置指令切換部27被轉(zhuǎn)換到第一狀態(tài)(參照?qǐng)D2的rl)。由此，通過(guò)馬達(dá)控制部24進(jìn)行使以規(guī)定的移動(dòng)模式移動(dòng)的臂部12停留在當(dāng)前的位置上的控制。然后，進(jìn)入到步驟S15。此外，在上述步驟S13中，在判斷為輸入到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的轉(zhuǎn)矩正常的情況下，也進(jìn)入到步驟S15。
[0075]在步驟S15中，判斷旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置與當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)位置之差是否異常。在該步驟S15中，在判斷為旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)位置與當(dāng)前位置之差正常的情況下，返回到上述步驟S12。另外，在步驟S15中，在判斷為旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)位置與當(dāng)前位置的差異常的情況下，進(jìn)入到步驟S16。
[0076]此外，在上述步驟S12中，在判斷為用戶進(jìn)行了緊急停止操作的情況下，也進(jìn)入到步驟S16。另外，在上述步驟S13中，在判斷為輸入到補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩調(diào)整部35的轉(zhuǎn)矩異常的情況下，也進(jìn)入到步驟S16。
[0077]在步驟S16中，通過(guò)狀態(tài)切換部26，位置指令切換部27被切換到第三狀態(tài)(參照?qǐng)D2的r Φ )。由此，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置被固定，可動(dòng)機(jī)構(gòu)部10的臂部12停止在當(dāng)前的位置上。然后，進(jìn)入到步驟S17。
[0078]在步驟S17中，判斷用戶是否操作了設(shè)定輸入部21并進(jìn)行了臂部12的復(fù)位操作。該步驟S17的判斷被重復(fù)進(jìn)行，直至判斷為用戶進(jìn)行了復(fù)位操作。并且，在步驟S17中，在判斷為用戶進(jìn)行了復(fù)位操作的情況下，進(jìn)入到步驟S18。
[0079]在步驟S18中，執(zhí)行使臂部12緩慢地向初始位置返回的處理。S卩，以使臂部12以用戶不受傷的程度的速度向初始位置返回的方式，執(zhí)行驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的處理。然后，使
處理結(jié)束。
[0080]在第一實(shí)施方式中，如上所述，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:通過(guò)基于編碼器17檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置(位置反饋)使臂部12停留在當(dāng)前位置的鍛煉控制方法，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13。由此，不需要進(jìn)行預(yù)先設(shè)定用于使臂部12以規(guī)定模式移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的驅(qū)動(dòng)模式等繁瑣復(fù)雜的設(shè)定作業(yè)，僅通過(guò)由用戶對(duì)臂部12施加外力，就可以使與該用戶的外力方向反方向的負(fù)載通過(guò)臂部12施加于用戶。其結(jié)果是，能夠容易提供對(duì)用戶施加負(fù)載的運(yùn)動(dòng)(鍛煉運(yùn)動(dòng))。
[0081 ] 另外，在第一實(shí)施方式中，如上所述，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:通過(guò)鍛煉控制方法驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13時(shí)，以使臂部12停留在當(dāng)前位置上的方式，將編碼器17檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置(位置反饋)作為目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置(位置指令)而對(duì)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。由此，利用編碼器17的檢測(cè)結(jié)果(位置反饋)，能夠容易地進(jìn)行使臂部12停留在當(dāng)前位置上的控制。
[0082]另外，在第一實(shí)施方式中，如上所述，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:通過(guò)鍛煉控制方法驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13時(shí)，將與用戶外力相對(duì)應(yīng)的大小的負(fù)載在與用戶的外力方向相反的方向上通過(guò)臂部12施加于用戶。由此，能夠通過(guò)臂部12將與用戶體力相對(duì)應(yīng)的適當(dāng)?shù)呢?fù)載施加于用戶。
[0083]另外，在第一實(shí)施方式中，如上所述，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:通過(guò)鍛煉控制方法驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13時(shí)，以使通過(guò)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13施加于臂部12的驅(qū)動(dòng)力包含在規(guī)定的限制值的范圍內(nèi)的方式進(jìn)行補(bǔ)償。由此，能夠抑制通過(guò)臂部12施加于用戶的負(fù)載的大小不必要地增大。
[0084]另外，在第一實(shí)施方式中，如上所述，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:設(shè)置對(duì)施加于臂部12的干擾進(jìn)行估計(jì)的干擾觀測(cè)器32，通過(guò)從基于干擾觀測(cè)器32的估計(jì)結(jié)果中減去在用戶沒(méi)有施加外力的狀態(tài)下施加于臂部12上的干擾(無(wú)負(fù)載轉(zhuǎn)矩)，計(jì)算用戶的外力。由此，與將干擾觀測(cè)器32的估計(jì)結(jié)果直接作為用戶外力的情況不同，通過(guò)考慮在用戶沒(méi)有施加外力的狀態(tài)下施加于臂部12上的干擾(無(wú)負(fù)載轉(zhuǎn)矩)，能夠準(zhǔn)確地計(jì)算用戶的外力。
[0085]另外，在第一實(shí)施方式中，如上所述，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:除鍛煉控制方法以夕卜，還通過(guò)將沿著用戶所施加的外力的方向的這種方向的輔助力通過(guò)臂部12施加給用戶的輔助控制方法，能夠驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13。由此，用戶通過(guò)利用鍛煉控制方法驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，能夠利用通過(guò)臂部12施加的負(fù)載很容易地進(jìn)行鍛煉運(yùn)動(dòng)，并且，通過(guò)利用輔助控制方法驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，能夠利用通過(guò)臂部12施加的輔助力很容易地進(jìn)行康復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0086]另外，在第一實(shí)施方式中，如上所述，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:通過(guò)輔助控制方法驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13時(shí)，以使通過(guò)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13施加于臂部12的驅(qū)動(dòng)力包含在規(guī)定的限制值范圍內(nèi)的方式，進(jìn)行補(bǔ)償。由此，能夠抑制經(jīng)由臂部12施加于用戶的輔助力的大小不必要地增大。
[0087]另外，在第一實(shí)施方式中，如上所述，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:在利用鍛煉控制方法驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的情況下，基于編碼器17檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置(位置反饋)來(lái)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13，另一方面，在利用輔助控制方法驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的情況下，以預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動(dòng)模式(模式指令生成部23生成的模式指令)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13。在此，通常，需要進(jìn)行康復(fù)運(yùn)動(dòng)的用戶由于不能對(duì)臂部12施加很大的外力，從而無(wú)法容易地使臂部12移動(dòng)，因此有時(shí)不能獲得充分的康復(fù)效果。該情況下，在第一實(shí)施方式中，在輔助控制時(shí)，以預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動(dòng)模式(模式指令生成部23生成的模式指令)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13，因此用戶能夠容易地獲得康復(fù)效果。
[0088]另外，在第一實(shí)施方式中，如上所述，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:在利用鍛煉控制方法驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的情況下，利用通過(guò)使用戶的外力負(fù)回饋而被進(jìn)行了補(bǔ)償?shù)尿?qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13，另一方面，在利用輔助控制方法驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的情況下，利用通過(guò)使用戶的外力正回饋而被進(jìn)行了補(bǔ)償?shù)尿?qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13。由此，在鍛煉控制時(shí)，能夠容易地通過(guò)臂部12將與用戶外力反方向的負(fù)載施加于用戶，并且，在輔助控制時(shí)，能夠容易地通過(guò)臂部12將沿著用戶外力的方向的輔助力施加于用戶。
[0089]另外，在第一實(shí)施方式中，如上所述，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:在發(fā)生緊急狀態(tài)的情況下，將旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置固定。由此，能夠在發(fā)生緊急狀態(tài)的情況下使臂部12停止，因此能夠確保在發(fā)生緊急狀態(tài)時(shí)用戶安全。
[0090]另外，在第一實(shí)施方式中，如上所述，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:在用戶進(jìn)行緊急停止操作的情況下，將旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置固定。由此，例如，在因?yàn)橛脩羝诘刃枰贡鄄?2緊急停止的情況下，通過(guò)進(jìn)行緊急停止操作，能夠容易地使臂部12停止。
[0091 ] 另外，在第一實(shí)施方式中，如上所述，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:在基于干擾觀測(cè)器32的估計(jì)結(jié)果異常的情況下，將旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置固定。由此，例如，在由于從速度指令生成部28輸出的速度反饋因?yàn)檫^(guò)渡響應(yīng)而大幅波動(dòng)、或者干擾觀測(cè)器32的響應(yīng)增益沒(méi)有被正確地設(shè)定，導(dǎo)致干擾觀測(cè)器32的估計(jì)結(jié)果異常的情況下，能夠使臂部12停止。另外，由于因用戶的受傷等使施加于臂部12的外力的大小急劇地變化導(dǎo)致干擾觀測(cè)器32的估計(jì)結(jié)果異常的情況下，也能夠使臂部12停止。
[0092]另外，在第一實(shí)施方式中，如上所述，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:在判斷為旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置(位置反饋)與目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置(位置指令)之差為規(guī)定的閾值以上的情況下，將旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置固定。由此,在旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置與目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置之差過(guò)大的情況下，由于使該過(guò)大的差急劇地接近的驅(qū)動(dòng)力不會(huì)賦予旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13，因此能夠抑制臂部12急劇地移動(dòng)。
[0093]另外，在第一實(shí)施方式中，如上所述，馬達(dá)控制部24被構(gòu)成為:在旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置被固定并且用戶進(jìn)行了復(fù)位操作的情況下，以使臂部12以規(guī)定的速度(用戶不會(huì)受傷的程度的速度)以下的速度向初始位置返回的方式，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13。由此，在直至用戶進(jìn)行復(fù)位操作之前防止停止的臂部12發(fā)生移動(dòng)。
[0094]另外，在第一實(shí)施方式中，通過(guò)使用如上所述構(gòu)成的包含干擾觀測(cè)器32的馬達(dá)控制部24對(duì)用戶施加負(fù)載(輔助力)，例如，與使用電磁制動(dòng)器控制臂部12而對(duì)用戶施加負(fù)載的情況、使用外部轉(zhuǎn)矩傳感器或力傳感器等估計(jì)用戶外力而對(duì)用戶施加負(fù)載(輔助力)的情況等不同，能夠?qū)⑾鄬?duì)于用戶外力準(zhǔn)確且沒(méi)有延遲的負(fù)載(輔助力)施加于用戶。
[0095](第二實(shí)施方式)
[0096]接下來(lái)，參照?qǐng)D5，關(guān)于本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的運(yùn)動(dòng)裝置200進(jìn)行說(shuō)明。該第二實(shí)施方式與用戶使臂部12 (參照?qǐng)D1)轉(zhuǎn)動(dòng)從而進(jìn)行運(yùn)動(dòng)(鍛煉運(yùn)動(dòng)或者康復(fù)運(yùn)動(dòng))的上述第一實(shí)施方式不同，關(guān)于用戶使臂部42在上下方向上移動(dòng)從而進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的例子進(jìn)行說(shuō)明。
[0097]如圖5所示，第二實(shí)施方式涉及的運(yùn)動(dòng)裝置200具有可動(dòng)機(jī)構(gòu)部40以及可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部20a?？蓜?dòng)機(jī)構(gòu)控制部20a具有進(jìn)行可動(dòng)機(jī)構(gòu)部40的后述的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)45的控制的馬達(dá)控制部24a。此外，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)45是本發(fā)明“驅(qū)動(dòng)部”的一個(gè)例子并且是本發(fā)明“馬達(dá)”的一個(gè)例子。另外，馬達(dá)控制部24a是本發(fā)明“控制部”的一個(gè)例子。另外，可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部20a是本發(fā)明的“馬達(dá)控制裝置”的一個(gè)例子。
[0098]可動(dòng)機(jī)構(gòu)部40被構(gòu)成為包括:座椅41、臂部42、臂側(cè)帶輪43、馬達(dá)側(cè)帶輪44、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)45、減速器46以及可動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐部47。此外，臂部42是本發(fā)明“可動(dòng)部”的一個(gè)例子。
[0099]臂部42被構(gòu)成為通過(guò)經(jīng)由用戶運(yùn)動(dòng)(鍛煉運(yùn)動(dòng)或康復(fù)運(yùn)動(dòng))施加外力能夠在上下方向上移動(dòng)。另外，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)45被構(gòu)成為除由用戶外力產(chǎn)生的移動(dòng)以外使臂部42能夠在上下方向上移動(dòng)。具體而言，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)45被構(gòu)成為:通過(guò)基于從可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部20a的馬達(dá)控制部24a輸入的馬達(dá)控制電流，將馬達(dá)旋轉(zhuǎn)軸48作為旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，能夠?qū)⒂稍撔D(zhuǎn)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由馬達(dá)旋轉(zhuǎn)軸48、減速器46、馬達(dá)側(cè)帶輪44以及臂側(cè)帶輪43施加于臂部42。
[0100]此外，臂側(cè)帶輪43和馬達(dá)側(cè)帶輪44構(gòu)成相互連動(dòng)地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的同步帶機(jī)構(gòu)。由此，由旋轉(zhuǎn)馬達(dá)45的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力通過(guò)由臂側(cè)帶輪43和馬達(dá)側(cè)帶輪44組成的同步帶機(jī)構(gòu)被轉(zhuǎn)換成上下方向的驅(qū)動(dòng)力，其上下方向的驅(qū)動(dòng)力被施加于臂部42。此外，可動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐部47被設(shè)置為支撐臂部42、臂側(cè)帶輪43、馬達(dá)側(cè)帶輪44以及旋轉(zhuǎn)馬達(dá)45。
[0101]在此，在第二實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)45被構(gòu)成為:通過(guò)基于來(lái)自可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部20a的馬達(dá)控制部24a的馬達(dá)控制電流進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，對(duì)于坐在座椅41上的狀態(tài)下對(duì)臂部42施加外力而進(jìn)行使臂部42在上下方向上移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)的用戶，能夠通過(guò)臂部42將與用戶施加于臂部42的外力方向反方向的負(fù)載施加給用戶，并且能夠通過(guò)臂部42將沿著用戶施加于臂部42的外力的方向的這種方向的輔助力施加給用戶。由此，用戶通過(guò)在坐在座椅41的狀態(tài)下向臂部42施加外力而使臂部42在上下方向上移動(dòng)，能夠進(jìn)行鍛煉運(yùn)動(dòng)或者康復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0102]此外，第二實(shí)施方式的其他的結(jié)構(gòu)與上述第一實(shí)施方式相同。
[0103]另外，用戶使用第二實(shí)施方式涉及的運(yùn)動(dòng)裝置200進(jìn)行運(yùn)動(dòng)(鍛煉運(yùn)動(dòng)或者康復(fù)運(yùn)動(dòng))時(shí)可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部20a的馬達(dá)控制部24a的處理流程也與上述第一實(shí)施方式(參照?qǐng)D3以及圖4)相同。
[0104]另外，第二實(shí)施方式的效果也與上述第一實(shí)施方式相同。
[0105](第三實(shí)施方式)
[0106]接下來(lái)，參照?qǐng)D6，關(guān)于本發(fā)明的第三實(shí)施方式涉及的運(yùn)動(dòng)裝置300進(jìn)行說(shuō)明。在該第三實(shí)施方式中，與為了使臂部12 (參照?qǐng)D1)移動(dòng)而使用旋轉(zhuǎn)馬達(dá)13 (參照?qǐng)D1)的上述第一實(shí)施方式不同，為了使臂部52移動(dòng)而使用線性馬達(dá)53，對(duì)該例進(jìn)行說(shuō)明。
[0107]如圖6所示，第三實(shí)施方式涉及的運(yùn)動(dòng)裝置300具有可動(dòng)機(jī)構(gòu)部50以及可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部20b?？蓜?dòng)機(jī)構(gòu)控制部20b具有對(duì)可動(dòng)機(jī)構(gòu)部50的后述的線性馬達(dá)53進(jìn)行控制的馬達(dá)控制部24b。此外，線性馬達(dá)53是本發(fā)明“驅(qū)動(dòng)部”的一個(gè)例子并且是本發(fā)明的“馬達(dá)”的一個(gè)例子。另外，馬達(dá)控制部24b是本發(fā)明“控制部”的一個(gè)例子。另外，可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部20b是本發(fā)明“馬達(dá)控制裝置”的一個(gè)例子。
[0108]可動(dòng)機(jī)構(gòu)部50被構(gòu)成為包括座椅51、臂部52、線性馬達(dá)53和線性標(biāo)尺54。此外，臂部52是本發(fā)明“可動(dòng)部”的一個(gè)例子。另外，線性標(biāo)尺54是本發(fā)明的“位置檢測(cè)部”的一個(gè)例子。
[0109]臂部52被構(gòu)成為通過(guò)經(jīng)由用戶運(yùn)動(dòng)(鍛煉運(yùn)動(dòng)或者康復(fù)運(yùn)動(dòng))施加外力能夠在水平方向上移動(dòng)。另外，線性馬達(dá)53被構(gòu)成為除由用戶外力產(chǎn)生的移動(dòng)以外使臂部52能夠在水平方向上移動(dòng)。具體而言，線性馬達(dá)53被構(gòu)成為:通過(guò)基于從可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部20b的馬達(dá)控制部24b輸入的馬達(dá)控制電流，以產(chǎn)生水平方向的推力的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，能夠?qū)⒃撍椒较虻耐屏κ┘佑诒鄄?2。
[0110]在此，在第三實(shí)施方式中，線性馬達(dá)53被構(gòu)成為:通過(guò)基于來(lái)自可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部20b的馬達(dá)控制部24b的馬達(dá)控制電流進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，對(duì)于橫臥在座椅51上的狀態(tài)下對(duì)臂部52施加外力而進(jìn)行使臂部52在水平方向上移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)的用戶，能夠通過(guò)臂部52將與用戶施加于臂部52的外力方向反方向的負(fù)載施加給用戶，并且能夠通過(guò)臂部52將沿著用戶施加于臂部52的外力的方向的這種方向的輔助力施加給用戶。由此，用戶通過(guò)在橫臥座椅51的狀態(tài)下向臂部52施加外力而使臂部52在水平方向上移動(dòng)，能夠進(jìn)行鍛煉運(yùn)動(dòng)或者康復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0111]此外，在第三實(shí)施方式中，通過(guò)線性標(biāo)尺54檢測(cè)線性馬達(dá)53的水平方向的驅(qū)動(dòng)位置。并且，線性標(biāo)尺54檢測(cè)出的線性馬達(dá)53的水平方向的驅(qū)動(dòng)位置作為位置反饋被輸出至可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部20b。在第三實(shí)施方式中，與上述第一以及第二實(shí)施方式不同，由于在線性馬達(dá)53和臂部52之間沒(méi)有設(shè)置減速機(jī)構(gòu)，因此不需要考慮由減速機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的間隙等非線性因素，從而能夠更準(zhǔn)確地進(jìn)行線性馬達(dá)53的驅(qū)動(dòng)控制。
[0112]此外，第三實(shí)施方式的其他結(jié)構(gòu)與上述第一實(shí)施方式相同。
[0113]另外，用戶使用第三實(shí)施方式涉及的運(yùn)動(dòng)裝置300進(jìn)行運(yùn)動(dòng)(鍛煉運(yùn)動(dòng)或者康復(fù)運(yùn)動(dòng))時(shí)可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部20b的馬達(dá)控制部24b的處理流程也與上述第一實(shí)施方式(參照?qǐng)D3以及圖4)相同。
[0114]另外，第三實(shí)施方式的效果也與上述第一實(shí)施方式相同。
[0115]此外，本次公開(kāi)的實(shí)施方式應(yīng)視為在所有的方面上是例示而不作為限制。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書(shū)表示而不是由上述的實(shí)施方式的說(shuō)明表示，并且還包含與權(quán)利要求書(shū)等同的含義及范圍內(nèi)的所有的變更。
[0116]例如，在上述第一至第三實(shí)施方式中，示出了將本發(fā)明的作為馬達(dá)控制裝置的一例的可動(dòng)機(jī)構(gòu)控制部用于對(duì)運(yùn)動(dòng)裝置的可動(dòng)機(jī)構(gòu)部的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的例子，但是本發(fā)明不限于此。在本發(fā)明中，也可以將馬達(dá)控制裝置用于對(duì)一般工業(yè)中所使用的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制。
[0117]另外，在上述第一至第三實(shí)施方式中，示出了使用干擾觀測(cè)器估計(jì)用戶施加于臂部(可動(dòng)部)的外力的例子，但本發(fā)明不限于此。在本發(fā)明中，也可以通過(guò)外部轉(zhuǎn)矩傳感器和力傳感器等其他的部件估計(jì)用戶施加于可動(dòng)部的外力。
[0118]另外，在上述第一至第三實(shí)施方式中，示出了使用由能夠進(jìn)行觸摸面板操作的顯示部、能夠進(jìn)行按鍵操作的按鈕開(kāi)關(guān)、能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)等構(gòu)成的設(shè)定輸入部來(lái)進(jìn)行緊急停止操作的例子，但是本發(fā)明不限于此。在本發(fā)明中，也可以使用安全開(kāi)關(guān)進(jìn)行緊急停止操作。如此，能夠在用戶停止運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻使運(yùn)動(dòng)裝置可靠地進(jìn)行緊急停止。
[0119]另外，在上述第一及第二實(shí)施方式中，示出了在臂部(可動(dòng)部)和旋轉(zhuǎn)馬達(dá)(驅(qū)動(dòng)部)之間設(shè)置減速器并使用該減速器使旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩增加的例子，但本發(fā)明不限于此。在本發(fā)明中，也可以不在臂部和旋轉(zhuǎn)馬達(dá)之間設(shè)置減速器，只要使用能夠以低速輸出大轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)即可。此外，上述第一以及第二實(shí)施方式的減速器是具有同步帶機(jī)構(gòu)的減速器，但也可以使用由直齒圓柱齒輪和蝸桿等組成的齒輪減速器、由鏈條及鏈輪組成的減速器等。
[0120]另外，在上述第一實(shí)施方式中，示出了馬達(dá)控制部(控制部)被如下構(gòu)成的例子:在利用鍛煉控制方法(第一控制方法)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)(驅(qū)動(dòng)部)的狀態(tài)下，在發(fā)生緊急狀態(tài)的情況下，通過(guò)將旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置固定，進(jìn)行使臂部(可動(dòng)部)處于不能移動(dòng)狀態(tài)的控制，但本發(fā)明不限于此。在本發(fā)明中，馬達(dá)控制部(控制部)也可以被構(gòu)成為:在利用鍛煉控制方法驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的狀態(tài)下，在發(fā)生緊急狀態(tài)的情況下，通過(guò)使旋轉(zhuǎn)馬達(dá)對(duì)臂部施加的驅(qū)動(dòng)力為零，進(jìn)行使臂部處于能夠自由移動(dòng)的狀態(tài)的控制。在以這種方式構(gòu)成時(shí)，當(dāng)在用戶鍛煉運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生緊急狀態(tài)的情況下，能夠使經(jīng)由臂部對(duì)用戶施加的負(fù)載為零。由此，當(dāng)在鍛煉運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生了緊急狀態(tài)的情況下，用戶能夠使臂部容易地移動(dòng)到安全的位置上。
【權(quán)利要求】
1.一種運(yùn)動(dòng)裝置，具有: 可動(dòng)部(12、42、52)，通過(guò)經(jīng)由用戶運(yùn)動(dòng)施加外力而能夠移動(dòng)； 驅(qū)動(dòng)部(13、45、53)，將用于除由所述用戶的外力產(chǎn)生的移動(dòng)以外使所述可動(dòng)部移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力施加于所述可動(dòng)部； 位置檢測(cè)部(17、54)，檢測(cè)與所述可動(dòng)部的當(dāng)前位置相對(duì)應(yīng)的所述驅(qū)動(dòng)部的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置；以及 控制部(24、24a、24b )，控制所述驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)， 所述控制部利用基于由所述位置檢測(cè)部檢測(cè)出的所述驅(qū)動(dòng)部的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置、使所述可動(dòng)部停留在當(dāng)前位置的第一控制方法，驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部。
2.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)裝置，其中， 所述控制部在利用所述第一控制方法驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部時(shí)，以使所述可動(dòng)部停留在當(dāng)前位置上的方式，將由所述位置檢測(cè)部檢測(cè)出的所述驅(qū)動(dòng)部的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置作為目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置對(duì)所述驅(qū)動(dòng)部進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)裝置，其中， 所述控制部在利用所述第一控制方法驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部時(shí)，將與所述用戶的外力相對(duì)應(yīng)的大小的負(fù)載向與所述用戶的外力方向相反的方向通過(guò)所述可動(dòng)部施加于所述用戶。
4.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)裝置，其中， 所述控制部在利用所述第一控制方法驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部時(shí)，以使通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)部施加于所述可動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)力包含于規(guī)定的限制值的范圍內(nèi)的方式，進(jìn)行補(bǔ)償。
5.如權(quán)利要求3所述的運(yùn)動(dòng)裝置，其中， 還具有干擾觀測(cè)器(32)，所述干擾觀測(cè)器對(duì)施加于所述可動(dòng)部的干擾進(jìn)行估計(jì)， 所述控制部被構(gòu)成為:在通過(guò)所述用戶的外力使所述可動(dòng)部移動(dòng)時(shí)，通過(guò)從基于所述干擾觀測(cè)器的估計(jì)結(jié)果中減去在所述用戶沒(méi)有施加外力的狀態(tài)下施加于所述可動(dòng)部上的干擾，來(lái)計(jì)算所述用戶的外力。
6.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)裝置，其中， 所述控制部除了利用所述第一控制方法以外，還能夠利用第二控制方法驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部， 所述第二控制方法是將沿著所述用戶所施加的外力的方向的方向的輔助力通過(guò)所述可動(dòng)部施加于所述用戶。
7.如權(quán)利要求6所述的運(yùn)動(dòng)裝置，其中， 所述控制部在利用所述第二控制方法驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部時(shí)，以使通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)部施加于所述可動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)力包含于規(guī)定的限制值的范圍內(nèi)的方式，進(jìn)行補(bǔ)償。
8.如權(quán)利要求6所述的運(yùn)動(dòng)裝置，其中， 所述控制部在利用所述第一控制方法驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部的情況下，基于由所述位置檢測(cè)部所檢測(cè)出的所述驅(qū)動(dòng)部的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置，驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部， 另一方面，所述控制部在利用所述第二控制方法驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部的情況下，以預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部。
9.如權(quán)利要求6所述的運(yùn)動(dòng)裝置，其中， 所述控制部在利用所述第一控制方法驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部的情況下，利用通過(guò)使所述用戶的外力負(fù)回饋而進(jìn)行了補(bǔ)償?shù)尿?qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部， 另一方面，所述控制部在利用所述第二控制方法驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部的情況下，利用通過(guò)使所述用戶的外力正回饋而進(jìn)行了補(bǔ)償?shù)尿?qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部。
10.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)裝置，其中， 在發(fā)生緊急狀態(tài)的情況下，所述控制部將所述驅(qū)動(dòng)部的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置固定。
11.如權(quán)利要求10所述的運(yùn)動(dòng)裝置，其中， 發(fā)生所述緊急狀態(tài)的情況包括所述用戶進(jìn)行了緊急停止操作的情況。
12.如權(quán)利要求10所述的運(yùn)動(dòng)裝置，其中， 還具有干擾觀測(cè)器，所述干擾觀測(cè)器對(duì)施加于所述可動(dòng)部的干擾進(jìn)行估計(jì)， 發(fā)生所述緊急狀態(tài)的情況包括由所述干擾觀測(cè)器產(chǎn)生的估計(jì)結(jié)果為異常的情況。
13.如權(quán)利要求10所述的運(yùn)動(dòng)裝置，其中， 發(fā)生所述異常狀態(tài)的情況包括所述驅(qū)動(dòng)部的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置與目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置之差為規(guī)定的閾值以上的情況。
14.如權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的運(yùn)動(dòng)裝置，其中， 所述控制部在所述驅(qū)動(dòng)部的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)位置被固定并且所述用戶進(jìn)行了復(fù)位操作的情況下，以使所述可動(dòng)部以規(guī)定的速度以下的速度向初始位置返回的方式，驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部。
15.一種馬達(dá)控制裝置， 具有對(duì)馬達(dá)(13，45，53)的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的馬達(dá)控制部(24、24a、24b)，所述馬達(dá)對(duì)通過(guò)施加外力能夠移動(dòng)的可動(dòng)部(12，42，52)施加用于除由所述外力產(chǎn)生的移動(dòng)以外使所述可動(dòng)部移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力， 所述馬達(dá)控制部基于由對(duì)與所述可動(dòng)部的當(dāng)前位置相對(duì)應(yīng)的所述馬達(dá)的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置進(jìn)行檢測(cè)的位置檢測(cè)部(17，54)所檢測(cè)出的所述馬達(dá)的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置，以使所述可動(dòng)部停留在當(dāng)前位置上的方式驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)部。
16.一種馬達(dá)控制方法，具有以下步驟: 對(duì)通過(guò)施加外力能夠移動(dòng)的可動(dòng)部(12，42，52)施加用于除由所述外力產(chǎn)生的移動(dòng)以外使所述可動(dòng)部移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力的馬達(dá)(13，45，53)的、與所述可動(dòng)部的當(dāng)前位置相對(duì)應(yīng)的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置進(jìn)行檢測(cè)；以及 基于所檢測(cè)出的所述馬達(dá)的當(dāng)前驅(qū)動(dòng)位置，以使所述可動(dòng)部停留在當(dāng)前位置上的方式，控制所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】H02P29/00GK103733155SQ201180072744
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月3日
【發(fā)明者】北澤隆 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)