特開 2022-157368 ロボット装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022157368

(43)【公開日】2022-10-14

(54)【発明の名称】ロボット装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/00 20060101AFI20221006BHJP

   B25J 19/00 20060101ALI20221006BHJP

   G05B 11/36 20060101ALI20221006BHJP

【ＦＩ】

B25J13/00 Z

B25J19/00 A

G05B11/36 F

G05B11/36 501C

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021061546

(22)【出願日】2021-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】特許業務法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石川 智己

(72)【発明者】

【氏名】山下 賢人

(72)【発明者】

【氏名】山本 裕介

【テーマコード（参考）】

3C707

5H004

【Ｆターム（参考）】

3C707CY30

3C707CY31

3C707CY37

3C707HS21

3C707HS24

3C707KS37

3C707LV22

3C707LV23

3C707MT04

5H004GA09

5H004GB16

5H004HA02

5H004HA03

5H004HA14

5H004HB03

5H004HB14

5H004JA03

5H004LA07

(57)【要約】

【課題】調圧弁のスプールの微振動に起因する人工筋肉の軸方向における伸縮を抑制する。
【解決手段】ロボット本体と、流体の供給を受けてロボット本体を駆動する少なくとも１つの人工筋肉と、スプールおよびスプールに推力を付与する電磁部を有し、流体供給源からの流体を電磁部に供給される電流に基づいて調圧して人工筋肉に供給する調圧弁と、調圧弁から人工筋肉に供給される流体圧をロボット本体の駆動に要求される目標圧力にするための制御信号に基づいて電磁部に供給される電流を制御する制御装置と、を備えるロボット装置であって、制御装置は、目標圧力に基づく電磁部への目標電流と、スプールを微振動させるディザ振幅および調圧弁から出力される流体圧のスプールの微振動による変化に伴って人工筋肉を軸方向に伸縮させないディザ周期を有するディザ指令値と、に基づいて制御信号を生成する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボット本体と、
流体の供給を受けて前記ロボット本体を駆動する少なくとも１つの人工筋肉と、
スプールおよび前記スプールに推力を付与する電磁部を有し、流体供給源からの前記流体を前記電磁部に供給される電流に基づいて調圧して前記人工筋肉に供給する調圧弁と、
前記調圧弁から前記人工筋肉に供給される流体圧を前記ロボット本体の駆動に要求される目標圧力にするための制御信号に基づいて前記電磁部に供給される電流を制御する制御装置と、
を備えるロボット装置であって、
前記制御装置は、前記目標圧力に基づく前記電磁部への目標電流と、前記スプールを微振動させるディザ振幅および前記調圧弁から出力される前記流体圧の前記スプールの微振動による変化に伴って前記人工筋肉を軸方向に伸縮させないディザ周期を有するディザ指令値と、に基づいて前記制御信号を生成する、
ロボット装置。

【請求項2】

請求項１記載のロボット装置であって、
前記制御装置は、少なくとも前記ロボット本体の現在位置と目標位置とのずれ量が所定量以下であるときに、前記目標電流と前記ディザ指令値とに基づいて前記制御信号を生成する、
ロボット装置。

【請求項3】

請求項１または２記載のロボット装置であって、
前記制御装置は、少なくとも前記ロボット本体の目標速度が所定速度以下であるときに、前記目標電流と前記ディザ指令値とに基づいて前記制御信号を生成する、
ロボット装置。

【請求項4】

請求項１ないし３のうちの何れか１つの請求項に記載のロボット装置であって、
前記制御信号は、ＰＷＭ信号であり、
前記ディザ周期は、前記ＰＷＭ信号の周期よりも長い、
ロボット装置。

【請求項5】

請求項１ないし４のうちの何れか１つの請求項に記載のロボット装置であって、
前記調圧弁は、常閉型調圧弁であり、
前記制御装置は、前記目標電流の単位時間当たりの増加量である目標電流増加率が所定増加率以上であるときには、前記目標電流増加率が前記閾値未満であるときに比して、前記ディザ振幅を小さくする、
ロボット装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ロボット装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の技術としては、アームと、アームと一体に回動するプーリに巻回されたロープを介して対向配置されると共に拮抗駆動される第１および第２人工筋肉と、第１および第２人工筋肉にそれぞれ接続された第１および第２調圧弁と、を備える駆動装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この駆動装置では、位置指令信号と、駆動装置のバンド幅の１０倍以上の周波数の同相の外乱信号と、を用いて第１および第２調圧弁の制御信号を生成して第１および第２調圧弁を制御する。これにより、ディザ効果により第１および第２人工筋肉の有するヒステリシスを低減している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭６１－１０７４０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の駆動装置では、第１および第２調圧弁のスプールの微振動に起因して、第１および第２人工筋肉のうちの少なくとも何れかが振動し、騒音や耐久性の低下を生じる可能性がある。

【0005】

本開示のロボット装置は、調圧弁のスプールの微振動に起因する人工筋肉の騒音や耐久性の低下を抑制しつつロボット本体の制御精度を高めることを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のロボット装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本開示のロボット装置は、ロボット本体と、流体の供給を受けて前記ロボット本体を駆動する少なくとも１つの人工筋肉と、スプールおよび前記スプールに推力を付与する電磁部を有し、流体供給源からの前記流体を前記電磁部に供給される電流に基づいて調圧して前記人工筋肉に供給する調圧弁と、前記調圧弁から前記人工筋肉に供給される流体圧を前記ロボット本体の駆動に要求される目標圧力にするための制御信号に基づいて前記電磁部に供給される電流を制御する制御装置と、を備えるロボット装置であって、前記制御装置は、前記目標圧力に基づく前記電磁部への目標電流と、前記スプールを微振動させるディザ振幅および前記調圧弁から出力される前記流体圧の前記スプールの微振動による変化に伴って前記人工筋肉を軸方向に伸縮させないディザ周期を有するディザ指令値と、に基づいて前記制御信号を生成することを要旨とする。

【0008】

本開示のロボット装置では、ロボット本体の駆動に要求される目標圧力に基づく電磁部への目標電流と、スプールを微振動させるディザ振幅および調圧弁から出力される流体圧のスプールの微振動による変化に伴って人工筋肉を軸方向に伸縮させないディザ周期を有するディザ指令値と、に基づいて制御信号を生成する。そして、この制御信号に基づいて調圧弁の電磁部に供給される電流を制御する。これにより、調圧弁のスプールの微振動に起因する人工筋肉の軸方向における伸縮を抑制することができる。この結果、調圧弁のスプールの微振動に起因する人工筋肉の騒音や耐久性の低下を抑制しつつロボット本体の制御精度を高めることができる。例えば、ロボット本体の現在位置が目標位置に接近しているときに、ロボット本体を目標位置に精度よく到達させることができ、ロボット本体をゆっくり動作させるときに、ロボット本体を精度よく動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示のロボット装置を示す概略構成図である。

【図2】ロボット装置を示す拡大図である。

【図3】ロボット装置の流体供給装置を示す概略構成図である。

【図4】第１および第２リニアソレノイドバルブを示す概略構成図である。

【図5】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本開示の第１および第２リニアソレノイドバルブの動作を説明するための断面図である。

【図6】ロボット装置の制御装置の要部を示すブロック図である。

【図7】目標圧力設定マップを例示する説明図である。

【図8】ロボット装置の制御装置の要部を示すブロック図である。

【図9】第１リニアソレノイドバルブの電磁部に供給される電流の様子を例示する説明図である。

【図10】ディザ振幅設定処理の一例を示すフローチャートである。

【図11】ディザ振幅設定処理の一例を示すフローチャートである。

【図12】本開示のロボット装置の制御装置の要部を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。

【0011】

図１は、本開示のロボット装置１を示す概略構成図であり、図２は、ロボット装置１を示す拡大図である。これらの図面に示すロボット装置１は、ロボットアーム（ロボット本体）２と、流体供給装置１０と、装置全体を制御する制御装置１００とを含む。ロボットアーム２は、複数（本実施形態では、３つ）の関節（ピン結合部）Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３と、複数（本実施形態では、３つ）のアーム（リンク）３と、関節Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３ごとに例えば偶数個（本実施形態では、４つ）ずつ設けられる人工筋肉としての複数の流体アクチュエータＭと、先端側のアーム３の手先に取り付けられる把持部としてのハンド部（ロボットハンド）４とを含む多関節アームである。ハンド部４は、対象となる物体（以下、「把持対象」という）を把持するように制御装置１００により制御される。また、流体供給装置１０は、制御装置１００により制御されて各流体アクチュエータＭに流体としての作動油（作動流体）を給排する。これにより、ロボットアーム２を油圧（流体圧）により駆動してハンド部４を所望の位置に移動させることができる。

【0012】

ロボットアーム２の各流体アクチュエータＭは、図２に示すように、作動油の圧力によって膨張および収縮するチューブＴと、チューブＴを覆う編組スリーブＳとを含む、いわゆるマッキベン型の人工筋肉である。チューブＴは、高い耐油性をもった例えばゴム材等の弾性材により円筒状に形成されており、チューブＴの両端部は、封止部材Ｃにより封止されている。チューブＴの基端側（流体供給装置１０側、図２中下端側）の封止部材Ｃには、作動油の出入口ＩＯが形成されている。編組スリーブＳは、所定方向に配向された複数のコードを互いに交差するように編み込むことにより円筒状に形成されており、軸方向および径方向に収縮可能である。編組スリーブＳを形成するコードとしては、繊維コード、高強度繊維、極細のフィラメントによって構成される金属製コード等を採用することができる。かかる流体アクチュエータＭのチューブＴ内に上記出入口ＩＯから作動油を供給してチューブＴ内の作動油の圧力を高めることで、チューブＴは、編組スリーブＳの作用により径方向に膨張すると共に軸方向に収縮し、内部の作動油の圧力に応じた収縮力を発生する。

【0013】

図１および図２に示すように、複数のアーム３のうち、最基端側（最も流体供給装置１０側）のアーム３は、関節Ｊ１を介してリンクとしての支持部材５により回動自在に支持される。また、２つのアーム３同士が、関節Ｊ２またはＪ３を介して互いに回動自在に連結される。更に、各アーム３の先端部（手先側の端部）には、連結部材６が固定されている。図示するように、支持部材５は、最基端側の関節Ｊ１に対応した複数（４つ）の流体アクチュエータＭの基端側の封止部材Ｃを回動自在に支持する。また、各アーム３の連結部材６は、基端側に位置する関節Ｊ１またはＪ２に対応した複数（４つ）流体アクチュエータＭの先端側（手先側）の封止部材Ｃを回動自在に支持する。更に、各連結部材６は、先端側に位置する関節Ｊ２またはＪ３に対応した複数（４つ）流体アクチュエータＭの基端側の封止部材Ｃを回動自在に支持する。

【0014】

より詳細には、支持部材５は、関節Ｊ１に対応した２つの流体アクチュエータＭの基端側の封止部材Ｃを第１の連結軸を介して回動自在に支持する。また、最基端側のアーム３の連結部材６は、関節Ｊ１に対応した２つの流体アクチュエータＭの先端側の封止部材Ｃを第２の連結軸を介して回動自在に支持する。更に、支持部材５は、関節Ｊ１に対応した残り２つの流体アクチュエータＭの基端側の封止部材Ｃを上記第１の連結軸と平行に延びる第３の連結軸を介して回動自在に支持する。また、最基端側のアーム３の連結部材６は、関節Ｊ１に対応した残り２つの流体アクチュエータＭの先端側の封止部材Ｃを上記第２の連結軸と平行に延びる第４の連結軸を介して回動自在に支持する。同様に、関節Ｊ２またはＪ３を介して互いに連結される２つのアーム３の連結部材６も、上述のような複数の連結軸を介して、関節Ｊ２またはＪ３に対応した複数（４つ）の流体アクチュエータＭの対応する封止部材Ｃを回動自在に支持する。

【0015】

これにより、関節Ｊ１－Ｊ３の関節軸から手先側（ハンド部４側）に延びる各アーム３の両側には、流体アクチュエータＭが本実施形態では２つずつ対応するアーム３と平行に配列される。そして、各アーム３の一側に配置される２つの流体アクチュエータＭは、１つの関節Ｊ１，Ｊ２またはＪ３に対応した第１の人工筋肉（一方の拮抗筋）ＡＭ１（図３参照）を構成し、各アーム３の他側に配置される２つの流体アクチュエータＭは、第１の人工筋肉ＡＭ１と対をなす１つの関節Ｊ１，Ｊ２またはＪ３に対応した第２の人工筋肉（他方の拮抗筋）ＡＭ２（図３参照）を構成する。ただし、第１の人工筋肉ＡＭ１を構成する流体アクチュエータＭの数と、第２の人工筋肉ＡＭ２を構成する流体アクチュエータＭの数とが異なっていてもよい。また、本実施形態において、１つの関節Ｊ１，Ｊ２またはＪ３に対して設けられる複数（４つ）の流体アクチュエータＭは、互いに同一の諸元を有する。ただし、１つの関節Ｊ１，Ｊ２またはＪ３に対応した複数の流体アクチュエータＭの諸元は、必ずしも同一である必要はなく、例えば、第１の人工筋肉ＡＭ１を構成する流体アクチュエータＭの諸元と、第２の人工筋肉ＡＭ２を構成する流体アクチュエータＭの諸元とが異なっていてもよい。更に、各アーム３は、中空に形成されており、各アーム３の内部には、流体供給管としての複数のホースＨ（図２における破線参照）が配置される。各ホースＨは、対応する流体アクチュエータＭの基端側の封止部材Ｃに形成された出入口ＩＯに接続され、各流体アクチュエータＭのチューブＴ内には、ホースＨを介して流体供給装置１０からの作動油（油圧）が供給される。

【0016】

従って、制御装置１００により流体供給装置１０を制御することで、第１の人工筋肉ＡＭ１を構成する２つの流体アクチュエータＭのチューブＴ内の油圧と、第１の人工筋肉ＡＭ１と対をなす第２の人工筋肉ＡＭ２を構成する２つの流体アクチュエータＭのチューブＴ内の油圧とを互いに異ならせることができる。これにより、４つの流体アクチュエータＭすなわち対をなす（１組の）第１および第２の人工筋肉ＡＭ１，ＡＭ２から連結部材６を介して各アーム３に力（回転トルク）を伝達し、支持部材５または基端側のアーム３に対して各アーム３を回動させて関節Ｊ１－Ｊ３の関節角度を変化させることが可能となる。本実施形態において、第１の人工筋肉ＡＭ１を構成する２つの流体アクチュエータＭと、第１の人工筋肉ＡＭ１と対をなす第２の人工筋肉ＡＭ２を構成する２つの流体アクチュエータＭとは、チューブＴが所定量（例えば、自然長の１０％程度）だけ軸方向に収縮した状態を初期状態として流体供給装置１０からの油圧により拮抗駆動される。

【0017】

ロボット装置１の流体供給装置１０は、図１に示すように、作動油貯留部（流体貯留部）を画成するタンク１１と、タンク１１を上下方向に延びる回動軸（図１における一点鎖線参照）の周りに回動自在に支持するベース部１２とを含む。タンク１１は、例えば上端および下端が閉鎖された筒体であり、内部に作動油を貯留可能なものである。本実施形態において、ロボットアーム２の支持部材５は、図２に示すように、タンク１１の上壁部１１ｕに図示しないボルト等を介して固定される。すなわち、ロボットアーム２は、流体供給装置１０のタンク１１（上壁部１１ｕ）により支持される。

【0018】

ベース部１２は、ロボットアーム２およびタンク１１の下方に位置するようにロボット装置１の設置箇所に固定されるか、あるいは図示しない無人搬送車（ＡＧＶ）に搭載（固定）される。また、ベース部１２は、タンク１１を上記回動軸の周りに回動させる図示しない回動ユニットを支持している。これにより、回動ユニットを作動させることで、ロボットアーム２およびタンク１１を回動軸の周りに一体に回動させることが可能となる。回動ユニットは、流体供給装置１０から供給される油圧により駆動される揺動モータであってもよく、電動モータ等を含むものであってもよい。

【0019】

更に、流体供給装置１０は、図３に示すように、タンク１１およびベース部１２に加えて、流体供給源としてのポンプ１３と、タンク１１内に配置される図示しないバルブボディと、元圧生成バルブ１４と、それぞれ複数の調圧弁（調圧装置）としての第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２とを含む。ポンプ１３と、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２とは、何れも制御装置１００により制御される。第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとにそれぞれ１つずつ設けられる。

【0020】

ポンプ１３は、例えば電動ポンプであり、タンク１１内に貯留された作動油を吸引して吐出口から吐出する。ポンプ１３は、タンク１１内に配置されるポンプ部と、電動モータおよび減速ギヤ機構とを有すると共にタンク１１内またはタンク１１外に配置される駆動部とを含む。元圧生成バルブ１４は、図示しない信号圧生成バルブからの信号圧に応じてポンプ１３から吐出される作動油の一部をドレン（調圧）して元圧を生成し、元圧をバルブボディに形成された油路（流体通路）Ｌ０に供給する。元圧生成バルブ１４の信号圧生成バルブとしては、例えば、制御装置１００により通電制御されるリニアソレノイドバルブが用いられる。

【0021】

第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２は、それぞれバルブボディ内に配置されると共に互いに同一の構造を有し、図３や図４に示すように、制御装置１００により通電制御される電磁部２０と、電磁部２０により駆動されて作動油を調圧するバルブ部３０とを含む。本実施形態において、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２は、電磁部２０に電流が供給される際に開弁する常閉型リニアソレノイドバルブである。

【0022】

電磁部２０は、軸方向に並べて配置される筒状の第１および第２コアと、第１および第２コアを包囲するように配置される筒状のコイルと、第２コア内に軸方向に移動自在に配置されるプランジャと、第１コア内でプランジャに連動して軸方向に移動可能なロッド２１と、これらの部材を収容するヨーク（ケース）とを含む（図４には、ロッド２１のみを示す）。電磁部２０のコイルを電流が流れると、ヨーク、第２コア、プランジャ、第１コアの順に流れる磁束回路が形成される。これにより、プランジャが第１コア側に吸引され、プランジャに連動してロッド２１が第１コアから突出する方向（図４における右側）に移動する。本実施形態において、電磁部２０に供給される電流は、目標電流に基づいて生成されるＰＷＭ信号により制御される。

【0023】

バルブ部３０は、図４に示すように、上述のバルブボディに組み込まれる略円筒状のスリーブ４０と、スリーブ４０の内部に軸方向に摺動自在（移動自在）に配置されるスプール５０とを有する。スリーブ４０の一端部（図中左端部）は、電磁部２０（ヨーク）に対して固定され、スリーブ４０の電磁部２０側とは反対側の端部（図中右端部）には、端部を閉鎖するキャップＣＰが固定（螺合）される。また、スリーブ４０の内部には、スプール５０とキャップＣＰとの間に位置するようにスプリング（弾性部材）ＳＰが配置される。スプリングＳＰは、本実施形態においてコイルスプリングであり、スプール５０を電磁部２０側（図４における左側）に付勢する。

【0024】

スリーブ４０は、図４に示すように、入力ポート４１ｉと、入力ポート４１ｉと連通可能な出力ポート４１ｏと、出力ポート４１ｏに連通するフィードバックポート４１ｆと、出力ポート４１ｏと連通可能なドレンポート４１ｄとを含む。図３に示すように、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の入力ポート４１ｉは、それぞれ油路Ｌ０に連通する。第１リニアソレノイドバルブ１５１の出力ポート４１ｏは、油路Ｌ１１および油路Ｌ１２を介して対応する上記第１の人工筋肉ＡＭ１を構成する２つの流体アクチュエータＭ（チューブＴ）の作動油の出入口ＩＯに連通する。第１リニアソレノイドバルブ１５１の出力ポート４１ｏは、油路Ｌ２１および油路Ｌ２２を介して対応する上記第２の人工筋肉ＡＭ２を構成する２つの流体アクチュエータＭ（チューブＴ）の作動油の出入口ＩＯに連通する。第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２のドレンポート４１ｄは、それぞれ油路Ｌ３を介してタンク１１内の作動油貯留部に連通する。本実施形態において、入力ポート４１ｉ、出力ポート４１ｏ、ドレンポート４１ｄおよびフィードバックポート４１ｆは、図４に示すように、電磁部２０側からスプリングＳＰ（キャップＣＰ）側に向けて、この順番で間隔をおいて軸方向に並ぶようにスリーブ４０に形成される。すなわち、入力ポート４１ｉは、出力ポート４１ｏよりも電磁部２０側に形成され、ドレンポート４１ｄは、出力ポート４１ｏよりもスプリングＳＰ側に形成され、フィードバックポート４１ｆは、ドレンポート４１ｄよりもスプリングＳＰ側に形成される。

【0025】

スリーブ４０の内部には、入力ポート４１ｉに連通する入力室４２ｉ、出力ポート４１ｏに連通する出力室４２ｏ、ドレンポート４１ｄに連通するドレン室４２ｄ、およびフィードバックポート４１ｆに連通するフィードバック室４２ｆが軸方向に間隔をおいて画成されている。更に、スリーブ４０の内部には、入力室４２ｉおよび出力室４２ｏで開口する第１連通室４５と、出力室４２ｏおよびドレン室４２ｄで開口する第２連通室４６と、ドレン室４２ｄおよびフィードバック室４２ｆで開口する第３連通室４７とが画成されている。入力室４２ｉ、出力室４２ｏ、ドレン室４２ｄおよびフィードバック室４２ｆは、互いに同一の内径（断面積）を有する断面円形状の空間部である。第１から第３連通室４５，４６，４７は、互いに同一かつ入力室４２ｉ等の内径（断面積）よりも小さい内径（断面積）を有する断面円形状の空間部である。入力室４２ｉ、出力室４２ｏ、ドレン室４２ｄ、フィードバック室４２ｆ、および第１から第３連通室４５，４６，４７は、スリーブ４０の軸心に沿って互いに同軸に延在する。

【0026】

スプール５０は、図４に示すように、４つのランド５１，５２，５３および５４と、ランド５１および５２の間の第１軸部５５と、ランド５２および５３の間の第２軸部５６と、ランド５３および５４の間の第３軸部５７とを含む。ランド５１，５２および５３は、互いに同一の外径（断面積）を有する円柱状に形成され、ランド５４は、ランド５１－５３の外径（断面積）よりも小さい外径（断面積）を有する円柱状に形成されている。また、ランド５２および５３の外径は、スリーブ４０の第１から第３連通室４５，４６，４７の内径よりも僅かに小さい値に定められている。更に、本実施形態において、スプール５０のランド５２は、スリーブ４０の出力室４２ｏの軸長よりも長い軸長を有する。第１から第３軸部５５－５７は、少なくともランド５２および５３の外径（断面積）よりも小さい外径（断面積）を有する円柱状に形成されている。ランド５１－５４および第１から第３軸部５５－５７は、スプール５０の軸心に沿って互いに同軸に延在する。

【0027】

スプール５０のランド５１は、電磁部２０側から入力室４２ｉに連通するようにスリーブ４０に形成された孔部（円孔）内に摺動自在に配置される。また、ランド５１の先端（図４における左端）には、電磁部２０のロッド２１に当接する当接部５１ａとストッパ部５１ｓとが形成されている。更に、スプール５０のランド５４は、スプリングＳＰ（キャップＣＰ）側からフィードバック室４２ｆに連通するようにスリーブ４０に形成された孔部（円孔）内に摺動自在に配置され、ランド５４とキャップＣＰとの間に上述のスプリングＳＰが配置される。これにより、スプール５０は、スリーブ４０の内部に摺動自在に配置され、スプリングＳＰにより電磁部２０側に付勢されている。そして、スプール５０の移動に応じて、スリーブ４０の入力ポート４１ｉと出力ポート４１ｏとの連通状態および出力ポート４１ｏとドレンポート４１ｄとの連通状態がスプール５０のランド５２によって変化させられることになる。

【0028】

上述のように構成された第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２では、それぞれ、スプリングＳＰによりスプール５０に付与される電磁部２０側への付勢力と、電磁部２０（コイル）に供給される電流により電磁部２０からスプール５０に付与される電磁部２０側とは反対側への推力と、出力ポート４１ｏからフィードバックポート４１ｆに供給される油圧によりスプール５０に付与される電磁部２０側への推力とをバランスさせることで、元圧生成バルブ１４（ポンプ１３）側から入力ポート４１ｉに供給されて出力ポート４１ｏから流出する作動油を所望の圧力に調圧することができる。

【0029】

具体的には、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２では、それぞれ、電磁部２０のコイルに電力が供給されていないときには、図４および図５（ａ）に示すように、スプール５０（およびロッド２１）がスプリングＳＰの付勢力により電磁部２０のプランジャに対して（図４および図５における左側に）押し付けられる。これにより、図５（ａ）に示すように、スプール５０のランド５２の入力室４２ｉ側の端面５２ｉが第１連通室４５内に位置すると共に、ランド５２のドレン室４２ｄ側の端面５２ｄが出力室４２ｏ内に位置する。ランド５２の入力室４２ｉ側の端面５２ｉが第１連通室４５内に位置することにより、入力ポート４１ｉと出力ポート４１ｏとが、ランド５２の外周面と第１連通室４５を画成するスリーブ４０の内周面との僅かなクリアランスを介して連通する。更に、ランド５２のドレン室４２ｄ側の端面５２ｄが出力室４２ｏ内に位置することにより、出力室４２ｏとドレン室４２ｄとが第２連通室４６を介して十分な連通量で連通する。以下、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２のこうした状態を「第１状態」という。

【0030】

電磁部２０に電流が供給されてロッド２１がプランジャと共にスプリングＳＰ側（図４および図５における右側）に移動すると、スプール５０は、ロッド２１により押圧されてスプリングＳＰの付勢力に抗してスプリングＳＰ（キャップＣＰ）側に移動する。第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２では、スプール５０がスプリングＳＰ側に移動していくと、図５（ｂ）に示すように、ランド５２の入力室４２ｉ側の端面５２ｉが第１連通室４５内に位置しつつ、ランド５２のドレン室４２ｄ側の端面５２ｄが出力室４２ｏと第２連通室４６との境界を越えて第２連通室４６内に位置する。ランド５２の入力室４２ｉ側の端面５２ｉが第１連通室４５内に位置することにより、入力ポート４１ｉと出力ポート４１ｏとが、ランド５２の外周面と第１連通室４５を画成するスリーブ４０の内周面との僅かなクリアランスを介して連通する。更に、ランド５２のドレン室４２ｄ側の端面５２ｄが第２連通室４６内に位置することにより、出力ポート４１ｏとドレンポート４１ｄとが、ランド５２の外周面と第２連通室４６を画成するスリーブ４０の内周面との僅かなクリアランスを介して連通する。以下、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２のこうした状態を「第２状態」という。

【0031】

電磁部２０に供給される電流が更に大きくなって、スプール５０が更にロッド２１により押圧されてスプリングＳＰ（キャップＣＰ）側に移動していくと、図５（ｃ）に示すように、ランド５２のドレン室４２ｄ側の端面５２ｄが第２連通室４６内に位置しつつ、ランド５２の入力室４２ｉ側の端面５２ｉが第１連通室４５と出力室４２ｏとの境界を越えて出力室４２ｏ内に位置する。ランド５２の端面５２ｉが出力室４２ｏ内に位置することにより、第１連通室４５を介して入力室４２ｉと出力室４２ｏとが十分な連通量で連通する。更に、ランド５２のドレン室４２ｄ側の端面５２ｄが第２連通室４６内に位置することにより、出力ポート４１ｏとドレンポート４１ｄとが、ランド５２の外周面と第２連通室４６を画成するスリーブ４０の内周面との僅かなクリアランスを介して連通する。以下、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２のこうした状態を「第３状態」という。

【0032】

以下、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２のスプール５０の初期位置（第１状態での位置）からの移動量を「ストローク量Ｓｃ１，Ｓｃ２」という。また、スプール５０のランド５２の入力室４２ｉ側の端面５２ｉが第１連通室４５と出力室４２ｏとの境界に位置するときのストローク量Ｓｃ１，Ｓｃ２を「所定ストローク量Ｓｃｒｅｆ１，Ｓｃｒｅｆ２」という。スリーブ４０の入力室４２ｉ（入力ポート４１ｉ）と出力室４２ｏ（出力ポート４１ｏ）との連通量は、ストローク量Ｓｃ１，Ｓｃ２が所定ストローク量Ｓｃｒｅｆ１，Ｓｃｒｅｆ２以下であるとき（第１状態や第２状態であるとき）には、所定量（ランド５２の外周面と第１連通室４５を画成するスリーブ４０の内周面との僅かなクリアランス）となり、ストローク量Ｓｃ１，Ｓｃ２が所定ストローク量Ｓｃｒｅｆ１，Ｓｃｒｅｆ２よりも大きいとき（第３状態であるとき）には、ストローク量Ｓｃ１，Ｓｃ２が大きくなるにつれて所定量から徐々に多くなる。このため、ストローク量Ｓｃ１，Ｓｃ２が所定ストローク量Ｓｃｒｅｆ１，Ｓｃｒｅｆ２よりも大きいときには、ストローク量Ｓｃ１，Ｓｃ２が所定ストローク量Ｓｃｒｅｆ１，Ｓｃｒｅｆ２以下であるときに比して、バルブ部３０のスプール５０の単位移動量当たりのスリーブ４０の入力室４２ｉ（入力ポート４１ｉ）と出力室４２ｏ（出力ポート４１ｏ）との連通量の変化量、ひいては、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の出力ポート４１ｏからの出力油圧の変化量が大きくなる。

【0033】

ポンプ１３、元圧生成バルブ１４の信号圧生成バルブ、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２、制御装置１００等には、電源としての補機バッテリ６０から電力が供給される。補機バッテリ６０は、例えば１２Ｖの定格電圧を有する鉛蓄電池等である。

【0034】

ロボット装置１の制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を含むマイクロコンピュータや各種ロジックＩＣ等（何れも図示省略）を含む。制御装置１００は、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の下流側で油路Ｌ０における作動油の圧力である油圧（流体圧）を検出する図示しない元圧センサ、補機バッテリ６０の電圧を検出する図示しない電圧センサの検出値等を入力する。制御装置１００は、元圧センサにより検出される油路Ｌ０における油圧が目標値になるように、ポンプ１３をデューティ制御すると共に、元圧生成バルブ１４の信号圧生成バルブの電磁部に供給される電流を制御する。制御装置１００は、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２から各流体アクチュエータＭに要求（目標油圧）に応じた油圧が供給されるように第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の各電磁部２０への目標電流を設定し、目標電流に基づいて各電磁部２０に供給される電流を制御する。

【0035】

図６は、制御装置１００における第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の制御部を示すブロック図である。同図に示すように、制御装置１００は、それぞれコンピュータのＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭといったハードウェアと、コンピュータにインストールされた制御プログラムといったソフトウェアとの少なくとも何れか一方により構築される、目標位置設定部１０１と、現在位置導出部１０２と、トルク演算部１０３および重力補償部１０４を含む目標トルク設定部１０５と、目標剛性設定部１０６と、収縮率設定部１０７、収縮力算出部１０８および目標圧力導出部１０９を含む目標圧力設定部１１０と、目標電流設定部１１１と、第１および第２バルブ駆動部１１２，１１３とを含む機能ブロックを有する。

【0036】

目標位置設定部１０１は、ハンド部４の把持対象の位置や、ユーザにより与えられるハンド部４の移動中の目標速度および目標加速度に基づいて、ハンド部４の最終的な目標位置である目標到達位置（３次元座標）と、ハンド部４の初期位置から目標到達位置までの軌道であって複数の目標位置すなわち経由位置（３次元座標）を含む目標軌道とを設定する。

【0037】

現在位置導出部１０２は、ロボットアーム２の関節Ｊ１－Ｊ３の関節角度θ１，θ２，θ３とロボットアーム２（ロボット装置１）の諸元（アーム３の寸法等）とに基づいて、ハンド部４（予め定められた基準点）の現在位置（３次元座標）を導出する。関節Ｊ１－Ｊ３の関節角度θ１－θ３は、ロボットアーム２に設けられた複数の関節角度センサ７の対応する何れかにより検出される。以下、“ｉ”を関節の番号として（ただし、本実施形態において、ｉ＝１，２，３である。）、ｉ番目の関節を“関節Ｊｉ”といい、関節Ｊｉの関節角度を“θｉ”という。

【0038】

目標トルク設定部１０５のトルク演算部１０３は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、ハンド部４が現在位置から目標位置まで移動するように関節Ｊｉを介して連結された２つのアーム３（アーム３および支持部材５）を相対的に回動させる関節トルクＴｊ（ｉ）を算出する。目標トルク設定部１０５の重力補償部１０４は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、関節角度θ１－θ３とロボットアーム２（ロボット装置１）の諸元（アーム３の寸法等）とに基づいてロボットアーム２の姿勢を維持するのに必要な重力補償トルクＴｃ（ｉ）を算出する。そして、目標トルク設定部１０５は、関節トルクＴｊ（ｉ）と重力補償トルクＴｃ（ｉ）との和を、関節Ｊｉを介して連結される２つのアーム３等を相対的に回動させるための関節トルクの目標値（目標駆動力）である目標トルクＴｔａｇ（ｉ）に設定する。

【0039】

目標剛性設定部１０６は、少なくともロボット装置１すなわちハンド部４の目標位置に基づいて、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、関節Ｊｉがもつべき剛性、すなわち関節Ｊｉを介して連結される２つのアーム３等（リンク）を単位角度だけ相対的に回動させるのに必要な力（トルク）であって、２つのアーム３等を相対的に回動させようとする外力に対する関節Ｊｉの動きにくさを示す目標剛性Ｒ（ｉ）を設定する。

【0040】

目標圧力設定部１１０の収縮率設定部１０７は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、ハンド部４の現在位置に応じた関節Ｊｉの関節角度θｉに基づいて、関節Ｊｉに対応した上記第１の人工筋肉ＡＭ１を構成する２つの流体アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ１（ｉ）と、関節Ｊｉに対応した上記第２の人工筋肉ＡＭ２を構成する２つの流体アクチュエータＭの収縮率Ｃｒ２（ｉ）とを設定する。収縮率Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ）は、それぞれ該当する流体アクチュエータＭのチューブＴの軸方向における自然長に対する収縮したチューブＴの軸長の割合を示す。

【0041】

目標圧力設定部１１０の収縮力算出部１０８は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、目標トルク設定部１０５により設定された目標トルクＴｔａｇ（ｉ）と、目標剛性設定部１０６により設定された目標剛性Ｒ（ｉ）とに基づいて、関節Ｊｉを介して連結された２つのアーム３等を目標トルクＴｔａｇ（ｉ）で相対的に回動させる際に関節Ｊｉに対応した複数（一対）の流体アクチュエータＭに要求される収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）を算出する。収縮力Ｆｃ１（ｉ）は、各関節Ｊｉに対応した第１の人工筋肉ＡＭ１を構成する２つの流体アクチュエータＭのチューブＴの収縮により発生させるべき力であり、収縮力Ｆｃ２（ｉ）は、各関節Ｊｉに対応した第２の人工筋肉ＡＭ２を構成する２つの流体アクチュエータＭのチューブＴの収縮により発生させるべき力である。

【0042】

目標圧力設定部１１０の目標圧力導出部１０９は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、図７に例示する目標圧力設定マップから、収縮率設定部１０７により設定された収縮率Ｃｒ１（ｉ）と収縮力算出部１０８により算出された収縮力Ｆｃ１（ｉ）とに対応した圧力を導出して第１の人工筋肉ＡＭ１を構成する２つの流体アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）に設定する。また、目標圧力導出部１０９は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとに、図７に例示する目標圧力設定マップから、収縮率設定部１０７により設定された収縮率Ｃｒ２（ｉ）と収縮力算出部１０８により算出された収縮力Ｆｃ２（ｉ）とに対応した圧力を導出して第２の人工筋肉ＡＭ２を構成する２つの流体アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ２（ｉ）に設定する。

【0043】

図７の目標圧力設定マップは、人工筋肉としての流体アクチュエータＭの静特性を示すものであり、流体アクチュエータＭに供給される油圧ごとに、チューブＴの収縮率とチューブＴが発生する収縮力との関係を規定するように予め実験・解析を経て作成されたものである。このように、チューブＴの収縮率Ｃｒ１（ｉ），Ｃｒ２（ｉ）および収縮力Ｆｃ１（ｉ），Ｆｃ２（ｉ）に対応した圧力を目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）に設定することで、ロボットアーム２への要求に応じて目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）を精度よく設定することができる。

【0044】

目標電流設定部１１１は、目標圧力設定部１１０により設定された目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）を関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の電磁部２０への目標電流Ｉｔａｇ１（ｉ），Ｉｔａｇ２（ｉ）に変換する。本実施形態において、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２が常閉型リニアソレノイドバルブであるから、目標電流設定部１１１は、目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）が大きいほど大きくなるように目標電流Ｉｔａｇ１（ｉ），Ｉｔａｇ２（ｉ）を設定する。

【0045】

第１および第２バルブ駆動部１１２，１１３は、関節Ｊ１－Ｊ３ごとの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２にそれぞれ対応して設けられる。第１および第２バルブ駆動部１１２，１１３は、目標電流設定部１１１により設定された目標電流Ｉｔａｇ１（ｉ），Ｉｔａｇ２（ｉ）に基づいて関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の各電磁部２０に供給される電流を制御する。このようにして、関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２は、目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）に応じた油圧を生成するように制御される。

【0046】

次に、関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２に対応する第１および第２バルブ駆動部１１２，１１３の詳細について説明する。図８は、関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２に対応する第１および第２バルブ駆動部１１２，１１３の詳細を示すブロック図である。同図に示すように、関節Ｊｉの第１および第２バルブ駆動部１１２，１１３は、それぞれ、目標電圧設定部１１５と、ディザ指令値設定部１１６と、電圧重畳部１１７と、ＰＷＭ信号生成部１１８と、駆動部１１９と、電流検出部１２０と、フィルタ処理部１２１とを含む。

【0047】

各目標電圧設定部１１５は、それぞれ、目標電流設定部１１１により設定された関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の目標電流Ｉｔａｇ１（ｉ），Ｉｔａｇ２（ｉ）と、対応する電流検出部１２０により検出された関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２に供給される電流Ｉｓ１（ｉ），Ｉｓ２（ｉ）に対して対応するフィルタ処理部１２１によりフィルタ処理された処理後電流Ｉｓｆ１（ｉ），Ｉｓｆ２（ｉ）と、の差分に基づくＰＩ制御（比例積分制御）あるいはＰＩＤ制御（比例積分微分制御）により、関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の目標電圧Ｖｔａｇ１（ｉ），Ｖｔａｇ２（ｉ）を算出する。すなわち、各目標電圧設定部１１５は、目標電流Ｉｔａｇ１（ｉ），Ｉｔａｇ２（ｉ）と処理後電流Ｉｓｆ１（ｉ），Ｉｓｆ２（ｉ）との差分に基づく比例項や積分項等の和を目標電圧Ｖｔａｇ１（ｉ），Ｖｔａｇ２（ｉ）として算出する。

【0048】

各ディザ指令値設定部１１６は、それぞれ、対応する電圧重畳部１１７により生成される電圧指令値Ｖｃｏｍ１（ｉ），Ｖｃｏｍ２（ｉ）を、対応する目標電圧設定部１１５により設定される目標電圧Ｖｔａｇ１（ｉ），Ｖｔａｇ２（ｉ）に対してディザ周期Ｔｄｉｚ１（ｉ），Ｔｄｉｚ２（ｉ）かつディザ振幅Ａｄｉｚ１（ｉ），Ａｄｉｚ２（ｉ）の例えば正弦波状に変動させるためのディザ指令値Ｖｄｉｚ１（ｉ），Ｖｄｉｚ２（ｉ）を生成する。

【0049】

ここで、ディザ周期Ｔｄｉｚ１（ｉ），Ｔｄｉｚ２（ｉ）は、それぞれ、ＰＷＭ信号生成部１１８により生成されるＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１（ｉ），Ｓｐｗｍ２（ｉ）の周期（ＰＷＭ周期）Ｔｐｗｍ１（ｉ），Ｔｐｗｍ２（ｉ）よりも長い時間に設定される。ディザ振幅Ａｄｉｚ１（ｉ），Ａｄｉｚ２（ｉ）は、関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２に供給される電流Ｉｓ１（ｉ），Ｉｓ２（ｉ）の、ＰＷＭ周期Ｔｐｗｍ１（ｉ），Ｔｐｗｍ２（ｉ）における変動量（振幅）よりもディザ周期Ｔｄｉｚ１（ｉ），Ｔｄｉｚ２（ｉ）における変動量（振幅）が大きくなるように設定される。ディザ周期Ｔｄｉｚ１（ｉ），Ｔｄｉｚ２（ｉ）およびディザ振幅Ａｄｉｚ１（ｉ），Ａｄｉｚ２（ｉ）の詳細については後述する。

【0050】

各電圧重畳部１１７は、それぞれ、対応する目標電圧設定部１１５により設定された目標電圧Ｖｔａｇ１（ｉ），Ｖｔａｇ２（ｉ）に、対応するディザ指令値設定部１１６により設定されたディザ指令値Ｖｄｉｚ１（ｉ），Ｖｄｉｚ２（ｉ）を重畳させて、関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の電圧指令値Ｖｃｏｍ１（ｉ），Ｖｃｏｍ２（ｉ）を生成する。すなわち、各電圧重畳部１１７は、目標電圧Ｖｔａｇ１（ｉ），Ｖｔａｇ２（ｉ）をディザ振幅Ａｄｉｚ１（ｉ），Ａｄｉｚ２（ｉ）およびディザ周期Ｔｄｉｚ１（ｉ），Ｔｄｉｚ２（ｉ）で変動させた電圧指令値Ｖｃｏｍ１（ｉ），Ｖｃｏｍ２（ｉ）を生成する。以下、目標電圧Ｖｔａｇ１（ｉ），Ｖｔａｇ２（ｉ）にディザ指令値Ｖｄｉｚ１（ｉ），Ｖｄｉｚ２（ｉ）を重畳させて電圧指令値Ｖｃｏｍ１（ｉ），Ｖｃｏｍ２（ｉ）を生成することを「ディザ制御」という。

【0051】

各ＰＷＭ信号生成部１１８は、それぞれ、ＰＷＭ周期Ｔｐｗｍ１（ｉ），Ｔｐｗｍ２（ｉ）ごとに、対応する電圧重畳部１１７により生成された電圧指令値Ｖｃｏｍ１（ｉ），Ｖｃｏｍ２（ｉ）を、関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２のパルス幅変調（ＰＷＭ）信号Ｓｐｗｍ１（ｉ），Ｓｐｗｍ２（ｉ）に変換して、対応する駆動部１１９に出力する。上述したように、ＰＷＭ周期Ｔｐｗｍ１（ｉ），Ｔｐｗｍ２（ｉ）は、ディザ周期Ｔｄｉｚ１（ｉ），Ｔｄｉｚ２（ｉ）よりも短い時間に設定される。

【0052】

各駆動部１１９は、それぞれＭＯＳＦＥＴであるスイッチング素子ＳＷを有する。スイッチング素子ＳＷのドレインは、補機バッテリ６０の正極に接続され、スイッチング素子ＳＷのソースは、関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の電磁部２０と電流検出部１２０の図示しないシャント抵抗とを介して接地され、スイッチング素子ＳＷのゲートは、対応するＰＷＭ信号生成部１１８に接続される。なお、スイッチング素子ＳＷは、ＭＯＳＦＥＴに代えて、バイポーラトランジスタやＩＧＢＴであってもよい。

【0053】

各駆動部１１９では、それぞれ、対応するＰＷＭ信号生成部１１８からのＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１（ｉ），Ｓｐｗｍ２（ｉ）によりスイッチング素子ＳＷがオンされると、補機バッテリ６０の電圧Ｖｂａｔが対応する電磁部２０（コイル）にそれぞれ印加され、電磁部２０に起電流が流れる。また、各駆動部１１９では、それぞれ、対応するＰＷＭ信号生成部１１８からのＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１（ｉ），Ｓｐｗｍ２（ｉ）によりスイッチング素子ＳＷがオフされると、対応する電磁部２０（コイル）が接地される。以下、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１（ｉ），Ｓｐｗｍ２（ｉ）を用いてスイッチング素子ＳＷをオンオフ制御することを「ＰＷＭ制御」という。

【0054】

各電流検出部１２０は、それぞれ、関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２のうち対応するリニアソレノイドバルブの電磁部２０に一端部が接続されると共に他端部が接地されたシャント抵抗と、シャント抵抗の対応する電磁部２０側と接地側との電圧を検出するオペアンプと、オペアンプの出力（電圧のアナログ信号）を電流値のアナログ信号に変換して更にデジタル信号としての電流値Ｉｓ１（ｉ），Ｉｓ２（ｉ）に変換するＡ／Ｄ変換器とを有する（何れも図示省略）。

【0055】

各フィルタ処理部１２１は、それぞれ、対応する電流検出部１２０により検出された電流値Ｉｓ１（ｉ），Ｉｓ２（ｉ）に対してフィルタ処理により上述のディザ周期Ｔｄｉｚ１（ｉ），Ｔｄｉｚ２（ｉ）の周波数成分を除去した処理後電流Ｉｓｆ１（ｉ），Ｉｓｆ２（ｉ）を対応する目標電圧設定部１１５に出力する。各フィルタ処理部１２１は、フィルタ処理としてディザ周期Ｔｄｉｚ１（ｉ），Ｔｄｉｚ２（ｉ）の周波数成分を除去できるものであればよく、例えば、バンドストップフィルタ（ノッチフィルタ）などが用いられる。

【0056】

こうした制御装置１００の機能ブロックにより、特に、関節Ｊｉの第１および第２バルブ駆動部１１２，１１３により、関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の電磁部２０に供給される電流Ｉｓ１（ｉ），Ｉｓ２（ｉ）をディザ振幅Ａｄｉｚ１（ｉ），Ａｄｉｚ２（ｉ）かつディザ周期Ｔｄｉｚ１（ｉ），Ｔｄｉｚ２（ｉ）に基づいて変動させることができる。図９は、関節Ｊ１の第１リニアソレノイドバルブ１５１の電磁部２０に供給される電流Ｉｓ１（１）の様子を例示する説明図である。同図に示すように、ディザ周期Ｔｄｉｚ１（１）がＰＷＭ周期Ｔｐｗｍ１（１）よりも長くなっており、ディザ制御に起因する電流Ｉｓ１の変動量（振幅）がＰＷＭ制御に起因する電流Ｉｓ１（１）の変動量（振幅）よりも大きくなっている。関節Ｊ１の第２リニアソレノイドバルブ１５２や関節Ｊ２，Ｊ３の第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の電磁部２０に供給される電流Ｉｓ２（１），Ｉｓ１（２），Ｉｓ２（２），Ｉｓ１（３），Ｉｓ２（３）の様子は、電流Ｉｓ１（ｉ）の様子と同様である。したがって、電流Ｉｓ１（１），Ｉｓ２（１），Ｉｓ１（２），Ｉｓ２（２），Ｉｓ１（３），Ｉｓ２（３）の主としてディザ制御に起因する変動に基づいて、関節Ｊ１－Ｊ３ごとの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２のプランジャやロッド２１、スプール５０を微振動させることができる。この結果、プランジャ、ロッド２１、スプール５０の摺動抵抗による出力圧のヒステリシスをより適切に低減し、関節Ｊ１－Ｊ３ごとの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の応答性の低下や応答バラツキ、出力圧のバラツキの抑制をより適切に図ることができる。

【0057】

本実施形態において、ディザ振幅Ａｄｉｚ１（ｉ），Ａｄｉｚ２（ｉ）は、関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２のスプール５０を微振動させることが可能な振幅として設定され、ディザ周期Ｔｄｉｚ１（ｉ），Ｔｄｉｚ２（ｉ）は、関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２から出力される油圧（流体圧）のスプール５０の微振動による変化に伴って関節Ｊｉの第１および第２の人工筋肉ＡＭ１，ＡＭ２を構成する２つの流体アクチュエータＭのチューブＴを軸方向に伸縮させない周波数として設定される。このようにディザ周期Ｔｄｉｚ１（ｉ），Ｔｄｉｚ２（ｉ）およびディザ振幅Ａｄｉｚ１（ｉ），Ａｄｉｚ２（ｉ）を設定することにより、関節Ｊ１－Ｊ３ごとの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２のスプール５０の微振動に起因する第１および第２の人工筋肉ＡＭ１，ＡＭ２の流体アクチュエータＭのチューブＴの軸方向における伸縮を抑制し、振動や騒音の発生、耐久性の低下を抑制することができる。また、このときには、スプール５０の微振動により第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の出力圧のヒステリシスが十分に低減されているため、目標位置設定部１０１により設定されるハンド部４の目標位置（目標到達位置や、初期位置から目標到達位置までの軌道における経由位置）と現在位置導出部１０２により導出されるハンド部４の現在位置とのずれ量が所定ずれ量以下であるとき、すなわち、ハンド部４が目標位置に接近しているときに、ハンド部４を目標位置に精度よく到達させることができる。また、ユーザにより与えられるハンド部４の移動中の目標速度が所定速度以下であるとき、すなわち、ハンド部４をゆっくり動作させるときに、ハンド部４をより精度よく動作させることができる。ハンド部４をゆっくり動作させるときとしては、例えば、ハンド部４が目標位置に接近しているときや、把持対象としての壊れやすい物をハンド部４により把持するとき、把持対称としての倒れやすい物をハンド部４により把持して移動させるときなどを挙げることができる。

【0058】

なお、本実施形態では、設計の容易のために、ディザ周期Ｔｄｉｚ１（１），Ｔｄｉｚ２（１），Ｔｄｉｚ１（２），Ｔｄｉｚ２（２），Ｔｄｉｚ１（２），Ｔｄｉｚ２（２）は、全て同一に設定され、ディザ振幅Ａｄｉｚ１（１），Ａｄｉｚ２（１），Ａｄｉｚ１（１），Ａｄｉｚ２（２），Ａｄｉｚ１（１），Ａｄｉｚ２（２）は、全て同一に設定される。また、ＰＷＭ周期Ｔｐｗｍ１（１），Ｔｐｗｍ２（１），Ｔｐｗｍ１（２），Ｔｐｗｍ２（２），Ｔｐｗｍ１（３），Ｔｐｗｍ２（３）は、全て同一に設定される。ただし、これに限定されるものではない。例えば、ディザ周期Ｔｄｉｚ１（１），Ｔｄｉｚ２（１），Ｔｄｉｚ１（２），Ｔｄｉｚ２（２），Ｔｄｉｚ１（２），Ｔｄｉｚ２（２）のうちの少なくとも一部を互いに異ならせてもよい。また、ディザ振幅Ａｄｉｚ１（１），Ａｄｉｚ２（１），Ａｄｉｚ１（１），Ａｄｉｚ２（２），Ａｄｉｚ１（１），Ａｄｉｚ２（２）のうちの少なくとも一部を互いに異ならせてもよい。更に、ＰＷＭ周期Ｔｐｗｍ１（１），Ｔｐｗｍ２（１），Ｔｐｗｍ１（２），Ｔｐｗｍ２（２），Ｔｐｗｍ１（３），Ｔｐｗｍ２（３）のうちの少なくとも一部を互いに異ならせてもよい。

【0059】

以上説明したように、ロボット装置１では、目標電流Ｉｔａｇ１（ｉ），Ｉｔａｇ２（ｉ）に基づく目標電圧Ｖｔａｇ１（ｉ），Ｖｔａｇ２（ｉ）と、ディザ振幅Ａｄｉｚ１（ｉ），Ａｄｉｚ２（ｉ）かつディザ周期Ｔｄｉｚ１（ｉ），Ｔｄｉｚ２（ｉ）を有するディザ指令値Ｖｄｉｚ１（ｉ），Ｖｄｉｚ２（ｉ）と、に基づくＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１（ｉ），Ｓｐｗｍ２（ｉ）を用いて関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２に供給される電流を制御する。この場合に、ディザ振幅Ａｄｉｚ１（ｉ），Ａｄｉｚ２（ｉ）を、関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２のスプール５０を微振動させることが可能な振幅として設定する。また、ディザ周期Ｔｄｉｚ１（ｉ），Ｔｄｉｚ２（ｉ）を、関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２から出力される油圧（流体圧）のスプール５０の微振動による変化に伴って関節Ｊｉの第１および第２の人工筋肉ＡＭ１，ＡＭ２を構成する２つの流体アクチュエータＭのチューブＴを軸方向に伸縮させない周波数として設定する。これにより、関節Ｊ１－Ｊ３ごとの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２のスプール５０の微振動に起因する第１および第２の人工筋肉ＡＭ１およびＡＭ２の流体アクチュエータＭのチューブＴの軸方向における伸縮を抑制し、振動や騒音の発生、耐久性の低下を抑制することができる。また、このときには、スプール５０の微振動により第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の出力圧のヒステリシスが十分に低減されているため、例えば、ハンド部４が目標位置に接近しているときに、ハンド部４を目標位置に精度よく到達させることができ、ハンド部４をゆっくり動作させるときに、ハンド部４をより精度よく動作させることができる。

【0060】

また、ディザ周期Ｔｄｉｚ１（ｉ），Ｔｄｉｚ２（ｉ）を、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１（ｉ），Ｓｐｗｍ２（ｉ）の周期（ＰＷＭ周期）Ｔｐｗｍ１（ｉ），Ｔｐｗｍ２（ｉ）よりも長い時間に設定する。これにより、主としてディザ制御に起因する電流Ｉｓ１（ｉ），Ｉｓ２（ｉ）の変動に基づいて、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２のプランジャやロッド２１、スプール５０を微振動させることができる。この結果、スプール５０とスリーブ４０との摺動抵抗の低減をより適切に図り、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の応答性の低下や応答バラツキの抑制をより適切に図ることができる。

【0061】

上記実施形態では、関節Ｊ１－Ｊ３ごとの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２のディザ指令値Ｖｄｉｚ１（１），Ｖｄｉｚ２（１），Ｖｄｉｚ１（２），Ｖｄｉｚ２（２），Ｖｄｉｚ１（２），Ｖｄｉｚ２（２）の位相については説明を省略した。しかし、ディザ指令値Ｖｄｉｚ１（１），Ｖｄｉｚ２（１），Ｖｄｉｚ１（２），Ｖｄｉｚ２（２），Ｖｄｉｚ１（２），Ｖｄｉｚ２（２）の位相を全て同一としてもよいし、これらの位相のうちの少なくとも一部を互いに異ならせるものとしてもよい。この場合の例示の説明において、説明の容易のために、ディザ周期Ｔｄｉｚ１（１），Ｔｄｉｚ２（１），Ｔｄｉｚ１（２），Ｔｄｉｚ２（２），Ｔｄｉｚ１（３），Ｔｄｉｚ２（３）が同一である（以下、「Ｔｄｉｚ」という）として説明する。

【0062】

ディザ指令値Ｖｄｉｚ１（１），Ｖｄｉｚ２（１），Ｖｄｉｚ１（２），Ｖｄｉｚ２（２），Ｖｄｉｚ１（２），Ｖｄｉｚ２（２）の位相を互いに異ならせる、例えば６０°ずつ異ならせる場合について説明する。この場合、関節Ｊ１－Ｊ３ごとの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の電圧指令値Ｖｃｏｍ１（１），Ｖｃｏｍ２（１），Ｖｃｏｍ１（２），Ｖｃｏｍ２（２），Ｖｃｏｍ１（３），Ｖｃｏｍ２（３）のディザ周期Ｔｄｉｚにおける位相（以下、「ディザ位相」という）が互いに異なり、各電磁部２０に供給される電流Ｉｓ１（１），Ｉｓ２（１），Ｉｓ１（２），Ｉｓ２（２），Ｉｓ１（３），Ｉｓ２（３）のディザ位相が互いに異なる。各電磁部２０に供給される電流Ｉｓ１（１），Ｉｓ２（１），Ｉｓ１（２），Ｉｓ２（２），Ｉｓ１（３），Ｉｓ２（３）のディザ位相が重なると、補機バッテリ６０からのピーク電流が増大し、補機バッテリ６０の電圧降下が増大し、各電磁部２０に十分な電流が供給されなくなる可能性がある。この場合、少なくとも１つの流体アクチュエータＭに十分な作動油（油圧）が供給されずに、ロボットアーム２の挙動が不安定になったり、ハンド部４を目標軌道に沿って目標到達位置まで適切に移動させることができなくなったりする可能性がある。これに対して、各電磁部２０に供給される電流Ｉｓ１（１），Ｉｓ２（１），Ｉｓ１（２），Ｉｓ２（２），Ｉｓ１（３），Ｉｓ２（３）のディザ位相を異ならせることにより、補機バッテリ９０からの電流のピークを分散させて補機バッテリ９０の電圧降下を抑制し、各電磁部２０に十分な電流を供給することができる。これにより、各流体アクチュエータＭに十分な作動油（油圧）を供給し、ロボットアーム２を適切に動作させることができる。更に、補機バッテリ６０からの電流のピークを分散させることにより、ノイズを低減し、制御装置１００やこれに電気的に接続される機器等への悪影響を抑制することもできる。

【0063】

ディザ指令値Ｖｄｉｚ１（１），Ｖｄｉｚ２（１），Ｖｄｉｚ１（２），Ｖｄｉｚ２（２），Ｖｄｉｚ１（２），Ｖｄｉｚ２（２）の位相を互いに異ならせる場合について説明した。しかし、ディザ指令値Ｖｄｉｚ１（１），Ｖｄｉｚ２（１）の位相を同一とし、ディザ指令値Ｖｄｉｚ１（２），Ｖｄｉｚ２（２）の位相を同一とし、ディザ指令値Ｖｄｉｚ１（３），Ｖｄｉｚ２（３）の位相を同一とし、ディザ指令値Ｖｄｉｚ１（１），Ｖｄｉｚ１（２），Ｖｄｉｚ１（３）の位相を互いに異ならせる、例えば１２０°ずつ異ならせるものとしてもよい。この場合、電圧指令値Ｖｃｏｍ１（１），Ｖｃｏｍ２（１）のディザ位相が同一となり、電圧指令値Ｖｃｏｍ１（２），Ｖｃｏｍ２（２）のディザ位相が同一となり、電圧指令値Ｖｃｏｍ１（３），Ｖｃｏｍ２（３）のディザ位相が同一となり、電圧指令値Ｖｃｏｍ１（１），Ｖｃｏｍ１（２），Ｖｃｏｍ１（３）のディザ位相が互いに異なる。そして、電磁部２０に供給される電流Ｉｓ１（１），Ｉｓ２（１）のディザ位相が同一となり、電流Ｉｓ１（２），Ｉｓ２（２）のディザ位相が同一となり、電流Ｉｓ１（３），Ｉｓ２（３）のディザ位相が同一となり、電流Ｉｓ１（１），Ｉｓ（２），Ｉｓ（３）のディザ位相が互いに異なる。これにより、補機バッテリ９０からの電流のピークをある程度分散させて補機バッテリ９０の電圧降下を抑制しつつ、関節Ｊｉに対応した、第１の人工筋肉ＡＭ１を構成する２つの流体アクチュエータＭと第２の人工筋肉ＡＭ２を構成する２つの流体アクチュエータＭとを良好に拮抗駆動することができる。

【0064】

上記実施形態では、各電圧重畳部１１７は、目標電圧Ｖｔａｇ１（ｉ），Ｖｔａｇ２（ｉ）にディザ指令値Ｖｄｉｚ１（ｉ），Ｖｄｉｚ２（ｉ）を重畳させて電圧指令値Ｖｃｏｍ１（ｉ），Ｖｃｏｍ２（ｉ）を生成するものとした。すなわち、常時、ディザ制御を実行するものとした。しかし、少なくとも、ハンド部４の目標位置（目標到達位置や、初期位置から目標到達位置までの軌道における経由位置）とハンド部４の現在位置とのずれ量が所定ずれ量以下であるとき、および／または、ハンド部４の移動中の目標速度が所定速度以下であるときのうちの何れかのときに、ディザ制御を実行するものであればよい。したがって、各電圧重畳部１１７は、ハンド部４の目標位置と現在位置とのずれ量が所定ずれ量よりも大きいときや、ハンド部４の移動中の目標速度が所定速度よりも大きいときには、目標電圧Ｖｔａｇ１（ｉ），Ｖｔａｇ２（ｉ）を電圧指令値Ｖｃｏｍ１（ｉ），Ｖｃｏｍ２（ｉ）に設定する、すなわち、ディザ制御を実行しないものとしてもよい。

【0065】

上記実施形態では、ディザ指令値Ｖｄｉｚ１（ｉ），Ｖｄｉｚ２（ｉ）のディザ振幅Ａｄｉｚ１（ｉ），Ａｄｉｚ２（ｉ）およびディザ周期Ｔｄｉｚ１（ｉ），Ｔｄｉｚ２（ｉ）をそれぞれ一定値とした。しかし、これらのうちの少なくとも１つを可変としてもよい。ディザ振幅Ａｄｉｚ１（ｉ），Ａｄｉｚ２（ｉ）を可変とする場合について説明する。図１０は、関節Ｊ１の第１リニアソレノイドバルブ１５１に対応する第１駆動部１１２のディザ指令値設定部１１６により、ディザ振幅Ａｄｉｚ１（１）を設定するために繰り返し実行されるディザ振幅設定処理の一例を示すフローチャートである。なお、ディザ振幅Ａｄｉｚ２（１），Ａｄｉｚ１（２），Ａｄｉｚ２（２），Ａｄｉｚ１（３），Ａｄｉｚ２（３）は、ディザ振幅Ａｄｉｚ１（１）と同様に設定される。

【0066】

図１０のディザ振幅設定処理では、ディザ指令値設定部１１６は、対応する目標電流設定部１１１により設定された目標電流Ｉｔａｇ１（１）を入力し（ステップＳ１００）、入力した目標電流Ｉｔａｇ１（１）に基づいて、目標電流Ｉｔａｇ１（ｉ）の単位時間当たりの増加量である目標電流増加率Ｉｕｐ１（１）を演算する（ステップＳ１１０）。ここで、目標電流増加率Ｉｕｐ１（１）は、例えば、今回の目標電流Ｉｔａｇ１（ｉ）から前回の目標電流（前回Ｉｔａｇ１（１））を減じた値を目標電流Ｉｔａｇ１の入力周期Δｔで除して演算される。

【0067】

続いて、目標電流増加率Ｉｕｐ（１）を閾値Ｉｕｐｒｅｆ（１）と比較する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ｉｕｐｒｅｆ（１）は、関節Ｊ１の第１リニアソレノイドバルブ１５１のストローク量Ｓｃ１（１）が所定ストローク量Ｓｃｒｅｆ１（１）付近よりも小さい側から所定ストローク量Ｓｃｒｅｆ１（１）付近やそれよりも大きい側に至るまたはすでに所定ストローク量Ｓｃｒｅｆ１（１）付近やそれよりも大きい側である可能性（以下、「第１可能性」という）の有無を判定するのに用いられる閾値であり、実験や解析により予め定められる。関節Ｊ１の第１リニアソレノイドバルブ１５１が常閉型リニアソレノイドバルブである場合、電磁部２０に供給される電流の増加に伴ってストローク量Ｓｃ１（１）が増加し、ストローク量Ｓｃ１（１）が所定ストローク量Ｓｃｒｅｆ１（１）よりも大きいときに、ストローク量Ｓｃ１（１）が所定ストローク量Ｓｃｒｅｆ１（１）以下であるときに比して、スプール５０の単位移動量当たりのスリーブ４０の入力室４１ｉ（入力ポート４１ｉ）と出力室４２ｏ（出力ポート４１ｏ）との連通量の変化量、ひいては、関節Ｊ１の第１リニアソレノイドバルブ１５１の出力ポート４１ｏからの出力油圧の変化量が大きくなる。ステップＳ１２０の処理は、これを考慮して行なわれる処理である。なお、目標電流増加率Ｉｕｐ（１）が閾値Ｉｕｐｒｅｆ（１）以上になる場合としては、関節Ｊ１に対応した第１の人工筋肉ＡＭ１を構成する２つの流体アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）が急増したとき、例えば、ハンド部４が把持対象を速やかに移動させるときなどを挙げることができる。

【0068】

ステップＳ１２０で目標電流増加率Ｉｕｐ１（１）が閾値Ｉｕｐｒｅｆ（１）未満であると判定したときには、第１可能性がないと判断し、ディザ振幅Ａｄｉｚ１（１）に比較的大きい第１振幅Ａ１を設定する振幅通常処理を実行して（ステップＳ１３０）、本処理を終了する。振幅通常処理を実行することにより、対応する電圧重畳部１１７により生成される電圧指令値Ｖｃｏｍ１（１）が比較的大きい振幅で変動し、対応する駆動回路１１９によって関節Ｊ１の第１リニアソレノイドバルブ１５１の電磁部２０に供給される電流が比較的大きい振幅で変動し、スプール５０が比較的大きい振幅で振動する。この結果、関節Ｊ１の第１リニアソレノイドバルブ１５１のスプール５０とスリーブ４０との摺動抵抗の影響による出力圧のヒステリシスを十分に低減し、関節Ｊ１のリニアソレノイドバルブ１５１の応答性の低下や応答バラツキ、出力圧の制御精度の悪化を十分に抑制することができる。

【0069】

ステップＳ１２０で目標電流増加率Ｉｕｐ１（１）が閾値Ｉｕｐｒｅｆ（１）以上であると判定したときには、第１可能性があると判断し、ディザ振幅Ａｄｉｚ１（１）に値０以上でかつ第１振幅Ａ１よりも小さい第２振幅Ａ２を設定する振幅低減処理を実行して（ステップＳ１３０）、本処理を終了する。振幅低減処理を実行することにより、振幅通常処理を実行する場合に比して、対応する電圧重畳部１１７により生成される電圧指令値Ｖｃｏｍ１（１）の変動の振幅が小さくなり、対応する駆動回路１１９によって関節Ｊ１の第１リニアソレノイドバルブ１５１の電磁部２０に供給される電流の変動の振幅が小さくなり、スプール５０の振動の振幅が小さくなる。この結果、ストローク量Ｓｃ１（１）が所定ストローク量Ｓｃｒｅｆ１（１）付近やそれよりも大きい側で変動するときに、スリーブ４０の入力室４２ｉ（入力ポート４１ｉ）と出力室４２ｏ（出力ポート４１ｏ）との連通量が大きく変動するのを抑制し、関節Ｊ１の第１リニアソレノイドバルブ１５１の出力ポート４１ｏからの出力油圧が大きく変動するのを抑制することができる。

【0070】

上記実施形態では、関節Ｊ１－Ｊ３に対応した第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２は、何れも常閉型リニアソレノイドバルブであるものとした。しかし、関節Ｊ１－Ｊ３に対応した第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２のうちの少なくとも１つは、常開型リニアソレノイドバルブであるものとしてもよい。ここでは、関節Ｊ１－Ｊ３に対応した第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１が何れも常開型リニアソレノイドバルブである場合について説明する。この場合のハード構成として、図４のリニアソレノイドバルブ１５１，１５２と同様のスリーブ４０およびスプール５０を有し、且つ、スプリングＳＰによりスプール５０を図４の右側に付勢すると共に電磁部２０に電流が供給されたときにスプリングＳＰの付勢力に抗してスプール５０を図４の左側に移動させる構成を一例として説明する。また、説明の容易のために、図４の第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２と同一の符号を用いて説明する。

【0071】

以下、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１が常閉型リニアソレノイドバルブである場合のスプール５０の初期位置からの移動量を「ストローク量Ｓｏ１，Ｓｏ２」という。また、スプール５０のランド５２の入力室４２ｉ側の端面５２ｉが第１連通室４５と出力室４２ｏとの境界に位置するときのストローク量Ｓｏ１，Ｓｏ２を「所定ストローク量Ｓｏｒｅｆ１，Ｓｏｒｅｆ２」という。スリーブ４０の入力室４２ｉ（入力ポート４１ｉ）と出力室４２ｏ（出力ポート４１ｏ）との連通量は、ストローク量Ｓｏ１，Ｓｏ２が所定ストローク量Ｓｏｒｅｆ１，Ｓｏｒｅｆ２よりも小さいときには、ストローク量Ｓｏ１，Ｓｏ２が大きくなるにつれて所定量（ランド５２の外周面と第１連通室４１を画成するスリーブ４０の内周面との僅かなクリアランス）よりも多い第２所定量から所定量に向かって徐々に少なくなり、ストローク量Ｓｏ１，Ｓｏ２が所定ストローク量Ｓｏｒｅｆ１，Ｓｏｒｅｆ２以上であるときには、所定量となる。このため、ストローク量Ｓｏ１，Ｓｏ２が所定ストローク量Ｓｏｒｅｆ１，Ｓｏｒｅｆ２よりも小さいときには、ストローク量Ｓｏ１，Ｓｏ２が所定ストローク量Ｓｏｒｅｆ１，Ｓｏｒｅｆ２以上であるときに比して、スプール５０の単位移動量当たりのスリーブ４０の入力室４２ｉ（入力ポート４１ｉ）と出力室４２ｏ（出力ポート４１ｏ）との連通量の変化量、ひいては、第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の出力ポート４１ｏからの出力油圧の変化量が大きくなる。

【0072】

第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２が常開型リニアソレノイドバルブである場合、リニアソレノイドバルブ１５１，１５２が常閉型リニアソレノイドバルブである場合と同様に、制御装置１００は、図６や図８のような機能ブロックを有する。ただし、関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の各目標電流設定部１１１は、目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ），Ｐｔａｇ２（ｉ）が大きいほど小さくなるように目標電流Ｉｔａｇ１（ｉ），Ｉｔａｇ２（ｉ）を設定する。

【0073】

また、各ディザ指令値設定部１１６は、ディザ指令値Ｖｄｉｚ１（ｉ），Ｖｄｉｚ２（ｉ）のディザ振幅Ａｄｉｚ１（ｉ），Ａｄｉｚ２（ｉ）およびディザ周期Ｔｄｉｚ１（ｉ），Ｔｄｉｚ２（ｉ）をそれぞれ一定値としてもよいし、これらのうちの少なくとも１つを可変としてもよい。ディザ振幅Ａｄｉｚ１（ｉ），Ａｄｉｚ２（ｉ）を可変とする場合について説明する。図１１は、関節Ｊ１の第１リニアソレノイドバルブ１５１に対応する第１駆動部１１２のディザ指令値設定部１１６により、ディザ振幅Ａｄｉｚ１（１）を設定するために繰り返し実行されるディザ振幅設定処理の一例を示すフローチャートである。なお、ディザ振幅Ａｄｉｚ２（１），Ａｄｉｚ１（２），Ａｄｉｚ２（２），Ａｄｉｚ１（３），Ａｄｉｚ２（３）は、ディザ振幅Ａｄｉｚ１（１）と同様に設定される。

【0074】

図１１のディザ振幅設定処理では、ディザ指令値設定部１１６は、対応する目標電流設定部１１１により設定された目標電流Ｉｔａｇ１（１）を入力し（ステップＳ２００）、入力した目標電流Ｉｔａｇ１（１）に基づいて、目標電流Ｉｔａｇ１（ｉ）の単位時間当たりの減少量である目標電流減少率Ｉｄｎ１（１）を演算する（ステップＳ２１０）。ここで、目標電流減少率Ｉｄｎ１（１）は、例えば、前回の目標電流（前回Ｉｔａｇ１（１））から今回の目標電流Ｉｔａｇ１（ｉ）を減じた値を目標電流Ｉｔａｇ１の入力周期Δｔで除して演算される。

【0075】

続いて、目標電流減少率Ｉｄｎ（１）を閾値Ｉｄｎｒｅｆ（１）と比較する（ステップＳ２２０）。ここで、閾値Ｉｄｎｒｅｆ（１）は、関節Ｊ１の第１リニアソレノイドバルブ１５１のストローク量Ｓｏ１（１）が所定ストローク量Ｓｏｒｅｆ１（１）付近よりも大きい側から所定ストローク量Ｓｏｒｅｆ１（１）付近やそれよりも小さい側に至るまたはすでに所定ストローク量Ｓｏｒｅｆ１（１）付近やそれよりも小さい側である可能性（以下、「第２可能性」という）の有無を判定するのに用いられる閾値であり、実験や解析により予め定められる。関節Ｊ１の第１リニアソレノイドバルブ１５１が常開型リニアソレノイドバルブである場合、電磁部２０に供給される電流の減少に伴ってストローク量Ｓｏ１（１）が減少し、ストローク量Ｓｏ１（１）が所定ストローク量Ｓｏｒｅｆ１（１）よりも小さいときに、ストローク量Ｓｃ１（１）が所定ストローク量Ｓｃｒｅｆ１（１）以上であるときに比して、スプール５０の単位移動量当たりのスリーブ４０の入力室４１ｉ（入力ポート４１ｉ）と出力室４２ｏ（出力ポート４１ｏ）との連通量の変化量、ひいては、関節Ｊ１の第１リニアソレノイドバルブ１５１の出力ポート４１ｏからの出力油圧の変化量が大きくなる。ステップＳ２２０の処理は、これを考慮して行なわれる処理である。なお、目標電流減少率Ｉｄｎ（１）が閾値Ｉｄｎｒｅｆ（１）以上になる場合としては、関節Ｊ１に対応した第１の人工筋肉ＡＭ１を構成する２つの流体アクチュエータＭの目標圧力Ｐｔａｇ１（ｉ）が急増したとき、例えば、ハンド部４が把持対象を速やかに移動させるときなどを挙げることができる。

【0076】

ステップＳ２２０で目標電流減少率Ｉｄｎ１（１）が閾値Ｉｄｎｒｅｆ（１）未満であると判定したときには、第２可能性がないと判断し、ディザ振幅Ａｄｉｚ１（１）に比較的大きい第１振幅Ａ１を設定する振幅通常処理を実行して（ステップＳ２３０）、本処理を終了する。振幅通常処理を実行することにより、対応する電圧重畳部１１７により生成される電圧指令値Ｖｃｏｍ１（１）が比較的大きい振幅で変動し、対応する駆動回路１１９によって関節Ｊ１の第１リニアソレノイドバルブ１５１の電磁部２０に供給される電流が比較的大きい振幅で変動し、スプール５０が比較的大きい振幅で振動する。この結果、関節Ｊ１の第１リニアソレノイドバルブ１５１のスプール５０とスリーブ４０との摺動抵抗の影響による出力圧のヒステリシスを十分に低減し、関節Ｊ１のリニアソレノイドバルブ１５１の応答性の低下や応答バラツキ、出力圧の制御精度の悪化を十分に抑制することができる。

【0077】

ステップＳ２２０で目標電流減少率Ｉｄｎ１（１）が閾値Ｉｄｎｒｅｆ（１）以上であると判定したときには、第２可能性があると判断し、ディザ振幅Ａｄｉｚ１（１）に値０以上でかつ第１振幅Ａ１よりも小さい第２振幅Ａ２を設定する振幅低減処理を実行して（ステップＳ２３０）、本処理を終了する。振幅低減処理を実行することにより、振幅通常処理を実行する場合に比して、対応する電圧重畳部１１７により生成される電圧指令値Ｖｃｏｍ１（１）の変動の振幅が小さくなり、対応する駆動回路１１９によって関節Ｊ１の第１リニアソレノイドバルブ１５１の電磁部２０に供給される電流の変動の振幅が小さくなり、スプール５０の振動の振幅が小さくなる。この結果、ストローク量Ｓｏ１（１）が所定ストローク量Ｓｏｒｅｆ１（１）付近やそれよりも小さい側で変動するときに、スリーブ４０の入力室４２ｉ（入力ポート４１ｉ）と出力室４２ｏ（出力ポート４１ｏ）との連通量が大きく変動するのを抑制し、関節Ｊ１の第１リニアソレノイドバルブ１５１の出力ポート４１ｏからの出力油圧が大きく変動するのを抑制することができる。

【0078】

上記実施形態では、関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２に対応する第１および第２バルブ駆動部１１２，１１３は、それぞれ、目標電圧設定部１１５と、ディザ指令値設定部１１６と、電圧重畳部１１７と、ＰＷＭ信号生成部１１８と、駆動部１１９と、電流検出部１２０と、フィルタ処理部１２１とを含むものとした。しかし、図１２に示すように、第１および第２バルブ駆動部１１２，１１３が第１および第２バルブ駆動部１１２Ｂ，１１３Ｂに置き換えられるものとしてもよい。図１２の第１および第２バルブ駆動部１１２Ｂ，１１３Ｂは、図８の第１および第２バルブ駆動部１１２，１１３の目標電圧設定部１１５、ディザ指令値設定部１１６、電圧重畳部１１７、ＰＷＭ信号生成部１１８が、電流指令値設定部１１５Ｂ、ディザ指令値設定部１１６Ｂ、電流重畳部１１７Ｂ、ＰＷＭ信号生成部１１８Ｂに置き換えられた点で、図８の第１および第２バルブ駆動部１１２，１１３とは異なる。したがって、図１２の第１および第２バルブ駆動部１１２Ｂ，１１３Ｂのうち図８の第１および第２バルブ駆動部１１２，１１３と同一部分については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

【0079】

各電流指令値設定部１１５Ｂは、それぞれ、目標電流設定部１１１により設定された関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の目標電流Ｉｔａｇ１（ｉ），Ｉｔａｇ２（ｉ）と、対応する電流検出部１２０により検出された関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２に供給される電流Ｉｓ１（ｉ），Ｉｓ２（ｉ）に対して対応するフィルタ処理部１２１によりフィルタ処理された処理後電流Ｉｓｆ１（ｉ），Ｉｓｆ２（ｉ）と、の差分に基づくＰＩ制御あるいはＰＩＤ制御により、関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の電流指令値Ｉｃｏｍ１（ｉ），Ｉｃｏｍ２（ｉ）を算出する。すなわち、各目標電流設定部１１５Ｂは、目標電流Ｉｔａｇ１（ｉ），Ｉｔａｇ２（ｉ）と処理後電流Ｉｓｆ１（ｉ），Ｉｓｆ２（ｉ）との差分に基づく比例項や積分項等の和を電流指令値Ｉｃｏｍ１（ｉ），Ｉｃｏｍ２（ｉ）として算出する。

【0080】

各ディザ指令値設定部１１６Ｂは、それぞれ、対応する電流重畳部１１７Ｂにより生成される重畳後電流Ｉｃｏｍ１’（ｉ），Ｉｃｏｍ２’（ｉ）を、対応する電流指令値設定部１１５Ｂにより設定される電流指令値Ｉｃｏｍ１（ｉ），Ｉｃｏｍ２（ｉ）に対してディザ周期Ｔｄｉｚ１’（ｉ），Ｔｄｉｚ２’（ｉ）かつディザ振幅Ａｄｉｚ１’（ｉ），Ａｄｉｚ２’（ｉ）の例えば正弦波状に変動させるためのディザ指令値Ｉｄｉｚ１（ｉ），Ｉｄｉｚ２（ｉ）を生成する。ここで、ディザ周期Ｔｄｉｚ１’（ｉ），Ｔｄｉｚ２’（ｉ）やディザ振幅Ａｄｉｚ１’（ｉ），Ａｄｉｚ２’（ｉ）は、上述のディザ周期Ｔｄｉｚ１（ｉ），Ｔｄｉｚ２（ｉ）やディザ振幅Ａｄｉｚ１（ｉ），Ａｄｉｚ２（ｉ）と同様に設定される。

【0081】

各電流重畳部１１７Ｂは、それぞれ、対応する電流指令値設定部１１５Ｂにより設定された電流指令値Ｉｃｏｍ１（ｉ），Ｉｃｏｍ２（ｉ）に、対応するディザ指令値設定部１１６により設定されたディザ指令値Ｉｄｉｚ１（ｉ），Ｉｄｉｚ２（ｉ）を重畳させて、重畳後電流Ｉｃｏｍ１’（ｉ），Ｉｃｏｍ２’（ｉ）を生成する。各ＰＷＭ信号生成部１１８Ｂは、対応する電流重畳部１１７Ｂにより生成された重畳後電流Ｉｃｏｍ１’（ｉ），Ｉｃｏｍ２’（ｉ）、または、重畳後電流Ｉｃｏｍ１’（ｉ），Ｉｃｏｍ２’（ｉ）に基づく電圧を、関節Ｊｉの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２のＰＷＭ信号Ｓｐｗｍ１（ｉ），Ｓｐｗｍ２（ｉ）に変換して、対応する駆動部１１９に出力する。

【0082】

第１および第２バルブ駆動部１１２，１１３が第１および第２バルブ駆動部１１２Ｂ，１１３Ｂに置き換えられる場合でも、第１および第２バルブ駆動部１１２，１１３を備える場合と同様の効果を奏することができる。

【0083】

上記実施形態において、関節Ｊ１－Ｊ３ごとの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の少なくとも何れか１つは、専用のフィードバックポートを有さずに、スプールを収容するスリーブの内側で出力圧をフィードバック圧としてスプールに作用させるように構成されたものであってもよい（例えば、特開２０２０－４１６８７号公報参照）。また、関節Ｊ１－Ｊ３ごとの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の少なくとも何れか１つは、電磁部に供給される電流に応じた信号圧を出力するリニアソレノイドバルブと、信号圧に応じて作動油の圧力を調整するコントロールバルブとに置き換えられてもよい。更に、関節Ｊ１－Ｊ３ごとの第１および第２リニアソレノイドバルブ１５１，１５２の少なくとも何れか１つは、対応する流体アクチュエータＭに供給される油圧（流体圧）が目標圧力になるように制御される流量制御弁に置き換えられてもよい。加えて、流体供給装置１０から元圧生成バルブ１４が省略されてもよい。また、流体供給装置１０は、ポンプ１３により発生させられた油圧を蓄えるアキュムレータ（蓄圧器）が設けられてもよい。更に、流体供給装置１０は、水等の作動油以外の液体や空気等の気体を流体アクチュエータＭに供給するように構成されてもよい。

【0084】

また、上記実施形態において、人工筋肉としての流体アクチュエータＭは、内部に作動油が供給されると共に内部の油圧の上昇に応じて径方向に膨張しながら軸方向に収縮するチューブＴと、チューブＴを覆う編組スリーブＳと、を含むマッキベン型の人工筋肉であるものとした。しかし、ロボット装置１における流体アクチュエータＭの構成は、これに限られるものではない。すなわち、流体アクチュエータＭは、流体が供給された際に径方向に膨張しながら軸方向に収縮するチューブを含むものであればよく、例えば弾性体により形成された内側筒状部材と、弾性体により形成されると共に内側筒状部材の外側に同軸に配置され外側筒状部材と、内側筒状部材と外側筒状部材との間に配置された繊維層と、を含む軸方向繊維強化型の流体アクチュエータ（例えば、特開２０１１－１３７５１６号参照）であってもよい。更に、流体アクチュエータＭは、シリンダおよびピストンを含む流体シリンダであってもよい。

【0085】

そして、ロボット装置１は、少なくとも１つの流体アクチュエータＭとハンド部４とを有するロボットアーム２を含むものに限られず、少なくとも１つの流体アクチュエータＭと、例えばドリルビット等の工具や例えばスイッチ等を押圧する押圧部材といったハンド部４以外の要素が手先に取り付けられたロボットアームとを含むものであってもよい。また、ロボット装置１は、歩行ロボットや、ウェアラブルロボット等であってもよい。更に、ロボット装置１は、関節を１つだけ含むものであってもよく、人工筋肉としての流体アクチュエータＭを１つだけ含むものであってもよい。

【0086】

以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

【産業上の利用可能性】

【0087】

本開示は、ロボット装置の製造産業などに利用可能である。

【符号の説明】

【0088】

１ ロボット装置、２ ロボットアーム（ロボット本体）、１０ 流体供給装置、１３ ポンプ（流体供給源）、２０ 電磁部、４０ スプール、１００ 制御装置、１５１ 第１リニアソレノイドバルブ（調圧弁）、１５２ 第２リニアソレノイドバルブ（調圧弁）、ＡＭ１ 第１の人工筋肉、ＡＭ２ 第２の人工筋肉、Ｍ 流体アクチュエータ（人工筋肉）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】