(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】P2022091459
(43)【公開日】2022-06-21
(54)【発明の名称】装着型ロボット
(51)【国際特許分類】
B25J 9/06 20060101AFI20220614BHJP
B25J 11/00 20060101ALI20220614BHJP
【ＦＩ】
B25J9/06 A
B25J11/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020204304
(22)【出願日】2020-12-09
(71)【出願人】
【識別番号】000005821
【氏名又は名称】パナソニックホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】特許業務法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】岡崎 安直
(72)【発明者】
【氏名】岩田 浩康
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707AS21
3C707BS09
3C707KS03
3C707KS20
3C707KS23
3C707KT01
3C707LT11
3C707XK06
(57)【要約】
【課題】人とロボットとの協働を容易に行うことができる装着型ロボットを提供すること。
【解決手段】装着型ロボットは、多関節アームと、多関節アームの基端が取り付けられ、人体に着脱可能に構成された装着部と、支持面に接することで多関節アームを支える支持脚と、を備えている。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】装着型ロボットは、多関節アームと、多関節アームの基端が取り付けられ、人体に着脱可能に構成された装着部と、支持面に接することで多関節アームを支える支持脚と、を備えている。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
多関節アームと、
前記多関節アームの基端が取り付けられ、人体に着脱可能に構成された装着部と、
支持面に接することで前記多関節アームを支える支持脚と、を備えている、
装着型ロボット。
前記多関節アームの基端が取り付けられ、人体に着脱可能に構成された装着部と、
支持面に接することで前記多関節アームを支える支持脚と、を備えている、
装着型ロボット。
【請求項2】
前記支持脚の姿勢を計測する姿勢計測部と、
前記多関節アームの動作を制御するとともに、前記姿勢計測部の計測結果を用いて算出される前記多関節アームの移動量に基づいて、前記多関節アームの動作を補正する制御装置と、をさらに備えている、
請求項１に記載の装着型ロボット。
前記多関節アームの動作を制御するとともに、前記姿勢計測部の計測結果を用いて算出される前記多関節アームの移動量に基づいて、前記多関節アームの動作を補正する制御装置と、をさらに備えている、
請求項１に記載の装着型ロボット。
【請求項3】
前記制御装置は、前記姿勢計測部の計測結果に基づいて算出される前記多関節アームの基端の移動量を用いて、前記多関節アームの動作を補正する、
請求項２に記載の装着型ロボット。
請求項２に記載の装着型ロボット。
【請求項4】
前記姿勢計測部は、前記支持脚の角度を検出するためのジャイロセンサを備えている、
請求項２または３に記載の装着型ロボット。
請求項２または３に記載の装着型ロボット。
【請求項5】
前記姿勢計測部は、前記支持脚の鉛直方向に対する角度を検出するための重力センサをさらに備えている、
請求項２から４の何れか１項に記載の装着型ロボット。
請求項２から４の何れか１項に記載の装着型ロボット。
【請求項6】
前記姿勢計測部は、前記支持面に対する前記支持脚の角度を計測する角度センサを備えている、
請求項２から４の何れか１項に記載の装着型ロボット。
請求項２から４の何れか１項に記載の装着型ロボット。
【請求項7】
前記支持面に対する前記支持脚の先端の移動量を計測する移動量計測部をさらに備え、
前記制御装置は、前記姿勢計測部の計測結果および前記移動量計測部の計測結果を用いて算出される前記多関節アームの移動量に基づいて、前記多関節アームの動作を補正する、
請求項２から６の何れか１項に記載の装着型ロボット。
前記制御装置は、前記姿勢計測部の計測結果および前記移動量計測部の計測結果を用いて算出される前記多関節アームの移動量に基づいて、前記多関節アームの動作を補正する、
請求項２から６の何れか１項に記載の装着型ロボット。
【請求項8】
前記移動量計測部は、
前記支持面の画像を取得する画像センサを備え、
前記画像センサによって取得された前記支持面の画像に基づいて、前記支持脚の先端の移動量を計測する、
請求項７に記載の装着型ロボット。
前記支持面の画像を取得する画像センサを備え、
前記画像センサによって取得された前記支持面の画像に基づいて、前記支持脚の先端の移動量を計測する、
請求項７に記載の装着型ロボット。
【請求項9】
前記移動量計測部は、
前記支持面を転がる転動部と、
前記転動部の転がり量を計測する転がり量計測部と、を備え、
前記転がり量計測部によって計測された前記転がり量に基づいて、前記支持脚の先端の移動量を計測する、
請求項７に記載の装着型ロボット。
前記支持面を転がる転動部と、
前記転動部の転がり量を計測する転がり量計測部と、を備え、
前記転がり量計測部によって計測された前記転がり量に基づいて、前記支持脚の先端の移動量を計測する、
請求項７に記載の装着型ロボット。
【請求項10】
前記制御装置は、前記姿勢計測部の計測結果を用いて算出される前記多関節アームの移動量に基づいて前記多関節アームの動作を補正する動作補正モード、および、前記姿勢計測部の計測結果に基づいて前記多関節アームの先端の目標位置を変更する目標位置変更モードの一方を選択して、前記多関節アームの動作を制御する、
請求項２から９の何れか１項に記載の装着型ロボット。
請求項２から９の何れか１項に記載の装着型ロボット。
【請求項11】
前記支持脚を１つまたは２つ備えている、
請求項１から１０の何れか１項に記載の装着型ロボット。
請求項１から１０の何れか１項に記載の装着型ロボット。
【請求項12】
前記支持脚は、
脚部と、
前記脚部の先端に回転可能に配置され、前記支持面に接する脚先部を備えている、
請求項１から１１の何れか１項に記載の装着型ロボット。
脚部と、
前記脚部の先端に回転可能に配置され、前記支持面に接する脚先部を備えている、
請求項１から１１の何れか１項に記載の装着型ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、装着型ロボットに関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、少子高齢化の進展に伴い、建築現場でもロボットを導入し、人間の負荷を軽減しようという取り組みが進められている。例えば、特許文献１には、天井パネルの施工を行うビス打ちロボットおよび天井パネル搬送ロボットが開示されている。また、特許文献２には、台車型の移動ロボットに多関節アームを取り付けることで構成され、天井パネルのビス打ちなど内装作業を行うロボット装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１２－１１６５３号公報
【特許文献2】特開平５－３２１４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、建築現場には様々な環境が存在するため、特許文献１および特許文献２に開示されている従来のロボット装置には困難な作業がある。また、建築現場においては、人とロボットが共存し、共同作業や分担作業など、協働できるようにすることがロボット装置を活用する上で有効である。人とロボットとを協働させるには、人にロボットを装着させることも有効である。しかしながら、ロボットは比較的重たいため、作業することが困難な場合がある。
【0005】
本発明は、上述した課題を解決するもので、人とロボットとの協働を容易に行うことができる装着型ロボット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】
上記目的を達成するために、本発明の装着型ロボットは、多関節アームと、多関節アームの基端が取り付けられ、人体に着脱可能に構成された装着部と、支持面に接することで多関節アームを支える支持脚と、を備えている。
【発明の効果】
【0007】
本発明の装着型ロボットによれば、人とロボットとの協働を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1A】本発明の第１実施形態に係る装着型ロボットの概要図
【図2】支持脚が縮まった状態を示す図
【図3】支持脚が傾斜した状態を示す図
【図4】装着型ロボットのブロック図
【図5】制御装置が実行するプログラムのフローチャート
【図6】制御装置が実行するプログラムのフローチャート
【図7A】装着型ロボットの動作を示す図
【図7B】装着型ロボットの動作を示す図
【図7C】装着型ロボットの動作を示す図
【図8】本発明の第２実施形態に係る装着型ロボットの概要図
【図10】本発明の第２実施形態の変形例に係る支持脚の部分断面拡大図
【図11】本発明の第３実施形態に係る装着型ロボットのブロック図
【図12】本発明の第３実施形態に係る装着型ロボットの動作を示す図
【図13】本発明の第１実施形態の変形例に係る装着型ロボットの概要図
【発明を実施するための形態】
【0009】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態における装着型ロボットについて、図面を参照しながら説明する。以下では、図１Ａにおける上側および下側をそれぞれ装着型ロボット１の上方および下方として説明する。
以下、本発明の第１実施形態における装着型ロボットについて、図面を参照しながら説明する。以下では、図１Ａにおける上側および下側をそれぞれ装着型ロボット１の上方および下方として説明する。
【0010】
装着型ロボット１は、人と協働して作業を行うロボットであり、例えば建築現場で天井パネルのビス打ちなどの作業を行う。装着型ロボット１は、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、装着部１０、支持脚２０、多関節アーム３０、姿勢計測部４０、カメラ５０、および、制御装置６０を備えている。
【0011】
装着部１０は、多関節アーム３０を人体Ｈに固定するためのものである。装着部１０は、人体Ｈに着脱可能に構成されている。装着部１０は、フレーム１１および複数のベルト１２，１３，１４を備えている。フレーム１１は、枠状に形成されている。フレーム１１は、腕が通されて肩に掛けられることで、人体Ｈに装着される。複数のベルト１２，１３，１４は、フレーム１１を人体Ｈに固定するものである。本実施形態においてベルトの本数は３つであるが、これに限定されないことは言うまでもない。装着部１０の下側には、支持脚２０の基端（上端）が取り付けられている。装着部１０の上側には、多関節アーム３０が取り付けられている。
【0012】
支持脚２０は、支持面Ｆに接することで、装着部１０および多関節アーム３０を支えるものである。支持面Ｆは、装着型ロボット１を装着した作業者がいる場所の表面である。支持面Ｆは、例えば、床面や地面である。支持脚２０は、棒状に形成され、伸縮自在に構成されている。
【0013】
装着型ロボット１が目的の作業を行う場合、支持脚２０の先端（下端）が支持面Ｆに接触するように長さが調整される（図１Ａ、図１Ｂ）。支持脚２０の先端が支持面Ｆに接触している場合、支持脚２０は多関節アーム３０および装着部１０の重量を支える。よって、支持脚２０は、人体Ｈの負荷を軽減することができる。
【0014】
一方、作業者が作業を終了して移動をする場合、支持脚２０を縮めることで、多関節アーム３０を容易に運搬することができる（図２）。
【0015】
多関節アーム３０は、マニピュレータである。本実施形態の多関節アーム３０は、自由度を５つ有するが、これに限定されないことは言うまでもない。多関節アーム３０は、土台３１、肩ブロック３２、複数の上腕リンク３３、肘ブロック３４、前腕リンク３５、および、ハンド３６を備えている。
【0016】
土台３１は、装着部１０の上面に取り付けられている。土台３１には、肩ブロック３２の第１端部が第１関節軸Ｊ１回りに回転可能に接続されている。第１関節軸Ｊ１は、支持脚２０の軸線２０ａと同軸である。肩ブロック３２の第２端部には、複数の上腕リンク３３を介して、肘ブロック３４が接続されている。
【0017】
肩ブロック３２、複数の上腕リンク３３および肘ブロック３４は、平行リンク機構を構成する。肩ブロック３２と複数の上腕リンク３３との回転中心となる回転軸、および、複数の上腕リンク３３と肘ブロック３４との回転中心となる回転軸をまとめて第２関節軸Ｊ２という。第２関節軸Ｊ２と第１関節軸Ｊ１とのなす角は、直角である。本実施形態の上腕リンク３３の個数および第２関節軸Ｊ２の個数は、４つであるが、これに限定されないことは言うまでもない。
【0018】
肘ブロック３４には、前腕リンク３５の第１端部が第３関節軸Ｊ３回りに回転可能に接続されている。第３関節軸Ｊ３は、第１関節軸Ｊ１と互いに平行である。上述したように、肩ブロック３２、複数の上腕リンク３３および肘ブロック３４は、平行リンク機構を構成するため、肘ブロック３４は、第３関節軸Ｊ３と第１関節軸Ｊ１とが平行となるように、肩ブロック３２に対して移動する。
【0019】
前腕リンク３５の第２端部には、ハンド３６が第４関節軸Ｊ４および第５関節軸Ｊ５の回りに回転可能に接続されている。第４関節軸Ｊ４と第５関節軸Ｊ５とは、互いに直交する。第４関節軸Ｊ４および第５関節軸Ｊ５それぞれと、第１関節軸Ｊ１とのなす角は、直角である。
【0020】
ハンド３６は、例えば電動ドライバなどの工具Ｄを把持するものである。
【0021】
また、多関節アーム３０は、複数の駆動部Ｍおよび複数の角度検出部Ｅを備えている。駆動部Ｍは、例えばモータである。駆動部Ｍは、肩ブロック３２、肘ブロック３４、前腕リンク３５、および、ハンド３６をそれぞれ対応する関節軸回りに回転させるものである。第１の駆動部Ｍ１は、土台３１に対して第１関節軸Ｊ１回りに肩ブロック３２を回転させる。第２の駆動部Ｍ２は、肩ブロック３２に対して第２関節軸Ｊ２回りに肘ブロック３４を回転させる。第３の駆動部Ｍ３は、肘ブロック３４に対して第３関節軸Ｊ３回りに前腕リンク３５を回転させる。第４の駆動部Ｍ４は、前腕リンク３５に対して第４関節軸Ｊ４回りにハンド３６を回転させる。第５の駆動部Ｍ５は、前腕リンク３５に対して第５関節軸Ｊ５回りにハンド３６を回転させる。複数の駆動部Ｍは、制御装置６０によって制御される。
【0022】
複数の角度検出部Ｅは、駆動部Ｍの回転角度を検出するものである。複数の角度検出部Ｅは、例えばエンコーダである。第１乃至Ｅ５の角度検出部Ｅ１～Ｅ５は、第１乃至第５の駆動部Ｍ１～Ｍ５にそれぞれ対応するように配置されている。角度検出部Ｅの検出結果は、制御装置６０に送信される。
【0023】
また、多関節アーム３０には、基準座標系Σ０および手先座標系Σｅが定義されている。
【0024】
基準座標系Σ０は、土台３１に配置された座標系である。基準座標系Σ０の原点は、土台３１の底面と支持脚２０の軸線２０ａとの交点に配置され、支持脚２０の軸線２０ａおよび第１関節軸Ｊ１と同軸の基準Ｚ軸Ｚ０、基準Ｚ軸Ｚ０に直交する基準Ｘ軸Ｘ０、および、基準Ｚ軸Ｚ０および基準Ｘ軸Ｘ０に直交する基準Ｙ軸Ｙ０を備えている。なお、基準座標系Σ０の原点が配置された土台３１の底面と支持脚２０の軸線２０ａとの交点は、多関節アーム３０の基端に相当する。
【0025】
手先座標系Σｅは、ハンド３６に配置された座標系である。第４関節軸Ｊ４と同軸の手先Ｘ軸Ｘｅ、および、第５関節軸Ｊ５と同軸の手先Ｙ軸Ｙｅ、および、手先Ｘ軸Ｘｅおよび手先Ｙ軸Ｙｅに直交する手先Ｚ軸Ｚｅを備えている。
【0026】
基準座標系Σ０における手先座標系Σｅの原点位置の座標（ｘ，ｙ，ｚ）をハンド３６の位置とする。ｘは、基準Ｘ軸Ｘ０の値である。ｙは、基準Ｙ軸Ｙ０の値である。ｚは、基準Ｚ軸Ｚ０の値である。また、基準座標系Σ０に対する手先座標系Σｅの回転角度（θ１，ψ１）を、ハンド３６の姿勢とする。θ１は、基準Ｙ軸Ｙ０回りの回転角度である。ψ１は、基準Ｘ軸Ｘ０回りの回転角度である。
【0027】
ここで、基準座標系Σ０において、ハンド３６の位置および姿勢を表す手先ベクトルｒをｒ＝［ｘ，ｙ，ｚ，θ１，ψ１］Ｔと定義する。厳密には、手先ベクトルｒは時系列情報（すなわち時間関数）であり、ｒ（ｔ）＝［ｘ（ｔ），ｙ（ｔ），ｚ（ｔ），θ１（ｔ），ψ１（ｔ）］Ｔと表すことができる。手先ベクトルｒを一階微分すればハンド３６の速度、二階微分すればハンド３６の加速度を得ることができる。
【0028】
姿勢計測部４０は、装着部１０に配置され、支持脚２０の姿勢を計測するものである。支持脚２０の姿勢は、具体的には、支持脚２０の鉛直方向に対する傾きおよび支持脚２０の軸線２０ａ回りの回転角度である。図３に示すように、支持脚２０の鉛直方向に対する傾きは、脚ピッチ角θ２および脚ヨー角ψ２にて表される。脚ピッチ角θ２および脚ヨー角ψ２は、支持脚２０の先端が位置する水平面上において互いに直交する２つの軸線回りの回転角度を表す。また、支持脚２０の軸線２０ａ回りの回転角度は、脚ロール角φ２にて表される。脚ピッチ角θ２、脚ヨー角ψ２および脚ロール角φ２は、人体Ｈが揺動することによって変化する。人体Ｈの揺動とは、人体Ｈが揺れたり、傾いたりする動きである。
【0029】
姿勢計測部４０は、重力センサ４１およびジャイロセンサ４２を備えている。重力センサ４１は、支持脚２０の鉛直方向に対する角度を検出する加速度センサであり、脚ピッチ角θ２および脚ヨー角ψ２を計測する。ジャイロセンサ４２は、支持脚２０の角度を検出するためセンサである。ジャイロセンサ４２は、具体的には、支持脚２０の軸線２０ａ回りの回転角度である脚ロール角φ２を計測する。姿勢計測部４０の計測結果は、制御装置６０に送信される。姿勢計測部４０は、重力センサ４１およびジャイロセンサ４２によって、支持脚２０の姿勢を容易に計測することができる。
【0030】
カメラ５０は、目的の作業を行う作業箇所の画像を取得する。カメラ５０が取得した画像は、制御装置６０に送信される。
【0031】
制御装置６０は、装着型ロボット１を統括制御するコンピュータである。制御装置６０は、図４に示すように、入力部６１、アーム軌道制御部６２、作業処理部６３、および、出力部６４を備えている。入力部６１、アーム軌道制御部６２、作業処理部６３、および、出力部６４は、専用のハードウエアまたはソフトウェアを実行するプロセッサによって構成されている。本実施形態では、アーム軌道制御部６２および作業処理部６３は、ソフトウェアを実行するプロセッサによって構成されている。つまり、制御装置６０は、後述するプログラムを実行することにより、入力部６１、アーム軌道制御部６２、作業処理部６３、および、出力部６４として機能する。
【0032】
また、制御装置６０は、装着型ロボット１とは別体であってもよい。この場合、制御装置６０は、姿勢計測部４０、角度検出部Ｅおよび駆動部Ｍと、有線または無線にて通信可能に接続される。すなわち、多関節アーム３０は、制御装置６０によって遠隔操作される。この場合の制御装置６０は、例えばスマートフォンであってもよい。
【0033】
入力部６１は、姿勢計測部４０の計測結果、複数の角度検出部Ｅの検出結果、および、カメラ５０が撮影した画像を取得する。
【0034】
姿勢計測部４０の計測結果は、脚ピッチ角θ２、脚ヨー角ψ２および脚ロール角φ２の変化量（以下、姿勢変化量ΔΦ（＝｛θ２，ψ２，φ２｝）と記載する。）である。入力部６１は、姿勢変化量ΔΦをアーム軌道制御部６２に送信する。
【0035】
複数の角度検出部Ｅの検出結果は、ｑ１、ｑ２、ｑ３、ｑ４、および、ｑ５にて表される。ｑ１は、第１の駆動部Ｍ１の回転角度である。ｑ２は、第２の駆動部Ｍ２の回転角度である。ｑ３は、第３の駆動部Ｍ３の回転角度である。ｑ４は、第４の駆動部Ｍ４の回転角度である。ｑ５は、第５の駆動部Ｍ５の回転角度である。以下、駆動部Ｍの回転角度を関節角度と記載する。入力部６１は、各駆動部Ｍ１～Ｍ５の現在の関節角度である現在関節角度ｑ（＝｛ｑ１，ｑ２，ｑ３，ｑ４，ｑ５｝）をアーム軌道制御部６２に送信する。
【0036】
入力部６１は、カメラ５０が撮影した画像を、作業処理部６３に送信する。
【0037】
アーム軌道制御部６２は、制御装置６０の記憶領域（不図示）に予め格納されている後述するプログラムを実行することで、多関節アーム３０の動作を制御する。アーム軌道制御部６２は、具体的には、目標位置および移動時間を取得して、ハンド３６の位置を取得した移動時間で取得した目標位置に移動させるように、多関節アーム３０の動作を制御する。アーム軌道制御部６２は、具体的には、各駆動部Ｍ１～Ｍ５の操作量（具体的には角速度）を算出する。アーム軌道制御部６２は、目標位置および移動時間を作業処理部６３から取得する（詳細は後述する）。
【0038】
アーム軌道制御部６２は、軌道生成部６２ａ、揺動補正部６２ｂ、逆運動学計算部６２ｃ、角度誤差計算部６２ｄ、および、角度誤差補償部６２ｅを備えている。アーム軌道制御部６２は、プロセッサが後述するプログラムを実行することで、軌道生成部６２ａ、揺動補正部６２ｂ、逆運動学計算部６２ｃ、角度誤差計算部６２ｄ、および、角度誤差補償部６２ｅとして機能する。
【0039】
軌道生成部６２ａは、ハンド３６が現在の位置から目標位置まで移動時間で移動するハンド３６の位置の軌道に相当する手先ベクトルｒの時系列データを生成する。現在のハンド３６の位置は、アーム軌道制御部６２が取得した前回の目標位置に相当する。なお、前回の目標位置は、記憶領域に記憶されている。
【0040】
軌道生成部６２ａは、前回の目標位置を示す手先ベクトルｒから、取得した目標位置（すなわち今回の目標位置）を示す手先ベクトルｒまで、生成した時系列データに沿って順に手先ベクトルｒを出力する。軌道生成部６２ａが出力する手先ベクトルｒを軌道手先ベクトルｒｄと記載する。
【0041】
揺動補正部６２ｂは、軌道生成部６２ａから出力された軌道手先ベクトルｒｄを人体Ｈの揺動に応じて補正する。人体Ｈの揺動は、姿勢変化量ΔΦとして入力部６１を介して姿勢計測部４０から送信される。揺動補正部６２ｂは、式（１）に基づいて、軌道手先ベクトルｒｄを補正した補正手先ベクトルｒｄｍを算出する。
【0042】
（式１）
ｒｄｍ＝ＲψＲθＲφ{ｒｄ＋[０,０,Ｌ]Ｔ}・・・（１）
ｒｄｍ＝ＲψＲθＲφ{ｒｄ＋[０,０,Ｌ]Ｔ}・・・（１）
【0043】
Ｒψ、Ｒθ、Ｒφはそれぞれ、脚ロール角φ２、脚ヨー角ψ２、脚ピッチ角θ２の回転行列である。Ｌは、支持脚２０の先端から基準座標系Σ０の原点までの距離である。式（１）は、人体Ｈが揺動したことによって生じる支持脚２０の姿勢変化量ΔΦを、多関節アーム３０の移動量に変換して、軌道手先ベクトルｒｄを補正する。多関節アーム３０の移動量は、具体的には、多関節アーム３０の基端に相当する基準座標系Σ０の原点の支持脚２０の先端から見た変位量および支持脚２０の軸線２０ａ回りの回転量である。
【0044】
なお、式（１）は、支持脚２０の先端が支持面Ｆに接触し、かつ、支持脚２０の先端が支持面Ｆに対して移動していない状態において、支持脚２０が水平面に対して傾く場合、および、支持脚２０が軸線２０ａ回りに回転する場合を前提としたものである。また、式（１）は、基準座標系Σ０の原点が支持脚２０の軸線２０ａ上に配置され、かつ、支持脚２０の軸線２０ａと基準Ｚ軸Ｚ０とが同軸である場合を前提としたものである。このように式（１）が構成されているため、人体Ｈの揺動によって生じる支持脚２０の水平面に対する傾きおよび支持脚２０の軸線２０ａ回りの回転角度を用いて算出される多関節アーム３０の移動量に基づいて、多関節アーム３０の動作ひいてはハンド３６の位置を簡便に補正することができる。
【0045】
逆運動学計算部６２ｃは、逆運動学に基づき、算出された補正手先ベクトルｒｄｍを用いて、各駆動部Ｍ１～Ｍ５について目標関節角度ｑｄｍを算出する。目標関節角度ｑｄｍは、各駆動部Ｍ１～Ｍ５について目標とする関節角度を示すものである。
【0046】
角度誤差計算部６２ｄは、各駆動部Ｍ１～Ｍ５について、算出された目標関節角度ｑｄｍと、入力部６１から送信された現在関節角度ｑとの差分ｑｅを算出する。
【0047】
角度誤差補償部６２ｅは、算出された差分ｑｅに基づいて、各駆動部Ｍ１～Ｍ５について、目標とする角速度である目標角速度ωｄを算出して、出力部６４に送信する。角度誤差補償部６２ｅは、例えば、ＰＩＤ補償器である。角度誤差補償部６２ｅでは、具体的には、定数の対角行列である比例、微分、積分の３つのゲインを適切に調整することにより、差分ｑｅをゼロに収束させるように目標角速度ωｄを算出する。角度誤差補償部６２ｅは、算出された目標角速度ωｄを出力部６４に送信する。
【0048】
作業処理部６３は、後述するプログラムが実行された場合に、多関節アーム３０に所定の動作をさせるように、目標位置および移動時間を設定する。所定の動作とは、ホームポジション動作、および、作業動作である。
【0049】
ホームポジション動作は、ハンド３６の位置を現在の位置から予め定められた基準位置Ｐ１（図７Ａ）に移動させる多関節アーム３０の動作である。作業動作は、ハンド３６の位置を待機位置Ｐ２（図７Ｂ）から作業位置Ｐ３（図７Ｃ）に移動させ、ハンド３６を作業位置Ｐ３に所定の作業時間継続して位置させた後、待機位置Ｐ２に戻る多関節アーム３０の動作である。目的の作業がビス打ちである場合、作業位置Ｐ３は、ビス打ちを行う位置である。待機位置Ｐ２は、作業位置Ｐ３より下方に所定距離離れた位置である。所定の作業時間は、ビス打ちを行うために必要な時間である。
【0050】
また、作業処理部６３は、カメラ５０を制御して、カメラ５０から画像を取得する。さらに、作業処理部６３は、取得した画像について後述する画像処理を実行することで、目標位置を設定する。また、作業処理部６３は、前回の目標位置から今回の目標位置への移動距離に基づいて、移動時間を設定する。移動距離が大きくなるにしたがって、移動時間が長くなるように設定されている。作業処理部６３は、設定した目標位置および移動時間をアーム軌道制御部６２に送信する。
【0051】
出力部６４は、アーム軌道制御部６２から送信された目標角速度ωｄ、および、作業処理部６３から送信された制御量を制御指令値に変換し、各駆動部Ｍ１～Ｍ５に出力する。
【0052】
次に、上述した装着型ロボット１を装着した作業者が、装着型ロボット１に目的の作業を実行させた場合の装着型ロボット１の動作、および、制御装置６０が実行するプログラムについて、図５および図６のフローチャートを用いて説明する。本実施形態において、目的の作業は、天井パネルのビス打ち作業である。
【0053】
図５のフローチャートによって表されるプログラムは、作業処理部６３によって実行される。図６のフローチャートによって表されるプログラムは、アーム軌道制御部６２によって実行される。また、アーム軌道制御部６２は、装着型ロボット１の電源がオンされている場合に、プログラムを常時実行する。
【0054】
また、作業者は、装着型ロボット１に目的の作業をさせる前に、支持脚２０の先端を支持面Ｆに接触させるとともに、支持脚２０の軸線２０ａがおおよそ鉛直方向に沿うように作業者自身の姿勢を調整する。作業者が所定の操作（例えば装着部１０に設けられたスタートスイッチ（不図示）をオンする）を行うことにより、作業処理部６３がプログラムを開始することで、目的の作業が開始される。
【0055】
作業処理部６３は、Ｓ１０にて、ホームポジション動作を多関節アーム３０に実行させる。作業処理部６３は、具体的には、目標位置を基準位置Ｐ１に設定し、かつ、ハンド３６の現在の位置（すなわち前回の目標位置）と設定した目標位置（すなわち今回の目標位置である基準位置Ｐ１）との距離に基づいて移動時間を設定する。作業処理部６３は、設定した目標位置および移動時間をアーム軌道制御部６２に送信する。
【0056】
アーム軌道制御部６２は、目標位置および移動時間を取得したことに応じて、図６に示されるＳ３０を実行する。軌道生成部６２ａは、Ｓ３０にて、記憶領域に記憶されている前回の目標位置、取得した今回の目標位置、および、取得した移動時間に基づいて手先ベクトルｒの時系列データを生成する。さらに、アーム軌道制御部６２は、生成された手先ベクトルｒの時系列データから、軌道手先ベクトルｒｄを出力する。
【0057】
続けて、揺動補正部６２ｂは、Ｓ３２にて姿勢変化量ΔΦを取得し、Ｓ３４にて出力された軌道手先ベクトルｒｄから補正手先ベクトルｒｄｍを算出する。
【0058】
逆運動学計算部６２ｃは、Ｓ３６にて、算出された補正手先ベクトルｒｄｍから目標関節角度ｑｄｍを算出する。続けて、角度誤差計算部６２ｄは、Ｓ３８にて現在関節角度ｑを取得し、Ｓ４０にて、算出された目標関節角度ｑｄｍと現在関節角度ｑとの差分ｑｅを算出する。
【0059】
さらに、角度誤差補償部６２ｅは、Ｓ４２にて、算出された差分ｑｅに基づいて目標角速度ωｄを算出する。そして、出力部６４は、Ｓ４４にて、算出された目標角速度ωｄを制御指令値として出力する。
【0060】
各駆動部Ｍ１～Ｍ５に制御指令値が送信されたことに応じて、各駆動部Ｍ１～Ｍ５ひいては多関節アーム３０が動作して、ハンド３６が現在の位置から目標位置に設定された基準位置Ｐ１に向けて移動する。
【0061】
ハンド３６が移動している間に人体Ｈが揺動いたり傾いたりした場合においても、人体Ｈの揺動や傾くことによって生じる支持脚２０の姿勢変化に基づいて軌道手先ベクトルｒｄが補正されるため、ハンド３６が到達する位置が目標位置に対してずれることが抑制される。
【0062】
多関節アーム３０が設定された移動時間をかけて動作することで、ハンド３６は、前回の目標位置から移動して基準位置Ｐ１に位置する（図７Ａ）。設定された移動時間が経過した時点で、Ｓ１０のホームポジション動作が終了する。続けて、作業処理部６３は、Ｓ１２にて、姿勢計測部４０のキャリブレーションを行う。
【0063】
キャリブレーションは、支持脚２０の軸線２０ａが支持面Ｆに対しておおよそ鉛直方向であることが所定時間継続したことが重力センサ４１によって検出されると、所定時間が終了した時点の脚ピッチ角θ２、脚ヨー角ψ２および脚ロール角φ２を基準値（ゼロ）とする処理である。作業者は、キャリブレーションが終了するまで、支持脚２０の軸線２０ａがおおよそ鉛直方向に沿うように自身の姿勢を保つ。キャリブレーションが終了した時点で例えば制御装置６０が発生するブザー音によって、作業者はキャリブレーションが終了したことを認識する。
【0064】
さらに、作業処理部６３は、Ｓ１４にて、待機位置Ｐ２および作業位置Ｐ３を検出する。作業処理部６３は、具体的には、カメラ５０を制御して、例えば、天井に配置されている天井パネルの画像を取得し、取得した画像から天井パネルの輪郭を画像処理（具体的にはエッジ検出）にて検出する。
【0065】
続けて、作業処理部６３は、検出された天井パネルの輪郭に基づいて、ビス打ちをする作業位置Ｐ３を検出する。さらに、作業処理部６３は、作業位置Ｐ３から所定距離下方の待機位置Ｐ２を検出する。本実施形態においては、作業位置Ｐ３および待機位置Ｐ２はそれぞれ複数（例えば３つ）検出される。
【0066】
続けて、作業処理部６３は、Ｓ１６にて、多関節アーム３０に作業動作を実行させる。作業処理部６３は、具体的には、検出した待機位置Ｐ２のうち、ハンド３６に最も近い待機位置Ｐ２をハンド３６の目標位置に新たに設定する。さらに、作業処理部６３は、ハンド３６の現在の位置（基準位置Ｐ１）と新たに設定した目標位置（待機位置Ｐ２）との距離に基づいて移動時間を新たに設定する。作業処理部６３は、新たに設定した目標位置および移動時間をアーム軌道制御部６２に送信する。
【0067】
アーム軌道制御部６２は、新たに設定された目標位置（待機位置Ｐ２）および移動時間を取得したことに応じて、図６のフローチャートによって表されるプログラムを上述したように実行する。これにより、多関節アーム３０が新たに設定された移動時間をかけて動作することで、ハンド３６は、基準位置Ｐ１から移動して待機位置Ｐ２に位置する（図７Ｂ）。
【0068】
ハンド３６が移動している間に人体Ｈが揺動いたり傾いたりした場合においても、人体Ｈの揺動や傾くことによって生じる支持脚２０の姿勢変化に基づいて軌道手先ベクトルｒｄが補正されるため、ハンド３６が到達する位置が目標位置に対してずれることが抑制される。
【0069】
続けて、作業処理部６３は、設定した移動時間が経過したことに応じて、現在の待機位置Ｐ２に対応する作業位置Ｐ３をハンド３６の目標位置に新たに設定する。さらに、作業処理部６３は、ハンド３６の現在の位置（待機位置Ｐ２）と新たに設定した目標位置（作業位置Ｐ３）との距離に基づいて移動時間を新たに設定する。作業処理部６３は、新たに設定した目標位置および移動時間をアーム軌道制御部６２に送信する。
【0070】
アーム軌道制御部６２は、新たに設定された目標位置（作業位置Ｐ３）および移動時間を取得したことに応じて、図６のフローチャートによって表されるプログラムを上述したように実行する。これにより、多関節アーム３０が新たに設定された移動時間をかけて動作することで、ハンド３６は、待機位置Ｐ２から移動して作業位置Ｐ３に位置する（図７Ｃ）。
【0071】
ハンド３６が作業位置Ｐ３に位置すると、ハンド３６に保持された工具Ｄである電動ドライバは、例えば電動ドライバの先端が天井パネルに接触して押し込まれることにより作動を開始して、ビス打ちを行う。所定の動作時間が経過した時点でビス打ちは完了する。
【0072】
続けて、作業処理部６３は、所定の動作時間が経過したことに応じて、現在の作業位置Ｐ３に対応する待機位置Ｐ２をハンド３６の目標位置に新たに設定する。さらに、作業処理部６３は、ハンド３６の現在の位置（作業位置Ｐ３）と新たに設定した目標位置（待機位置Ｐ２）との距離に基づいて移動時間を新たに設定する。作業処理部６３は、新たに設定した目標位置および移動時間をアーム軌道制御部６２に送信する。
【0073】
アーム軌道制御部６２は、新たに設定された目標位置（待機位置Ｐ２）および移動時間を取得したことに応じて、図６のフローチャートによって表されるプログラムを上述したように実行する。これにより、多関節アーム３０が新たに設定された移動時間をかけて動作することで、ハンド３６は、作業位置Ｐ３から移動して待機位置Ｐ２に位置する（図７Ｂ）。ハンド３６を作業位置Ｐ３から待機位置Ｐ２に移動させるときに、新たに設定された移動時間が経過した時点で、Ｓ１６の作業動作が終了する。このとき、複数の作業位置Ｐ３のうち１つの作業位置Ｐ３に対して目的の作業が終了する。
【0074】
さらに、作業処理部６３は、Ｓ１８にて、全ての作業が完了したか否かを判定する。複数の作業位置Ｐ３の全てに対して作業が終了していない場合、全ての作業が完了していない。この場合（Ｓ１８にてＮＯ）、作業処理部６３は、プログラムをＳ１６に戻して、多関節アーム３０に作業動作を再度実行させる。作業処理部６３は、具体的には、作業が完了していない作業位置Ｐ３のうちハンド３６に最も近い作業位置Ｐ３に対応する待機位置Ｐ２を目標位置に設定して、多関節アーム３０に作業動作を開始させる。
【0075】
一方、複数の作業位置Ｐ３の全てに対して作業が終了した場合（Ｓ１８にてＹＥＳ）、作業処理部６３は、Ｓ２０にて、多関節アーム３０にホームポジション動作を実行させて、ハンド３６を基準位置Ｐ１に移動させる。これにより、多関節アーム３０が動作して、ハンド３６は、基準位置Ｐ１に位置する（図７Ａ）。
【0076】
このように、装着型ロボット１は、人体Ｈが揺動しても目的の作業を精度よく行うことができる。また、支持脚２０によって装着型ロボット１の人体Ｈへの負荷が軽減されている。そして、装着型ロボット１が目的の作業を行っている間、作業者は、装着型ロボット１とは別の作業を行うことができる。よって、人とロボットとの協働を容易に行うことができる。
【0077】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態における装着型ロボット１について、主として上述した第１実施形態とは異なる部分について、図８および図９を用いて説明する。第２実施形態の装着型ロボット１は、支持脚１２０が脚部１２１、脚先部１２２、脚部１２１と脚先部１２２とを回転可能に接続する関節部１２３、および、移動量計測部１２４を備えている。
次に、本発明の第２実施形態における装着型ロボット１について、主として上述した第１実施形態とは異なる部分について、図８および図９を用いて説明する。第２実施形態の装着型ロボット１は、支持脚１２０が脚部１２１、脚先部１２２、脚部１２１と脚先部１２２とを回転可能に接続する関節部１２３、および、移動量計測部１２４を備えている。
【0078】
脚部１２１は、上述した第１実施形態の支持脚２０と同様に伸縮可能に構成されている。
【0079】
脚先部１２２は、脚部１２１の先端（下端）に関節部１２３を介して接続されている。脚先部１２２の底面は、第１実施形態の支持脚２０の先端と比べて、支持面Ｆに接触する面積が大きい。よって、脚先部１２２は、第１実施形態の支持脚２０の先端と比べて支持面Ｆに対する摩擦力が大きくなるため、装着型ロボット１が目的の作業を行っている場合に支持面Ｆに対して移動することが抑制される。
【0080】
また、脚先部１２２の底面が支持面Ｆに接触している場合、脚部１２１は、脚先部１２２に対して回転する。具体的には、脚部１２１は、脚先部１２２に対して、関節部１２３が有する第６関節軸Ｊ６および７関節軸の回りに回転する。第６関節軸Ｊ６および第７関節軸Ｊ７は、互いに直交し、かつ、脚先部１２２の底面と平行な軸線である。第６関節軸Ｊ６と第７関節軸Ｊ７との交点には、脚部１２１の軸線２０ａが通る。また、脚部１２１は、脚先部１２２に対して脚部１２１の軸線１２１ａ回りに回転する。
【0081】
移動量計測部１２４は、支持面Ｆに対する支持脚１２０の先端の移動量を計測するものである。支持面Ｆに対する支持脚１２０の先端の移動量は、具体的には、支持面Ｆに対する脚先部１２２の水平方向に沿った移動量である。移動量計測部１２４は、レーザ光源１２４ａおよび画像センサ１２４ｂを備えている。
【0082】
レーザ光源１２４ａは、レーザ光を支持面Ｆに照射するものである。画像センサ１２４ｂは、レーザ光が照射された支持面Ｆの画像を取得して、脚先部１２２の水平方向に沿った移動量を検出するセンサである。脚先部１２２の水平方向に沿った移動量ΔＳは、水平面と平行かつ互いに直交する２つの軸線それぞれにおける移動量（ΔＳｘおよびΔＳｙ）によって表される。画像センサ１２４ｂによって検出された移動量ΔＳ（＝｛ΔＳｘ，ΔＳｙ｝）は、制御装置６０に送信される。
【0083】
また、第２実施形態において、揺動補正部６２ｂは、式（２）に基づいて、軌道手先ベクトルｒｄを補正した補正手先ベクトルｒｄｍを算出する。
【0084】
（式２）
ｒｄｍ＝ＲψＲθＲφ{ｒｄ＋[０,０,Ｌ]Ｔ}＋ΔＳ・・・（２）
ｒｄｍ＝ＲψＲθＲφ{ｒｄ＋[０,０,Ｌ]Ｔ}＋ΔＳ・・・（２）
【0085】
ここで、ΔＳ＝[ΔＳｘ，ΔＳｙ，０]Ｔである。このように、軌道手先ベクトルｒｄの補正は、支持脚１２０の姿勢変化量ΔΦだけでなく、脚先部１２２の水平方向に沿った移動量ΔＳも含めて行われる。よって、ハンド３６の位置を精度よく補正することができる。また、移動量計測部１２４は、支持面Ｆと非接触の状態で移動量ΔＳを計測するため、支持面Ｆが汚れている場合においても安定して移動量ΔＳを計測することができる。
【0086】
＜第２実施形態の変形例＞
次に、上述した第２実施形態の変形例における装着型ロボット１について、図１０を用いて説明する。本変形例における装着型ロボット１は、上述した第１実施形態における姿勢計測部４０の重力センサ４１に代えて、第１，２の角度センサＡ２６，Ａ２７を備えてもよい。
次に、上述した第２実施形態の変形例における装着型ロボット１について、図１０を用いて説明する。本変形例における装着型ロボット１は、上述した第１実施形態における姿勢計測部４０の重力センサ４１に代えて、第１，２の角度センサＡ２６，Ａ２７を備えてもよい。
【0087】
第１，２の角度センサＡ２６，Ａ２７は、支持脚２２０の支持面Ｆに対する角度を計測する。第１，２の角度センサＡ２６，Ａ２７は、エンコーダによって構成されている。第１の角度センサＡ２６は、具体的には、脚先部２２２に対する脚部２２１の第６関節軸Ｊ６回りの回転角度（θ３）を検出する。第２の角度センサＡ２７は、脚先部２２２に対する脚部２２１の第７関節軸Ｊ７の回りの回転角度（ψ３）を検出する。この場合、上述した第１実施形態における重力センサ４１から出力される脚ピッチ角θ２および脚ヨー角ψ２に代えて、第１，２の角度センサＡ２６，Ａ２７によって検出された回転角度は、姿勢変化量ΔΦの要素として用いられる。
【0088】
また、本変形例における装着型ロボット１は、上述した第１実施形態における姿勢計測部４０のジャイロセンサ４２に代えて、脚先部２２２に対する脚部２２１の、脚部２２１の軸線２２１ａ回りの回転角度を検出する第３の角度センサＡ２８を備えてもよい。第３の角度センサＡ２８は、例えばエンコーダである。この場合、上述した第１実施形態におけるジャイロセンサ４２から出力される脚ロール角φ２に代えて、第３の角度センサＡ２８によって検出された回転角度（φ３）は、姿勢変化量ΔΦの要素として用いられる。
【0089】
また、上述した移動量計測部１２４は、レーザ光源１２４ａおよび画像センサ１２４ｂによって構成されているが、本変形例の移動量計測部２２４は、転動部２２４ａおよび転がり量計測部２２４ｂを備えている。転動部２２４ａは、球状に形成され、支持面Ｆに接触して支持面Ｆを転がるものである。転がり量計測部２２４ｂは、転動部２２４ａの転がり量を計測するものであり、例えば転動部２２４ａに接触して転動部２２４ａの転がりに応じて回転する軸部材（不図示）の回転量を検出するエンコーダ（不図示）を用いて構成されている。移動量計測部２２４は、転がり量計測部２２４ｂの計測結果に基づいて、移動量ΔＳを算出する。移動量計測部２２４に転動部２２４ａおよび転がり量計測部２２４ｂが用いられる場合、支持面Ｆの模様が上述した画像センサ１２４ｂでは判別しにくい場合においても精度よく移動量ΔＳを継続することができる。
【0090】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態における装着型ロボット１について、主として上述した第１実施形態とは異なる部分について、図１１および図１２を用いて説明する。本第３実施形態の制御装置６０は、動作補正モードと目標位置変更モードの一方を選択して、多関節アーム３０の動作を制御する。
次に、本発明の第３実施形態における装着型ロボット１について、主として上述した第１実施形態とは異なる部分について、図１１および図１２を用いて説明する。本第３実施形態の制御装置６０は、動作補正モードと目標位置変更モードの一方を選択して、多関節アーム３０の動作を制御する。
【0091】
動作補正モードは、上述した第１実施形態のように、制御装置６０が姿勢計測部４０の計測結果を用いて算出する多関節アーム３０の移動量に基づいて多関節アーム３０の動作を補正する制御モードである。
【0092】
目標位置変更モードは、制御装置６０が姿勢計測部４０の計測結果を用いて目標位置を変更するモードである。目標位置変更モードにおいては、作業者が支持脚２０の姿勢を変化させることで、多関節アーム３０ひいてはハンド３６について作業者が所望する距離を移動させることができる（詳細は後述する）。
【0093】
第３実施形態の装着型ロボット１は、揺動操作部３６２ｆ、軌道切替部３６２ｇ、および、切替スイッチ３７０をさらに備えている。揺動操作部３６２ｆおよび軌道切替部３６２ｇは、制御装置６０が備えている。
【0094】
揺動操作部３６２ｆは、軌道生成部６２ａから軌道手先ベクトルｒｄを取得し、入力部６１を介して姿勢計測部４０から姿勢変化量ΔΦを取得する。揺動操作部３６２ｆは、式（３）に基づいて、取得した軌道手先ベクトルｒｄから変更手先ベクトルｒｄｃを算出する。
【0095】
（式３）
ｒｄｃ＝ｒｄ＋ＫｃΔΦ・・・（３）
ｒｄｃ＝ｒｄ＋ＫｃΔΦ・・・（３）
【0096】
ここで、Ｋｃは、定数ゲイン行列である。また、ΔΦ＝［θ２，ψ２，φ２］Ｔである。式（３）において、変更手先ベクトルｒｄｃは、軌道手先ベクトルｒｄに対して、姿勢変化量ΔΦに定数ゲイン行列を乗じたものを加えることで算出されている。
【0097】
軌道切替部３６２ｇは、揺動補正部６２ｂから補正手先ベクトルｒｄｍを取得し、かつ、揺動操作部３６２ｆから変更手先ベクトルｒｄｃを取得する。軌道切替部３６２ｇは、制御モードに対応する手先ベクトルｒを出力する。具体的には、軌道切替部３６２ｇは、動作補正モードにおいて、上述した第１実施形態と同様に、補正手先ベクトルｒｄｍを出力する。また、軌道切替部３６２ｇは、目標位置変更モードにおいて、変更手先ベクトルｒｄｃを出力する。軌道切替部３６２ｇは、後述する操作信号を取得すると、出力する手先ベクトルｒを切り替える。
【0098】
切替スイッチ３７０は、制御モードを切り替えるためのスイッチである。切替スイッチ３７０は、例えば装着部１０に配置される。作業者が切替スイッチ３７０を操作すると、操作信号が制御装置６０に出力される。操作信号は、入力部６１を介して、軌道切替部３６２ｇに取得される。
【0099】
次に、制御モードが目標位置変更モードである場合における装着型ロボット１の動作について説明する。装着型ロボット１は、上述した図６のフローチャートに示すプログラムを実行しており、制御モードが動作補正モードである状態から説明する。動作補正モードにおいて、制御装置６０は、人体Ｈの揺動に応じて多関節アーム３０の動作を補正しながら、ハンド３６の位置を、図５のＳ１６にて設定した目標位置に位置させるように多関節アーム３０の動作を制御している状態である。上述したように、軌道切替部３６２ｇは、動作補正モードにおいて補正手先ベクトルｒｄｍを出力する。
【0100】
この状態において、作業者が切替スイッチ３７０を操作すると、操作信号が送信されて、制御モードが動作補正モードから目標位置変更モードに切り替わる。軌道切替部３６２ｇは、操作信号を取得したことに応じて、出力する手先ベクトルｒを、補正手先ベクトルｒｄｍから変更手先ベクトルｒｄｃに切り替える。さらに、作業者は、支持脚２０の姿勢を変化させる。
【0101】
上述したように、変更手先ベクトルｒｄｃは、軌道手先ベクトルｒｄに対して、姿勢変化量ΔΦに定数ゲイン行列を乗じたものを加えることで算出されている。よって、支持脚２０の姿勢が変化するとその変化量に比例した距離を多関節アーム３０ひいてはハンド３６が移動する。例えば、脚ピッチ角θ２がΔθ変化した場合（図１２）、ハンド３６の位置は、基準Ｘ軸Ｘ０の方向においてはΔｘ移動する。
【0102】
作業者が所望する距離をハンド３６が移動した場合、作業者は、切替スイッチ３７０を操作して、制御モードを目標位置変更モードから動作補正モードに戻す。これに応じて、軌道切替部３６２ｇは、出力する手先ベクトルｒを変更手先ベクトルｒｄｃから補正手先ベクトルｒｄｍに切り替える。これにより、アーム軌道制御部６２は、図５のＳ１６にて設定した目標位置から作業者が所望する距離だけ移動した位置に、ハンド３６を位置させるように制御する。
【0103】
このように、目標位置変更モードによって、作業者は、支持脚２０の姿勢を変化させることで、ハンド３６の目標位置を調整することができる。よって、作業者は、装着型ロボット１の作業効率を向上させることができる。また、ハンド３６の目標位置を変更するインターフェースとして支持脚２０を利用することができる。
【0104】
＜変形例＞
本発明は、これまでに説明した実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない限り、各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
本発明は、これまでに説明した実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない限り、各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【0105】
例えば、支持脚２０の基端は、装着部１０に取り付けられているが、これに代えて、多関節アーム３０の例えば土台３１に取り付けられてもよい。
【0106】
また、姿勢計測部４０のジャイロセンサ４２は、脚ロール角φ２の計測に用いられるが、これに加えて、脚ピッチ角θ２および脚ヨー角ψ２の少なくとも一方の計測に用いられてもよい。ジャイロセンサ４２が脚ピッチ角θ２および脚ヨー角ψ２の両方の計測に用いられる場合、姿勢計測部４０は、脚ピッチ角θ２および脚ヨー角ψ２を測定するための重力センサ４１を備えない。このように、ジャイロセンサ４２は、重力センサ４１に代えて、支持脚２０の鉛直方向に対する角度を計測してもよい。
【0107】
また、基準座標系Σ０の原点は、支持脚２０の軸線２０ａ上に位置しているが、支持脚２０の軸線２０ａ上とは異なる位置に位置してもよい。また、基準座標系Σ０は、土台３１に配置されているが、多関節アーム３０の土台３１とは異なる構成部材に配置してもよい。なお、基準座標系Σ０の原点の位置が多関節アーム３０の基端以外の位置に変更された場合、基準座標系Σ０の原点の支持脚２０の先端に対する位置が変わるため、上述した式（１）は変更される。
【0108】
また、移動量計測部１２４，２２４は、第２実施形態において脚先部１２２，２２２に配置されているが、第１実施形態の支持脚２０の下端部に配置されてもよい。
【0109】
また、第２実施形態において脚先部１２２は、移動量計測部１２４を備えているが、これに代えて、移動量計測部１２４を備えなくてもよい。
【0110】
また、装着型ロボット１は、支持脚２０を１本備えているが、図１３に示すように、人体Ｈへの負荷をさらに軽減させるために、支持脚２０を２本備えてもよい。
【0111】
上述のとおり、制御装置６０は、装着型ロボット１とは別体であっても良い。また、装着型ロボット１とは別体で、装着型ロボット１の姿勢を計測することが可能な、作業現場等に設置されたカメラ等が姿勢計測部４０を代替してもよい。また、装着型ロボット１とは別体で、支持面Ｆに対する支持脚２０の先端の移動量を計測することが可能な、作業現場等に設置されたカメラ等が移動量計測部１２４を代替してもよい。
【0112】
また、駆動部Ｍは、モータであるが、これに代えて、ニューマチックアクチュエータ、ソレノイド又はリニアモータとしてもよいし、これらの組み合わせで構成してもよい。
【0113】
また、駆動部Ｍは、多関節アーム３０に複数配置されているが、少なくとも１つの駆動部Ｍが複数の関節を駆動するように構成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0114】
本発明は、装着型のロボットに広く利用可能である。
【符号の説明】
【0115】
１ 装着型ロボット
１０ 装着部
２０ 支持脚
２０ａ 軸線
３０ 多関節アーム
４０ 姿勢計測部
４１ 重力センサ
４２ ジャイロセンサ
６０ 制御装置
１２１ 脚部
１２２ 脚先部
１２４ 移動量計測部
１２４ｂ 画像センサ
２２４ 移動量計測部
２２４ａ 転動部
２２４ｂ 転がり量計測部
Ａ２６ 第１の角度センサ
Ａ２７ 第２の角度センサ
Ａ２８ 第３の角度センサ
Ｆ 支持面
Ｈ 人体
１０ 装着部
２０ 支持脚
２０ａ 軸線
３０ 多関節アーム
４０ 姿勢計測部
４１ 重力センサ
４２ ジャイロセンサ
６０ 制御装置
１２１ 脚部
１２２ 脚先部
１２４ 移動量計測部
１２４ｂ 画像センサ
２２４ 移動量計測部
２２４ａ 転動部
２２４ｂ 転がり量計測部
Ａ２６ 第１の角度センサ
Ａ２７ 第２の角度センサ
Ａ２８ 第３の角度センサ
Ｆ 支持面
Ｈ 人体
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】