TOP > 国内特許検索 > ロボットの動作指令装置

ロボットの動作指令装置

国内特許コード P160013119
整理番号 1601
掲載日 2016年7月14日
出願番号 特願2014-223083
公開番号 特開2016-086996
出願日 平成26年10月31日(2014.10.31)
公開日 平成28年5月23日(2016.5.23)
発明者
  • 藤江 正克
  • 小林 洋
  • 加藤 陽
  • 松本 侑也
  • 中島 康貴
出願人
  • 学校法人早稲田大学
発明の名称 ロボットの動作指令装置
発明の概要 【課題】簡単な構成及び演算により、使用者の生体信号に基づいて、当該使用者の意図するロボットの動作を細かく指令する装置を提供する。
【解決手段】ロボットの動作指令装置10は、使用者の筋肉が隆起する位置である筋隆起位置を検出する筋隆起位置検出手段12と、筋隆起位置検出手段12で検出された筋隆起位置の変化に応じて、動力義手11の動作状態を決定する動作状態決定手段13とを備えている。動作状態決定手段13は、動力義手11の動作量と筋隆起位置との関係が予め記憶された記憶部20と、記憶部20に記憶された関係を用いて、筋隆起位置検出手段12で検出された筋隆起位置から動作量を決定し、当該動作量が得られるように、ロボットの動作制御装置Cに動作指令をする出力部21とを備えている。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


上肢切断者の日常生活を補助するために、モータ等のアクチュエータの動力を用いて把持動作などを行う動力義手が存在する。この動力義手としては、その装着者(使用者)の義手への動作意志に基づく筋活動により得られた生体信号の変化から、前記アクチュエータの駆動を制御するものが存在し、当該生体信号としては、筋活動量に伴い振幅が変化する表面筋電位が多く用いられている。この表面筋電位は、電気的なノイズを多く含み、しかも、個人差が大きいことから、不安定な信号であり、使用者の動作意志を義手に細かく反映することが難しい。そのため、このような表面筋電位を用いた動力義手(筋電義手)は、筋電位の特徴量を用いた動作推定による制御や、閾値設定によるオン・オフ制御が行われるのが一般的で、非切断者の腕に比べて明らかな機能差がある。例えば、使用者の食事の際に義手でお椀を保持しようとする動作を実現するためには、義手の関節角度の精密な制御が必要であるが、表面筋電位は極めて微弱であることから、このような精密な制御は困難である。ここで、非特許文献1には、表面筋電位を用いた動力学計算により関節角度の推定を行った研究が開示されているが、当該動力学計算により算出可能である筋発揮張力や関節回りのモーメントは、関節角度に対して一意性がない。また、関節角速度から時間積分により関節角度を算出する際に、誤差を蓄積してしまうという問題もある。従って、表面筋電位を用いて関節角度を制御するためには、煩雑な計算が必要となる。



ところで、特許文献1には、使用者の前腕の周囲の複数位置で筋電位及び筋隆起量を検出し、これらの検出結果に基づいて使用者の意図する動作を識別し、当該意図する動作に従って義手を操作する義手操作装置が開示されている。

産業上の利用分野


本発明は、ロボットの動作指令装置に係り、更に詳しくは、使用者の生体信号に基づいて、ロボットの動作制御を指令するロボットの動作指令装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
使用者の筋活動に基づいてロボットが動作するように、当該ロボットの動作制御装置に動作指令を行うロボットの動作指令装置において、
前記使用者の筋肉が隆起する位置である筋隆起位置を検出する筋隆起位置検出手段と、当該筋隆起位置検出手段で検出された前記筋隆起位置の変化に応じて、前記ロボットの動作状態を決定する動作状態決定手段とを備えたことを特徴とするロボットの動作指令装置。

【請求項2】
前記筋隆起位置検出手段は、前記筋活動に関連する前記使用者の皮膚表面における所定範囲内に設定された複数の設定位置で、筋隆起量に対応する指標値をそれぞれ計測する計測部と、前記各設定位置での前記指標値により前記筋隆起位置を特定する筋隆起位置特定部とを備えたことを特徴とする請求項1記載のロボットの動作指令装置。

【請求項3】
前記計測部は、前記皮膚表面より所定の隙間を隔てて配置され、前記各設定位置との離間距離を前記指標値として計測する距離センサにより構成され、
前記筋隆起位置特定部では、前記離間距離を質点系における質量と考え、当該質点系の重心位置を前記筋隆起位置とすることを特徴とする請求項2記載のロボットの動作指令装置。

【請求項4】
前記動作状態決定手段は、前記ロボットの動作量と前記筋隆起位置との関係が予め記憶された記憶部と、当該記憶部に記憶された前記関係を用いて、前記筋隆起位置検出手段で検出された前記筋隆起位置から前記ロボットの動作量を決定し、当該動作量が得られるように、前記動作制御装置に動作指令をする出力部とを備えたことを特徴とする請求項1、2又は3記載のロボットの動作指令装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2014223083thum.jpg
出願権利状態 公開
技術導入、技術提携、実用化開発(受託研究・共同研究等)のご相談を承っております。お気軽にご連絡ください。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close