JP2003067427A - Device for calculating data of joints of link mechanism - Google Patents
Device for calculating data of joints of link mechanismInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は機構設計用ＣＡＤシ
ステムを用いて作成したリンク機構のシミュレーション
的な動作確認を行なうリンク機構解析装置を用いてリン
ク機構のシミュレーション的な動作確認を行なうにあた
って必要となる、例えばＤｅｒａｖｉｔ−Ｈａｒｔｅｎ
ｂｅｒｇのリンクパラメータ（以下、Ｄ−Ｈパラメータ
と略記する）と称されるような、リンク機構のリンクお
よび関節の結合関係を表わすパラメータとそのパラメー
タのパラメータ値とが記述された関節データを求めるリ
ンク機構関節データ演算装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is necessary for confirming a simulation operation of a link mechanism using a link mechanism analysis device for confirming a simulation operation of a link mechanism created by using a CAD system for mechanism design. , Eg Derivit-Harten
A link for obtaining joint data, which is referred to as a Berg's link parameter (hereinafter, abbreviated as DH parameter), in which a parameter representing a coupling relationship between a link of a link mechanism and a joint and a parameter value of the parameter are described. The present invention relates to a mechanical joint data calculation device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、三次元ＣＡＤシステムを使って製
品設計を行なうことが多くなってきている。そのような
製品は一般的にはいくつかの可動部を持っているが、組
立て後、設計者の望むように動くかどうか、あるいは部
品どうしが干渉しないかどうかを確認する必要がある。
このような確認は、古くは試作して行なっていたが時間
やコストがかかっていた。2. Description of the Related Art In recent years, product design has been increasingly performed using a three-dimensional CAD system. Such products typically have some moving parts, but after assembly, it is necessary to check whether they move as the designer desires or if the parts do not interfere with each other.
Although such confirmation was done by trial manufacture in the old days, it took time and cost.
【０００３】近年、コンピュータグラフィックス（以
下、ＣＧと略記する場合がある）とシミュレーション技
術の発達により、シミュレーションによって可動部を動
かし、それをＣＧ画面に表示することにより、試作する
ことなく視覚的に動作確認を行なうことができるように
なってきた。その結果、設計の不具合を早期に発見して
修正を行なうことができ、設計時間短縮やコスト削減を
図ることができる。そのような目的で機構解析システム
が作られてきたが、以下に概略を説明するように、従来
の機構解析システムは、機構を定義して可動部を動かす
ための操作が極めて複雑であり、ユーザへの負担が大き
い。In recent years, due to the development of computer graphics (hereinafter sometimes abbreviated as CG) and simulation technology, a moving part is moved by simulation and displayed on a CG screen so that it can be visually displayed without making a prototype. It has become possible to check the operation. As a result, a design defect can be found and corrected at an early stage, and design time and cost can be reduced. Although a mechanism analysis system has been created for such a purpose, as described below, in the conventional mechanism analysis system, the operation for defining the mechanism and moving the movable part is extremely complicated, and the Is a heavy burden.
【０００４】従来、Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、
ｉ−ＤＥＡＳ等の三次元ＣＡＤシステムでは、リンク機
構の動作確認にアセンブリ機能が使われており、部品間
の相対位置や姿勢のパラメータを変更してそれらの部品
の再配置を繰り返すことで動作確認が行なわれてきた。
しかし、これらのシステムでは、パラメータの変更に時
間がかかる。特に逆運動学がないので、そのシステムの
利用者が部品間の相対位置や姿勢を合わせるように配置
していくことが非常に大変である。Conventionally, Pro / Engineering,
In a three-dimensional CAD system such as i-DEAS, an assembly function is used to check the operation of the link mechanism, and the operation is confirmed by changing the parameters of the relative position and orientation between parts and repeating the relocation of those parts. Has been done.
However, in these systems, changing parameters takes time. Especially, since there is no inverse kinematics, it is very difficult for the user of the system to arrange the parts so that the relative positions and postures of the parts are matched.
【０００５】ここで、「逆運動学」とは、リンク機構の
先端ないし途中の位置と姿勢の情報を与えたときに、そ
のリンク機構を構成する各リンクを連結する関節の角度
がどのようになるかを解く手法をいう。これと対比され
る用語に「順運動学」があり、この「順運動学」は、各
関節の角度を与えたときに、そのリンク機構の先端の位
置と姿勢がどうなるかを解く手法をいう。The term "inverse kinematics" as used herein means how the angle of the joint connecting the links constituting the link mechanism is given when the information on the position or posture of the tip or the middle of the link mechanism is given. It is a method of solving The term to be compared with this is "forward kinematics", and this "forward kinematics" refers to a method for solving what happens to the position and posture of the tip of the link mechanism when the angle of each joint is given. .
【０００６】また、ＩＧＲＩＰというロボットシミュレ
ータが知られている。このロボットシミュレータには、
回転／直動関節を持った一般的な６自由度以下のリンク
について順運動学の解法が用意されており、またユーザ
が定義した順運動学の解法もそのシステムに組み入れる
ことができるよう構成されている。しかし、このロボッ
トシミュレータでは、各々のロボット毎にそのロボット
に適合した複雑な設定を行なう必要があり、このため、
このロボットシミュレータを様々なリンク機構の動作確
認に使うためには各リンク機構毎に複雑な設定をやり直
す必要があり作業性が悪いという問題がある。A robot simulator called IGRIP is also known. This robot simulator has
A forward kinematics solution is provided for general links with rotational / linear motion joints with less than 6 degrees of freedom, and a user-defined forward kinematics solution is also configured to be incorporated into the system. ing. However, in this robot simulator, it is necessary to make complicated settings suitable for each robot for each robot.
In order to use this robot simulator to confirm the operation of various link mechanisms, it is necessary to redo complicated settings for each link mechanism, and there is a problem that workability is poor.
【０００７】さらに、従来より付属のモデラーや市販の
三次元ＣＡＤシステムを使って作成した部品のデータを
取り込んで動作確認を行なう機構解析用ソフトウェアが
存在するが、可動部の設定が繁雑である、順運動学、逆
運動学を定義する必要がありユーザの負担が大きい、リ
ンク機構のパラメータを入力する必要がある、厳密な解
析解を持つものが少なく特に閉ループ系リンク機構が厳
密に解けない場合がある等の問題点がある。Further, conventionally, there is mechanism analysis software that takes in data of parts created using an attached modeler or a commercially available three-dimensional CAD system and confirms the operation, but the setting of movable parts is complicated. It is necessary to define forward kinematics and inverse kinematics, which imposes a heavy burden on the user. It is necessary to input the parameters of the link mechanism. There are problems such as
【０００８】また、リンク機構解析を行なう前提として
リンク機構を構成する複数の部品相互の結合状態、すな
わちリンク機構そのものを定義する必要があり、ＣＡＤ
システム等を使って作成した部品どうしを結合する関節
（関節の種類、位置、姿勢）や、その関節で結合された
部品の移動限界（以下、この移動限界を「関節リミッ
ト」と称することがある）を定義し、これにより、その
リンク機構そのものを定義する必要がある。リンク機構
が定義されるということは、そのリンク機構を構成する
リンクおよび関節の結合関係を表わすパラメータ（例え
ばＤ−Ｈパラメータ）およびそのパラメータのパラメー
タ値が記述された関節データが求められることを意味
し、その関節データがそのリンク機構の解析に用いられ
る。In addition, it is necessary to define a coupling state between a plurality of parts constituting the link mechanism, that is, the link mechanism itself as a premise for performing the link mechanism analysis.
Joints (types of joints, positions, and postures) that connect parts created using the system, and the movement limit of the parts that are connected by the joints (hereinafter, this movement limit may be referred to as "joint limit"). ), And thus the link mechanism itself must be defined. The definition of a link mechanism means that joint data in which a parameter (for example, a D-H parameter) representing a coupling relationship between a link and a joint configuring the link mechanism and a parameter value of the parameter are described is obtained. Then, the joint data is used for analysis of the link mechanism.
【０００９】この関節を定義することに関し、従来、ア
ニメーション作成を目的とする‘Ｓｏｆｔｉｍａｇｅ’
等では、スケルトンと呼ばれる骨組みをマウス操作で配
置し、球関節のリンクをいくつか接続することによりア
ニメーションとしての人間や動物の関節を設定し、その
後関節リミットの拘束を設けるという手順で関節および
関節リミットの定義を行なっている。ただしこの手法で
は厳密な定義を行なうことはできない。これは、アニメ
ーション作成を目的としており、人間や動物の関節は、
その形状のだいたいの位置に配置すればよく、厳密さを
要求されないのでこの方法で充分である。Regarding the definition of this joint, conventionally, "Softimage" has been used for the purpose of creating animation.
In the above, a skeleton called a skeleton is placed by operating the mouse, and human or animal joints are set as animation by connecting several ball joint links, and then the joint limit is constrained. The limit is defined. However, this method cannot make a strict definition. This is for the purpose of creating animations, and the joints of humans and animals
This method is sufficient because it may be arranged at almost any position of the shape and strictness is not required.
【００１０】これに対し、製品設計やロボットの分野で
は、関節の位置や姿勢の定義に厳密さが要求される。関
節の位置を厳密に指定すること自体は考えられるが、先
ず第１に、どのような手法を用いると関節の位置を厳密
に、かつ操作性良く指定することができるかということ
が問題であり、第２に、関節の位置は厳密に指定したと
して、その関節で結合された部品の動き方が画面上で直
感的に解りやすいかどうかということも問題である。On the other hand, in the field of product design and robots, the definition of joint positions and postures is required to be strict. Although it is conceivable to specify the joint position exactly, first of all, what kind of method is used to specify the joint position exactly and with good operability is a problem. Second, even if the position of the joint is strictly specified, it is also a problem whether the movement of the parts connected by the joint can be intuitively understood on the screen.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み、簡単な操作でかつ視認性良くリンク機構の関節定
義を行なうことのできるリンク機構関節データ演算装置
を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a link mechanism joint data arithmetic unit capable of defining a joint of a link mechanism with a simple operation and high visibility. .
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】図１は、本発明の第１の
リンク機構解析装置の基本ブロック図である。FIG. 1 is a basic block diagram of a first link mechanism analyzing apparatus according to the present invention.
【００１３】上記目的を達成する本発明の第１のリンク
機構解析装置は、（１−１）リンクおよび関節を有する
複数種類のリンク機構モデルそれぞれについての順運動
学の解析的解法、およびそれら複数種類のリンク機構モ
デルそれぞれについての、リンク機構モデルの有するリ
ンクおよび関節それぞれをそのリンク機構モデルを駆動
する駆動源としたときの逆運動学の解析的解法が記述さ
れたファイルを記憶するファイル記憶手段１０１（１−
２）リンクおよび関節を有する被解析用リンク機構の三
次元形状を表わす形状データと、その被解析用リンク機
構を構成するリンクおよび関節の結合関係を表わすパラ
メータおよびそれらのパラメータのパラメータ値が記述
された関節データとを入力するデータ入力手段１０２
（１−３）上記複数種類のリンク機構のモデルの中か
ら、データ入力手段１０２により入力された形状データ
により表わされる三次元形状に対応するリンク機構モデ
ルを選択するための第１の操作子１０３（１−４）デー
タ入力手段により入力された形状データにより表わされ
る三次元形状を有する被解析用リンク機構を駆動する駆
動源を指定する第２の操作子１０４（１−５）第２の操
作子１０４の操作により指定された駆動源の駆動量を入
力する第３の操作子１０５（１−６）データ入力手段１
０２により入力された関節データに含まれるパラメータ
値および上記第３の操作子の操作により入力された駆動
量を代入して、第１の操作子１０３の操作により選択さ
れたリンク機構モデルに対応する順運動学の解析的解
法、および、第２の操作子１０４の操作により指定され
た駆動源に対応する逆運動学の解析的解法を数値的に解
く演算手段１０６を備えたことを特徴とする。A first link mechanism analyzing apparatus of the present invention which achieves the above object is (1-1) an analytical solution of forward kinematics for each of a plurality of types of link mechanism models having links and joints, and a plurality of them. File storage means for storing, for each type of link mechanism model, a file in which an analytical solution of inverse kinematics is described when links and joints of the link mechanism model are used as driving sources for driving the link mechanism model. 101 (1-
2) Shape data that represents the three-dimensional shape of the analyzed link mechanism having links and joints, parameters that represent the coupling relationship between the links and joints that make up the analyzed link mechanism, and parameter values of those parameters are described. Data input means 102 for inputting joint data
(1-3) First manipulator 103 for selecting a link mechanism model corresponding to the three-dimensional shape represented by the shape data input by the data input means 102 from the plurality of types of link mechanism models. (1-4) Second operation element 104 (1-5) second operation for designating a drive source for driving the link mechanism to be analyzed having a three-dimensional shape represented by the shape data input by the data input means The third operator 105 (1-6) data input means 1 for inputting the drive amount of the drive source designated by the operation of the child 104.
The parameter value included in the joint data input by 02 and the drive amount input by the operation of the third operator are substituted to correspond to the link mechanism model selected by the operation of the first operator 103. The present invention is characterized by including an arithmetic means 106 for numerically solving an analytical solution method of forward kinematics and an analytical solution method of inverse kinematics corresponding to a drive source designated by the operation of the second operator 104. .
【００１４】図１は、本発明の第２のリンク機構解析装
置の基本ブロック図でもある。FIG. 1 is also a basic block diagram of a second link mechanism analyzing apparatus of the present invention.
【００１５】上記目的を達成する本発明の第２のリンク
機構解析装置は、
（２−１）リンクおよび関節を有する複数種類のリンク
機構モデルそれぞれについての順運動学および動力学の
解析的解法が記述されたファイルを記憶するファイル記
憶手段１０１
（２−２）リンクおよび関節を有する被解析用リンク機
構の三次元形状を表わす形状データと、その被解析用リ
ンク機構を構成するリンクおよび関節の結合関係を表わ
すパラメータおよびそのパラメータのパラメータ値が記
述された関節データとを入力するデータ入力手段１０２
（２−３）上記複数種類のリンク機構のモデルの中か
ら、データ入力手段１０２により入力された形状データ
により表わされる三次元形状に対応するリンク機構モデ
ルを選択するための第１の操作子１０３
（２−４）上記データ入力手段１０２により入力された
形状データにより表わされる三次元形状を有する被解析
用リンク機構を駆動する駆動源を指定する第２の操作子
１０４
（２−５）第２の操作子１０４の操作により指定された
駆動源の駆動力を入力する第３の操作子、および
（２−６）データ入力手段１０２により入力された関節
データに含まれるパラメータ値および第３の操作子１０
５の操作により入力された駆動力を代入して、第１の操
作子１０３の操作により選択されたリンク機構モデルに
対応する順運動学および動力学を数値的に解く演算手段
１０６を備えたことを特徴とする。A second link mechanism analyzing apparatus of the present invention which achieves the above object is (2-1) an analytical solution method of forward kinematics and dynamics for each of a plurality of types of link mechanism models having links and joints. File storage means 101 for storing the described file (2-2) Shape data representing the three-dimensional shape of the link mechanism to be analyzed having links and joints, and coupling of the links and joints constituting the link mechanism to be analyzed. Data input means 102 for inputting a parameter representing the relationship and joint data in which the parameter value of the parameter is described (2-3) The shape input by the data input means 102 from the models of the plurality of types of link mechanisms. The first operator 103 (for selecting the link mechanism model corresponding to the three-dimensional shape represented by the data 2-4) The second manipulator 104 (2-5) for designating the drive source for driving the analyzed link mechanism having the three-dimensional shape represented by the shape data input by the data input means 102. A third manipulator for inputting a driving force of a driving source designated by manipulating the manipulator 104, and (2-6) a parameter value included in the joint data input by the data input means 102 and a third manipulator. 10
And a calculation means 106 for numerically solving the forward kinematics and dynamics corresponding to the link mechanism model selected by the operation of the first operator 103 by substituting the driving force input by the operation of 5 Is characterized by.
【００１６】ここで、上記本発明の第１のリンク機構解
析装置、ないし第２のリンク機構解析装置において、第
１の操作子１０３、第２の操作子１０４、第３の操作子
１０５はその操作子の役割りにより名づけたものであっ
て、物理的には１つの操作子であってもよい。Here, in the first link mechanism analyzing apparatus or the second link mechanism analyzing apparatus of the present invention, the first operator 103, the second operator 104, and the third operator 105 are the same. It is named according to the role of the operator, and may physically be one operator.
【００１７】また、入力手段１０２は、このリンク機構
装置解析とは別体の例えば三次元ＣＡＤシステム等によ
り既に作成済の形状データおよび関節データを外部から
入力するものであってもよく、あるいは、例えばそこに
三次元ＣＡＤシステム等が組み込まれたものであっても
よい。Further, the input means 102 may externally input the shape data and the joint data which have already been created by, for example, a three-dimensional CAD system or the like, which is separate from the link mechanism device analysis, or For example, a three-dimensional CAD system or the like may be incorporated therein.
【００１８】上記本発明の第１のリンク機構解析装置
は、予め、複数種類のリンク機構モデルそれぞれについ
ての順運動学の解析的解法のみならず、そのリンク機構
モデル駆動源に対応する運動学についても解析的解法が
用意されてファイル記憶手段に組み込まれているため、
ユーザは、被解析用リンク機構とリンク機構モデルとを
対応づけ、所望の駆動源を指定し、その駆動源の駆動量
を入力するだけで、あらかじめ用意された解析的解法を
用いた演算が行なわれる。The first link mechanism analysis device of the present invention is not limited to the analytical method of forward kinematics for each of a plurality of types of link mechanism models in advance, and the kinematics corresponding to the link mechanism model driving source. Since an analytical solution is also prepared and incorporated in the file storage means,
The user associates the link mechanism to be analyzed with the link mechanism model, designates a desired drive source, and inputs the drive amount of the drive source, thereby performing the calculation using the analytical solution prepared in advance. Be done.
【００１９】また、本発明の第２のリンク機構解析装置
についても同様であり、予め、複数種類のリンク機構モ
デルそれぞれについての順運動学の解析的解法のみなら
ず、それら複数種類のリンク機構モデルそれぞれについ
ての動力学についても運動方程式のパラメータが用意さ
れてファイル記憶手段に組み込まれているため、ユーザ
は、被解析用リンク機構とリンク機構モデルとを対応づ
け、所望の駆動源を指定し、その駆動源の駆動力を入力
するだけで、あらかじめ用意された解析的解法を用いた
数値解析が行なわれる。The same applies to the second link mechanism analyzing device of the present invention, and not only the forward kinematics analytical solution for each of the plurality of types of link mechanism models, but also the plurality of types of link mechanism models in advance. Since the parameters of the equation of motion are prepared for each of the dynamics and are incorporated in the file storage means, the user associates the analyzed link mechanism with the link mechanism model and specifies the desired drive source, Numerical analysis using an analytical solution prepared in advance is performed simply by inputting the driving force of the driving source.
【００２０】このように、本発明の第１ないし第２のリ
ンク機構解析装置によれば、ユーザに簡単な操作を要求
するだけで、リンク機構の機構解析を実行することがで
きる。As described above, according to the first and second link mechanism analyzers of the present invention, the mechanism analysis of the link mechanism can be executed by only requiring the user to perform a simple operation.
【００２１】ここで、本発明の第１ないし第２のリンク
機構解析装置において、データ入力手段１０２により入
力された形状データにより表わされる三次元形状のグラ
フィックス画面、および前記第１の操作子の操作により
選択されたリンク機構モデルを表わすリンク機構モデル
画面を表示する表示手段１０７を備えることが好まし
い。これにより、所望のリンク機構モデルの選択が容易
となり、また、数値解析の結果をグラフィックス画面と
して表示して動作確認を行なうことができる。Here, in the first or second link mechanism analyzing apparatus of the present invention, the graphics screen of the three-dimensional shape represented by the shape data input by the data input means 102 and the first manipulator are displayed. It is preferable to include a display unit 107 for displaying a link mechanism model screen representing the link mechanism model selected by the operation. This facilitates selection of a desired link mechanism model, and the result of numerical analysis can be displayed as a graphics screen to confirm operation.
【００２２】本発明の第１ないし第２のリンク機構解析
装置において、表示手段１０７を備えた場合に、その表
示手段１０７が、順次指定されることにより所望のリン
ク機構モデルの指定に到達する複数のメニュータイトル
を表示するものであり、第１の操作子１０３が、表示手
段１０７に表示されたメニュータイトルを指定する操作
を行なうものであることが好ましい。In the first or second link mechanism analyzing apparatus of the present invention, when the display means 107 is provided, the display means 107 are sequentially designated, and thereby a plurality of link mechanism models can be designated. It is preferable that the first operator 103 performs an operation of designating the menu title displayed on the display means 107.
【００２３】このように表示手段１０７にメニュータイ
トルを表示してそれを指定することにより所望のリンク
機構モデルを指定するようにすると、ユーザによる、所
望のリンク機構モデルを指定する操作が簡単となり、よ
り使い勝手のよい、ユーザの負担の少ない装置が実現す
る。If the desired link mechanism model is designated by displaying the menu title on the display means 107 and designating it as described above, the user can easily designate the desired link mechanism model. It is possible to realize a device that is easier to use and has less burden on the user.
【００２４】また、この場合に、上記複数のメニュータ
イトルが、自由度で分類されてなるリンク機構モデルの
各群を表わすメニュータイトルを含むものであることが
さらに好ましい。Further, in this case, it is further preferable that the plurality of menu titles include a menu title representing each group of the link mechanism model classified by the degree of freedom.
【００２５】リンク機構モデルをその自由度で分類して
おくと、所望のリンク機構モデルを見つけ易くなり、メ
ニュータイトルの指定操作と相俟って、さらに使い勝手
の良い、ユーザの負担のさらに少ない装置が実現する。If the link mechanism models are classified according to their degrees of freedom, it becomes easy to find a desired link mechanism model, and in combination with the operation of specifying the menu title, the device is more convenient and less burdensome to the user. Will be realized.
【００２６】また、上記本発明の第１ないし第２のリン
ク機構解析装置において、第２の操作子１０４が、表示
手段１０７に表示されたグラフィックス画面上のリンク
を指示する操作と、そのリンクおよびそのリンクを連結
する関節のいずれを駆動源とするかを指示する操作との
双方の操作を行なうことにより駆動源を指定するもので
あってもよく、あるいは、表示手段１０７が、上記リン
ク機構モデル画面に、選択可能な駆動源を表わすマーク
を重畳させて表示するものであり、第２の操作子１０４
が、それらのマークのうちの１つを指定する操作を行な
うものであってもよい。In the first and second link mechanism analyzing apparatus of the present invention, the operation of the second operator 104 to instruct a link on the graphics screen displayed on the display means 107 and the link. Alternatively, the drive source may be designated by performing both operations of instructing which of the joints connecting the links and the link is to be used as the drive source, or the display means 107 causes the link mechanism to operate. A mark representing a selectable drive source is superimposed and displayed on the model screen.
However, the operation of designating one of the marks may be performed.
【００２７】リンク機構の機構解析を行なうにあたって
は、駆動源を指定する必要があるが、その駆動源の指定
は、上記のような２回の指定操作もしくは１回の指定操
作により容易に行なわれる。In performing the mechanism analysis of the link mechanism, it is necessary to specify the drive source, but the drive source is easily specified by the above-mentioned two specifying operations or one specifying operation. .
【００２８】さらに、上記本発明の第１ないし第２のリ
ンク機構解析装置は、データ入力手段１０２により入力
された形状データにより表わされる三次元形状を有する
被解析用リンク機構を構成するリンクのうち最も根元に
位置する第１リンクを指定する第４の操作子１０８を備
えることが好ましい。あるいは、この第４の操作子１０
８に代えて、もしくはこの第４の操作子１０８を備える
とともに、データ入力手段１０２により入力された関節
データに含まれる上記パラメータに基づいて、データ入
力手段１０２により入力された形状データにより表わさ
れる三次元形状を有する被解析用リンク機構を構成する
リンクのうち最後端に位置する第１リンクを検出する第
１リンク検出手段１０９を備えることも好ましい態様で
ある。Further, the above-mentioned first or second link mechanism analyzing apparatus of the present invention is one of the links constituting the analyzed link mechanism having the three-dimensional shape represented by the shape data input by the data input means 102. It is preferable to include the fourth manipulator 108 for designating the first link located at the most root. Alternatively, this fourth operator 10
8 or the fourth manipulator 108 is provided, and based on the above parameters included in the joint data input by the data input means 102, the cubic represented by the shape data input by the data input means 102. It is also a preferable aspect to provide the first link detecting means 109 for detecting the first link located at the rearmost end among the links forming the analyzed link mechanism having the original shape.
【００２９】リンク機構解析を行なうには、被解析用リ
ンク機構の第１リンクを知る必要があるが、この第１リ
ンクの指定は、ユーザにより行なわれ、あるいは一義的
に定まる場合は好ましくは自動的に定められる。ユーザ
により指定される場合であっても、ユーザは、例えば表
示手段１０７にグラフィック画面として表示されている
被解析用リンク機構の第１リンクにマークを合わせてマ
ウスをクリックする等の簡単な操作で行なわれ、ユーザ
の負担は少ない。In order to perform the link mechanism analysis, it is necessary to know the first link of the link mechanism to be analyzed, but when the first link is designated by the user or is uniquely determined, it is preferably automatic. It is specified. Even when specified by the user, the user can perform a simple operation such as aligning the mark with the first link of the link mechanism to be analyzed displayed on the display unit 107 as a graphic screen and clicking the mouse. This is done and the burden on the user is small.
【００３０】さらに本発明の第１ないし第２のリンク機
構解析装置において、上記複数種類のリンク機構モデル
を構築する新リンク機構モデル構築手段１１０を備える
ことが好ましい。Further, it is preferable that the first or second link mechanism analyzing apparatus of the present invention further comprises a new link mechanism model constructing means 110 for constructing a plurality of kinds of link mechanism models.
【００３１】この新リンク機構モデル構築手段１１０を
備えると、ユーザが自分で使いたいリンク機構モデルを
定義し、機構解析のベースとなるリンク機構モデルを増
やすことができるので、そのユーザにとってさらに使い
勝手の良い装置となる。When the new link mechanism model constructing means 110 is provided, the user can define the link mechanism model he / she wants to use and increase the number of link mechanism models to be the basis of mechanism analysis. It will be a good device.
【００３２】図２は、本発明のリンク機構関節データ演
算装置の基本ブロック図である。FIG. 2 is a basic block diagram of the link mechanism joint data arithmetic unit of the present invention.
【００３３】上記目的を達成する本発明のリンク機構関
節データ演算装置は、
（３−１）リンクおよび関節を有するリンク機構を構成
する複数の部品の三次元形状を表わす形状データを入力
する形状データ入力手段２０１
（３−２）関節を種類別に三次元的にモデル化してなる
複数種類の立体関節マークの中からいずれかの立体関節
マークを選択して、選択した立体関節マークを、形状デ
ータ入力手段により入力された部品どうしが結合される
関節部分に、所定の位置および所定の姿勢に配置するこ
とにより、それらの部品どうしを結合する関節の種類、
位置および姿勢を定義する関節定義用操作子２０２
（３−３）形状データ入力手段により入力された部品お
よび前記立体関節マークを表示する表示手段２０３
（３−４）上記立体関節マークが関節部分に配置された
ことを受けて、その立体関節マークが配置された部品を
含むリンク機構のリンクおよび関節の結合関係を表わす
パラメータとそのパラメータのパラメータ値とが記述さ
れた関節データを求める関節データ演算手段２０２を備
えことを特徴とする。The link mechanism joint data arithmetic unit of the present invention which achieves the above object is (3-1) Shape data for inputting shape data representing the three-dimensional shape of a plurality of parts constituting a link mechanism having a link and a joint. Input means 201 (3-2) Select one of the three-dimensional joint marks from a plurality of types of three-dimensional joint marks formed by three-dimensionally modeling the joints and input the selected three-dimensional joint mark as shape data. By arranging at a predetermined position and a predetermined posture in a joint portion where the parts input by the means are connected, the type of joint connecting the parts,
Joint definition operator 202 for defining the position and orientation (3-3) Display means 203 for displaying the parts input by the shape data input means and the three-dimensional joint mark (3-4) The three-dimensional joint mark is displayed on the joint portion. A joint data calculation means that, after being arranged, obtains joint data in which a parameter indicating a coupling relationship between a link and a joint of a link mechanism including a part in which the solid joint mark is arranged and a parameter value of the parameter are described. It is characterized by including 202.
【００３４】本発明のリンク機構関節データ演算装置
は、立体関節マークを関節の種類毎に定義しておいて、
表示手段２０３により表示された画面を見ながら、関節
定義用操作子２０２を操作してその立体関節マークを所
定の位置および所定の姿勢に配置するだけで関節が定義
され、これを必要に応じてそのリンク機構の関節の数だ
け繰り返すだけでそのリンク機構の関節データが求めら
れる。すなわちそのリンク機構が定義される。また立体
関節マークを配置するため、その関節で結合された部品
の動きの仕方が画面上で直感的に解りやすく、この点か
らも操作性が向上する。このように、本発明の機構関節
データ演算装置は立体関節マークを配置する操作を行な
えばよく、簡単な操作でかつ直感的に解りやすくリンク
機構を定義することができる。The link mechanism joint data arithmetic unit of the present invention defines a solid joint mark for each joint type,
While looking at the screen displayed by the display unit 203, the joint is defined by simply operating the joint-defining operator 202 to place the solid joint mark at a predetermined position and a predetermined posture. The joint data of the link mechanism can be obtained only by repeating the number of joints of the link mechanism. That is, the link mechanism is defined. Further, since the three-dimensional joint mark is arranged, it is easy to intuitively understand on the screen how to move the parts connected by the joint, and this also improves the operability. As described above, the mechanical joint data calculation device of the present invention has only to perform the operation of arranging the three-dimensional joint mark, and the link mechanism can be defined by a simple operation and intuitively.
【００３５】ここで、上記本発明のリンク機構関節デー
タ演算装置は、形状データ入力手段２０１が、相互に組
み立てられた状態の複数の部品の三次元形状を表わす形
状データを入力するものであって、関節定義用操作子２
０２が、形状データ入力手段２０１により入力された、
相互に組み立てられた状態に配置された複数の部品の関
節部分に、立体関節マークを配置するものであってもよ
く、あるいは、上記本発明の機構関節データ演算装置
は、形状データ入力手段２０１が、組立前の状態の複数
の部品の三次元形状を表わす形状データを入力するもの
であって、関節定義用操作子２０２が、相互に結合され
る複数の部品の各関節部分それぞれに、位置および姿勢
が相互に対応することを示す各立体関節マークをそれぞ
れ配置するものであってもよい。Here, in the link mechanism joint data computing device of the present invention, the shape data input means 201 inputs shape data representing the three-dimensional shapes of a plurality of parts assembled to each other. , Joint definition operator 2
02 is input by the shape data input means 201,
The three-dimensional joint mark may be arranged at the joints of a plurality of parts arranged in a mutually assembled state. Alternatively, in the mechanical joint data calculation device of the present invention, the shape data input means 201 is , For inputting shape data representing the three-dimensional shape of a plurality of parts in a state before assembly, in which a joint definition operator 202 is provided with a position and a position for each joint part of a plurality of mutually connected parts. The three-dimensional joint marks indicating that the postures correspond to each other may be arranged.
【００３６】本発明では、例えばＣＡＤシステム等にお
いて部品の組み立てに関するデータが生成されていると
きはその組立てデータを用いて関節を定義することもで
き、組立てデータが存在しないとき、もしくは組立てデ
ータが存在していてもそれを用いずに関節定義を行なう
こともできる。In the present invention, for example, when data relating to assembly of parts is generated in a CAD system or the like, the joint can be defined using the assembly data, and when the assembly data does not exist or the assembly data exists. Even if you do, you can define the joint without using it.
【００３７】また、本発明のリンク機構関節データ演算
装置において、立体関節マークが部品に干渉したか否か
を検査する干渉チェック手段を備えることが好ましい。In addition, it is preferable that the link mechanism joint data arithmetic unit of the present invention further comprises an interference check means for inspecting whether or not the solid joint mark interferes with the component.
【００３８】干渉チェック手段２０５を備えると、部品
の表面に立体関節マークを容易に配置することができ、
立体関節マークを配置するための操作が一層簡単にな
る。When the interference checking means 205 is provided, the solid joint mark can be easily arranged on the surface of the component,
The operation for arranging the solid joint mark becomes easier.
【００３９】また、上記本発明の機構関節データ演算装
置において、形状データ入力手段２０１が、上記形状デ
ータとともに関節位置を表わす関節位置データを入力す
るものであって、関節定義用操作子２０２が、上記関節
位置データが表わす関節位置に立体関節マークを配置す
る操作を含む操作を行なうためのものであることも好ま
しい態様である。In the mechanical joint data calculation device of the present invention, the shape data input means 201 inputs joint position data representing the joint position together with the shape data, and the joint defining operator 202 is It is also a preferable aspect to perform an operation including an operation of arranging the solid joint mark at the joint position represented by the joint position data.
【００４０】ＣＡＤシステム等で関節位置データまで作
成されている場合は、それを用いることにより、一層簡
単な操作で立体関節マークを配置することができる。When the joint position data is created by the CAD system or the like, the solid joint mark can be arranged by a simpler operation by using it.
【００４１】さらに、本発明の機構関節データ演算装置
において、表示手段２０３が、部品を所定の方向に投影
した二次元形状を表示するものであって、関節定義用操
作子２０２が、その二次元形状中の関節位置を指定する
ことによりその関節位置に立体関節マークを配置する操
作を含む操作を行なうためのものであることも好ましい
態様である。Further, in the mechanical joint data calculation device of the present invention, the display means 203 displays a two-dimensional shape obtained by projecting a component in a predetermined direction, and the joint definition operator 202 has a two-dimensional shape. It is also a preferable aspect that the operation is performed by designating the joint position in the shape and including the operation of placing the solid joint mark at the joint position.
【００４２】部品の二次元形状を表示することができる
場合、その二次元形状の上で関節位置を指定する方が操
作が簡単だからである。This is because, if the two-dimensional shape of the part can be displayed, it is easier to specify the joint position on the two-dimensional shape.
【００４３】さらに、本発明のリンク機構関節データ演
算装置においては、関節により結合された部品の移動限
界を定めるための関節リミット定義用操作子２０２が備
えられる。この関節リミット定義用操作子２０６は、ハ
ードウェア上は、関節定義用操作子２０２と同一のもの
であってもよい。Further, the link mechanism joint data arithmetic unit of the present invention is provided with a joint limit defining operator 202 for defining the movement limit of the parts connected by the joint. The joint limit defining operator 206 may be the same as the joint defining operator 202 in terms of hardware.
【００４４】この関節リミット定義用操作子２０６を備
えるにあたり、上記立体関節マークが、関節により結合
された部品の移動位置を模擬するマーク部分を有し、こ
の関節リミット定義用操作子２０６が、そのマーク部分
を部品の移動限界位置に対応する位置に移動させること
によってその部品の移動限定を定めるものであることも
好ましい態様であり、あるいは、関節リミット定義用操
作子２０６が、表示手段２０３に表示された、関節によ
り結合された部品をその部品の移動限界に位置移動させ
ることによってその部品の移動限界を定めるものである
ことも好ましい態様である。In providing the joint limit defining manipulator 206, the three-dimensional joint mark has a mark portion simulating the moving position of the parts joined by the joint, and the joint limit defining manipulator 206 is It is also a preferable aspect that the movement limit of the part is determined by moving the mark part to a position corresponding to the movement limit position of the part, or the joint limit defining operator 206 is displayed on the display means 203. It is also a preferable aspect that the movement limit of the component is determined by moving the component connected by the joint to the movement limit of the component.
【００４５】ここで、本発明のリンク機構解析装置と本
発明のリンク機構関節データ演算装置との関係について
説明する。The relationship between the link mechanism analysis device of the present invention and the link mechanism joint data calculation device of the present invention will now be described.
【００４６】例えばＣＡＤシステム等でリンク機構を構
成する複数の部品の形状データが形成され、その形状デ
ータが、図２に示す、形状データ入力手段２０１によ
り、本発明のリンク機構関節データ演算装置に入力され
る。本発明のリンク機構関節データ演算装置では、その
入力された形状データに基づく部品が表示された画面上
に、上述のように立体関節マークを配置することにより
リンク機構を定義し、これにより関節データが生成され
る。その生成された関節データは、形状データととも
に、今度は、図１に示すデータ入力手段１０２により本
発明のリンク機構解析装置に入力される。リンク機構解
析装置では、そのリンク機構の解析が行なわれる。For example, shape data of a plurality of parts forming a link mechanism is formed by a CAD system or the like, and the shape data is input to the link mechanism joint data arithmetic unit of the present invention by the shape data input means 201 shown in FIG. Is entered. In the link mechanism joint data calculation device of the present invention, the link mechanism is defined by arranging the three-dimensional joint mark on the screen on which the part based on the input shape data is displayed as described above. Is generated. The generated joint data is input to the link mechanism analysis device of the present invention by the data input means 102 shown in FIG. 1 together with the shape data. The link mechanism analysis device analyzes the link mechanism.
【００４７】尚、本発明のリンク機構解析装置と本発明
のリンク機構関節データ演算装置は、ハードウェア上は
同一の装置であってもよく、したがってそれらの操作の
全てもしくはいくつかはハードウェア上は同一の操作子
であってもよく、さらには、形状データを作成するＣＡ
Ｄシステムも同一のハードウェアに組み込まれていても
良い。The link mechanism analysis device of the present invention and the link mechanism joint data calculation device of the present invention may be the same device in terms of hardware, and therefore all or some of these operations are performed in hardware. May be the same operator, and further, CA for creating shape data
The D system may be incorporated in the same hardware.
【００４８】[0048]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.
【００４９】ここでは、説明の都合上、先ず本発明のリ
ンク機構解析装置の実施形態について先に説明し、その
後、本発明のリンク機構関節データ装置の実施形態につ
いて説明する。Here, for convenience of explanation, the embodiment of the link mechanism analyzing apparatus of the present invention will be described first, and then the embodiment of the link mechanism joint data apparatus of the present invention will be described.
【００５０】尚、本発明の第１のリンク機構解析装置と
第２のリンク機構解析装置では、共通的に説明できる部
分が多いため、以下では、本発明の第１のリンク機構解
析装置の実施形態について説明し、その後、第２のリン
ク機構解析装置の、第１のリンク機構解析装置との相違
点について説明する。Since the first link mechanism analyzing apparatus and the second link mechanism analyzing apparatus of the present invention have many parts that can be explained in common, the first link mechanism analyzing apparatus of the present invention will be described below. The form will be described, and then the differences between the second link mechanism analysis device and the first link mechanism analysis device will be described.
【００５１】図３は、本発明の第１のリンク機構解析装
置の一実施形態の外観図である。FIG. 3 is an external view of an embodiment of the first link mechanism analyzing apparatus of the present invention.
【００５２】この図３に示すように、このリンク機構解
析装置１００はコンピュータシステムで構成されてお
り、ＣＰＵが内蔵された本体部１１、キーボード１２、
マウス１３、およびＣＲＴ表示部１４が備えられてい
る。本体部１１には、ＣＰＵのほか、フロッピィディス
クが装填され、フロッピィディスクに記録されたデータ
を読み込んだり、フロッピィディスクにデータを記録し
たりするフロッピィディスクドライブ装置、大容量のデ
ータを保存しておく磁気ディスク装置等も内蔵されてい
る。As shown in FIG. 3, the link mechanism analyzing apparatus 100 is composed of a computer system, and has a main body 11 having a built-in CPU, a keyboard 12, and a CPU 12.
A mouse 13 and a CRT display unit 14 are provided. In addition to a CPU, a floppy disk is loaded in the main body 11, a floppy disk drive device for reading data recorded on the floppy disk and recording data on the floppy disk, and storing a large amount of data. A magnetic disk device and the like are also built in.
【００５３】本実施形態では、図示しない三次元ＣＡＤ
システムを使って設計した被解析用のリンク機構の三次
元形状を表わす形状データと、そのリンク機構を構成す
るリンクおよび関節の結合関係を表わすＤ−Ｈパラメー
タおよびそのパラメータ値が記述された関節データが、
三次元ＣＡＤ側でフロッピィディスクにダウンロードさ
れ、そのフロッピィディスクがこの図３に示すリンク機
構解析装置１００に装填されて、そのフロッピィディス
クから上記形状データおよび関節データが読み込まれ
る。In this embodiment, a three-dimensional CAD (not shown) is used.
Shape data representing the three-dimensional shape of the link mechanism to be analyzed designed using the system, joint data in which DH parameters representing the coupling relationship of the links and joints forming the link mechanism and the parameter values thereof are described But,
The data is downloaded to a floppy disk on the three-dimensional CAD side, the floppy disk is loaded into the link mechanism analyzing device 100 shown in FIG. 3, and the shape data and joint data are read from the floppy disk.
【００５４】尚、三次元ＣＡＤシステムとこのリンク機
構解析装置１００は通信ラインで接続されていて、三次
元ＣＡＤシステムからその送信ラインを経由して入力さ
れた上記形状データおよび関節データを、このリンク機
構解析装置１００に内蔵された磁気ディスク装置に格納
してもよく、あるいは、このリンク機構解析装置１００
に三次元ＣＡＤシステムが組み込まれていてもよい。The three-dimensional CAD system and the link mechanism analyzing apparatus 100 are connected by a communication line, and the shape data and joint data input from the three-dimensional CAD system via the transmission line are used for the link. The link mechanism analysis device 100 may be stored in a magnetic disk device built in the mechanism analysis device 100.
A three-dimensional CAD system may be incorporated in the.
【００５５】また、このリンク機構解析装置１００に
は、複数種類のリンク機構モデル（具体例は後述する）
それぞれを模式的に表示するためのリンク機構モデルの
イラスト、各リンク機構モデルの順運動学の解析的解法
および各リンク機構モデルの各駆動源を駆動したときの
逆運動学の解析的解法等が記述されたファイルが、本体
部１１に内蔵された磁気ディスク装置に記憶されてい
る。The link mechanism analyzing apparatus 100 has a plurality of types of link mechanism models (a specific example will be described later).
An illustration of the link mechanism model for displaying each schematically, an analytical solution of the forward kinematics of each link mechanism model, and an analytical solution of the inverse kinematics when driving each drive source of each link mechanism model, etc. The described file is stored in the magnetic disk device built in the main body 11.
【００５６】図４は、ＣＲＴ表示部に表示された画面の
一態様を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an aspect of a screen displayed on the CRT display section.
【００５７】本実施形態においては、ＣＲＴ表示部１４
上に種々の画面を開くことができるが、典型的には、こ
の図４に示すように、メニュータイトル群から成るメニ
ュー画面２０、被解析用のリンク機構の形状データに基
づいて作成された、そのリンク機構の三次元形状を表わ
すＣＧ画面３０、および、後述するようにしてユーザに
より選択された、その被解析用リンク機構に対応するリ
ンク機構モデルのイラストを表示するリンク機構モデル
画面４０が表示される。In this embodiment, the CRT display unit 14
Although various screens can be opened on the screen, typically, as shown in FIG. 4, a menu screen 20 including a menu title group, created based on the shape data of the link mechanism for analysis, A CG screen 30 showing the three-dimensional shape of the link mechanism and a link mechanism model screen 40 displaying an illustration of the link mechanism model corresponding to the analyzed link mechanism selected by the user as described later are displayed. To be done.
【００５８】ここで、ＣＧ画面３０は、ここでは平面的
に描かれているが、このＣＧ画面３０は、被解析用リン
ク機構の三次元形状を表わす形状データに基づいて作成
されており、ユーザの指示に応じて、その三次元形状を
種々の方向から見たＣＧ画面が表示される。Here, the CG screen 30 is drawn as a plane here, but the CG screen 30 is created based on the shape data representing the three-dimensional shape of the link mechanism to be analyzed, and the CG screen 30 is displayed by the user. In response to the instruction of, the CG screen in which the three-dimensional shape is viewed from various directions is displayed.
【００５９】図５は、メインメニューおよびサブメニュ
ーの一覧を表わした図である。FIG. 5 is a diagram showing a list of main menus and submenus.
【００６０】図４に示したメニュー画面２０は、メイン
メニューのみであり、このメインメニューで表示された
「リンク設定」、「駆動部設定」、「リンク機構情
報」、「拘束条件」のいずれかを図３に示すマウス１３
を用いて選択すると、その選択されたメニュータイトル
に応じた各種のサブメニューが表示され、さらにそのサ
ブメニュー中の所望のメニュータイトルを選択するとい
う順序で、ユーザにより、このリンク機構解析装置に種
々の指示が入力される。各メニュータイトルの意味につ
いては、各操作に即しながら後述する。また、図３に示
すキーボード１２によっても、種々の指示を入力するこ
とができる。The menu screen 20 shown in FIG. 4 is only a main menu, and any one of "link setting", "driving unit setting", "link mechanism information" and "restraint condition" displayed in this main menu is displayed. The mouse 13 shown in FIG.
When the user selects a desired menu title in the submenu, various submenus corresponding to the selected menu title are displayed. Is input. The meaning of each menu title will be described later according to each operation. Also, various instructions can be input by using the keyboard 12 shown in FIG.
【００６１】以下、ユーザの操作と対応づけて、本実施
形態について説明を続ける。尚、ここでは被解析用リン
ク機構は、一例として、「平行クランク」であるとす
る。ただし、必要に応じて、平行クランクの他、「１リ
ンク」および「クランク」についても例示する。The present embodiment will be described below in association with the user's operation. Note that, here, the analyzed link mechanism is, for example, a "parallel crank". However, in addition to the parallel crank, “1 link” and “crank” are also illustrated as needed.
【００６２】被解析用リンク機構のデータ（形状データ
および関節データ）がこのリンク機構解析装置１００に
入力されると、図３に示すように、ＣＲＴ表示部１４
に、その入力された形状データに基づくＣＧ画面３０
（ここでは平行クランク）が表示される。When the data (shape data and joint data) of the link mechanism to be analyzed is input to this link mechanism analyzing apparatus 100, as shown in FIG.
The CG screen 30 based on the input shape data
(Here, parallel crank) is displayed.
【００６３】次に、このリンク機構を解析するために、
ユーザにより、複数種類のリンク機構モデルの中から、
このＣＧ画面３０に表われた平行クランクのＣＧ画面３
０に対応する平行クランクのリンク機構モデルが選択さ
れる。この選択は以下のようにして行なわれる。Next, in order to analyze this link mechanism,
From multiple types of link mechanism models,
Parallel crank CG screen 3 shown on this CG screen 30
A parallel crank link mechanism model corresponding to 0 is selected. This selection is made as follows.
【００６４】図６は、リンク機構モデルの選択、および
それに続く第１リンクの選択の操作手順を示す説明図、
図７〜図９は、それぞれ、「平行クランク」、「１リン
ク」、「クランク」のリンク機構モデルのリンク座標系
および親子関係を示す図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an operation procedure for selecting a link mechanism model and subsequent selection of a first link,
7 to 9 are diagrams showing the link coordinate system and the parent-child relationship of the link mechanism models of "parallel crank", "1 link", and "crank", respectively.
【００６５】先ずメインメニュー中のメニュータイトル
「リンク設定」にマウス１３のカーソルを合わせ、マウ
ス１３をクリックすることにより、この「リンク設定」
のメニュータイトルを選択する。以下、この操作を単
に、「リンク設定」を選択する、ないし「リンク設定」
ボタンを押す、と称する。他のメニュータイトルについ
ても同様である。First, by placing the cursor of the mouse 13 on the menu title "link setting" in the main menu and clicking the mouse 13, this "link setting"
Select the menu title of. Hereafter, simply select "Link setting" or "Link setting" for this operation.
It is called pressing a button. The same applies to other menu titles.
【００６６】「リンク設定」を選択すると、画面上に、
「リンク設定」に対応するサブメニュー「リンク種選
択」、「第１リンク選択法」が現われる（図４参照）。
そこで、次にこの中から「リンク種選択」を選択する。When "Link setting" is selected, on the screen,
A submenu "Link type selection" and "First link selection method" corresponding to "Link setting" appears (see FIG. 4).
Then, next, "select link type" is selected from the above.
【００６７】すると、図６に示すように、「１リン
ク」、「クランク」、「平行クランク」、「２リン
ク」、「スライダ・リンク」、「四節機構」、「クロス
スライダ・クランク機構」、「パンタグラフ」等の種々
のリンク機構モデルそれぞれに対応するメニュータイト
ルが表示される。Then, as shown in FIG. 6, "1 link", "crank", "parallel crank", "2 link", "slider link", "four-bar mechanism", "cross slider crank mechanism". , Menu titles corresponding to various link mechanism models such as "Pantograph" are displayed.
【００６８】次に「平行クランク」を選択する。すると
今度は、平行クランクに属する数種類のリンク機構モデ
ルのメニュータイトルが表示されるので、被解析用リン
ク機構の解析に適したリンク機構モデルのメニュータイ
トルが選択される。すると、その、最終的に選択された
平行クランクのイラスト画面４０が表示される。Next, "parallel crank" is selected. Then, since the menu titles of several types of link mechanism models belonging to the parallel crank are displayed, the menu title of the link mechanism model suitable for the analysis of the link mechanism to be analyzed is selected. Then, the illustration screen 40 of the finally selected parallel crank is displayed.
【００６９】また、上記と同様にして、「リンク設定」
を選択した後、「第１リンク選択法」を選択すると、用
意された複数種類の第１リンク選択法それぞれに対応す
るメニュータイトルが表示される。In the same manner as above, "link setting"
After selecting, when the "first link selection method" is selected, the menu titles corresponding to each of the prepared plural kinds of first link selection methods are displayed.
【００７０】リンク機構は、ワールド座標系との接続関
係により定義された第１リンクの座標系、その第１リン
クとの接続関係により定義された第２リンクの座標系、
…、そのリンク機構の先端の座標系というように、座標
系の配列により定義される。ここでは、この座標系の配
列のセットを「リンク座標系」、そのリンク座標系を構
成する複数の座標系の接続関係を「親子関係」と称す
る。本実施形態では、関節データとして、リンク座標系
および親子関係がＤ−Ｈパラメータで記述されており、
さらにそのＤ−Ｈパラメータのパラメータ値（各リンク
の長さ等）が記述されている。Ｄ−Ｈパラメータは広く
知られたパラメータであり、詳細説明は省略する（例え
ば、「機械系のためのロボティクス」遠山茂樹著 総合
電子出版社参照）。The link mechanism includes the coordinate system of the first link defined by the connection relationship with the world coordinate system, the coordinate system of the second link defined by the connection relationship with the first link,
..., which is defined by an array of coordinate systems, such as the coordinate system at the tip of the link mechanism. Here, a set of arrays of this coordinate system is referred to as a "link coordinate system", and a connection relationship of a plurality of coordinate systems forming the link coordinate system is referred to as a "parent-child relationship". In the present embodiment, the link coordinate system and the parent-child relationship are described as DH parameters as joint data,
Furthermore, the parameter value (length of each link, etc.) of the DH parameter is described. The D-H parameter is a widely known parameter, and its detailed description is omitted (see, for example, "Robotics for mechanical systems" written by Shigeki Toyama, Sogo Denshi Publisher).
【００７１】上述のようにして、解析に適したリンク機
構モデルを選択しても、そのリンク機構モデルと被解析
用リンク機構との対応づけは不十分であり、被解析用リ
ンク機構を構成する各リンクおよび各関節が、選択した
リンク機構モデルの各リンクおよび各関節のどれに対応
しているかを指示する必要がある。ここでは、この対応
づけは、被解析用リンク機構の第１リンクを指定するこ
とで行なわれる。Even if a link mechanism model suitable for analysis is selected as described above, the link mechanism model and the analyzed link mechanism are not sufficiently associated, and the analyzed link mechanism is constructed. It is necessary to indicate which link and each joint correspond to each link and each joint of the selected link mechanism model. Here, this association is performed by designating the first link of the link mechanism for analysis.
【００７２】具体的には、解析に適したリンク機構モデ
ルが選択されてそのリンク機構モデル画面４０が表示さ
れると、第１リンク選択法のデフォルト（初期状態）と
して「ピッキング選択」が選択され、リンク機構モデル
画面４０の下に、図示のように、「対応する第１リンク
（赤色部）をＣＧ上で選択してください」というメッセ
ージが表示される。また、リンク機構モデル画面４０上
の第１リンクは、赤色で表示されている。そこで、ユー
ザは、ＣＧ画面３０に表示された被解析用リンク機構の
第１リンクにマウスのマークを移動させてマウスをクリ
ックする。（以下では、この操作を「第１リンク」をピ
ッキングする、と称する。他の場面でも同様である。）
ＣＧ画面３０上で第１リンクがピッキングされると、Ｃ
Ｇ画面３０上の第１リンクが赤色で表示され、そのリン
クが第１リンクとして選択されたことが明示される。Specifically, when a link mechanism model suitable for analysis is selected and the link mechanism model screen 40 is displayed, "picking selection" is selected as the default (initial state) of the first link selection method. A message "Please select the corresponding first link (red part) on the CG" is displayed below the link mechanism model screen 40, as shown in the figure. The first link on the link mechanism model screen 40 is displayed in red. Therefore, the user moves the mark of the mouse to the first link of the analyzed link mechanism displayed on the CG screen 30 and clicks the mouse. (Hereinafter, this operation is referred to as "picking the first link". The same applies to other scenes.)
When the first link is picked on the CG screen 30, C
The first link on the G screen 30 is displayed in red, which clearly indicates that the link is selected as the first link.
【００７３】尚、本実施形態においては、第１リンク選
択法として、ここで説明した「ピッキング選択」のほ
か、上述の形状データおよび関節データとともに被解析
用リンク機構のデータとして読み込まれているリンク名
をボタンとともに表示しそのボタンをピッキングするこ
とにより第１リンクを選択する「リンク名選択」、キー
ボード１２（図３参照）からリンク名を入力する「リン
ク名入力」、ＣＧ画面３０上にマークが表示され、それ
らのマークのうち第１リンクに対応するマークをピッキ
ングすることにより第１リンクを選択する「関節マーク
表示＆ピッキング選択」が用意されており、ユーザの好
みにより、いずれの選択法を使って第１リンクを選択し
てもよい。In the present embodiment, as the first link selection method, in addition to the "picking selection" described here, the link read as the data of the link mechanism to be analyzed together with the above-mentioned shape data and joint data. Display the name with the button and select the first link by picking the button "Link name selection", "Link name input" to input the link name from the keyboard 12 (see FIG. 3), mark on the CG screen 30 Is displayed, and a "joint mark display & picking selection" for selecting the first link by picking a mark corresponding to the first link among those marks is prepared. May be used to select the first link.
【００７４】上記のようにして、被解析用リンク機構に
対応するリンク機構モデルが選択され、被解析用リンク
機構の第１リンクが指定されることにより、被解析用リ
ンク機構の各リンクおよび各関節と、リンク機構モデル
の各リンクおよび各関節との対応づけが行なわれる。こ
の対応づけが行なわれると、リンク機構解析装置内部で
は、被解析用リンク機構の関節データからＤ−Ｈパラメ
ータのパラメータ値（例えば被解析リンク機構の各リン
クの長さ等）が、上記のようにして対応づけられたリン
ク機構モデルに対応する順運動学および逆運動学の解析
的解法（後で例を示す）に代入される。As described above, by selecting the link mechanism model corresponding to the analyzed link mechanism and designating the first link of the analyzed link mechanism, each link and each link of the analyzed link mechanism are selected. The joint is associated with each link and each joint of the link mechanism model. When this association is performed, the parameter value of the DH parameter (for example, the length of each link of the analyzed link mechanism) is calculated from the joint data of the analyzed link mechanism as described above inside the link mechanism analysis device. Are assigned to the analytical solutions of forward kinematics and inverse kinematics corresponding to the linked link mechanism model (examples will be shown later).
【００７５】ここでは、関節データからのパラメータ値
の抽出法について例示的に説明する。Here, a method of extracting parameter values from joint data will be described as an example.
【００７６】（平行クランクの場合；図７参照）平行ク
ランクは、図７に示すように、ワールド座標系Σｗに固
定されたリンクｌｉｎｋ１ｐ、そのリンクｌｉｎｋ１ｐ
の先に連結された第１リンクｌｉｎｋ１、その第１リン
クｌｉｎｋ１の先端に関節を介して連結された第２リン
クｌｉｎｋ２、その第２リンクｌｉｎｋ２の先端に関節
を介して連結された第３リンクｌｉｎｋ３、その第３リ
ンクｌｉｎｋ３の先端に位置する仮想上のリンクｌｉｎ
ｋ３ｃから構成されており、第１リンクｌｉｎｋ１と第
３リンクｌｉｎｋ３は長さが等しくかつ常に平行である
という拘束条件が付されている。(In case of parallel crank; see FIG. 7) The parallel crank is, as shown in FIG. 7, a link link1p fixed to the world coordinate system Σw and its link link1p.
Of the first link link1, the second link link2 connected to the tip of the first link link1 via a joint, and the third link link3 connected to the tip of the second link link2 via a joint. , A virtual link lin located at the tip of the third link link3
The first link link1 and the third link link3 have the same length and are always parallel to each other.
【００７７】上述のようにして平行クランクのリンク機
構モデルが選択され、さらに第１リンクがピッキングさ
れると、関節データが記述されたファイルにその第１リ
ンクのＩＤ番号が返され、そのＩＤ番号からそのファイ
ル中の、リンク座標系および親子関係が記述されたリン
ク情報が検索される。ここでは、図７に示すようにその
第１リンクの名前はｌｉｎｋ１であるとする。When the parallel crank link mechanism model is selected as described above and the first link is picked, the ID number of the first link is returned to the file in which the joint data is described, and the ID number is returned. Is searched for link information in which the link coordinate system and parent-child relationship are described. Here, it is assumed that the name of the first link is link1 as shown in FIG.
【００７８】ここでは、リンク情報が参照され、そのリ
ンク情報中の親子関係の情報（図７参照）から、第１リ
ンクｌｉｎｋ１、第２リンクｌｉｎｋ２、第３リンクｌ
ｉｎｋ３の各リンク長を表わすパラメータ値Ｌ１，Ｌ
２，Ｌ１（平行クランクの場合、第１リンクｌｉｎｋ１
の長さ＝第３リンクｌｉｎｋ３の長さである）が読み取
られ、平行クランクの順運動学および逆運動学の解析的
解法を表わす数式中の各リンクの長さを表わすパラメー
タに、それら読み取られたパラメータ値が代入される。
具体的には以下のとおりである。Here, the link information is referred to, and from the information of the parent-child relationship in the link information (see FIG. 7), the first link link1, the second link link2, and the third link l
Parameter values L1 and L representing each link length of ink3
2, L1 (in the case of a parallel crank, the first link link1
Is equal to the length of the third link link3) and they are read into the parameters representing the length of each link in the mathematical equations representing the analytical solution of the forward and inverse kinematics of parallel cranks. Parameter values are substituted.
Specifically, it is as follows.
【００７９】第１リンクのＩＤ番号により第１リンクｌ
ｉｎｋ１が特定されると、そのｌｉｎｋ１の先のリンク
ｌｉｎｋ２の情報が参照される。そこには、リンクｌｉ
ｎｋ２のＤ−Ｈパラメータのパラメータ値として、リン
クの長さａｉ、リンク間距離ｄｉ、リンクのねじれ角α
ｉ、リンク間角度θｉ（ｉは第ｉリンクを示す。ここで
はｉ＝２）の順に、それぞれ、Ｌ１，０．０，０．０，
０．０と記述されているものとする。そこで、このリン
クｌｉｎｋ２のＤ−Ｈパラメータのパラメータ値からリ
ンクの長さを表わすパラメータ値Ｌ１（具体的な数値）
が読み出され、この平行クランクの順運動学および逆運
動学の解析的解法を表わす数式中の、第１リンクの長さ
を表わすリンクパラメータ、および第３リンクの長さを
表わすリンクパラメータにパラメータ値Ｌ１が代入され
る（平行クランクの場合、第１リンクの長さ＝第３リン
クの長さである）。The first link 1 according to the ID number of the first link
When the link link1 is specified, the information of the link link2 preceding the link link1 is referred to. There is a link li
As the parameter value of the DH parameter of nk2, the link length ai, the inter-link distance di, and the link twist angle α
i, the inter-link angle θi (i indicates the i-th link, where i = 2), L1, 0.0, 0.0, respectively.
It shall be described as 0.0. Therefore, from the parameter value of the D-H parameter of this link link2, a parameter value L1 (specific numerical value) representing the length of the link.
Is read out, and the link parameter representing the length of the first link and the link parameter representing the length of the third link in the mathematical expression representing the analytical solution of the forward kinematics and the inverse kinematics of the parallel crank are The value L1 is substituted (in the case of a parallel crank, the length of the first link = the length of the third link).
【００８０】次に第２リンクｌｉｎｋ２の先の第３リン
クｌｉｎｋ３の情報が参照される。リンクｌｉｎｋ３の
Ｄ−Ｈパラメータのパラメータ値として、上記の順に、
Ｌ２，０．０，０．０，θｏｆｆ が記述されているも
のとする。Ｌ２は、第２リンクの長さ、θｏｆｆ は、
リンク間角度を表わす所定のオフセット値を表わす。こ
の情報から、第２リンクの長さＬ２（具体的数値）が読
み出され、この平行クランクの順運動学および逆運動学
の解析的解法を表わす数式中の第２リンクの長さを表わ
すリンクパラメータにパラメータ値Ｌ２が代入される。
（１リンクの場合；図８参照）１リンクは、図８に示す
ように、ワールド座標系Σｗ、リンクｌｉｎｋ１ｐ、そ
のリンクｌｉｎｋ１ｐの先に連結された第１リンクｌｉ
ｎｋ１、その第１リンクｌｉｎｋ１の先頭に位置する仮
想上のリンクｌｉｎｋ１ｃから構成されている。Next, the information of the third link link3 ahead of the second link link2 is referred to. As the parameter value of the D-H parameter of the link link3, in the above order,
It is assumed that L2, 0.0, 0.0, and θ off are described. L2 is the length of the second link, and θ off is
It represents a predetermined offset value that represents the angle between links. From this information, the length L2 (specific numerical value) of the second link is read out, and the link representing the length of the second link in the mathematical formula representing the analytical solution of the forward kinematics and the inverse kinematics of this parallel crank. The parameter value L2 is substituted for the parameter. (In the case of one link; see FIG. 8) As shown in FIG. 8, one link is a world coordinate system Σw, a link link1p, and a first link li connected to the end of the link link1p.
nk1 and a virtual link link1c located at the head of the first link link1.
【００８１】平行クランクの場合と同様にして、第１リ
ンクのＩＤ番号により第１リンクｌｉｎｋ１が特定され
ると、そのｌｉｎｋ１の先のリンクｌｉｎｋ１ｃの情報
が参照される。そこには、リンクｌｉｎｋ１ｃのＤ−Ｈ
パラメータのパラメータ値として、上記の順に、Ｌ１，
０．０，０．０，０．０が記述されており、第１リンク
ｌｉｎｋ１の長さＬ１（具体的な数値）が読み出され、
この１リンクの順運動学および逆運動学を表わす数式中
の第１リンクの長さを表わすリンクパラメータにパラメ
ータ値Ｌ１が代入される。
（クランクの場合；図９参照）クランクは、図９に示す
ように、ワールド座標系Σｗ、リンクｌｉｎｋ１ｐ、そ
のリンクｌｉｎｋ１ｐの先に連結された第１リンクｌｉ
ｎｋ１、その第１リンクｌｉｎｋ１の先端に関節を介し
て連結された第２リンクｌｉｎｋ２、その第２リンクｌ
ｉｎｋ２の先端に関節を介して連結された第３リンクｌ
ｉｎｋ３、その第３リンクｌｉｎｋ３の先端に位置する
仮想上のリンクｌｉｎｋ３ｃから構成されており、第３
リンクｌｉｎｋ３の先端は、リンクｌｉｎｋ１ｐの座標
Σ０の原点に対し図の上下方向（以下、上下方向をＺ方
向、図の左右方向をＸ方向とする）にオフセット値Ｚ
ｏｆｆ だけ高さの異なる位置でＸ方向にのみスライド
するという拘束条件が付されている。As in the case of the parallel crank, when the first link link1 is specified by the ID number of the first link, the information of the link link1c preceding the link1 is referred to. There, DH of link link1c
As the parameter value of the parameter, in the above order, L1,
0.0, 0.0, 0.0 are described, the length L1 (specific numerical value) of the first link link1 is read,
The parameter value L1 is substituted for the link parameter representing the length of the first link in the mathematical expressions representing the forward kinematics and the inverse kinematics of this one link. (In the case of a crank; see FIG. 9) As shown in FIG. 9, the crank has a world coordinate system Σw, a link link1p, and a first link li connected to the end of the link link1p.
nk1, a second link link2 connected to the tip of the first link link1 via a joint, and a second link l thereof
Third link l connected to the tip of ink2 via a joint
link3, which is composed of a virtual link link3c located at the tip of the third link link3.
The tip of the link link3 has an offset value Z in the vertical direction of the figure (hereinafter, the vertical direction is the Z direction and the horizontal direction of the figure is the X direction) with respect to the origin of the coordinate Σ0 of the link link1p.
A constraint condition is added that slides only in the X direction at positions having different heights by off .
【００８２】平行クランクの場合と同様にして、第１リ
ンクのＩＤ番号により第１リンクｌｉｎｋ１が特定され
ると、その第１リンクｌｉｎｋ１の先の第２リンクｌｉ
ｎｋ２の情報が参照される。そこには第２リンクｌｉｎ
ｋ２のＤ−Ｈパラメータのパラメータ値として、上記の
順に、Ｌ１，０．０，０．０，０．０が記述されてお
り、第１リンクｌｉｎｋ１の長さを表わすパラメータ値
Ｌ１（具体的な数値）が読み出され、このクランクの順
運動学および逆運動学の解析的解法を表わす数式中の第
１リンクの長さを表わすリンクパラメータにパラメータ
値Ｌ１が代入される。Similarly to the case of the parallel crank, when the first link link1 is specified by the ID number of the first link, the second link li ahead of the first link link1 is specified.
The information of nk2 is referred to. Second link lin there
As the parameter value of the D-H parameter of k2, L1, 0.0, 0.0, 0.0 are described in the above order, and the parameter value L1 representing the length of the first link link1 (specific (Numerical value) is read out, and the parameter value L1 is substituted for the link parameter representing the length of the first link in the mathematical formula representing the analytical solution of the forward kinematics and inverse kinematics of this crank.
【００８３】次に第２リンクｌｉｎｋ２の先の第３リン
クｌｉｎｋ３の情報が参照される。そこには、第３リン
クｌｉｎｋ３のＤ−Ｈパラメータのパラメータ値とし
て、上記の順に、Ｌ２，０．０，０．０，０．０が記述
されており、第２リンクｌｉｎｋ２の長さを表わすパラ
メータ値Ｌ２（具体的な数値）が読み出され、このクラ
ンクの順運動学および逆運動学の解析的解法を表わす数
式中の第２リンクの長さを表わすリンクパラメータにパ
ラメータ値Ｌ２が代入される。Next, the information of the third link link3 ahead of the second link link2 is referred to. There, L2, 0.0, 0.0, 0.0 are described in the above order as the parameter value of the D-H parameter of the third link link3, which represents the length of the second link link2. The parameter value L2 (specific numerical value) is read out, and the parameter value L2 is substituted into the link parameter representing the length of the second link in the mathematical formula representing the analytical solution of the forward kinematics and inverse kinematics of this crank. It
【００８４】さらに、第３リンクｌｉｎｋ３の先のリン
クｌｉｎｋ３ｃの先のリンクｌｉｎｋ３ｃの情報が参照
される。そこには、リンクｌｉｎｋ３ｃのＤ−Ｈパラメ
ータのパラメータ値として、上記の順に、Ｌ３，０．
０，０．０，０．０が記述されており、第３リンクｌｉ
ｎｋ３の長さを表わすパラメータ値Ｌ３（具体的な数
値）が読み出され、このクランクの順運動学および逆運
動学の解析的解法を表わす数式中の第３リンクの長さを
表わすリンクパラメータにパラメータ値Ｌ３が代入され
る。Further, the information of the link link3c ahead of the link link3c ahead of the third link link3 is referred to. There, as parameter values of the D-H parameter of the link link3c, L3, 0.
0, 0.0, 0.0 are described, and the third link li
A parameter value L3 (specific numerical value) representing the length of nk3 is read out, and is used as a link parameter representing the length of the third link in the mathematical formula representing the analytical solution of the forward kinematics and inverse kinematics of this crank. The parameter value L3 is substituted.
【００８５】本実施形態においては、上記のようにリン
ク機構モデルを選択して第１リンクを指定するだけの簡
単な操作で、かつ、Ｄ−Ｈパラメータを用いて順運動学
および逆運動学用のリンクパラメータが設定されるた
め、このリンク機構解析用に新たにリンクパラメータを
入力することなく、その被解析用リンク機構解析用の順
運動学および逆運動学の数式の設定が行なわれる。In the present embodiment, as described above, it is a simple operation of selecting the link mechanism model and designating the first link, and for forward kinematics and inverse kinematics using the DH parameter. Since the link parameter is set, the mathematical expressions for forward kinematics and inverse kinematics for the analyzed link mechanism are set without newly inputting the link parameter for this link mechanism analysis.
【００８６】ユーザは、上記のようにして被解析用リン
ク機構に対応するリンク解析モデルの設定を行なった
後、今度は実際にそのリンク機構をシミュレーション的
に動かしてその動作確認を行なう。そのために、本実施
形態では、先ず以下のようにして、その被解析用リンク
機構の駆動源となるべき関節もしくはリンクを指定す
る。After setting the link analysis model corresponding to the link mechanism to be analyzed as described above, the user actually moves the link mechanism in a simulated manner to confirm the operation. Therefore, in the present embodiment, first, the joint or link to be the drive source of the analyzed link mechanism is designated as follows.
【００８７】図４，図５に示すメインメニュー中の「駆
動部設定」を選択する。すると、ＣＲＴ表示部にその
「駆動部設定」のサブメニューとして、図５に示すよう
に、「駆動部選択」、「駆動型」、「駆動量入力法」と
書かれたメニュータイトル群が表示される。そこで、こ
こでは「駆動部選択」を選択する。Select "Drive setting" in the main menu shown in FIGS. Then, as shown in FIG. 5, a menu title group in which "drive unit selection", "drive type", and "drive amount input method" are displayed as a submenu of the "drive unit setting" on the CRT display unit. To be done. Therefore, here, “select drive unit” is selected.
【００８８】図１０は、「駆動部選択」を選択したとき
に表示されるＣＧ画面と、「駆動部選択のサブメニュー
を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing a CG screen displayed when “drive unit selection” is selected and a “drive unit selection submenu”.
【００８９】本実施形態では、駆動部選択法として、こ
の図１０に示すように、「ピッキング選択」、「リンク
名選択」、「リンク名入力」、「関節マーク表示＆ピッ
キング選択」が用意されており、デフォルト（初期設
定）としては「ピッキング選択」が選択されている。In this embodiment, as the drive unit selection method, as shown in FIG. 10, "picking selection", "link name selection", "link name input", "joint mark display & picking selection" are prepared. “Picking selection” is selected as the default (initial setting).
【００９０】この「ピッキング選択」のとき、ＣＲＴ表
示部に、「ＣＧ上で駆動部を選択してください」と表示
され、その駆動部としてのリンクをピッキングすると、
そのＣＧ画面上の、選択された駆動部（リンク）が緑色
に変化し、そのリンクが駆動部として選択されたことを
表示する。At the time of this "picking selection", "Please select a driving unit on CG" is displayed on the CRT display unit, and when a link as that driving unit is picked,
The selected drive unit (link) on the CG screen turns green, indicating that the link has been selected as the drive unit.
【００９１】ただし、正確には、この時点では、その選
択されたリンクがそのリンク機構を動かす駆動源（その
リンクがその位置、姿勢を変化させ、他のリンクや関節
がそれに応じて動く）であるか、そのリンクとそのリン
クの親のリンクとの間の関節が駆動源（その関節が回転
し、それに応じてリンクや他の関節が動く）であるかは
不明である。However, to be precise, at this point, the selected link is a drive source that moves the link mechanism (the link changes its position and posture, and other links and joints move accordingly). It is unknown whether or not the joint between the link and the parent link of the link is the drive source (the joint rotates and the link and other joints move accordingly).
【００９２】そこで、次に、これら２つ（リンクと関
節）のいずれが駆動源であるかを入力する。但し、ここ
ではデフォルトとして、これら２つのうち駆動部である
として選択されたリンクが、駆動源であるとして設定さ
れており、関節を駆動源とする場合のみ駆動源の設定操
作を行なえばよい。ここでは、リンクと関節のうちのい
ずれを駆動源とするかを、「駆動型」と称す。Then, next, which of these two (link and joint) is the drive source is input. However, here, as a default, the link selected as the drive unit among these two is set as the drive source, and the drive source setting operation may be performed only when the joint is used as the drive source. Here, which of a link and a joint is used as a drive source is referred to as a “drive type”.
【００９３】図１１は、駆動型設定法の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of the drive type setting method.
【００９４】図５に示すサブメニュー中の「駆動型」を
選択すると、図１１に示すような各種の駆動型選択法に
対応するメニュータイトル群が表示される。When "drive type" in the submenu shown in FIG. 5 is selected, a menu title group corresponding to various drive type selection methods as shown in FIG. 11 is displayed.
【００９５】ここでは、「位置指令」すなわち駆動部と
して選択されたリンクが駆動源であって、駆動量を入力
するにあたってはそのリンク位置が入力されることがデ
フォルトとして設定されている。Here, the "position command", that is, the link selected as the drive unit is the drive source, and when the drive amount is input, the input of the link position is set as a default.
【００９６】「回転／直動関節」を選択すると、駆動型
が関節値指令である旨、すなわち、駆動部として選択さ
れたリンクの根元の関節が駆動源であって、駆動量を入
力するにあたっては、その関節の回転角（回転関節の場
合）、その関節の並進量（直動関節の場合）が入力され
る旨、選択される。When "rotation / linear motion joint" is selected, it means that the drive type is the joint value command, that is, the joint at the root of the link selected as the drive unit is the drive source and the drive amount is input. Is selected to input the rotation angle of the joint (in the case of a rotary joint) and the translation amount of the joint (in the case of a linear joint).
【００９７】尚、回転関節とはその関節がその関節を介
して連結されたリンクどうしの角度を変化させる回転を
行なう関節をいい、直動関節とはその関節の先に連結さ
れたリンクを並進させる関節をいう。A rotary joint is a joint that rotates to change the angle between the links connected to each other through the joint, and a translational joint translates the link connected to the end of the joint. It means the joints that cause it.
【００９８】「他関節」は、回転／直動関節以外の関
節、例えば球状の関節であってその先に連結されたリン
クの向きを三次元的に変化させることのできるユニバー
サルジョイント等を指すが、ここには、回転／直動関節
以外の関節の例は示されておらず、したがってこの「他
関節」を選択したときの動作については省略する。The "other joint" refers to a joint other than the rotary / linear motion joint, for example, a universal joint or the like which can change the direction of a link connected to the tip thereof three-dimensionally. An example of a joint other than the rotary / linear motion joint is not shown here, and therefore, the operation when the "other joint" is selected will be omitted.
【００９９】上記の「駆動型設定」で「位置指令」（デ
フォルト）を選択したときは、どのリンクを選択した場
合であっても、そのリンク機構の先端を動かした場合の
逆運動学が自動的に選択され、以下に述べる駆動量の入
力を待って、そのリンク機構の先端がその入力された駆
動量だけ駆動された場合の関節角度が求められ、リンク
機構が移動され、その移動後のリンク機構の形状がＣＧ
画面として表示される。When "position command" (default) is selected in the above "drive type setting", the reverse kinematics when the tip of the link mechanism is moved is automatically selected no matter which link is selected. Of the link mechanism is selected, the joint angle when the tip of the link mechanism is driven by the input drive amount is calculated, the link mechanism is moved, and after the movement, The shape of the link mechanism is CG
It is displayed as a screen.
【０１００】また、上記の「駆動型設定」で「回転／直
動関節」を選択すると、その選択された駆動部および駆
動型（すなわち駆動源としての関節）に応じた逆運動学
が自動的に選択され、以下に述べる駆動量の入力を待っ
て、その駆動源としての関節以外の関節の角度が求めら
れてリンク機構が移動される。また、その駆動部および
駆動型に応じた順運動学が自動的に選択され、そのリン
ク機構の先頭の位置が求められる。その移動後のリンク
機構はＣＧ画面として表示される。When "rotation / linear motion joint" is selected in the above "drive type setting", the inverse kinematics corresponding to the selected drive unit and drive type (that is, the joint as the drive source) is automatically selected. After waiting for the input of the driving amount described below, the angle of the joint other than the joint serving as the driving source is obtained and the link mechanism is moved. Further, the forward kinematics corresponding to the drive unit and drive type are automatically selected, and the position of the head of the link mechanism is obtained. The link mechanism after the movement is displayed as a CG screen.
【０１０１】次に、駆動量入力法について説明する。Next, the drive amount input method will be described.
【０１０２】図１２は、駆動量入力法を指示するメニュ
ータイトル群を示した図である。FIG. 12 is a diagram showing a menu title group for instructing the drive amount input method.
【０１０３】上記のようにして駆動部および駆動型を設
定した後、そのリンク機構をどれだけの量駆動するかを
示す駆動量が入力される。After setting the drive unit and drive type as described above, the drive amount indicating how much the link mechanism is driven is input.
【０１０４】図５に示す「駆動部設定」のサブメニュー
中の「駆動量入力法」を選択すると、図１２に示すよう
な、種々の駆動量入力法に対応するメニュータイトル群
が表示され、ここでは「カーソル位置」がデフォルトと
して設定される。その他の選択枝としては、「カーソル
移動量」、「バリュエータ」、「数値入力」、「マウス
ボタン」、「キー」、「ファンクションキー」、「ダイ
ヤル」が用意されている。以下、駆動型として「回転／
直動関節」を選択した場合を例にして、これらの１つず
つについて概要を説明する。
（カーソル位置）図１３は、カーソル位置による、関節
角度入力法の説明図である。When "driving amount input method" in the submenu of "driving unit setting" shown in FIG. 5 is selected, menu title groups corresponding to various driving amount input methods as shown in FIG. 12 are displayed. Here, the "cursor position" is set as the default. As other selection branches, "cursor movement amount", "valuator", "numerical value input", "mouse button", "key", "function key", and "dial" are prepared. Below, as a drive type
The outline of each of these will be described by taking the case of selecting “linear motion joint” as an example. (Cursor Position) FIG. 13 is an explanatory diagram of the joint angle input method based on the cursor position.
【０１０５】このカーソル位置による関節角度入力法の
場合、駆動部として選択されたリンクの根元の関節に対
する、図１３の上方の位置を（Ｘ１，Ｚ１）、ユーザが
マウスを操作して画面上に設定したカーソルの位置を
（Ｘ２，Ｚ２）とすると、関節の回転角θｒｅｆ が、
θｒｅｆ ＝Ｔａｎ−１［（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｘ１−Ｘ
２）］
として求められる。
（カーソル移動量）ユーザがマウスを操作して、画面上
のカーソルを、選択されているリンクをそのカーソルで
引っぱるようにもしくは押すように移動させる。そのと
きのカーソルの初期位置を（Ｘ１，Ｚ１）、終点位置を
（Ｘ２，Ｚ２）としたとき、
ΔＺ＝Ｚ２−Ｚ１
ΔＸ＝Ｘ２−Ｘ１
に比例する量を現在の回転角θに加算もしくは減算する
ことにより関節の移動後の回転角θｒｅｆ が、
θｒｅｆ ＝θ±ΔＸ・Ｇ
もしくは
θｒｅｆ ＝θ±ΔＺ・Ｇ
として求められる。但し、Ｇは、あらかじめ設定された
比例定数を表わす。
（バリュエータ）図１４は、バリュエータによる関節角
度入力法の説明図である。In the case of the joint angle input method using the cursor position, the user operates the mouse to display the upper position (X1, Z1) in FIG. 13 relative to the root joint of the link selected as the driving unit on the screen. When the set cursor position is (X2, Z2), the joint rotation angle θ ref is θ ref = Tan -1 [(Z2-Z1) / (X1-X
2)] is obtained. (Cursor movement amount) The user operates the mouse to move the cursor on the screen so as to pull or press the selected link with the cursor. When the initial position of the cursor at that time is (X1, Z1) and the end point position is (X2, Z2), an amount proportional to ΔZ = Z2-Z1 ΔX = X2-X1 is added to or subtracted from the current rotation angle θ. By doing so, the rotation angle θ ref after the movement of the joint is obtained as θ ref = θ ± ΔX · G or θ ref = θ ± ΔZ · G. However, G represents a preset proportional constant. (Valuator) FIG. 14 is an explanatory diagram of a joint angle input method using the valuator.
【０１０６】「バリュエータ」を選択するとこの図１４
に示すバリュエータ画面が表示される。そこで、ユーザ
はマウスを操作して駆動源の関節に対応するバリュエー
タのボタンの位置にカーソルを移動させ、マウス操作に
よりそのカーソルでボタンをつまんで移動させる。その
移動量がその関節の回転角に対応する。
（数値入力）図１５は、数値入力による関節角度入力法
の説明図である。When "valuator" is selected, this FIG.
The valuator screen shown in is displayed. Therefore, the user operates the mouse to move the cursor to the position of the button of the valuator corresponding to the joint of the drive source, and the mouse is operated to pinch and move the button. The amount of movement corresponds to the rotation angle of the joint. (Numerical Input) FIG. 15 is an explanatory diagram of a joint angle input method by numerical input.
【０１０７】「数値入力」を選択すると、この図１５に
示すような数値画面が表示される。そこで、ユーザは、
図３に示すキーボード１２を操作して駆動源の関節を選
びその関節の回転量を数値入力する。
（マウスボタン）図１６は、マウスボタンによる関節角
度入力法を説明するための、各種マウスボタンの模式図
である。When "Numerical input" is selected, a numerical screen as shown in FIG. 15 is displayed. So the user
The keyboard 12 shown in FIG. 3 is operated to select the joint of the drive source and the rotation amount of the joint is numerically input. (Mouse Button) FIG. 16 is a schematic view of various mouse buttons for explaining the joint angle input method using the mouse button.
【０１０８】マウスボタンには、図１６（Ａ）に示すよ
うに、ボタン１〜３の３つのボタンを備えたもの、図１
６（Ｂ）に示すように、ボタン１〜２の２つのボタンを
備えたもの、図１６（Ｃ）に示すようにボタン１のみを
備えたものがある。As shown in FIG. 16A, the mouse buttons are provided with three buttons, buttons 1 to 3, as shown in FIG.
As shown in FIG. 6 (B), some have two buttons 1 and 2, and some have only button 1 as shown in FIG. 16 (C).
【０１０９】図１６（Ａ）のボタン１〜３の３つのボタ
ンを備えたマウスが接続されたシステムでは、ボタン１
とボタン３が用いられ、その関節の現在の回転角をθ、
マウスボタンを押している間の単位時間あたりの回転量
変化量をΔθ、そのボタンを押している時間をｄｔとし
たとき、駆動源としての関節の回転角θｒｅｆ が、
ボタン１の操作：θｒｅｆ ＝θ−Δθ・ｄｔ
ボタン３の操作：θｒｅｆ ＝θ＋Δθ・ｄｔ
図１６（Ｂ）の、ボタン１〜２の２つのボタン備えたマ
ウスが接続されたシステムでは、ボタン１とボタン２が
用いられ、上記と同様に駆動源としての関節の回転角度
θｒｅｆ が、
ボタン１の操作：θｒｅｆ ＝θ−Δθ・ｄｔ
ボタン３の操作：θｒｅｆ ＝θ＋Δθ・ｄｔ
として求められる。In a system to which a mouse having three buttons, buttons 1 to 3 in FIG. 16A, is connected, button 1
And button 3 are used to set the current rotation angle of the joint to θ,
When the amount of change in the amount of rotation per unit time while the mouse button is pressed is Δθ, and the time during which the button is pressed is dt, the rotation angle θ ref of the joint as the drive source is the operation of button 1: θ ref = [theta]-[Delta] [theta] dt Button 3 operation: [theta] ref = [theta] + [Delta] [theta] dt The button 1 and the button 2 are used in the system shown in FIG. Similarly to the above, the rotation angle θ ref of the joint as the drive source is obtained as the operation of the button 1: θ ref = θ−Δθ · dt The operation of the button 3: θ ref = θ + Δθ · dt.
【０１１０】図１６（Ｃ）の、ボタン１のみを備えたマ
ウスが接続されたシステムでは、ボタン１を１回だけΔ
ｔの時間押したままとしたとき、
θｒｅｆ ＝θ−Δθ・ｄｔ
ボタン１をダブルクリック（１回押して直ぐ離しその後
直ちにもう１回押す）してΔｔの時間押したままとした
とき、
θｒｅｆ ＝θ＋Δθ・ｄｔ
で求められる。In the system shown in FIG. 16C, in which the mouse having only the button 1 is connected, the button 1 is Δ once.
When you and hold down t the time, when it was left down θ ref = θ-Δθ · dt button 1 double click (press once press immediately released immediately thereafter once) was to Δt of time, θ ref = Θ + Δθ · dt
【０１１１】（キー）「キー」が選択されたときは、キ
ーボード１２の２つのキー（例えばｊキーとｋキー）が
用いられ、上記のマウスボタンの操作と同様にして、
ｊキーの操作：θｒｅｆ ＝θ−Δθ・ｄｔ
ｋキーの操作：θｒｅｆ ＝θ＋Δθ・ｄｔ
が求められる。(Key) When the "key" is selected, two keys (for example, the j key and the k key) of the keyboard 12 are used, and the operation of the j key is performed in the same manner as the operation of the mouse button described above: θ ref = θ−Δθ · dt K key operation: θ ref = θ + Δθ · dt is obtained.
【０１１２】（ファンクションキー）「ファンクション
キー」が選択されたときは、キーボード１２の２つのフ
ァンクションキー（例えばＦ１キーとＦ２キー）が用い
られ、上記のマウスボタンの操作と同様に、
Ｆ１キーの操作：θｒｅｆ ＝θ−Δθ・ｄｔ
Ｆ２キーの操作：θｒｅｆ ＝θ＋Δθ・ｄｔ
が求められる。(Function key) When the "function key" is selected, the two function keys of the keyboard 12 (for example, F1 key and F2 key) are used, and like the mouse button operation described above, the F1 key Operation: θ ref = θ−Δθ · dt F2 key operation: θ ref = θ + Δθ · dt.
【０１１３】（ダイヤル）この「ダイヤル」は、図３に
示すシステムに、操作子の１つとして、音量調整用ボリ
ウム等と同様なダイヤルが備えられているときに用いら
れ、そのダイヤルを回すことにより駆動源の関節の回転
量が入力される。(Dial) This "dial" is used when the system shown in FIG. 3 is equipped with a dial similar to a volume adjusting volume or the like as one of the operators, and the dial can be turned. The rotation amount of the joint of the drive source is input by.
【０１１４】本実施形態では、上記のような種々の駆動
量入力法が用意されており、ユーザの好みや使い勝手に
応じた駆動量入力法が選択される。尚、ここでは、関節
を駆動源とし、その関節の回転量を入力する場合につい
て例示したが、リンクを駆動源とする場合は上記の関節
の回転量に代えて、そのリンクのＺ方向ないしＸ方向の
移動量が入力される。リンクの移動量の入力法について
も、関節の回転量の入力法と同様に、上記の種々の入力
法が用意されているが、上記の説明と同様であるため、
ここではそれらの説明は省略する。In the present embodiment, various drive amount input methods as described above are prepared, and the drive amount input method is selected according to the user's preference and usability. Here, the case where the joint is used as the driving source and the rotation amount of the joint is input has been exemplified. However, when the link is used as the driving source, instead of the rotation amount of the joint, the Z direction or X direction of the link is The amount of movement in the direction is input. Regarding the input method of the movement amount of the link, similar to the input method of the rotation amount of the joint, the above various input methods are prepared, but since it is the same as the above description,
Here, their description is omitted.
【０１１５】このようにして駆動源の駆動量が入力され
ると、上述したようにその駆動量に応じた逆運動学、な
いし順運動学が数値的に解かれ、リンク機構の移動が行
われる。この移動後のリンク機構はＣＧ画面に表示され
る。When the drive amount of the drive source is input in this way, the inverse kinematics or forward kinematics corresponding to the drive amount are numerically solved as described above, and the link mechanism is moved. . The link mechanism after this movement is displayed on the CG screen.
【０１１６】図１７〜図１９は、それぞれ、平行クラン
ク、１リンク、クランクの場合の、上記のようにして入
力された駆動量を表わす指令値入力と、それに対応した
逆運動学、順運動学を示した図である。FIGS. 17 to 19 show command value inputs representing the drive amounts input as described above, and the corresponding inverse kinematics and forward kinematics for the parallel crank, one link, and crank, respectively. It is the figure which showed.
【０１１７】平行クランクの場合、指令値としてＺ，
Ｘ，θ１ ，θ２ ，θ３ （θ１ 〜θ ３ の定義につい
ては図７参照）が入力されると、それぞれ図１７に示
す、既に解析的に解かれた逆運動学ないし順運動学にそ
の指令値が代入され、その指令値に基づいて移動した後
のリンク機構の形状が求められ、ＣＧ画面に表示され
る。図１８に示す１リンクの場合、図１９に示すクラン
クの場合も同様である。In the case of a parallel crank, the command value Z,
X, θ1 , ΘTwo , ΘThree (Θ1 ~ Θ Three About the definition of
(Refer to FIG. 7) is input.
Inverse kinematics or forward kinematics already solved analytically.
After the command value of is substituted and the robot moves based on that command value
The shape of the link mechanism of is required and displayed on the CG screen.
It In the case of the 1-link shown in FIG. 18, the clan shown in FIG.
The same is true for Ku.
【０１１８】本実施形態によれば、上記のように、選択
したリンク機構駆動部、駆動型に応じてあらかじめ解い
た順運動学、逆運動学が選択されて数値的に解かれるた
め、ユーザは、順運動学、逆運動学を入力したり、順運
動学、逆運動学自体を選択するような複雑なことは何ら
意識せずに、そのリンク機構を容易に移動することがで
きる。According to the present embodiment, as described above, the forward kinematics and the inverse kinematics that have been solved in advance according to the selected link mechanism drive unit and drive type are selected and numerically solved, so that the user The link mechanism can be easily moved without being aware of any complicated matter such as inputting forward kinematics or inverse kinematics, or selecting forward kinematics or inverse kinematics itself.
【０１１９】以上で、本発明のリンク機構解析装置の一
実施形態の基本事項についての説明を終え、以下では、
その一実施形態の一部に代えて採用し得る変形例、ある
いは、その一実施形態に追加される事項について説明す
る。The basic items of the embodiment of the link mechanism analyzing apparatus of the present invention have been described above.
Modifications that can be adopted instead of a part of the embodiment, or matters added to the embodiment will be described.
【０１２０】ここでは、先ず、図５，図６を参照して説
明したリンク機構モデルの選択法に代わるリンク機構モ
デルの他の選択法について説明する。First, another method of selecting a link mechanism model, which is an alternative to the method of selecting the link mechanism model described with reference to FIGS. 5 and 6, will be described.
【０１２１】図２０は、ここで説明するリンク機構モデ
ルの選択法で用いられるメニュー画面を示す図、図２１
は、１自由度の各種リンク機構モデルのメニュータイト
ル群を示す図である。FIG. 20 is a view showing a menu screen used in the link mechanism model selection method described here.
FIG. 6 is a diagram showing a menu title group of various link mechanism models having one degree of freedom.
【０１２２】図２０に示すメインメニュー中の「リンク
設定」を選択すると、その「リンク設定」のサブメニュ
ーとして「自由度選択」、「第１リンク選択法」が表示
される。「自由度選択」を選択すると、図２１に示す
「１自由度」、「２自由度」、「３自由度」というメニ
ュータイトル群が表示される。そこで、「１自由度」を
選択すると、１自由度のリンク機構モデルに対応するメ
ニュータイトル群、例えば「１リンク」、「クラン
ク」、「平行クランク」、……が表示される。「平行ク
ランク」を選択すると、平行クランクの中のいくつかの
形状のリンク機構モデルのメニュータイトルが表示され
るため、それらの中から今回の被解析用リンク機構に適
合したリンク機構モデルが選択される。When "link setting" in the main menu shown in FIG. 20 is selected, "freedom selection" and "first link selection method" are displayed as submenus of the "link setting". When "selection of degree of freedom" is selected, menu title groups "1 degree of freedom", "2 degrees of freedom", and "3 degrees of freedom" shown in FIG. 21 are displayed. Therefore, when “1 degree of freedom” is selected, a menu title group corresponding to the link mechanism model having 1 degree of freedom, for example, “1 link”, “crank”, “parallel crank”, ... Is displayed. When "Parallel crank" is selected, the menu titles of the link mechanism models of some shapes in the parallel crank are displayed, so the link mechanism model suitable for the link mechanism for analysis this time is selected from them. It
【０１２３】このように、リンク機構モデルを自由度で
分類しておいて、自由度で分類したメニューを表示する
ことで、リンク機構の選択時の効率化が図られる。As described above, by classifying the link mechanism models according to the degrees of freedom and displaying the menu classified according to the degrees of freedom, the efficiency at the time of selecting the link mechanism can be improved.
【０１２４】次に、図１０、図１１を参照して説明した
駆動部、駆動型設定法に代わる、駆動源の設定法につい
て説明する。Next, a method of setting a drive source, which replaces the drive unit and drive type setting method described with reference to FIGS. 10 and 11, will be described.
【０１２５】図２２〜図２４は、それぞれ、平行クラン
ク、１リンク、クランクの場合の、駆動源設定法の説明
図である。22 to 24 are explanatory views of the drive source setting method in the case of the parallel crank, the one link, and the crank, respectively.
【０１２６】ここでは、図５に示す「駆動部設定」→
「駆動部選択」（図１０）のサブメニューとして「駆動
部記号」が登録されているものとし、リンク機構モデル
および第１リンクを選択した後、「駆動部設定」→「駆
動部選択」→「駆動部記号」を選択する。すると、リン
ク機構モデル画面に、リンク機構モデルのイラストに重
畳されて、対応する位置に駆動部記号が表示される。こ
の駆動部記号はリンク（位置指令）と関節とに記号が分
かれており、それらのうちの１つをピッキングすること
により、図１０，図１１を参照した説明における駆動部
の選択と駆動型の選択が１回の操作で同時に行われる。Here, "drive unit setting" shown in FIG.
It is assumed that "drive unit symbol" is registered as a submenu of "drive unit selection" (Fig. 10), and after selecting the link mechanism model and the first link, "Drive unit setting" → "Drive unit selection" → Select "Drive symbol". Then, on the link mechanism model screen, the drive unit symbol is displayed at the corresponding position, being superimposed on the illustration of the link mechanism model. This drive unit symbol is divided into a link (position command) and a joint. By picking one of them, the drive unit selection and drive type in the description with reference to FIGS. Selection is done simultaneously in one operation.
【０１２７】ここでは、直接的には、ＣＧ画面上ではな
く、リンク機構モデル画面上で駆動部および駆動型の選
択が行われるが、この段階では既に被解析用リンク機構
の各リンクおよび各関節と、リンク機構モデルの各リン
クおよび各関節とが対応付けられているため、この例に
示すようにリンク機構モデル画面側で駆動部を設定する
ことができる。この駆動部記号により駆動部を選択した
場合も、リンク機構モデル画面およびＣＧ画面双方にお
いて、選択された駆動部のリンクが緑色で表示される。Here, the drive unit and drive type are selected directly on the link mechanism model screen, not on the CG screen, but at this stage, each link and each joint of the analyzed link mechanism has already been selected. Since each link and each joint of the link mechanism model are associated with each other, the drive unit can be set on the link mechanism model screen side as shown in this example. Even when the drive unit is selected by this drive unit symbol, the link of the selected drive unit is displayed in green on both the link mechanism model screen and the CG screen.
【０１２８】ところで、図５，図６を参照して説明した
リンク機構モデルの選択法、ないし図２０，図２１を参
照して説明したリンク機構モデルの選択法の何れにおい
ても、解析用リンク機構に対応するリンク機構モデルを
その外観形状から選択しているが、外観形状からは、被
解析用リンク機構に対応するリンク機構モデルが一義的
には定められない場合がある。これは、外観形状は同一
であるがリンクどうしの結合関係の定義（関節定義と称
する）が相違する場合があるからである。平行クランク
を例に説明する。By the way, in any of the link mechanism model selection method described with reference to FIGS. 5 and 6, or the link mechanism model selection method described with reference to FIGS. 20 and 21, the analysis link mechanism is used. Although the link mechanism model corresponding to is selected from the external shape, the link mechanism model corresponding to the analyzed link mechanism may not be uniquely determined from the external shape. This is because the appearances are the same, but the definition of the connection relationship between links (referred to as joint definition) may differ. A parallel crank will be described as an example.
【０１２９】図２５は、メニュータイトルを選択して所
望の形状の平行クランクが選択された状態のリンク機構
モデル画面を示す図、図２６は、リンク機構モデル画面
に表示された２つのリンク機構モデルの順運動学、およ
びそれら２つのリンク機構モデルの、リンク座標系、親
子関係、指令値入力に対する逆運動学を示した図であ
る。FIG. 25 is a view showing a link mechanism model screen in a state where a parallel crank having a desired shape is selected by selecting a menu title, and FIG. 26 is a view showing two link mechanism models displayed on the link mechanism model screen. FIG. 3 is a diagram showing the forward kinematics of FIG. 4 and the inverse kinematics of the two link mechanism models with respect to the link coordinate system, parent-child relationship, and command value input.
【０１３０】図２５，図２６に示すようにリンク機構モ
デルの外観は同一であっても、図２６に示すように関節
定義の異なる複数のリンク機構モデルが存在する場合が
ある。そのときには、図２５に示すように、メニュータ
イトルを選択して所望の形状の平行クランクが選択され
た状態で、形状はその選択された形状であるが関節定義
の異なる複数のリンク機構モデル画面を表示し、ユーザ
により、それら複数のリンク機構モデル画面のうちの１
つが選択される。その後、前述と同様にして、ＣＧ画面
上で第１リンクの選択が行われる。Even if the link mechanism models have the same appearance as shown in FIGS. 25 and 26, there may be a plurality of link mechanism models having different joint definitions as shown in FIG. At that time, as shown in FIG. 25, when a menu title is selected and a parallel crank having a desired shape is selected, a plurality of link mechanism model screens having the selected shape but different joint definitions are displayed. One of the plurality of link mechanism model screens is displayed by the user.
One is selected. After that, the first link is selected on the CG screen in the same manner as described above.
【０１３１】あるいは、図２５に示すように、複数のリ
ンク機構モデルが表示された段階で、ＣＧ画面上で第１
リンクを選択するだけで、それら複数のリンク機構モデ
ルのうちそのＣＧ画面に表示された被解析用リンク機構
に対応するリンク機構モデルを特定することができると
きは、表示された複数のリンク機構モデルの中の１つを
選択することなくＣＧ画面上で第１リンクを選択するこ
とにより、そのＣＧ画面に表示された被解析用リンク機
構に対応するリンク機構モデルを特定してもよい。例え
ば、図２５，図２６に示す例では、被解析リンク機構の
リンク情報を参照し、その第３のリンクの根元の関節の
（図２６に示すＰ点の関節に対応する）初期状態におけ
る座標をＰ（Ｘｉｎｔ ，Ｚｉｎｔ ）としたとき、Ｚ
ｉｎｔ ＞０ならば図２６（１）のリンク機構モデル、
Ｚｉｎｔ ＜０ならば図２６（２）のリンク機構モデル
が選択される。尚、ここでは、図２６に示すリンクｌｉ
ｎｋ１ｐの座標Σ０の原点のＺ座標をＺ＝０としてい
る。ＣＧ画面上でピッキングされたリンクが第１リンク
以外のリンクであったときは、第１リンクとしては不適
切であるため、第１リンク選択をやり直すように「第１
リンクを選択し直してください」の文字が表示される。Alternatively, as shown in FIG. 25, when a plurality of link mechanism models are displayed, the first link is displayed on the CG screen.
When it is possible to specify the link mechanism model corresponding to the analyzed link mechanism displayed on the CG screen among the plurality of link mechanism models only by selecting the link, the plurality of displayed link mechanism models The link mechanism model corresponding to the analyzed link mechanism displayed on the CG screen may be specified by selecting the first link on the CG screen without selecting one of the above. For example, in the example shown in FIGS. 25 and 26, the link information of the analyzed link mechanism is referred to, and the coordinates of the root joint of the third link in the initial state (corresponding to the joint at point P shown in FIG. 26) Is P (X int , Z int ), then Z
If int > 0, the link mechanism model of FIG.
If Z int <0, the link mechanism model of FIG. 26 (2) is selected. Incidentally, here, the link li shown in FIG.
The Z coordinate of the origin of the coordinate Σ0 of nk1p is Z = 0. If the picked link on the CG screen is a link other than the first link, it is inappropriate as the first link.
Please select the link again "is displayed.
【０１３２】このように、形状的に同一の複数のリンク
機構モデルが存在する場合に、ＣＧ画面上で第１リンク
をピッキングするだけで自動的に、それら複数のリンク
機構モデルの中から適合する１つのリンク機構モデルを
選択するよう構成すると、ユーザは、関節定義の相違を
意識する必要がなく、使い勝手が一層向上する。As described above, when a plurality of link mechanism models having the same shape are present, only by picking the first link on the CG screen, the link mechanism models are automatically adapted from the plurality of link mechanism models. If the configuration is such that one link mechanism model is selected, the user does not need to be aware of the difference in the joint definition, and the usability is further improved.
【０１３３】図２７は、第１リンク選択の必要性を説明
するためのＣＧ画面の例を示す図である。FIG. 27 is a diagram showing an example of a CG screen for explaining the necessity of selecting the first link.
【０１３４】これまで説明した実施形態は、本発明の仕
組みを説明するために簡単な例を示している。しかし、
実際に動作解析を行いたい製品は、幾つものリンク機構
で構成されている場合がある。図２７に示すように、こ
こでは少し複雑な例としてクランクが２つある例を考え
る。The above-described embodiments show simple examples for explaining the mechanism of the present invention. But,
A product for which actual operation analysis is desired may be composed of several link mechanisms. As shown in FIG. 27, consider a case in which there are two cranks as a slightly complicated example.
【０１３５】この場合、「リンク種選択」で「クラン
ク」を選択した後の第１リンクの選択の際に、クランク
Ａ１（ｃｌａｎｋＡ１）かクランクＢ１（ｃｌａｎｋＢ
１）かのどちらかをピッキングする必要があり、これ
は、一般的には自動判定は不可能である。他の種類のリ
ンク機構の場合でも同様のことが生じ得る。したがっ
て、一般的には、ＣＧ画面上のリンク機構の第１リンク
をユーザが選択する必要がある。In this case, at the time of selecting the first link after selecting "crank" in "select link type", crank A1 (crankA1) or crank B1 (crankB) is selected.
Either 1) needs to be picked, which is generally not possible for automatic determination. The same can occur with other types of linkages. Therefore, generally, the user needs to select the first link of the link mechanism on the CG screen.
【０１３６】ただし、以下に例示するように、場合によ
っては、ユーザの手を煩わさずにＣＧ画面上のリンク機
構の第１リンクを特定でき、本実施形態では、以下のよ
うな場合には、第１リンクが自動判定される。However, as illustrated below, in some cases, the first link of the link mechanism on the CG screen can be specified without bothering the user. In the present embodiment, in the following cases, The first link is automatically determined.
【０１３７】図２８は、図６と同様、リンク機構モデル
の選択、およびそれに続く第１リンクの選択の操作手順
を示す説明図である。Similar to FIG. 6, FIG. 28 is an explanatory diagram showing the operating procedure for selecting the link mechanism model and subsequent selection of the first link.
【０１３８】図６を参照して説明した場合と同様にして
リンク機構モデルを選択しそのリンク機構モデルのイラ
ストが表示された段階で、第１リンクを自動選択するこ
とができる場合は、「対応する第１リンク（赤色部）を
ＣＧ上で選択してください」というメッセージに並ん
で、「第１リンク自動選択」のメッセージが表示され
る。この「第１リンク自動選択」をピッキングするとＣ
Ｇ画面上に表示されたリンク機構の第１リンクの自動選
択が行われる。Similar to the case described with reference to FIG. 6, when the link mechanism model is selected and the illustration of the link mechanism model is displayed, the first link can be automatically selected. Please select the 1st link (red part) on the CG ”that is to be displayed along with the message“ 1st link automatic selection ”. Picking this "1st link automatic selection" C
The first link of the link mechanism displayed on the G screen is automatically selected.
【０１３９】この第１リンクを自動選択できる場合とし
ては、主として、ＣＧ画面上に表示されたリンク機構が
単体のリンク機構から成り立っている場合と、ＣＧ画面
上に表示されたリンク機構は複数のリンク機構から成り
立っている（例えば図２７参照）が、１つのリンク機構
を除き他の全てのリンク機構の第１リンクが既に選択さ
れている場合とがある。以下、これら２つの場合につい
て説明する。When the first link can be automatically selected, mainly, the case where the link mechanism displayed on the CG screen is made up of a single link mechanism and the case where the link mechanism displayed on the CG screen is plural. In some cases, the links are made up of link mechanisms (see FIG. 27, for example), but the first links of all the link mechanisms except one link mechanism are already selected. Hereinafter, these two cases will be described.
【０１４０】図２９〜図３１は、ＣＧ画面上に単体のリ
ンク機構、すなわち、それぞれ、平行クランク、１リン
ク、クランクが表示されている場合の第１リンクの自動
判定法の説明図である。29 to 31 are explanatory views of the automatic link determination method for the single link mechanism, that is, parallel crank, 1 link, and crank are displayed on the CG screen, respectively.
【０１４１】図２９〜図３１に示すように、平行クラン
ク、１リンク、クランクのいずれにおいても、図２９〜
図３１に示す各親子関係をワールド座標（ｗｏｒｌｄ）
から順に辿っていったときに、最初にＲｏｔａｔｅタイ
プ（回動軸を有するタイプ）のリンクが第１リンクｌｉ
ｎｋ１であると判定される。As shown in FIGS. 29 to 31, the parallel crank, the one link, and the crank shown in FIGS.
Each parent-child relationship shown in FIG. 31 is represented by world coordinates (world).
From the beginning, the Rotate type link (type having a rotation axis) is the first link li.
It is determined to be nk1.
【０１４２】図３２は、ＣＧ画面上にクランクが２つ存
在するリンク機構が表示されている場合において、一方
のクランクの第１リンクが既に選択されている場合の第
１リンクの自動判定法の説明図である。FIG. 32 shows an automatic determination method of the first link when the link mechanism having two cranks is displayed on the CG screen and the first link of one crank is already selected. FIG.
【０１４３】クランクＡとクランクＢのいずれのクラン
クの第１リンクも選択されていない状態においては、ク
ランクＡ１とクランクＡ２のいずれも第１リンクになる
可能性がある。しかし、例えばクランクＡ１が、既に、
前述したユーザが第１リンクを選択する方法により既に
選択されている場合、クランクＢの第１リンクを自動判
定することができる。自動判定の方法は、上述した方法
と同様であり、親子関係においてｗｏｒｌｄが辿ってき
たときの最初のＲｏｔａｔｅタイプのリンクのうち、第
１リンクとして未だ選択されていないリンク（クランク
Ｂ１）が第１リンクとして自動選択される。クランクＢ
がクランク以外の他のリンク機構である場合も同様に判
定できる。このように、第１リンクを自動選択すること
ができる場合に自動選択するように構成すると、ユーザ
による操作を簡略化することができる。When the first links of the cranks A and B are not selected, both the cranks A1 and A2 may be the first links. However, for example, the crank A1 has already
When the above-mentioned user has already selected by the method of selecting the first link, the first link of the crank B can be automatically determined. The method of automatic determination is the same as the method described above, and of the first Rotate type links when the world follows in the parent-child relationship, the link (crank B1) not yet selected as the first link is the first link. It is automatically selected as a link. Crank B
The same determination can be made when a link mechanism other than the crank is used. As described above, if the first link is automatically selected when it can be automatically selected, the operation by the user can be simplified.
【０１４４】次に、複数のリンク機構モデルを組合せて
新たなリンク機構モデルを構築する手法について説明す
る。ここでは、あらかじめ用意されている多数のリンク
機構モデルの中の２リンクとクランクとを組み合わせて
新たなリンク機構モデルを構築する例について説明す
る。Next, a method for constructing a new link mechanism model by combining a plurality of link mechanism models will be described. Here, an example of constructing a new link mechanism model by combining two links and a crank out of a large number of link mechanism models prepared in advance will be described.
【０１４５】ここでは、先ず、前述と同様にして、２リ
ンクとクランクとが組み合わされた被解析用リンク機構
の形状データおよび関節データが読み込まれ、その形状
データに基づく三次元ＣＧモデルがＣＧ画面に表示され
る。Here, first, in the same manner as described above, the shape data and the joint data of the analyzed link mechanism in which the two links and the crank are combined are read, and the three-dimensional CG model based on the shape data is displayed on the CG screen. Is displayed in.
【０１４６】図３３は、以下に説明するメニュータイト
ル群（Ａ）とＣＧ画面に表示されたＣＧモデル（Ｂ）を
示した図、図３４は、そのＣＧモデルを、クランクと２
リンクとに分解して示した図である。尚、ここに示した
ＣＧ画面のイラストには、ＣＧモデルの他にリンク名等
の余計な情報も示されているが、それらの情報は説明の
目的で示したものであって、実際のＣＧ画面には純粋に
形状データに基づくＣＧモデルが表示される。FIG. 33 is a view showing a menu title group (A) and a CG model (B) displayed on the CG screen, which will be described below. FIG.
It is the figure decomposed and shown to a link. The illustration of the CG screen shown here also shows extra information such as the link name in addition to the CG model, but these information are shown for the purpose of explanation, and the actual CG A CG model purely based on the shape data is displayed on the screen.
【０１４７】図３３（Ｂ）に示すＣＧモデルは、図３４
に示すような、クランク（Ａ）と２リンク（Ｂ）との組
合せと捉えることができる。The CG model shown in FIG. 33B is shown in FIG.
It can be regarded as a combination of the crank (A) and the two links (B) as shown in FIG.
【０１４８】ここでは、先ず、前述したようにして、ク
ランクのリンク機構モデルを選択し、ＣＧ画面上でクラ
ンクの部分の第１リンクｃｌａｎｋ１をピッキングす
る。それに次いで、今度は２リンクのリンク機構モデル
を選択し、ＣＧ画面上で２リンクの部分の第１リンク２
ｌｉｎｋ１をピッキングする。Here, first, as described above, the crank link mechanism model is selected, and the first link crank1 of the crank portion is picked on the CG screen. Then, select the link mechanism model of 2 links this time, and select the first link 2 of the 2 link part on the CG screen.
Pick link1.
【０１４９】ここで、先に選択されたクランクのリンク
機構モデルおよびその第１リンクの情報は、その後に２
リンクのリンク機構モデルを選択した段階でも保存され
ている。尚、前述した機構解析のためにリンク機構モデ
ルを選択した場合も同様であり、１つの解析用リンク機
構が複数のリンク機構の組合せから成る場合も多いため
複数のリンク機構モデルを同時に立ち上げることが可能
である。Here, the information on the link mechanism model of the crank selected previously and the first link thereof is set to 2 after that.
It is saved even when the link mechanism model of the link is selected. The same applies when a link mechanism model is selected for the above-described mechanism analysis, and one analysis link mechanism often consists of a combination of a plurality of link mechanisms, so multiple link mechanism models should be launched at the same time. Is possible.
【０１５０】次にメインメニュー（図２０参照）から
「拘束条件」を選択し、その「拘束条件」の選択により
表示されたサブメニュー「編集」、「追加」、「削除」
の中から「追加」を選択し、さらにその「追加」のサブ
メニューの中から「回転拘束」を選択する。すると、図
３３（Ｂ）に示すように、拘束条件（回転拘束）を示す
図形がＣＧ画面上に現れる。ここで、回転拘束とは、回
転関節を介して連結することを意味する。Next, select "restraint condition" from the main menu (see FIG. 20) and select "edit", "add", "delete" from the submenu displayed by selecting the "restraint condition".
Select "Add" from, then select "Rotation constraint" from the "Add" submenu. Then, as shown in FIG. 33 (B), a figure indicating the constraint condition (rotation constraint) appears on the CG screen. Here, the rotation restraint means coupling through a rotary joint.
【０１５１】この段階で、拘束点位置を入力する。すな
わちクランクのどのリンクのどの点と、２リンクのどの
リンクのどの点が回転拘束されているかを入力する。At this stage, the position of the constraint point is input. That is, which point of which link of the crank and which point of which link of the two links are rotationally constrained are input.
【０１５２】本実施形態では、この拘束点位置の入力法
として‘数値入力’と‘マウスによる入力’との二種類
の入力法が用意されている。In the present embodiment, two types of input methods, “numerical value input” and “mouse input” are prepared as the input method of the constraint point position.
【０１５３】‘数値入力’の場合は、ユーザによりクラ
ンクの拘束点の存在するリンクのリンク名（ここではリ
ンク名：ｃｌａｎｋ２）およびそのリンクｃｌａｎｋ２
の座標系Σ２ｃ（図３３（Ｂ）参照）からみたその拘束
点の座標（ここでは（０，０，Ｌｄ））と、２リンクの
拘束点の存在するリンクのリンク名（ここではリンク
名：ｃｌｉｎｋ２）およびその２ｌｉｎｋ２の座標系Σ
２ｂ（図３３（Ｂ）参照）からみたその拘束点の座標
（ここでは（０，０，Ｌ２ｂ））が数値入力される。こ
れにより、クランクの拘束点と２リンクの拘束点が指定
されそれらの拘束点どうしが回転関節を介して連結され
る。In the case of'numerical input ', the link name of the link where the constraint point of the crank exists (link name: blank2 here) and its link blank2
The coordinate of the constraint point (here (0,0, Ld)) viewed from the coordinate system Σ2c (see FIG. 33 (B)) and the link name of the link where the two-link constraint point exists (here: link name: Clink2) and its coordinate system Σ
The coordinates (here, (0, 0, L2b)) of the constraint point viewed from 2b (see FIG. 33B) are numerically input. As a result, the constraint point of the crank and the constraint point of the two links are designated, and these constraint points are connected via the rotary joint.
【０１５４】図３５は、‘マウスによる入力’の説明図
である。FIG. 35 is an explanatory diagram of “input by mouse”.
【０１５５】‘マウスによる入力’の場合、ＣＧ画面に
表示された回転拘束を表わす図形をマウスで抓んで、そ
の図形を、クランクと２リンクが連結された回転拘束位
置に配置する。In the case of'input by mouse ', the graphic representing the rotation constraint displayed on the CG screen is picked up with the mouse and the graphic is placed at the rotation constraint position where the crank and the two links are connected.
【０１５６】この配置操作の終了を受けて、装置内部で
は、クランクの、拘束点が位置するリンクの判定および
その判定されたリンクｃｌａｎｋ２の座標系Σ２ｃから
みたその拘束点の座標の計算と、２リンクの、拘束点が
位置するリンクの判定およびその判定されたリンク２ｌ
ｉｎｋ２の座標系Σ２ｂからみた拘束点の座標の計算が
行われる。Upon completion of this placement operation, inside the apparatus, determination of the link at which the constraint point of the crank is located, calculation of the coordinate of the constraint point as viewed from the coordinate system Σ2c of the determined link blank2, and 2 Determination of the link where the constraint point is located and the determined link 2l
The coordinates of the constraint point viewed from the coordinate system Σ2b of ink2 are calculated.
【０１５７】このようにしてクランクと２リンクとの回
転拘束の位置が装置に認識される。In this way, the position of the rotation restraint between the crank and the two links is recognized by the device.
【０１５８】次に、このようにして認識された新リンク
機構モデルの登録が行われる。Next, the new link mechanism model recognized in this way is registered.
【０１５９】図３６は、新規リンク機構モデルの登録法
を示す説明図である。FIG. 36 is an explanatory diagram showing a method of registering a new link mechanism model.
【０１６０】図２０に示すメインメニュー中の「リンク
機構情報」を選択し、そのサブメニュー中の「新規機構
登録」を選択し、ファイル名（ここでは「ｃｌａｎｋ＋
２ｌｉｎｋ２」）とリンク種タイトル（ここでは「２リ
ンク＋クランク」）を入力する。すると、上記のように
して構築された新規のリンク機構モデルが、ファイルｃ
ｌａｎｋ＋２ｌｉｎｋ．ｄａｔａに保存される。ここで
は、リンク機構モデルを自由度で分類しておくシステム
が想定されており、クランクは１自由度、２リンクは２
自由度であって拘束条件が１自由度であるのでこの新規
のリンク機構モデルの自由度は１自由度に分類される。20. Select "link mechanism information" in the main menu shown in FIG. 20, select "new mechanism registration" in the submenu, and select the file name ("crank + here").
2link2 ”) and a link type title (here,“ 2link + crank ”). Then, the new link mechanism model constructed as described above is stored in the file c.
rank + 2link. It is saved in data. Here, a system is assumed in which the link mechanism models are classified according to the degree of freedom, and the crank has one degree of freedom and the two links have two degrees of freedom.
Since the degree of freedom and the constraint condition are one degree of freedom, the degree of freedom of this new link mechanism model is classified into one degree of freedom.
【０１６１】このファイルｃｌａｎｋ＋２ｌｉｎｋ２．
ｄａｔａの例を、図３６に示す。This file, blank + 2link2.
An example of data is shown in FIG.
【０１６２】新規のリンク機構モデルを既存のリンク機
構モデルと同様な状態に登録するには、上記の、ファイ
ルｃｌａｎｋ＋２ｌｉｎｋ２．ｄａｔａの保存だけでは
不十分であり、以下に説明するようにして、その新規リ
ンク機構モデル用のイラスト等を作成する必要がある。
ここで、〜．ｄａｔａは文字列のファイルであり、その
ファイル中に同じ名前〜を持つ〜．ｓｅｌｅｃｔ，〜．
ｄｒｉｖｅ等がある。To register a new link mechanism model in a state similar to that of an existing link mechanism model, the above-mentioned file "crank + 2link2. Saving the data is not sufficient, and it is necessary to create an illustration or the like for the new link mechanism model as described below.
here,~. data is a file of character strings, and has the same name ~ in the file. select, ~.
drive etc.
【０１６３】図３７は、そのイラストを表わす画像デー
タの作成法の説明図である。FIG. 37 is an explanatory diagram of a method of creating image data representing the illustration.
【０１６４】画像処理ツールを用いて、形状データに基
づく、図３６に模式的に示すような側面図をＣＧ画面に
表示し、そのＣＧ画面を２次元画面として取り込んで、
ファイルｃｌａｎｋ＋２ｌｉｎｋ２．ｉｍａｇｅに保存
する。ここではｃｌａｎｋ＋２ｌｉｎｋ２．ｄａｔａと
同じディレクトリにｃｌａｎｋ＋２ｌｉｎｋ２．ｉｍａ
ｇｅが保存されると、図３７に示すように、自由度に応
じたリンク種類別メニューに、自動的に、その新規リン
ク機構モデル用のメニュータイトルが表示される。An image processing tool is used to display a side view based on the shape data as schematically shown in FIG. 36 on a CG screen, and the CG screen is captured as a two-dimensional screen.
File blank + 2link2. Save to image. Here, blank + 2link2. In the same directory as data, blank + 2link2. ima
When ge is saved, as shown in FIG. 37, the menu title for the new link mechanism model is automatically displayed in the link type-specific menu according to the degree of freedom.
【０１６５】図３８は、新規リンク機構モデルの第１リ
ンク選択用画面の編集法の説明図である。FIG. 38 is an explanatory diagram of a method of editing the first link selection screen of the new link mechanism model.
【０１６６】ここでは、図形描画ソフトウェアを用い
て、先ず、クランクの第１リンク選択画面を呼び出し、
次いで２リンクの第１リンク選択画面を呼び出してクラ
ンクの画面に編集することにより、それらの画面が重な
った２リンク＋クランク用の画面が作成される。この作
成された２リンク＋クランク用の画面はｃｌａｎｋ＋２
ｌｉｎｋ２．ｓｅｌｅｃｔに保存される。Here, using the graphic drawing software, first, the first link selection screen of the crank is called,
Next, by calling the first link selection screen of 2 links and editing the screen of crank, a screen for 2 links + crank in which these screens are overlapped is created. The screen for this created 2 link + crank is blank + 2
link2. Saved in select.
【０１６７】図３９は、新規リンク機構モデルの駆動部
記号選択画面の編集法の説明図である。FIG. 39 is an explanatory diagram of an editing method of the drive unit symbol selection screen of the new link mechanism model.
【０１６８】図２０に示すメインメニュー中の「駆動部
設定」を選択し、そのサブメニューの中から「駆動部記
号編集」を選択し、キーボード１２（図３参照）を操作
して第１リンク選択画面のファイル名ｃｌａｎｋ＋２ｌ
ｉｎｋ２．ｓｅｌｅｃｔを入力すると、その第１リンク
選択画面と、関節指令および位置指令の記号が表示され
る。これら関節指令、位置指令は、マウスを操作して、
その画面上の任意の位置に配置することができる。関節
指令の場合は、その関節指令の記号をつまんで、その関
節指令の記号を、第１リンク選択画面として表示された
リンク機構のイラスト上の関節に配置するとともに、キ
ーボードからその関節の名称、例えばθ１，θ２等を入
力する。位置指令の場合は、その位置指令の記号をつま
んで、その位置指令の記号を、第１リンク選択画面上の
リンクに配置するとともに、キーボードから対応するリ
ンク機構の第１リンク名を入力する。このようにして駆
動記号選択画面が編集した後、この駆動部記号選択画面
をファイルｃｌａｎｋ＋２ｌｉｎｋ．ｄｒｉｖｅに保存
する。20. Select "Drive setting" in the main menu shown in FIG. 20, select "Edit drive symbol" from the submenu, and operate the keyboard 12 (see FIG. 3) to make the first link. File name of the selection screen, blank + 2l
ink2. When “select” is input, the first link selection screen and the symbols of joint command and position command are displayed. For these joint commands and position commands, operate the mouse to
It can be placed at any position on the screen. In the case of a joint command, pinch the symbol of the joint command, place the symbol of the joint command on the joint on the illustration of the link mechanism displayed as the first link selection screen, and from the keyboard, enter the name of the joint. For example, θ1, θ2, etc. are input. In the case of the position command, the symbol of the position command is pinched, the symbol of the position command is arranged on the link on the first link selection screen, and the first link name of the corresponding link mechanism is input from the keyboard. After the drive symbol selection screen is edited in this manner, the drive unit symbol selection screen is changed to the file blank + 2link. Save to drive.
【０１６９】上記のようにして作成されたファイル群ｃ
ｌａｎｋ＋２ｌｉｎｋ．ｄａｔａ、ｃｌａｎｋ＋２ｌｉ
ｎｋ．ｉｍａｇｅ、ｃｌａｎｋ＋２ｌｉｎｋ．ｓｅｌｅ
ｃｔ、ｃｌａｎｋ＋２ｌｉｎｋ．ｄｒｉｖｅは決められ
たディレクトリに配置される。File group c created as described above
rank + 2link. data, blank + 2li
nk. image, blank + 2link. sele
ct, blank + 2link. drive is placed in a predetermined directory.
【０１７０】上記のようにして新たなリンク機構モデル
を作成して登録しておくことにより、次回の解析では、
既存のリンク機構モデルと同等に取り扱うことができ
る。By creating and registering a new link mechanism model as described above, in the next analysis,
It can be handled in the same way as the existing link mechanism model.
【０１７１】図４０は、その新たなリンク機構モデルの
順運動学、逆運動学の計算法の説明図である。FIG. 40 is an explanatory diagram of the calculation method of forward kinematics and inverse kinematics of the new link mechanism model.
【０１７２】（クランクを駆動した場合）クランクの先
端位置（Ｘｃ ，Ｚｃ ）をクランクの順運動学で計算
し、拘束点迄の長さＬｄを考慮して回転拘束の位置（Ｘ
ｒｃ，Ｚｒｃ）が計算される。その後、２リンクの先端
が（Ｘｒｃ，Ｚｒｃ）に位置するように２リンクの逆運
動学を計算してθ１ｂ，θ２ｂを求める。(When the crank is driven) The tip position (X c , Z c ) of the crank is calculated by the forward kinematics of the crank, and the position (X) of the rotation constraint is considered in consideration of the length Ld to the constraint point.
rc , Z rc ) is calculated. After that, the inverse kinematics of the two links are calculated so that the tips of the two links are located at (X rc , Z rc ) and θ 1b and θ 2b are obtained.
【０１７３】（２リンクを駆動した場合）２リンクの順
運動学から、２リンクの先端位置、すなわち回転拘束の
位置（Ｘ ｒｃ，Ｚｒｃ）が求められ、クランク側の拘束
点迄の長さＬｄを考慮してクランクの先端（Ｘｃ ，Ｚ
ｃ ）を求める。その後、クランクの先端が、（Ｘｃ ，
Ｚ ｃ ）に位置するようにクランクの逆運動学が解か
れ、θ１ ，θ２ が求められる。(When 2 links are driven) 2 links order
From the kinematics, the tip position of 2 links,
Position (X rc, Zrc) Is required and the crank side restraint
The tip of the crank (Xc , Z
c ). After that, the tip of the crankc ，
Z c ) Is the reverse kinematics of the crank to solve
, Θ1 , ΘTwo Is required.
【０１７４】このように、ユーザが常用するリンク機構
モデルを追加登録することができるように構成しておく
ことによって、そのユーザにとってその後のリンク機構
モデル設定の時間の短縮化が図られる。As described above, by making it possible to additionally register the link mechanism model that the user regularly uses, the time for subsequent setting of the link mechanism model can be shortened for the user.
【０１７５】次に、本発明の第２のリンク機構解析装置
の一実施形態、すなわち、これまでの説明における逆運
動学に代わり、動力学を用いる手法について説明する。
「動力学を用いる」とは、関節トルクもしくはリンクに
作用する力を入力して運動方程式を解いて関節角度を求
めることを意味する。ここでは平行クランクを例にして
説明する。尚、動力学自体については公知であり、簡単
な説明にとどめる。Next, an embodiment of the second link mechanism analyzing apparatus of the present invention, that is, a method of using dynamics instead of the inverse kinematics described above will be described.
“Using dynamics” means to obtain a joint angle by inputting a joint torque or a force acting on a link and solving a motion equation. Here, a parallel crank will be described as an example. The dynamics itself is well known, and only a brief explanation will be given.
【０１７６】一般的に、機構の運動方程式を以下のよう
に書くことができる。この運動方程式は、ニュートンの
運動方程式とオイラーの運動方程式から導かれる（例え
ば、前掲の、「機械系のためのロボティクス」遠山茂樹
著 総合電子出版社 参照）。これらの運動方程式は、
剛体力学で用いられるものである。In general, the equation of motion of a mechanism can be written as: This equation of motion is derived from Newton's equation of motion and Euler's equation of motion (see, for example, "Robotics for mechanical systems" by Shigeki Toyama, Sogo Denshi Publishing Co., Ltd.). These equations of motion are
It is used in rigid body mechanics.
【０１７７】[0177]
【数１】 [Equation 1]
【０１７８】ただし、Θは関節角度のｎ×１ベクトル、
τは関節トルクのｎ×１ベクトル、Ｍ（Θ）はｎ×ｎの
質量行列、However, Θ is an n × 1 vector of the joint angle,
τ is the n × 1 vector of joint torque, M (Θ) is the n × n mass matrix,
【０１７９】[0179]
【外１】 [Outer 1]
【０１８０】は遠心力やコリオリ力の項を示すｎ×１ベ
クトル、Ｇ（Θ）は重力などの外力を示すｎ×１ベクト
ルを表わし、Θ，τは、以下のように表わされる。Is an n × 1 vector indicating the term of centrifugal force or Coriolis force, G (Θ) is an n × 1 vector indicating an external force such as gravity, and Θ and τ are represented as follows.
【０１８１】[0181]
【数２】 [Equation 2]
【０１８２】式（１）の運動方程式を解く（積分する）
ことにより、関節角度θｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を求
める。これによって解析的な逆運動学の式を用いること
なく関節角度を求めることができる。Solving (integrating) the equation of motion of equation (1)
Thus, the joint angle θi (i = 1, 2, ..., N) is obtained. This makes it possible to obtain the joint angle without using the analytical inverse kinematics formula.
【０１８３】ここで、式（１）のHere, in equation (1)
【０１８４】[0184]
【外２】 [Outside 2]
【０１８５】はそのリンク機構毎に異なるパラメータで
ある。予め、このパラメータをリンク機構毎に記録して
おく。Is a parameter that differs for each link mechanism. This parameter is recorded in advance for each link mechanism.
【０１８６】以下、具体例として、平行クランクをとり
あげて説明する。A parallel crank will be described as a specific example.
【０１８７】図４１は平行クランクの座標系を示す図で
ある。FIG. 41 is a diagram showing a coordinate system of a parallel crank.
【０１８８】先ず、前述した、第１のリンク機構解析装
置の実施形態と同様にして、リンク設定、および第１リ
ンク選択を行なう。First, the link setting and the first link selection are performed in the same manner as the above-described embodiment of the first link mechanism analyzing device.
【０１８９】第１リンクが選択されると、Ｄ−Ｈパラメ
ータから、リンク・パラメータ（リンク長：Ｌ１，Ｌ
２、オフセット：Θｏｆｆ 等）が設定される。これは
先端位置を求める運動学に用いるパラメータである。こ
のリンク・パラメータに加え、予め用意してある運動方
程式用のパラメータの中から、選択されたリンク機構に
対応するパラメータが選択されて式（１）に代入され
る。When the first link is selected, the link parameters (link lengths: L1, L
2, offset: Θ off, etc.) is set. This is a parameter used in kinematics for finding the tip position. In addition to this link parameter, a parameter corresponding to the selected link mechanism is selected from the parameters for the equation of motion prepared in advance and is substituted into the equation (1).
【０１９０】これ以降、図４１に示す平行クランクの例
で説明する。Hereinafter, an example of the parallel crank shown in FIG. 41 will be described.
【０１９１】（駆動部選択）前述した、第１のリンク機
構解析装置の実施形態における駆動部選択と同様であ
り、例えば「ピッキング選択により」第２リンクｌｉｎ
ｋ２を選択する。(Selection of Drive Unit) This is the same as the drive unit selection in the above-described embodiment of the first link mechanism analyzer, for example, “by picking selection” the second link lin.
Select k2.
【０１９２】（駆動型設定）ここでは、「駆動部選択」
で選択されたリンク（ここでは第２リンクｌｉｎｋ２）
上のどの点にどれだけの外力が加えられたか（これを
「リンクへの外力」と称する）と、「駆動部選択」で選
択されたリンク（ここでは第２リンクｌｉｎｋ２）の根
元の関節のトルク（これを「関節トルク」と称する）の
二種類のメニュータイトルがプルダウンメニュー形式で
表示され、それら二種類のメニュータイトルのうちの１
つが選択される。(Drive type setting) Here, "drive unit selection"
The link selected in (the second link link2 here)
How much external force is applied to which point above (this is called "external force to link") and the joint of the root of the link (here, the second link link2) selected in "Drive selection" Two kinds of menu titles of torque (this is called "joint torque") are displayed in a pull-down menu format, and one of the two kinds of menu titles is displayed.
One is selected.
【０１９３】図４１は、「駆動型設定」で「リンクへの
外力」が選択された場合の説明図である。FIG. 41 is an explanatory diagram when "external force to link" is selected in "drive type setting".
【０１９４】（指令値入力法）「リンクの外力」が選択
された場合、駆動部として選択されているリンク（ここ
では第２リンクｌｉｎｋ２）上の任意の点をマウスでつ
まんで動かし、その点からのマウスを動かした量（ｆ１
の矢印）に比例する力が、そのリンクに加わったものと
する。この力ｆ１を運動方程式（１）のＧ（Θ）（重力
などの外力）に代入する。この操作は、例えば図３に示
すＣＧ画面３０上で行ってもよい。(Command value input method) When "external force of link" is selected, an arbitrary point on the link (here, the second link link2) selected as the driving unit is pinched with the mouse to move the point. The amount of moving the mouse from (f1
A force proportional to the arrow) is applied to the link. This force f1 is substituted into G (Θ) (external force such as gravity) in the equation of motion (1). This operation may be performed on the CG screen 30 shown in FIG. 3, for example.
【０１９５】図４２は、「駆動型設定」が「関節トル
ク」の場合の図であり、この場合の指令値入力法は、前
述した第１のリンク機構解析装置の、関節角度の指令値
の入力法と同様である。ただし、この「関節トルク」の
場合、カーソル位置による入力法（図１３参照）は除か
れる。この「関節トルク」の場合、「駆動部選択」で選
択したリンク（ここでは第２リンクｌｉｎｋ２）の根元
にかかるトルクτ２を、運動方程式（１）（式（２）参
照）に代入する。FIG. 42 is a diagram when the "drive type setting" is "joint torque", and the command value input method in this case is the same as the command value of the joint angle of the first link mechanism analyzing device described above. It is similar to the input method. However, in the case of this “joint torque”, the input method by the cursor position (see FIG. 13) is excluded. In the case of the “joint torque”, the torque τ2 applied to the root of the link (here, the second link link2) selected in the “drive unit selection” is substituted into the equation of motion (1) (see the equation (2)).
【０１９６】このようにしてリンクへの外力、あるいは
関節トルクを代入した運動方程式（１）を解く（積分す
る）ことにより、関節角度θｉ （ｉ＝１，２，…，
ｎ）を求める。こうすることにより、解析的な逆運動学
の式を用いることなく、関節角度を求めることができ
る。By solving (integrating) the equation of motion (1) substituting the external force or the joint torque for the link in this way, the joint angle θ i (i = 1, 2, ...,)
n) is calculated. By doing so, the joint angle can be obtained without using an analytical inverse kinematics formula.
【０１９７】運動方程式（１）は、順次、各微小時間経
過後のものが何度も繰り返し解かれるが、運動方程式
（１）を何度も解いていくと、閉ループを有するリンク
機構の場合、図４３に示すように、ｌｉｎｋ１，ｌｉｎ
ｋ２，ｌｉｎｋ３からなる閉ループ・リンク系の先端点
Ｐ１が、この先端点Ｐ２が本来固定されているべき点Ｐ
２からずれることがある。そこで、ここでは、先端点Ｐ
１に固定点Ｐ２に向かう方向の力ｆ２を加えて先端点Ｐ
１を固定点Ｐ２に収束させる拘束力を発生させ、閉ルー
プが保たれるようにする。ここで、力ｆ２は、下記式
（３）に示すように、固定点Ｐ１と第３リンクｌｉｎｋ
３の先端点Ｐ２とのずれ量ΔＰに比例するバネ系の力
と、先端点Ｐ２の速度The equation of motion (1) is solved repeatedly after a lapse of each minute time, and when the equation of motion (1) is solved many times, in the case of a link mechanism having a closed loop, As shown in FIG. 43, link1, lin
The end point P1 of the closed loop link system composed of k2 and link3 is the point P to which this end point P2 should be originally fixed.
It may deviate from 2. Therefore, here, the tip point P
1 is applied with a force f2 in the direction toward the fixed point P2, and the tip point P
A constraining force that converges 1 to the fixed point P2 is generated so that the closed loop is maintained. Here, the force f2 is equal to the fixed point P1 and the third link link as shown in the following equation (3).
3, the force of the spring system that is proportional to the amount of deviation ΔP from the tip point P2, and the speed of the tip point P2.
【０１９８】[0198]
【外３】 [Outside 3]
【０１９９】（以下、ΔＰドットと称する）に比例する
ダンパー系の力との合成力とする。すなわち、(Hereinafter, referred to as ΔP dot) A combined force with the force of the damper system proportional to ΔP dot. That is,
【０２００】[0200]
【数３】 [Equation 3]
【０２０１】ただし、Ｋはバネ定数、Ｃは粘性係数であ
る。However, K is a spring constant and C is a viscosity coefficient.
【０２０２】閉ループ系の場合、この力ｆ２が運動方程
式（１）のＧ（Θ）に代入される。またリンクの外力も
しくは関節トルクも閉ループを含まない場合と同様に代
入される。In the case of the closed loop system, this force f2 is substituted into G (Θ) of the equation of motion (1). The external force or joint torque of the link is also substituted in the same way as when the closed loop is not included.
【０２０３】以上の、動力学を用いて関節角度を求める
フローを図４３に示す。FIG. 43 shows the flow for obtaining the joint angle using the above dynamics.
【０２０４】先ず運動方程式（１）の、First, in the equation of motion (1),
【０２０５】[0205]
【外４】 [Outside 4]
【０２０６】に、予め用意してある運動方程式用のパラ
メータの中から、選択したリンク機構に応じた運動方程
式用のパラメータを選択して代入する。[0206] From the prepared parameters for the motion equation, the parameters for the motion equation corresponding to the selected link mechanism are selected and substituted.
【０２０７】次に、運動方程式（１）に、Next, in the equation of motion (1),
【０２０８】[0208]
【外５】 [Outside 5]
【０２０９】を代入し、さらに上記のようにして入力し
た関節トルクτ（もしくはリンクへの外力ｆ１）を入力
し、その運動方程式を解いて関節角加速度Θダブルドッ
トを数値的に求め、それを二重積分することにより関節
角度Θを求め、運動学によりリンク機構の先端点Ｐ１
を求める。そのリンク機構が閉ループ系を含むならば拘
束力ｆ２を発生させ、閉ループ系であるか否かに拘ら
ず、すなわち、拘束力ｆ２を発生させるか否かに拘ら
ず、運動方程式の数値解法を繰り返す。その間に、関節
トルクτ（ないしリンクへの外力ｆ１）が変更されたと
きはその変更された関節トルクτ（ないしリンクへの外
力ｆ１）を代入して運動方程式の数値解析を繰り返す。
尚、運動方程式の数値解法はいくつか知られており、こ
こではいずれの数値解法を用いてもよい。By substituting for the joint torque τ (or the external force f1 to the link) input as described above, the equation of motion is solved to numerically obtain the joint angular acceleration Θ double dot, and The joint angle Θ is obtained by double integration, and the tip point P 1 of the link mechanism is determined by kinematics.
Ask for. If the link mechanism includes a closed loop system, a constraint force f2 is generated, and the numerical solution of the equation of motion is repeated regardless of whether the link mechanism is a closed loop system, that is, regardless of whether the constraint force f2 is generated. . In the meantime, when the joint torque τ (or the external force f1 to the link) is changed, the changed joint torque τ (or the external force f1 to the link) is substituted and the numerical analysis of the equation of motion is repeated.
There are several known numerical solution methods of the equation of motion, and any numerical solution method may be used here.
【０２１０】このようにして動力学を用いたリンク機構
解析が行われる。動力学を用いたリンク機構解析は、前
述した、逆運動学を用いたリンク機構解析と比べ、以下
の長所を有する。Thus, the link mechanism analysis using the dynamics is performed. The link mechanism analysis using dynamics has the following advantages as compared with the link mechanism analysis using inverse kinematics described above.
【０２１１】（１）リンク機構の幾何学的逆運動学は、
数学的に解くことが困難である場合も多いが、運動方程
式を求める方法はリンク機構の形状によらず一般性があ
り、その後の関節角度を求める手法はリンク機構の形状
によらず同一であるので、動力学を用いる方法は、逆運
動学をリンク機構毎に個別に解く方法よりも、適応範囲
が広い。(1) The geometric inverse kinematics of the link mechanism is
Although it is often difficult to solve mathematically, the method for obtaining the equation of motion is general regardless of the shape of the link mechanism, and the method for obtaining the joint angle thereafter is the same regardless of the shape of the link mechanism. Therefore, the method using dynamics has a wider adaptation range than the method in which inverse kinematics is individually solved for each link mechanism.
【０２１２】（２）簡単なリンク機構においても逆運動
学を求めるより動力学で用いる運動方程式を求める方が
容易である。(2) Even with a simple link mechanism, it is easier to obtain a motion equation used in dynamics than to obtain inverse kinematics.
【０２１３】（３）動力学の場合、積分の方法、パラメ
ータの正確さ（例えば、Ｍ（Θ）の値を１にする等の工
夫）によって、厳密性は欠くものの高速化を図ることも
できる。(3) In the case of dynamics, it is possible to speed up although it is lacking in rigor, depending on the method of integration and the accuracy of parameters (for example, a device such as setting the value of M (Θ) to 1). .
【０２１４】（４）運動方程式を解いてリンク機構の各
リンクを運動させ、その運動を表示することによって、
逆運動学を解いた場合と同様に、リンク機構の動きを視
覚的に検証することができる。(4) By solving the equation of motion, moving each link of the link mechanism, and displaying the motion,
As in the case of solving the inverse kinematics, the movement of the link mechanism can be visually verified.
【０２１５】次に、本発明のリンク機構関節データ演算
装置の一実施形態について説明する。Next, an embodiment of the link mechanism joint data calculation device of the present invention will be described.
【０２１６】図２は、前述の説明では本発明のリンク機
構解析装置の一実施形態の外観図であると説明したが、
この図２は、本発明のリンク機構関節データ演算装置の
一実施形態の外観図でもある。すなわち、ここでは、図
２に示すコンピュータシステム内に、本発明のリンク機
構解析装置の一実施形態と本発明のリンク機構関節デー
タ演算装置の一実施形態との双方が実現されており、図
示しないＣＡＤシステムからは被解析用リンク機構を構
成する複数の部品の三次元形状を表わす形状データが入
力され、図２に示すコンピュータシステム内に実現され
たリンク機構関節データ演算装置で、その入力された形
状データが表わす複数の部品の結合関係（関節）が定義
され、これによって、リンク座標系および親子関係を表
わすＤ−Ｈパラメータ、およびそのＤ−Ｈパラメータの
パラメータ値からなる関節データが求められ、このよう
にして求められた関節データと図示しないＣＡＤシステ
ムから入力された形状データが、図２に示すコンピュー
タシステム内に実現された、これまで説明してきたリン
ク機構解析装置に受け渡されるものとする。Although it has been described that FIG. 2 is an external view of one embodiment of the link mechanism analyzing apparatus of the present invention in the above description,
FIG. 2 is also an external view of an embodiment of the link mechanism joint data calculation device of the present invention. That is, here, both the one embodiment of the link mechanism analysis device of the present invention and the one embodiment of the link mechanism joint data calculation device of the present invention are realized in the computer system shown in FIG. The CAD system inputs shape data representing the three-dimensional shapes of a plurality of parts constituting the analyzed link mechanism, and the link mechanism joint data arithmetic device realized in the computer system shown in FIG. 2 inputs the shape data. A connection relation (joint) of a plurality of parts represented by the shape data is defined, whereby joint data including a D-H parameter indicating a link coordinate system and a parent-child relation, and a parameter value of the D-H parameter is obtained. The joint data obtained in this way and the shape data input from the CAD system (not shown) Implemented in Yutashisutemu, it shall be transferred to the link mechanism analyzer described so far.
【０２１７】ここで説明するリンク機構関節データ演算
装置は、大別して、ＣＡＤシステムから、リンク機構を
構成する複数の部品を組み上げた状態の形状データを入
力する場合と、ＣＡＤシステムからそれら複数の部品が
部品ごとにばらばらの状態の形状データを入力する場合
とのいずれにも対処可能なように構成されている。ま
た、以下では図示および説明の簡単のため、関節の種類
は、その関節で結合された部品がその関節を回動の中心
として回動することのできる回転型関節と、その関節で
結合された部品がその関節で直線的に移動することので
きる直動型関節と、その関節で部品が動かないように固
定される固定型関節との３種類の関節について説明す
る。The link mechanism joint data calculation device described here is roughly classified into a case where shape data of a state in which a plurality of parts constituting the link mechanism are assembled is input from the CAD system and a case where the plurality of parts are input from the CAD system. Is configured to be able to handle both the case of inputting the shape data in a separated state for each part. Further, in the following, for simplification of illustration and description, the types of joints are a rotary joint in which the parts joined by the joint can rotate about the joint and the joint by the joint. Three types of joints, a direct acting joint in which a component can move linearly at the joint and a fixed joint in which the component is fixed so as not to move at the joint, will be described.
【０２１８】図４５は、メニュー画面の流れを示した説
明図、図４６は関節設定メニューのサブメニューを示し
た説明図、図４７は、関節設定メニューのサブメニュー
の変形例を示した説明図、図４８は、ＣＡＤシステムか
ら入力された複数の部品の形状データに基づくＣＧ画面
を表わした図である。FIG. 45 is an explanatory view showing the flow of the menu screen, FIG. 46 is an explanatory view showing a sub menu of the joint setting menu, and FIG. 47 is an explanatory view showing a modified example of the sub menu of the joint setting menu. 48 is a diagram showing a CG screen based on the shape data of a plurality of parts input from the CAD system.
【０２１９】先ず、図４５に示す機構解析メインメニュ
ーにおいてメニュータイトル「ＣＡＤファイル呼込」を
選択すると、そのプルダウンメニューとして、メニュー
タイトル「組立状態」、「任意配置」、「部品」が現れ
る。ここでは、組立状態のＣＡＤファイルを読み出すも
のとし、メニュータイトル「組立状態」を選択すると、
そのＣＡＤファイルに格納されている製品名が現れる。
ここでは各「製品」が機構解析を行なうとしている、あ
るいは機構解析を行なった後のリンク機構を表わす形状
データを表わしている。そこで、所定の製品（ここでは
「製品２」とする）を選択すると、ＣＧ画面上に例えば
図４８に示すような組立後の複数の部品からなる「製
品」の３次元形状を表わすＣＧ画面が表示される。図４
８中の立体関節マークについては、以下に説明する。First, when the menu title "Call CAD file" is selected in the mechanism analysis main menu shown in FIG. 45, the menu titles "assembled state", "arbitrary arrangement", and "parts" appear as pull-down menus. Here, it is assumed that the CAD file in the assembled state is read out, and when the menu title "assembled state" is selected,
The product name stored in the CAD file appears.
Here, each "product" is supposed to perform the mechanism analysis, or represents the shape data representing the link mechanism after the mechanism analysis. Therefore, when a predetermined product (here, "product 2") is selected, a CG screen showing the three-dimensional shape of the "product" composed of a plurality of assembled parts is displayed on the CG screen, for example, as shown in FIG. Is displayed. Figure 4
The solid joint mark in 8 will be described below.
【０２２０】次に、図４６に示す機構解析メインメニュ
ー中のメニュータイトル「関節設定」を選択する。する
と、画面上に関節設定メニューが現れる。そこで、今度
は、その関節設定メニュー中のメニュータイトル「関節
種類」を選択する。するとメニュータイトル「関節種
類」のプルダウンメニューとして、図４６に示すように
メニュータイトル「部品選択」、「親部品選択」、「立
体関節マーク選択」、「適用」が表示される。Next, the menu title "joint setting" in the mechanism analysis main menu shown in FIG. 46 is selected. Then, the joint setting menu appears on the screen. Therefore, this time, the menu title "joint type" in the joint setting menu is selected. Then, as the pull-down menu of the menu title "joint type", the menu titles "component selection", "parent component selection", "three-dimensional joint mark selection", and "apply" are displayed as shown in FIG.
【０２２１】そこで、先ず、メニュータイトル「部品選
択」を選択し、ＣＧ画面（図４８）上で関節を定義しよ
うとする部品をマウスでクリックする。次に、メニュー
タイトル「親部品選択」を選択し、ＣＧ画面上で、その
関節を定義しようとしている部品がその定義される関節
で連結される親部品をクリックする。次に、メニュータ
イトル「立体関節マーク選択」を選択する。するとさら
に、メニュータイトル「立体関節マーク（組立状
態）」、「立体関節マーク（部品）」、「立体関節マー
ク（２次元）」、「スケール変換」が表示される。Therefore, first, the menu title "select component" is selected, and the component for which a joint is to be defined is clicked with the mouse on the CG screen (FIG. 48). Next, the menu title "select parent part" is selected, and on the CG screen, the parent part to which the part which is going to define the joint is connected by the defined joint is clicked. Next, the menu title "select solid joint mark" is selected. Then, the menu titles “3D joint mark (assembled state)”, “3D joint mark (part)”, “3D joint mark (2D)”, and “scale conversion” are displayed.
【０２２２】そこで「立体関節マーク（組立状態）」を
選択すると、メニュータイトル「回転型関節」、「直動
型関節」、「固定型関節」が表示された、「立体関節マ
ーク」画面が現れる。ここでは「回転型関節」を選択す
る。すると、図４８に示すように、ＣＧ画面上に回転型
関節の立体関節マークが現れる。この回転型関節の立体
関節マークは、立体的な矢印に矢羽根が付された形状と
しており、その矢印の方向で回転軸の方向を示し、その
矢羽根の方向で回転軸基準点、すなわち、その回転型関
節の関節角度零度の方向を示す。Then, when the "3D joint mark (assembled state)" is selected, the "3D joint mark" screen appears with the menu titles "rotary joint", "direct acting joint" and "fixed joint" displayed. . Here, “rotary joint” is selected. Then, as shown in FIG. 48, the solid joint mark of the rotary joint appears on the CG screen. The three-dimensional joint mark of this rotary joint has a shape in which an arrow blade is attached to a three-dimensional arrow, the direction of the arrow indicates the direction of the rotation axis, and the direction of the arrow blade indicates the rotation axis reference point, that is, The direction of the joint angle of the rotary joint is 0 degrees.
【０２２３】尚、ここで、図４６に示すメニュータイト
ル「立体関節マーク選択」を選択した後、メニュータイ
トル「立体関節マーク（組立状態）」を選択したが、図
４６に示す機構解析メニュー中のメニュータイトル「Ｃ
ＡＤファイル呼込」を選択したときメニュータイトル
「組立状態」を選択しているため、この時点で、組立状
態の「もの」について関節を定義しようとしていること
がわかる。It should be noted that, here, the menu title "stereoscopic joint mark (assembled state)" is selected after selecting the menu title "stereoscopic joint mark selection" shown in FIG. 46, but in the mechanism analysis menu shown in FIG. Menu title "C
Since the menu title "assembly state" is selected when "AD file call" is selected, it can be seen that the joint is about to be defined for "object" in the assembly state at this point.
【０２２４】したがって、図４７に示すように、メニュ
ータイトル「立体関節マーク選択」を選択したときに、
いきなり、立体関節マークを選択するメニュータイトル
画面に移行するように構成してもよい。Therefore, as shown in FIG. 47, when the menu title "Select solid joint mark" is selected,
The configuration may be such that the menu title screen for selecting the solid joint mark is suddenly displayed.
【０２２５】以上のようにして、関節を定義しようとす
る「部品」、その「親部品」およびその関節の種類（こ
こでは「回転型関節」）を指定した後、以下のようにし
て関節定義を行なう。As described above, after the "part" for which a joint is to be defined, its "parent part", and the type of the joint (here, "rotary joint") are specified, the joint is defined as follows. Do.
【０２２６】図４９は、回転型関節の定義を行なう手順
を示した説明図である。FIG. 49 is an explanatory view showing a procedure for defining a rotary joint.
【０２２７】上述のようにして、回転型関節の立体関節
マークを選択すると、ＣＧ画面上に、図４９（Ａ）に示
すように、関節を定義しようとしている部品の幾何基準
座標系のｘｙｚの３軸のうちの各２軸を含む直交３平面
（ｘｙ平面，ｙｚ平面、ｚｘ平面）が表示される。そこ
で、それらの３平面の中から、その定義しようとしてい
る回転型関節の回転軸がのるべき平面をピッキングし、
あるいは、その平面の名前をキーボードから入力するこ
とにより選択する。尚、回転型関節の回転軸がこれらの
３平面のいずれにものらない場合であっても、とり合え
ず、それらの３平面の中から、その回転軸を含む平面に
近い平面を選んでおき、微調整は後で行なう。When the three-dimensional joint mark of the rotary joint is selected as described above, as shown in FIG. 49 (A) on the CG screen, the xyz of the geometrical reference coordinate system of the part in which the joint is to be defined is displayed. Three orthogonal three planes (xy plane, yz plane, zx plane) including each two axes of the three axes are displayed. So, from those three planes, pick the plane where the rotation axis of the rotary joint to be defined should lie,
Alternatively, the name of the plane is selected by inputting it from the keyboard. Even if the rotation axis of the rotary joint does not fall on any of these three planes, the plane close to the plane including the rotation axis should be selected from the three planes. , Fine adjustment will be done later.
【０２２８】３平面のうちのいずれかの平面を選択する
と、選択した平面を除く他の２平面は消え、代わりに、
図４９（Ｂ）に示すように、その選択した平面上に４５
°間隔で８つの方向を向いた８本の矢印（直線あるいは
立体）が表示される。なお、この矢印は、例えば３０°
間隔で１２の方向を向いた１２本の矢印等であってもよ
い。この矢印は、回転型関節の、選択した平面内におけ
る回転軸方向を選択するためのものである。この図４９
（Ｂ）のように表示された複数の矢印のうちの１つの矢
印を、ピッキングにより、あるいはその矢印の番号をキ
ーボードで入力することにより、あるいは、デフォルト
値としてある１本の矢印のみ変色させておいてキーボー
ドの矢印キーを押して、矢印の変色を順次隣接する矢印
に移動させることにより選択する。When any one of the 3 planes is selected, the other 2 planes except the selected plane disappear, and instead,
As shown in FIG. 49 (B), 45 is placed on the selected plane.
Eight arrows (straight line or solid) pointing in eight directions are displayed at intervals. Note that this arrow is, for example, 30 °
It may be twelve arrows or the like pointing in twelve directions at intervals. This arrow is for selecting the rotational axis direction of the rotary joint in the selected plane. This Figure 49
By picking one of the multiple arrows displayed as in (B), or by entering the number of the arrow on the keyboard, or by changing the color of only one arrow that is the default value. Then, by pressing the arrow keys on the keyboard, the discoloration of the arrow is sequentially moved to the adjacent arrow for selection.
【０２２９】次に、必要に応じて、図４９（Ｃ）に示す
ように、回転型関節の回転軸方向の微調整を行なう。こ
の微調整を行なうには、図４５に示す関節設定メニュー
中のメニュータイトル「編集」を選択する。するとメニ
ュータイトル「位置」、「姿勢」、「基準点設定」がプ
ルダウンされ、ここでは、関節の姿勢を微調整するため
のメニュータイトル「姿勢」を選択する。すると、図４
５に示すような「関節姿勢設定」画面が表示される。そ
こで、マウスを操作して、その画面中のバリュエータの
つまみをつまんで移動させることにより、あるいは、そ
の画面中のＲｘ，Ｒｙ，Ｒｚのいずれかをマウスでピッ
キングした後、キーボードから数値を入力し、あるい
は、その画面中のＲｘ，Ｒｙ，Ｒｚのいずれかをマウス
ピッキングした後、図１６を参照して説明した回転角度
θｒｅｆ の値の増減と同様なマウス操作を行なうこと
により、回転型関節の回転軸の姿勢を微調整する。尚，
Ｒｘ，Ｒｙ，Ｒｚは、それぞれ、ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸のま
わりの回転角度を表わす。「関節姿勢設定」画面中のメ
ニュータイトル「適用」を選択すると、関節姿勢が微調
整され、ＣＧ画面が図４９（Ｄ）の画面に移る。関節姿
勢の微調整が不要のときは「関節姿勢設定」の画面を開
くことなく、関節設定メニュー（図４６参照）中の「適
用」ボタンをピッキングすることにより、図４９（Ｄ）
の画面に移る。Next, if necessary, as shown in FIG. 49C, fine adjustment is performed in the direction of the rotation axis of the rotary joint. To perform this fine adjustment, the menu title "Edit" in the joint setting menu shown in FIG. 45 is selected. Then, the menu titles "position", "posture", and "reference point setting" are pulled down, and here, the menu title "posture" for finely adjusting the posture of the joint is selected. Then, Fig. 4
A "joint posture setting" screen as shown in 5 is displayed. Therefore, operate the mouse to pinch and move the valuator knob on the screen, or pick any of Rx, Ry, and Rz on the screen with the mouse, and then enter a value from the keyboard. Alternatively, after picking any one of Rx, Ry, and Rz on the screen, the same rotary operation as the increase / decrease of the value of the rotation angle θ ref described with reference to FIG. Finely adjust the posture of the rotation axis of. still,
Rx, Ry, and Rz represent rotation angles around the x-axis, y-axis, and z-axis, respectively. When the menu title "Apply" is selected on the "Joint posture setting" screen, the joint posture is finely adjusted, and the CG screen moves to the screen of FIG. 49 (D). When fine adjustment of the joint posture is unnecessary, by picking the "Apply" button in the joint setting menu (see FIG. 46) without opening the "Joint posture setting" screen, FIG.
Move to the screen of.
【０２３０】ここでは、これまでの手順で定められた回
転軸の基準点、すなわち関節角度零度の方向を定める。
この回転軸基準点を定めるために図４９（Ｄ）に示すよ
うな４５°間隔の８方向を表わす平面が表示され、その
うちの１つの平面を、ピッキング、番号入力、キーボー
ドの矢印キーによる変色した平面の移動のいずれかによ
り選択する。この回転軸基準点の微調整を行なうには、
図４５に示す関節設定メニュー中のメニュータイトル
「編集」を選択し、さらにメニュータイトル「基準点設
定」を選択して、「基準点設定」画面を開く。図４５に
例示する「基準点設定」画面は複数の関節についてまと
めて調整を行なう画面であり、ここでは、図４８に示す
「関節１」を指定しているため、「関節１」をピッキン
グし、マウス操作により、あるいはキーボードからの数
値入力により、その回転軸基準点を微調整する。尚、こ
こでは、回転型関節の回転方向は右ねじの方向を正方向
としている。このようにして回転軸基準点を微調整した
場合は「基準点設定」画面中の「適用」ボタンを押すこ
とにより、あるいは微調整が不要なときは関節設定メニ
ュー中の「適用」ボタン（図４８参照）を押すことによ
り、図４９（Ｅ）の、回転軸設定画面に移る。ここで
は、回転軸の位置が調整される。これまでの調整と同
様、図４５に示す関節設定メニュー中のメニュータイト
ル「編集」を選択し、さらにメニュータイトル「位置」
を選択して「関節位置設定」画面を表示し、上述の関節
姿勢の微調整と同様にして関節位置調整を行なう。この
「関節位置設定」画面中の「適用」ボタンをピッキング
することにより、あるいは関節位置調整が不要の場合
は、この「関節位置設定」画面を開くことなく関節設定
メニュー中の「適用」ボタンを押すことにより、図４９
（Ｆ）に示すように、これまでの手順で選んだ回転軸の
位置、姿勢に適合するように立体関節マークが配置され
る。Here, the reference point of the rotation axis determined by the procedure so far, that is, the direction of the joint angle of zero degree is determined.
In order to determine this rotation axis reference point, planes representing 8 directions at 45 ° intervals are displayed as shown in FIG. 49 (D), and one of the planes is picked, number input, and discolored by the arrow keys of the keyboard. Select either by moving the plane. To make fine adjustments to this rotary axis reference point,
In the joint setting menu shown in FIG. 45, the menu title “edit” is selected, and further the menu title “reference point setting” is selected to open the “reference point setting” screen. The “reference point setting” screen illustrated in FIG. 45 is a screen for collectively adjusting a plurality of joints. Since “joint 1” shown in FIG. 48 is specified here, “joint 1” is picked. Finely adjust the rotation axis reference point by operating the mouse or inputting a numerical value from the keyboard. Note that, here, the direction of rotation of the rotary joint is the positive direction of the right-hand screw. When the rotary axis reference point is finely adjusted in this way, click the "Apply" button in the "Reference point setting" screen, or when fine adjustment is not required, click the "Apply" button in the joint setting menu (Fig. By pressing (48), the screen moves to the rotation axis setting screen of FIG. 49 (E). Here, the position of the rotating shaft is adjusted. Similar to the adjustments so far, the menu title “Edit” in the joint setting menu shown in FIG. 45 is selected, and the menu title “Position” is selected.
Is displayed to display the “joint position setting” screen, and the joint position is adjusted in the same manner as the fine adjustment of the joint posture described above. By picking the "Apply" button in this "Joint position setting" screen, or if joint position adjustment is not necessary, click the "Apply" button in the joint setting menu without opening this "Joint position setting" screen. Figure 49
As shown in (F), the solid joint mark is arranged so as to match the position and orientation of the rotation axis selected in the procedure so far.
【０２３１】このようにして、リンク機構を構成する各
部品について順次関節が定義され、全ての部品について
の全ての関節の定義が終了すると、図３に示すコンピュ
ータシステム内ではその定義したリンク機構についての
関節データ、すなわちＤ−ＨパラメータやそのＤ−Ｈパ
ラメータのパラメータ値が求められる。この求められた
関節データは、そのリンク機構の形状データと共に、前
述したリンク機構解析に用いられる。In this way, joints are sequentially defined for each part constituting the link mechanism, and when the definition of all joints for all parts is completed, the defined link mechanism is set in the computer system shown in FIG. Joint data, that is, the DH parameter and the parameter value of the DH parameter are obtained. The joint data thus obtained is used in the above-described link mechanism analysis together with the shape data of the link mechanism.
【０２３２】図５０は、立体関節マークのスケール変換
の説明図である。FIG. 50 is an explanatory diagram of scale conversion of a solid joint mark.
【０２３３】立体関節マークの寸法ＲＬは、部品の大き
さに合わせて見やすい寸法に設定することが好ましい。
そこでここでは、その立体関節マークを配置しようとす
る部品を包む最小包絡球を考え、その半径をＲとし、そ
の半径Ｒを定数Ｋ倍することにより、立体関節マークの
寸法ＲＬ＝Ｋ・Ｒを定める（・は乗算を示す）。The size RL of the solid joint mark is preferably set to a size that is easy to see according to the size of the part.
Therefore, here, by considering a minimum envelope sphere that encloses the part in which the solid joint mark is to be arranged, and letting the radius be R and multiplying the radius R by a constant K, the dimension RL = K · R of the solid joint mark is obtained. Define (-indicates multiplication).
【０２３４】この立体関節マークのスケール変換を行な
うにあたっては、先ず、図４５に示す関節設立メニュー
のメニュータイトル「関節種類」を選択し、図４６に示
す、「関節種類」のプルダウンメニュー中のメニュータ
イトル「立体関節マーク選択」を選択し、そのプルダウ
ンメニュー中のメニュータイトル「スケール変換」を選
択する。すると、図５０に示す「立体関節マークスケー
ル変換」の画面が表示される。そこで、その「立体関節
マークスケール変換」画面中の「関節選択」ボタンを押
した上で、ＣＧ画面上の、定義された関節の位置、姿勢
に配置された立体関節マーク（各関節ごとに立体関節マ
ークが配置されるため、複数の立体関節マークが配置さ
れていることもある）のうち、スケール変換を行おうと
する立体関節マークをピッキングにより指定する。ある
いは、「関節選択」ボタンを押した上で関節名（例えば
図５０の例では「関節１」）をキーボードで入力するこ
とにより、スケール変換を行なうべき立体関節マークを
指定する。To perform the scale conversion of this three-dimensional joint mark, first, the menu title "joint type" of the joint establishment menu shown in FIG. 45 is selected, and the menu in the pull-down menu of "joint type" shown in FIG. Select the title "3D joint mark selection" and select the menu title "Scale conversion" in the pull-down menu. Then, the screen of "3D joint mark scale conversion" shown in FIG. 50 is displayed. Therefore, after pressing the "Joint selection" button on the "Convert three-dimensional joint mark scale" screen, the three-dimensional joint mark arranged at the defined joint position and posture on the CG screen Since joint marks are arranged, a plurality of three-dimensional joint marks may be arranged.) Of these, the three-dimensional joint mark for which scale conversion is to be performed is designated by picking. Alternatively, the 3D joint mark to be scale-converted is designated by pressing the “joint selection” button and then inputting the joint name (for example, “joint 1” in the example of FIG. 50) with the keyboard.
【０２３５】このようにして、どの立体関節マークのス
ケール変換を行なうかを指定した上で、マウス操作によ
り「立体関節マークスケール変換」画面中のバリュエー
タのつまみをつまんで動かすことにより、あるいはキー
ボードからの数値入力により、上述の係数のＫの値を入
力する。その後、「立体関節マークスケール変換」画面
中の「適用」ボタンを押すことにより、その指定した立
体関節マークが指定した寸法ＲＬ＝Ｋ・Ｒにスケール変
換される。部品との関係で立体関節マークが小さすぎ、
あるいは大きすぎたときは、定数Ｋを再設定する。In this manner, after specifying which solid joint mark scale conversion is to be performed, by operating the mouse to pinch and move the valuator knob in the "3D joint mark scale conversion" screen, or from the keyboard. By inputting the numerical value of, the value of K of the above coefficient is input. After that, by pressing the "Apply" button on the "3D joint mark scale conversion" screen, the designated 3D joint mark is scaled to the designated dimension RL = KR. The 3D joint mark is too small due to the relationship with the parts,
Alternatively, when it is too large, the constant K is reset.
【０２３６】図５１は、ＣＧ画面の表示態様の説明図で
ある。FIG. 51 is an explanatory diagram of a display mode of the CG screen.
【０２３７】図４５に示す機構解析メインメニューに戻
り、この機構解析メインメニュー中のメニュータイトル
「視点等」を選択すると、そのプルダウンメニューとし
てメニュータイトル「視点方向」、「三面図表示」、
「部品表示」が表示される。その中の「部品表示」を選
択すると、図５１に示す「部品表示特性」画面が表示さ
れる。この画面中には、「部品選択」ボタンと、「ポリ
ゴン」と「線画」との切り替えボタンと、透明度を指示
するバリュエータがあり、先ず「部品選択」ボタンを押
して、ＣＧ画面上の所望の部品をピッキングし、あるい
は部品名を入力することで部品を選択する。次に、「ポ
リゴン」ボタンを押して、あるいは「ポリゴン」ボタン
が押されている状態で透明度バリュエータを動かすと、
その値が、部品の透明度を指示する透明度パラメータに
代入されて、ＣＧ描画ツールに引き渡される。ＣＧ描画
ツールは、その透明度パラメータが’１’のときはその
部品は完全に不透明、その透明度パラメータが’０’の
ときはその部品は完全な透明であって中が透けて見える
ように、その透明度パラメータの値によってその指定さ
れた部品の中が透けて見える程度を変更して描画する。
このようにして、部品を半透明状態にして表示すると、
立体関節マークが部品の中に埋もれてしまって見えなく
なってしまうのを避けることができる。一方、「ポリゴ
ン」に代え「線画」を選択すると、その部品を、その部
品の裏側が見えないように陰線処理した線画を表示す
る。Returning to the mechanism analysis main menu shown in FIG. 45, when the menu title "viewpoint etc." in this mechanism analysis main menu is selected, the menu titles "viewpoint direction", "three-view display",
"Parts display" is displayed. When "Parts display" is selected, the "Parts display characteristics" screen shown in FIG. 51 is displayed. On this screen, there are a "select parts" button, a "polygon" and "line drawing" switch button, and a valuator for instructing transparency. First, press the "select parts" button to select the desired part on the CG screen. Select a part by picking or by entering the part name. Next, press the "Polygon" button, or move the transparency valuator while the "Polygon" button is pressed,
The value is substituted for the transparency parameter that indicates the transparency of the part, and is passed to the CG drawing tool. The CG drawing tool is such that when the transparency parameter is "1", the part is completely opaque, and when the transparency parameter is "0", the part is completely transparent and the inside can be seen through. Drawing is performed by changing the degree to which the inside of the specified part can be seen through, depending on the value of the transparency parameter.
In this way, when displaying the part in a semi-transparent state,
It is possible to avoid that the solid joint mark is buried in the part and disappears. On the other hand, when “line drawing” is selected instead of “polygon”, a line drawing in which the part is hidden is displayed so that the back side of the part cannot be seen.
【０２３８】次に直動型関節の定義の仕方について説明
する。Next, how to define a direct acting joint will be described.
【０２３９】図５２は、ＣＡＤシステムから入力された
形状データに基づくＣＧ画面を表わした図、図５３は、
直動型関節の定義を行なう手順を示した図である。FIG. 52 shows a CG screen based on the shape data input from the CAD system, and FIG. 53 shows
It is a figure showing the procedure which defines a direct acting joint.
【０２４０】前述の回転型関節を定義する場合と同様に
して、ＣＧ画面上に、図５２に示すような組立後の「製
品」の三次元グラフィック画像を表示し、さらに、前述
の回転型関節の場合と同様にして、ここで定義しようと
している直動型関節が配置される部品の選択、その親部
品の選択、直動型関節の立体関節マークの選択を行な
う。Similar to the case of defining the rotary joint described above, a three-dimensional graphic image of the assembled “product” as shown in FIG. 52 is displayed on the CG screen, and the rotary joint described above is further displayed. In the same manner as in the case 1, the component in which the linear motion type joint to be defined here is arranged, the parent component thereof, and the solid joint mark of the linear motion type joint are selected.
【０２４１】すると、回転型関節の場合と同様に、ＣＧ
画面上に、図５３（Ａ）に示すような直交３平面が表示
され、それらの３平面の中から直動関節の直動方向を含
む平面が選択され、図５３（Ｂ）に示すような複数（こ
こでは８つ）の方向を向いた複数の矢印が表示され、そ
のうちの１本を選ぶことにより直動関節の直動方向を指
定する。次に、必要に応じて、図５３（Ｃ）に示すよう
に、その直動方向の姿勢の微調整を行ない、さらに、図
５３（Ｄ）に示すように直動基準点を設定し「適用」ボ
タンを押すことにより、その設定した位置に、直動型関
節の立体関節マークが配置される。Then, as in the case of the rotary joint, the CG
As shown in FIG. 53 (B), three orthogonal planes as shown in FIG. 53 (A) are displayed on the screen, and a plane including the linear motion direction of the linear motion joint is selected from the three planes. A plurality of arrows (here, eight) are displayed, and one of them is selected to specify the linear motion direction of the linear motion joint. Next, if necessary, as shown in FIG. 53 (C), fine adjustment of the posture in the linear motion direction is performed, and further, as shown in FIG. 53 (D), the linear motion reference point is set and “Apply” is applied. By pressing the "" button, the three-dimensional joint mark of the direct acting joint is placed at the set position.
【０２４２】図５４は、ＣＡＤシステムから入力された
形状データに基づくＣＧ画面を表わした図である。ここ
では、固定型関節の定義について説明する。FIG. 54 is a diagram showing a CG screen based on the shape data input from the CAD system. Here, the definition of the fixed joint will be described.
【０２４３】上述と同様にして「部品選択」、「親部品
選択」、「立体関節マーク選択」（ここでは固定型関節
の立体関節マークの選択）を行なう。ここでは組立後の
グラフィック画像が表示されており、固定型関節は選択
した部品を選択した親部品に固定するためのものである
ため、固定型関節の立体関節マークは任意の位置に任意
の姿勢で配置してよい。したがって、上述の回転型関節
や直動型関節の場合のような、回転軸ないし直動の方向
を決定する作業は不要であり、ここでは、この固定型関
節の立体関節マークは、この固定型関節を定義しようと
した部品の親部品の基準座標の原点に配置される。In the same manner as described above, "component selection", "parent component selection", and "stereoscopic joint mark selection" (here, selection of the stereoscopic joint mark of the fixed joint) is performed. Here, the graphic image after assembly is displayed, and because the fixed joint is for fixing the selected part to the selected parent part, the solid joint mark of the fixed joint is in any position and in any posture. May be placed at. Therefore, unlike the case of the rotary joint or the direct acting joint described above, the work for determining the rotation axis or the direction of the direct acting is unnecessary. Here, the solid joint mark of the fixed joint is the fixed joint. It is placed at the origin of the reference coordinates of the parent part of the part that tried to define the joint.
【０２４４】以上では、回転型関節の定義、直動型関節
の定義、固定型関節の定義に分けて説明を行なったが、
１つのリンク機構中に複数種類の関節が混在していても
よい。In the above, the definitions of the rotary type joint, the direct acting type joint, and the fixed type joint are explained separately.
Plural kinds of joints may be mixed in one link mechanism.
【０２４５】以上のようにして全ての関節の定義が完了
した時点で、関節設定メニュー中の「適用」ボタンない
し「関節計算」ボタンを押すと、そのリンク機構の関節
データが求められる。When the definition of all the joints is completed as described above and the "Apply" button or the "Joint calculation" button in the joint setting menu is pressed, the joint data of the link mechanism is obtained.
【０２４６】次にＣＡＤファイルから部品をばらばらに
読み込んだ状態で関節定義を行なう手法について説明す
る。Next, a method of defining a joint in a state where the parts are read separately from the CAD file will be described.
【０２４７】図５５、図５６は、ばらばらな部品につい
て関節を定義する手法の説明図である。55 and 56 are explanatory views of a method of defining joints for disjoint parts.
【０２４８】図４５に示す機構解析メインメニューにお
いて、「ＣＡＤファイル呼込」を選択し、「部品」を選
択し、いずれかの部品名（ここの例では「部品２」）を
選択して、その部品をＣＧ画面上に表示する。これを繰
り返し、ＣＧ画面上に複数の部品を表示する。In the mechanism analysis main menu shown in FIG. 45, select "Call CAD file", select "Parts", select one of the parts names ("Part 2" in this example), The part is displayed on the CG screen. By repeating this, a plurality of parts are displayed on the CG screen.
【０２４９】次に、「関節設定」を選択して関節設定メ
ニュー画面を開き、その関節設定メニュー中の「関節種
類」を選択し、図４６に示す関節設定メニューのプルダ
ウンメニュー中の「部品選択」を選択してＣＧ画面上の
部品を指定し、「親部品選択」を選択してＣＧ画面上の
親部品を指定する。Next, select "joint setting" to open the joint setting menu screen, select "joint type" in the joint setting menu, and select "part selection" in the pull-down menu of the joint setting menu shown in FIG. ", Select a part on the CG screen, and select" select parent part "to specify a parent part on the CG screen.
【０２５０】さらに「立体関節マーク選択」を選択し、
そのプルダウンメニュー中から「立体関節マーク（部
品）」を選択する。すると、図４６に示す立体関節結合
マーク」画面が表示されるので、定義しようとする関節
の種類（ここでは「回転型関節」とする）を選択する。[0250] Further, select "Select solid joint mark",
Select "3D joint mark (part)" from the pull-down menu. Then, the "3D joint mark" screen shown in FIG. 46 is displayed, and the type of joint to be defined (here, "rotary joint") is selected.
【０２５１】この立体関節結合マークは、図４６の「立
体関節結合マーク」画面内、および図５５に示すよう
に、親部品用の立体結合マーク（立体関節マーク）と子
部品用の立体結合マーク（立体関節マーク）とで構成さ
れており、図５５に示すように、ある１つの部品ｉに
は、自分が子部品となって、その親部品ｉ−１と結合す
る関節に子部品用の立体結合マークＪｉ．Ｃが配置さ
れ、自分が親部品となって、自分に対する子部品ｉ＋１
と結合する関節に親部品用の立体結合マークＪｉ＋１．
Ｐが配置される。それら子部品用立体関節マークＪｉ．
Ｃと親部品用立体結合マークとの間の距離ＤＨ．Ｌがそ
の部品ｉのリンクの長さとなる。This three-dimensional joint coupling mark is displayed in the "three-dimensional joint coupling mark" screen of FIG. 46, and as shown in FIG. 55, the three-dimensional joint mark for the parent part (three-dimensional joint mark) and the three-dimensional joint mark for the child part. (3D joint mark), as shown in FIG. 55, a certain part i is a child part of itself, and a joint for connecting with the parent part i-1 is a child part. Three-dimensional bond mark Ji. C is placed, you become the parent part, and your child part i + 1
A solid joint mark J i + 1 .
P is arranged. These three-dimensional joint marks for child parts Ji.
The distance DH.C between the solid connection mark for parent part and C. L is the length of the link of the part i.
【０２５２】立体関節マークの３次元位置・姿勢から、
Ｄ−Ｈパラメータの表記規則に従った値を計算してＤ−
Ｈパラメータに代入する。From the three-dimensional position and orientation of the solid joint mark,
DH is calculated by calculating the value according to the DH parameter notation rules.
Substitute in the H parameter.
【０２５３】ＣＧ画面上に、図５６に示すように、ＣＧ
画面上に複数の部品を表示しておいて、自分（部品１と
する）に対する親部品（部品０）の、自分（部品１）と
結合する位置、姿勢に親部品用の立体結合マークＪ１．
Ｐを配置し、自分（部品１）には、その親部品（部品
０）と結合する関節の位置、姿勢に子部品用の立体関節
マークＪ１．Ｃを配置し、同様に、自分（部品１）に、
自分（部品１）に対する子部品（部品２）と結合する親
部品用の立体結合マークＪ２．Ｐを配置し、自分（部品
１）に対する子部品（部品２）には、自分（部品１）と
結合する子部品用の立体結合マークＪ２．Ｃを配置す
る。各親部品用、各子部品用の立体結合マークの配置の
仕方は、図４９を参照して説明した、親部品用、子部品
用とに分かれていない立体関節マークの配置の仕方と同
じであり、ここでは重複説明は省略する。On the CG screen, as shown in FIG. 56, CG
By displaying a plurality of parts on the screen, the parent part (part 0) with respect to itself (referred to as part 1) has a position and orientation to be combined with itself (part 1), and the solid combination mark J1.
P is arranged, and the self (part 1) has three-dimensional joint marks J1. Place C, and in the same way, on yourself (part 1),
Three-dimensional connection mark J2. For the parent part to be connected to the child part (part 2) for itself (part 1). P is arranged, and the child part (part 2) for itself (part 1) has a three-dimensional joining mark J2. Place C. The method for arranging the three-dimensional joint marks for each parent part and each child part is the same as the method for arranging the three-dimensional joint marks that are not divided into the parent part and the child part described with reference to FIG. Therefore, redundant description will be omitted here.
【０２５４】上記のようにして、親部品用の立体結合マ
ークと子部品用の立体結合マークを配置しておいて、図
４６の関節設定メニュー中の「適用」ボタンを押すと、
ＣＧ画面内で、親部品用立体結合マークないし子部品用
立体結合マークが、そのマークが配置された部品と一緒
に移動し、図５６に示すように、相互に対応する親部品
用立体結合マークと子部品用立体結合マークとが結合し
た状態となる。As described above, by arranging the three-dimensional connecting mark for the parent part and the three-dimensional connecting mark for the child part and pressing the "Apply" button in the joint setting menu of FIG. 46,
In the CG screen, the parent-part three-dimensional bond mark or the child-part three-dimensional bond mark moves together with the part in which the mark is placed, and as shown in FIG. 56, the parent-part three-dimensional bond marks correspond to each other. And the three-dimensional bonding mark for the child part are connected.
【０２５５】このように、組立後の状態ではなく、部品
をばらばらに読み込んでも、親部品用の立体結合マーク
と子部品用の立体結合マークを用いることにより、関節
を定義することができる。As described above, even if the parts are read separately instead of in the assembled state, the joint can be defined by using the stereoscopic connecting mark for the parent part and the stereoscopic connecting mark for the child part.
【０２５６】この親部品用の立体結合マークと子部品用
の立体結合マークを用いる場合、親部品用、子部品用の
立体結合マークは、部品の表面と接触するように配置さ
れることが多い。この場合、立体関節マーク（親部品
用、子部品用の立体結合マークを含む）の部品表面への
配置を容易に実現するために「干渉チェック」を行なう
ことが好ましい。When the three-dimensional combination mark for the parent part and the three-dimensional combination mark for the child part are used, the three-dimensional combination mark for the parent part and the child part are often arranged so as to be in contact with the surface of the part. . In this case, it is preferable to perform the "interference check" in order to easily realize the placement of the solid joint mark (including the solid joint mark for the parent component and the solid joining mark for the child component) on the component surface.
【０２５７】図５７は、立体関節マークと部品との干渉
チェックの説明図である。FIG. 57 is an explanatory diagram of the interference check between the solid joint mark and the parts.
【０２５８】「干渉チェック」とは、立体関節マーク
が、部品から離れているか、あるいは干渉している（接
触ないし重なっている）かを、それら立体関節マークと
部品の形状データ、位置データ等に基づいて自動的にチ
ェックすることをいい、この「干渉チェック」を採用す
ると、立体関節マークを部品に近づけていったときに立
体関節マークが部品表面に接触した位置で、立体関節マ
ークを部品内に入り込まないように自動的に停止させた
り、立体関節マークが部品に接触した状態のまま、その
立体関節マークを部品表面上を滑らせることができ、立
体関節マークを部品表面と接触した所望の位置に容易に
配置することができる。The "interference check" is based on whether the three-dimensional joint mark is separated from the part or interferes (contacts or overlaps) with the three-dimensional joint mark and the shape data and position data of the part. It means to check automatically based on this. If this "interference check" is adopted, the 3D joint mark will come into contact with the surface of the part when the 3D joint mark approaches the part. You can automatically stop it so that it does not get in, or you can slide the solid joint mark on the surface of the component while the solid joint mark is in contact with the component. Can be easily placed in position.
【０２５９】この「干渉チェック」を行なうには、図４
５に示す機構解析メインメニュー中の「干渉チェック」
ボタンを押してそのプルダウンメニューを開き「対象選
択」を選択する。この「対象選択」を選択した上で、Ｃ
Ｇ画面上で、干渉チェックを行なおうとする部品（図５
７の例では部品１）と立体関節マークをマウス操作でピ
ッキングする。次いで、「干渉チェック」のプルダウン
メニュー中の「オン」を選択すると、それらピッキング
した２つの図形（ここの例では部品１と立体関節マー
ク）の間の干渉チェックが開始される。この干渉チェッ
クが開始されると、ＣＧ画面上に、それら２つの図形ど
うしを最短距離で結んだ線が表示される。立体関節マー
クは、その立体関節マークをマウス操作でつまんだり、
図４５に示す「関節位置設定」画面を開いてそのバリュ
エータを動かすことによって、ＣＧ画面内で移動させる
ことができるが、干渉（それら２つの図形どうしの距離
が零）が生じると、その立体関節マークを部品１へさら
に近づける方向に移動させようとしてもそれ以上は移動
しないようにすることで、立体関節マークが、部品に入
り込むことなくその部品表面に容易に配置される。To perform this "interference check", refer to FIG.
"Interference check" in the mechanism analysis main menu shown in 5
Press the button to open the pull-down menu and select "Target selection". After selecting this "Target selection", press C
On the G screen, the part for which you want to check the interference (Fig. 5
In the example of 7, the component 1) and the solid joint mark are picked by operating the mouse. Next, when "ON" is selected from the pull-down menu of "Interference check", the interference check between the two picked figures (in this example, the part 1 and the solid joint mark) is started. When this interference check is started, a line connecting the two figures at the shortest distance is displayed on the CG screen. For the 3D joint mark, pinch the 3D joint mark with the mouse,
It is possible to move within the CG screen by opening the "joint position setting" screen shown in FIG. 45 and moving the valuator, but if interference (the distance between these two figures is zero) occurs, the three-dimensional joint Even if the mark is moved in a direction closer to the component 1, the mark does not move further, so that the solid joint mark can be easily arranged on the surface of the component without getting into the component.
【０２６０】図５８、図５９は、ばらばらな部品につい
て直動型関節を定義する手法の説明図、図６０，図６１
は、ばらばらな部品について固体型関節を定義する手法
の説明図である。58 and 59 are explanatory views of a method of defining a direct acting joint for disjointed parts, FIGS. 60 and 61.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a method of defining a solid joint for disjointed parts.
【０２６１】図４６に示す「立体関節結合マーク」画面
において、図５５、図５６を参照して説明した時の「回
転型関節」の選択に代えて、「直動型関節」あるいは
「固定型関節」を選択する点が異なるのみであり、詳細
説明は省略する。１つのリンク機構中に複数種類の関節
が混在していてもよいことは前述の通りである。In the "3D joint mark" screen shown in FIG. 46, instead of selecting "rotational joint" as described with reference to FIGS. 55 and 56, "direct acting joint" or "fixed joint" is selected. The only difference is that "joint" is selected, and detailed description thereof will be omitted. As described above, a plurality of types of joints may be mixed in one link mechanism.
【０２６２】次に、上記のようにして定義した関節で結
合された部品の移動限界（「関節リミット」と称する）
の設定の手法について説明する。Next, the movement limit (referred to as "joint limit") of the parts connected by the joint defined as described above.
The setting method of will be described.
【０２６３】図６２は、関節リミット設定用の立体関節
マーク（回転型関節の立体関節マーク）を示した図であ
る。FIG. 62 is a diagram showing a solid joint mark for setting a joint limit (a solid joint mark of a rotary joint).
【０２６４】図４５に示す関節設定メニュー中のメニュ
ータイトル「可動範囲」を選択してそのプルダウンメニ
ュー「可動制限（部品）」、「可動制限（組立）」、
「関節角度」を開き、「可動制限（部品）」を選択す
る、すると、ＣＧ画面上に配置した立体関節マーク（固
定型関節の立体関節マークは除く）の全て、あるいは、
ＣＧ画面上に配置した子部品用立体結合マークの全てに
ついて、図６２に示すように、各立体関節マーク（子部
品立体結合マークを含む）の先端の円錐部に最大値マー
クと最小値マークが表示される。また、これと同時に
「関節リミット」画面を表示する。The menu title "movable range" in the joint setting menu shown in FIG. 45 is selected, and its pull-down menus "movable limit (parts)", "movable limit (assembly)",
Open "Joint angle" and select "Movement restriction (parts)". Then, all of the three-dimensional joint marks (excluding the three-dimensional joint mark of fixed joints) placed on the CG screen, or
As for all of the three-dimensional joint marks for child parts arranged on the CG screen, as shown in FIG. 62, the maximum value mark and the minimum value mark are provided in the conical portion at the tip of each three-dimensional joint mark (including the child part three-dimensional joint mark). Is displayed. At the same time, the "joint limit" screen is displayed.
【０２６５】図６３（Ａ）〜（Ｃ）は、「関節リミッ
ト」画面の各例を示す図である。これらの「関節リミッ
ト」画面のいずれか１種類のみを用意しておいてもよい
が、これらの「関節リミット」画面全てを用意してお
き、表示を切り替えて使用できるように構成しておくこ
とが好ましい。63 (A) to 63 (C) are diagrams showing examples of the "joint limit" screen. Only one of these "joint limit" screens may be prepared, but all of these "joint limit" screens should be prepared and configured so that the display can be switched and used. Is preferred.
【０２６６】尚、親部品用の立体結合マークは、この関
節リミットの設定の際は、子部品用の立体結合マークと
結合して一体的な立体関節マークを形成しており、親部
品用の立体結合マークに対し関節リミットを設定する必
要はない。When setting the joint limit, the three-dimensional joint mark for the parent part is combined with the three-dimensional joint mark for the child part to form an integral three-dimensional joint mark. It is not necessary to set the joint limit for the solid bond mark.
【０２６７】ＣＧ画面上に、図６２の「初期状態」のよ
うに表示された立体関節マーク（子部品用立体結合マー
クを含む）をマウス操作でピッキングして選択し、ある
いは、キーボードを操作して関節名（例えば「関節
２」）を入力することにより、どの関節について関節リ
ミットを設定しようとしているのかを入力する。する
と、図６３に示す「関節リミット」画面（ここでは図６
３（Ａ）に示す「関節リミット」画面とする）に「関節
２」が表示される。次いで、そのようにして選択した立
体関節マーク中の最大値マーク（最小値マーク）をつま
んで開くようにマウスを移動させる。するとそのマウス
の動きに合わせてＣＧ画面上で最大値マーク（最小値マ
ーク）が移動する。On the CG screen, the three-dimensional joint mark (including the three-dimensional joint mark for child parts) displayed as in the "initial state" of FIG. 62 is selected by picking with the mouse, or the keyboard is operated. By inputting a joint name (for example, “joint 2”), the joint for which the joint limit is to be set is input. Then, the “joint limit” screen shown in FIG. 63 (here, FIG.
“Joint 2” is displayed on the “joint limit” screen shown in FIG. 3 (A). Then, the mouse is moved so as to pinch and open the maximum value mark (minimum value mark) in the solid joint mark thus selected. Then, the maximum value mark (minimum value mark) moves on the CG screen according to the movement of the mouse.
【０２６８】ここでは図６３（Ａ）の「関節リミット」
画面が表示されているものとし、上記のようにして最大
値マーク（最小値マーク）を移動させると、その移動量
に応じた角度値が、図６３（Ａ）の「関節リミット」に
表示される。このようにしてマウス操作で関節リミット
の最大値、最小値のおおまかな設定を行ない、正確な値
とずれているときはキーボードにより正確な数値を入力
する。Here, the "joint limit" of FIG. 63 (A) is used.
If the screen is displayed and the maximum value mark (minimum value mark) is moved as described above, the angle value according to the movement amount is displayed in the "joint limit" of FIG. 63 (A). It In this way, the maximum and minimum joint limits are roughly set by operating the mouse, and if they are not correct, enter the correct values using the keyboard.
【０２６９】あるいは、図６３（Ｂ）に示す「関節リミ
ット」画面を表示しておいてバリュエータを動かすこと
によっても、関節リミットの最大値、最小値が設定され
る。このバリュエータによる方法は、立体関節マークの
最大値マーク、最小値マークをマウス操作によるピッキ
ングで選択することが困難な場合に有効である。バリュ
エータを操作すると、最大値マークないし最小値マーク
はそのバリュエータの操作につれて移動する。Alternatively, by displaying the "joint limit" screen shown in FIG. 63 (B) and moving the valuator, the maximum and minimum values of the joint limit are set. This valuator method is effective when it is difficult to select the maximum value mark and the minimum value mark of the three-dimensional joint mark by picking with the mouse. When the valuator is operated, the maximum value mark or the minimum value mark moves as the valuator is operated.
【０２７０】図６３（Ｃ）に示す「関節リミット」画面
も、ＣＧ画面上に表示された立体関節マークの最大値マ
ーク、最小値マークをマウスでピッキングするのが困難
な場合に効果的であり、この「関節リミット」画面内の
最大値マーク、最小値マーク（円上を移動するバリュエ
ータのつまみ）をマウスでつまんで動かすことにより、
関節リミットの最大値、最小値が設定される。The "joint limit" screen shown in FIG. 63C is also effective when it is difficult to pick the maximum value mark and the minimum value mark of the solid joint mark displayed on the CG screen with the mouse. By moving the maximum value mark and minimum value mark (knob of the valuator that moves on the circle) on this "joint limit" screen with the mouse,
The maximum and minimum joint limits are set.
【０２７１】この図６３（Ｃ）の方式の場合は、図６３
（Ａ），（Ｂ）の２つの方式の場合と比べ、最大値、最
小値の角度が視覚的に直感できるという長所もある。In the case of the system of FIG. 63 (C), FIG.
Compared with the two methods of (A) and (B), there is also an advantage that the angles of the maximum value and the minimum value can be visually intuitive.
【０２７２】図６４，図６５は、立体関節マークに付さ
れた最大値マーク、最小値マークの各例を示す図であ
る。最大値マーク、最小値マークは、本実施形態では、
図６２，図６４，図６５のバリエーションを有してお
り、見やすい形状のものが採用される。FIG. 64 and FIG. 65 are diagrams showing examples of the maximum value mark and the minimum value mark attached to the solid joint mark. In this embodiment, the maximum value mark and the minimum value mark are
It has variations of FIGS. 62, 64, and 65, and a shape that is easy to see is adopted.
【０２７３】図６６は、直動型関節についての、関節リ
ミット設定用の立体関節マークを示した図、図６７
（Ａ），（Ｂ）は、直動型関節についての「関節リミッ
ト」画面の表示例を示した図である。直動型関節の場
合、部品は直進するので、直動型関節については、回転
型関節についての図６３（Ｃ）に相当する「関節リミッ
ト」画面は用意されていない。FIG. 66 is a diagram showing a three-dimensional joint mark for setting a joint limit for a direct acting joint, and FIG.
(A), (B) is the figure which showed the example of a display of the "joint limit" screen about a direct acting joint. In the case of the direct acting joint, the parts go straight, and therefore, for the direct acting joint, the “joint limit” screen corresponding to FIG. 63C for the rotary joint is not prepared.
【０２７４】図６８，図６９は、直動型関節についての
立体関節マークに付された最大値マーク、最小値マーク
の各例を示す図である。本実施形態では、直動型関節に
ついても、最大値マーク、最小値マークとして、図６
６，図６８，図６９に示すバリエーションを有してお
り、見やすい形状のものが採用される。68 and 69 are views showing examples of maximum value marks and minimum value marks attached to the solid joint marks of the direct acting joints. In the present embodiment, the maximum value mark and the minimum value mark are also set for the direct acting joint as shown in FIG.
6, the variations shown in FIGS. 68 and 69 are adopted, and those having an easily visible shape are adopted.
【０２７５】図７０は、関節リミット設定を行なう他の
手法の説明図である。FIG. 70 is an explanatory diagram of another method for setting the joint limit.
【０２７６】全ての設定を終えて「関節計算」のボタン
（図４５参照）を押すと、ＣＧ画面内の全ての立体関節
マークが消える。その後、図４５に示すメニューの流れ
の中で、関節設定メニューの「可動範囲」のボタンを押
してそのプルダウンメニューを開き、「可動制限（組
立）」を選択すると、図７０に示す「関節リミット」画
面が表示される。次に、図４５に示すメニューの流れの
中で「関節角度」を選択すると、「関節角度」画面が表
示される。この「関節角度」画面中の「関節選択」ボタ
ンを押してからＣＧを画面上の部品をマウスでピッキン
グする。ここではＣＧ画面上の「部品２」をピッキング
したものとすると、図４５中に示す「関節角度」画面お
よび図７０中に示す「関節リミット」画面に「部品２」
と表示される。尚、図４５の「関節角度」画面中では、
「部品」となっているが、ここでは「部品２」と読み替
えるものとする。あるいは、ＣＧ画面上で部品をピッキ
ングする代わりに、キーボードから部品名を入力しても
よい。When all the settings are completed and the "joint calculation" button (see FIG. 45) is pressed, all solid joint marks in the CG screen disappear. After that, in the flow of the menu shown in FIG. 45, when the “movable range” button of the joint setting menu is pressed to open the pull-down menu and “movement limit (assembly)” is selected, “joint limit” shown in FIG. 70 is displayed. The screen is displayed. Next, when “joint angle” is selected in the flow of the menu shown in FIG. 45, the “joint angle” screen is displayed. After pressing the "joint selection" button in this "joint angle" screen, the CG is picked up on the screen with the mouse. Here, if it is assumed that "part 2" on the CG screen is picked, "part 2" is displayed on the "joint angle" screen shown in FIG. 45 and the "joint limit" screen shown in FIG.
Is displayed. In addition, in the "joint angle" screen of FIG.
Although it is a "part", it should be read as "part 2" here. Alternatively, instead of picking the component on the CG screen, the component name may be input from the keyboard.
【０２７７】「関節角度」画面中のバリュエータを動か
すことにより、あるいはキーボードからの数値入力によ
り関節角度を入力する。するとＣＧ画面上の指定した部
品（ここでは「部品２」）がその入力された角度に移動
する。またその入力された角度は「関節角度」画面中に
数値で表示される。オペレータがその角度を関節リミッ
トの最小値として設定するのが適切であると判断する
と、図７０に示す「関節リミット」画面中の最小値の角
度入力位置に数値入力のためのカーソル（図７０ではア
ンダーラインで示されている）を動かしておきキーボー
ドからその角度を数値入力する。The joint angle is input by moving the valuator in the "joint angle" screen or by inputting a numerical value from the keyboard. Then, the designated component (here, "component 2") on the CG screen moves to the input angle. The input angle is displayed as a numerical value on the “joint angle” screen. When the operator determines that it is appropriate to set the angle as the minimum value of the joint limit, the cursor for inputting a numerical value (in FIG. 70, at the angle input position of the minimum value in the “joint limit” screen shown in FIG. 70). Move (underlined) and enter the angle from the keyboard.
【０２７８】次に、これと同様にして、指定した部品
（ここでは「部品２」）を動かして、今度は最大値を数
値入力する。これにより、その指定した部品（部品２）
の関節についての関節リミットが設定される。以上の手
順を各関節について順次行なう。Next, similarly to this, the designated part (here, "part 2") is moved, and the maximum value is numerically input this time. As a result, the specified part (part 2)
The joint limit for the joint is set. The above procedure is sequentially performed for each joint.
【０２７９】図７１は、図７０を参照して説明した関節
リミット設定方法の変形例を示す図である。FIG. 71 is a diagram showing a modification of the joint limit setting method described with reference to FIG.
【０２８０】この図７１に示す「関節リミット」画面に
は、「最大値」、「最小値」の欄に指定用の枠が設けら
れている。図４５に示す「関節角度」画面中のバリュエ
ータを動かすことにより、あるいはキーボードからの数
値入力により、回転角度を入力し、その角度を最小値な
いし最大値として設定しようとするとき、図７１に示す
「関節リミット」画面中の最大値ないし最大値に対する
枠をマウス操作でピッキングする。そうすると、「関節
角度」画面中に表示された角度が、「関節リミット」画
面中の、最小値ないし最大値の数値入力の欄に入力され
て表示される。On the "joint limit" screen shown in FIG. 71, frames for designation are provided in the "maximum value" and "minimum value" fields. FIG. 71 shows a case where the rotation angle is input by moving the valuator in the “joint angle” screen shown in FIG. 45 or by inputting a numerical value from the keyboard, and the angle is set as the minimum value or the maximum value. Pick the maximum value or the frame for the maximum value on the "Joint limit" screen with the mouse. Then, the angle displayed on the “joint angle” screen is input and displayed in the field for inputting the minimum value or the maximum value on the “joint limit” screen.
【０２８１】尚、ここでは回転型関節について例示した
が、直動型関節についても同様の手法で関節リミットを
設定することができる。ここではその説明およびその説
明のための図の掲載は省略する。Although the rotary joint is exemplified here, the joint limit can be set also for the direct acting joint by a similar method. Here, the description and the illustration for the description are omitted.
【０２８２】次に、関節設定の他の手法について説明す
る。Next, another method of joint setting will be described.
【０２８３】図７２は、ＣＧ画面上に二次元的に表示さ
れた部品を示す模式図、図７３は、ＣＧ画面上に二次元
的に表示された部品に、二次元的に表示された立体関節
マークを配置する様子を示した模式図である。FIG. 72 is a schematic view showing a component displayed two-dimensionally on the CG screen, and FIG. 73 is a stereoscopic display two-dimensionally displayed on the component displayed two-dimensionally on the CG screen. FIG. 6 is a schematic diagram showing how joint marks are arranged.
【０２８４】図４５に示す機構解析メインメニュー中の
「視点等」のボタンを押してプルダウンメニューを開
き、「三面図表示」を選択すると、ＣＧ表面上にそれぞ
れが二次元的に描かれた三面図（ｘ−ｙ平面図，ｙ−ｚ
平面図，ｘ−ｚ平面図）が表示される。但し、図７２に
はｘ−ｚ平面図のみ示されている。三面図は、ｘ，ｙ，
ｚの各方向毎に立体関節マーク（ここでは二次元表示さ
れた立体関節マーク）を正確に位置合わせすることがで
きるため好ましい。When the "Viewpoint etc." button in the mechanism analysis main menu shown in FIG. 45 is clicked to open the pull-down menu and "Triple view display" is selected, the three-dimensional views each drawn two-dimensionally on the CG surface. (Xy plan view, yz
(Plan view, xz plan view) is displayed. However, FIG. 72 shows only the xz plan view. The three views are x, y,
This is preferable because the three-dimensional joint mark (two-dimensionally displayed three-dimensional joint mark) can be accurately aligned in each direction of z.
【０２８５】次に、図４５に示す関節設定メニュー中の
「関節種類」のボタンを押して図４６に示すプルダウン
メニューを開き、「立体関節マーク選択」を選択してさ
らにそのプルダウンメニューを開き、「立体関節マーク
（２次元）」を選択して「立体関節マーク」画面を開
き、所望の関節（ここでは「回転型関節」とする）を選
択する。Next, the "joint type" button in the joint setting menu shown in FIG. 45 is pressed to open the pull-down menu shown in FIG. 46, and "select solid joint mark" is selected to open the pull-down menu. Select "3D joint mark (2D)" to open the "3D joint mark" screen, and select the desired joint (here, "rotary joint").
【０２８６】表示されている三面図のうちのいずれかの
図面（例えば図７２、図７３の例ではｘ−ｚ平面）上の
回転軸上にマウスのカーソルを移動させてマウスボタン
を押すと、そのときのカーソル位置が回転型関節の回転
軸の位置として定められ、その位置に回転型関節の立体
関節マークが表示される。図７２に示すｘ−ｚ平面上で
回転軸を指定したとき、図７３のｘ−ｙ平面，ｙ−ｚ平
面に示すように、表示された立体関節マークが部品から
離れ過ぎている場合がある。このときは、図４５に示す
「関節位置設定」画面を開き、バリュエータ等で、その
立体関節マークを、その回転軸方向にのみ移動させる。When the mouse cursor is moved to the rotation axis on one of the three views (for example, the xz plane in the examples of FIGS. 72 and 73) displayed and the mouse button is pressed, The cursor position at that time is determined as the position of the rotation axis of the rotary joint, and the solid joint mark of the rotary joint is displayed at that position. When the rotation axis is designated on the xz plane shown in FIG. 72, the displayed three-dimensional joint mark may be too far from the component as shown in the xy plane and the yz plane of FIG. 73. . At this time, the “joint position setting” screen shown in FIG. 45 is opened, and the solid joint mark is moved only by the valuator or the like in the rotational axis direction.
【０２８７】回転軸の方向は、回転軸を指定した平面
（ここではｘ−ｚ平面）上で手前方向（紙面（画面）の
表面に向いた方向）をデフォルト値とし、マウスボタン
操作で奥行き方向（紙面（画面）の裏面が向いた方向）
に反転させる。回転方向は、前述したように、右ねじが
進む方向が正である。With respect to the direction of the rotation axis, the default direction is the front direction (direction facing the surface of the paper (screen)) on the plane (here, the xz plane) in which the rotation axis is designated, and the depth direction is obtained by operating the mouse button. (Direction of the back of the paper (screen))
Flip to. As to the rotation direction, as described above, the direction in which the right-hand screw advances is positive.
【０２８８】ここでは、回転軸のみ定まっており、回転
軸基準点（関節の回転角度が零度の方向）は未だ設定さ
れておらず、またこの回転軸をもつ関節で結合されるべ
き、部品（子部品）および親部品は未だ指定されていな
い。回転軸基準点の方向は、図４９（Ｄ）を参照して説
明した手法と同じ手法で設定される。Here, only the rotation axis is determined, the rotation axis reference point (the direction in which the rotation angle of the joint is 0 degree) has not been set yet, and the component ( Child parts) and parent parts have not been specified yet. The direction of the rotation axis reference point is set by the same method as the method described with reference to FIG.
【０２８９】その関節で結合されるべき部品（子部品）
と親部品の選択も、前述と同様に、図６に示す「部品選
択」ないし「親部品選択」を選択した後にＣＧ画面上の
部品をピッキングすること等により、指定される。[0289] Parts to be connected at the joint (child parts)
Similarly to the above, the selection of the parent component is designated by picking the component on the CG screen after selecting "component selection" or "parent component selection" shown in FIG.
【０２９０】あるいは、以下に説明する手法で、部品
（子部品）、親部品を選択してもよい。Alternatively, the component (child component) or the parent component may be selected by the method described below.
【０２９１】図７４は、部品（子部品）および親部品指
定の一手法の説明図である。FIG. 74 is an explanatory diagram of a method of designating a component (child component) and a parent component.
【０２９２】図４６に示すメニュー中の「スケール変
換」を選択する。すると、図７４に示す「立体関節マー
クスケール変換」画面が表示されるとともに、立体関節
マークと干渉している部品の一覧（図７４（ａ）の例で
は、「部品０」、「部品１」、「部品３」の３つ）が表
示される。そこで、その立体関節マークの寸法を縮める
と、図７４（ｂ）のように、その立体関節マークと干渉
している部品は「部品」と「部品１」との２つのみとな
る。この段階で、その２つの部品のうちの一方の部品を
ピッキング、部品名入力等により親部品として指定する
と、その残りの部品は自動的に、子部品として指定され
る。"Scale conversion" in the menu shown in FIG. 46 is selected. Then, the "3D joint mark scale conversion" screen shown in FIG. 74 is displayed, and a list of parts that interfere with the 3D joint mark (in the example of FIG. 74A, "part 0", "part 1") is displayed. , "Part 3") are displayed. Therefore, when the dimension of the three-dimensional joint mark is reduced, as shown in FIG. 74 (b), there are only two components, “component” and “component 1”, which interfere with the three-dimensional joint mark. At this stage, if one of the two parts is designated as a parent component by picking, inputting a component name, etc., the remaining components are automatically designated as child components.
【０２９３】同様な手順で全ての関節に立体関節マーク
を配設した後、図４６に示す「適用」ボタンを押すか、
あるいは図４５に示す「関節計算」を選択すると、その
リンク機構の関節データ（Ｄ−Ｈパラメータとそのパラ
メータ値）が算出される。After arranging the three-dimensional joint marks on all joints by the same procedure, press the “Apply” button shown in FIG. 46, or
Alternatively, when “joint calculation” shown in FIG. 45 is selected, joint data (DH parameter and its parameter value) of the link mechanism is calculated.
【０２９４】図７５、図７６は、ＣＧ画面上に二次元的
に表示された部品に、二次元的に表示された立体関節マ
ーク（ここでは直動型関節用の立体関節マーク）を配置
する様子を示した模式図である。75 and 76, two-dimensionally displayed three-dimensional joint marks (here, three-dimensional joint marks for linear joints) are arranged on the two-dimensionally displayed parts on the CG screen. It is a schematic diagram showing a situation.
【０２９５】ここでは図７５にはｙ−ｚ平面が示されて
おり、図４６に示す「立体関節マーク」画面で「直動型
関節」を選択した後、図７５に示すｙ−ｚ平面上の関節
点にカーソルを移動して指定すると、その指定された位
置に直動型関節の立体関節マークが配置される。ｙ−ｚ
平面以外の、ｘ−ｙ平面、ｘ−ｚ平面上での立体関節マ
ークの位置がずれている時は、図４５に示す「関節位
置」画面を開いて、その立体関節マークを直動方向に移
動させることによって位置合わせを行なう。以下の処理
も回転型関節の場合と同様であり説明は省略する。また
固定型関節についても同様の手順により配置することが
できるため、説明図の掲載および説明の双方を省略す
る。固定型関節の場合、その配置位置、姿勢は任意でよ
いことは前述したとおりである。Here, the yz plane is shown in FIG. 75, and after selecting “linear motion type joint” on the “solid joint mark” screen shown in FIG. 46, on the yz plane shown in FIG. 75. When the cursor is moved to the joint point of and designated, the three-dimensional joint mark of the direct acting joint is placed at the designated position. yz
When the position of the solid joint mark on the xy plane or the xz plane other than the plane is deviated, the “joint position” screen shown in FIG. 45 is opened, and the solid joint mark is moved in the linear motion direction. Positioning is performed by moving. The subsequent processing is also the same as in the case of the rotary joint, and the description is omitted. Further, since fixed joints can be arranged by the same procedure, both the posting of the explanatory diagram and the explanation are omitted. As described above, in the case of the fixed type joint, the arrangement position and posture thereof may be arbitrary.
【０２９６】次に、ＣＡＤシステム側で、リンク機構を
構成する部品の形状データだけでなく、その部品の関節
の位置、姿勢を座標系で指定し、形状データとともにそ
の関節を表わす座標系のデータも入力される場合の、関
節定義の手順について説明するここでも、先ず複数の部
品が組み立てられた状態の形状データを入力する場合に
ついて説明し、次いで、ばらばらな状態の部品の形状デ
ータを入力する場合について説明する。Next, on the CAD system side, not only the shape data of the parts constituting the link mechanism but also the position and orientation of the joints of the parts are specified by the coordinate system, and the coordinate system data representing the joints together with the shape data. Also, the procedure for defining the joint in the case of inputting is also described. Here again, the case of inputting the shape data of a state in which a plurality of parts are assembled will be described first, and then the shape data of the parts in different states are input. The case will be described.
【０２９７】図７７は、メニューの流れを示す説明図、
図７８は関節設定メニューのプルダウンメニューを示す
図、図７９は関節座標系の作成規則を示す説明図であ
る。FIG. 77 is an explanatory diagram showing the flow of menus.
78 is a diagram showing a pull-down menu of the joint setting menu, and FIG. 79 is an explanatory diagram showing the rules for creating the joint coordinate system.
【０２９８】また、図８０は、組み立てられた状態の形
状データを入力する場合の関節定義方式の説明図であ
る。FIG. 80 is an explanatory diagram of the joint defining method when the shape data in the assembled state is input.
【０２９９】ここでは、図８０に示すように、ＣＡＤシ
ステムには、以下の条件が課されているものとする。Here, as shown in FIG. 80, it is assumed that the following conditions are imposed on the CAD system.
【０３００】（１）部品形状データの作成 （２）部品の組立データを作成する。(1) Creation of part shape data (2) Create assembly data of parts.
【０３０１】（３）設計者が回転軸などの関節を意識し
て、回転型関節、直動型関節の位置、姿勢に座標を配置
する。関節座標を配置する際には、図７９に示すよう
な、以下の規則に従う。すなわち、回転型関節の場合
は、ｚ軸を回転軸の方向とし、回転方向は、右まわり方
向を正方向とする。また、ｘ軸を回転基準点（関節角度
が零度の方向）とする。直動型関節の場合は、Ｚ軸を正
の進行方向とし、ｘｙ平面を直動基準点とする。(3) The designer considers the joints such as the rotation axis and arranges the coordinates in the positions and postures of the rotary joints and the direct acting joints. When arranging the joint coordinates, the following rules as shown in FIG. 79 are followed. That is, in the case of a rotary joint, the z axis is the direction of the rotation axis, and the rotation direction is the clockwise direction as the positive direction. In addition, the x-axis is the rotation reference point (the direction in which the joint angle is zero degrees). In the case of a direct acting joint, the Z axis is the positive traveling direction and the xy plane is the direct acting reference point.
【０３０２】（４）組立てた部品の形状データと各座標
系の名、位置、姿勢の情報をファイル出力する。(4) The shape data of the assembled parts and the information on the name, position and orientation of each coordinate system are output to a file.
【０３０３】ＣＡＤシステムに上記の条件を課した上
で、本実施形態では以下の手順により関節を定義する。After imposing the above conditions on the CAD system, in this embodiment, the joint is defined by the following procedure.
【０３０４】（１）組み立てられた状態の部品の形状デ
ータを含むＣＡＤファイルの呼び込み
図７７に示す機構解析メインメニュー中の「ＣＡＤファ
イル呼込」を選択してプルダウンメニューを開き、「組
立状態」のボタンを押すと「製品名」のメニューが表示
される。そこで、所望の製品名（例えば「製品２」）を
選択して、その製品の組み立てた状態の形状データを呼
び込み、ＣＧ画面に表示する。(1) Calling in a CAD file containing shape data of parts in the assembled state Select "Call in CAD file" in the mechanism analysis main menu shown in FIG. 77 to open the pull-down menu and select "Assembled state". Press the button to display the "Product Name" menu. Therefore, a desired product name (for example, "product 2") is selected, and the assembled shape data of the product is called and displayed on the CG screen.
【０３０５】（２）関節用座標選択
図７７に示す関節設定メニュー中の「座標系表示」のボ
タンを押してプルダウンメニューを開き、「関節用座標
系」のボタンを押すと、ＣＡＤファイルのデータを基
に、ＣＧ画面上に、図８０に示すような関節用標座標系
が表示される。(2) Joint coordinate selection Press the "Display coordinate system" button in the joint setting menu shown in FIG. 77 to open the pull-down menu, and press the "Coordinate system for joint" button to save the CAD file data. Based on this, the joint standard coordinate system as shown in FIG. 80 is displayed on the CG screen.
【０３０６】（３）関節設定
図７７に示す関節設定メニュー中の「関節種類」のボタ
ンを押すと、図７８に示すようなプルダウンメニューが
表示され、「関節種類選択」を選択すると「関節種類選
択」画面が表示される。そこで所望の型の関節（例えば
「回転型関節」）を選択し、ついで、ＣＧ画面上に表示
されている関節用座標系のうち、今回選択した型の関節
を配置しようとする関節用座標系をマウス操作によりピ
ッキングで指定する。指定された関節用座標系は、指定
されたことを明示するために、例えば赤色に変色する。(3) Joint setting When the "joint type" button in the joint setting menu shown in FIG. 77 is pressed, a pull-down menu as shown in FIG. 78 is displayed, and when "joint type selection" is selected, "joint type" is selected. The Select screen is displayed. Then, select the desired type of joint (for example, "rotational joint"), and then select the joint coordinate system from the joint coordinate system displayed on the CG screen. Is specified by picking with the mouse. The designated joint coordinate system changes its color to, for example, red in order to clearly indicate that it has been designated.
【０３０７】ついで、図７８に示す「部品選択」を選択
し、図８０に示すＣＧ画面上で対応する部品（例えば
「部品１」）をマウス操作によりピッキングすることに
よりその部品を選択する。Then, "part selection" shown in FIG. 78 is selected, and the corresponding part (for example, "part 1") on the CG screen shown in FIG. 80 is picked by mouse operation to select the part.
【０３０８】同様に、図７８に示す「親部品選択」を選
択し、図８０に示すＣＧ画面上で対応する部品（例えば
「部品０」をピッキングにより選択する。Similarly, the "select parent component" shown in FIG. 78 is selected, and the corresponding component (for example, "component 0") is selected by picking on the CG screen shown in FIG.
【０３０９】以上に手順により、所望の関節用座標系
に、所望の型の関節の立体関節マークが表示される。Through the above procedure, the solid joint mark of the desired type of joint is displayed in the desired joint coordinate system.
【０３１０】上記の手順を繰り返し全ての関節用座標系
に各所望の型の関節の立体関節マークを表示させた後、
図７７に示す「関節計算」ボタンを押すと、Ｄ−Ｈパラ
メータおよびそのパラメータ値からなる関節データが求
められる。After the above procedure is repeated to display the three-dimensional joint mark of each desired type of joint on all joint coordinate systems,
When the "joint calculation" button shown in FIG. 77 is pressed, joint data composed of DH parameters and their parameter values is obtained.
【０３１１】次に、ばらばらな状態の部品の形状データ
を呼び込む場合について説明する。この場合、ＣＡＤシ
ステムには、上述の組立て後の形状データを呼び込む場
合にＣＡＤシステムに課した条件のうち、（２）の部品
の組立てデータの作成という条件は免除される。Next, description will be made regarding a case where the shape data of the parts in different states are called. In this case, the CAD system is exempt from the condition (2) of creating the assembly data of the component among the conditions imposed on the CAD system when the shape data after assembly is called.
【０３１２】図８１〜図８５は、ばらばらな状態の部品
の形状データを呼び込んで関節を設定する手順の説明図
である。81 to 85 are explanatory views of a procedure for setting the joint by calling the shape data of the parts in the disjointed state.
【０３１３】図７７に示す機構解析メインメニュー中の
「ＣＡＤファイル呼込」を選択し、そのプルダウンメニ
ュー中から「部品」ボタンを押し、ＣＡＤシステムで作
成された３次元形状データのファイルを呼び込む。部品
毎に読み込んで、それらの部品を、例えばバリュエータ
や数値入力により、ＣＧ画面内の任意の位置、姿勢に配
置する（図８１参照）。あるいは「ＣＡＤファイル呼
込」のプルダウンメニューから「任意配置」ボタンをマ
ウスで選択し、ファイルの製品名を選択すると、その製
品を構成する複数の部位品が、ＣＡＤシステムの出力フ
ァイル中に書かれた位置、姿勢に配置されて、その製品
表示される。77. Select "Call CAD file" from the mechanism analysis main menu shown in FIG. 77, and press the "Parts" button from the pull-down menu to call the file of the three-dimensional shape data created by the CAD system. Each component is read, and these components are arranged at arbitrary positions and postures on the CG screen by, for example, a valuator or numerical input (see FIG. 81). Alternatively, select the "Arbitrary Placement" button from the pull-down menu of "Call CAD file" with the mouse and select the product name of the file, and the multiple parts that make up that product will be written in the output file of the CAD system. The product is displayed in a position and posture.
【０３１４】次に、関節設定メニューの「座標系表示」
のボタンを押してプルダウンメニューを開き「関節用座
標系」のボタンを押すと、ＣＡＤファイルのデータを基
に、図８２のように、ＣＧ画面上に関節用座標系が表示
される。Next, "coordinate system display" of the joint setting menu
When the button for "joint coordinate system" is pressed by pressing the button for "joint coordinate system", the joint coordinate system is displayed on the CG screen based on the data of the CAD file as shown in FIG.
【０３１５】次に、関節設置メニューの「関節設置」の
ボタンを押してプルダウンメニューを開き、「関節種類
選択」を選択し、「関節種類選択」画面の中から、「回
転型関節」（または「直動型関節」、「固定型関節」）
をメニューから選択する。ここでは「回転型関節」が選
択されるものとする。次いで、座標系Σ１１（図８２参
照）をマウスでピッキングする。さらに、座標系Σ０１
をマウスでキッピングすると、Ｄ−Ｈパラメータおよび
そのパラメータ値を算出してΣ０１に座標系を重ねるよ
うに部品を再配置する（図８３参照）。Next, press the "joint installation" button in the joint installation menu to open the pull-down menu, select "joint type selection", and select "rotary joint" (or "rotary joint" from the "joint type selection" screen. ("Direct-acting joint", "fixed joint")
From the menu. Here, it is assumed that the "rotary joint" is selected. Then, the coordinate system Σ11 (see FIG. 82) is picked with the mouse. Furthermore, the coordinate system Σ01
When is cut with the mouse, the D-H parameter and its parameter value are calculated, and the parts are rearranged so that the coordinate system overlaps with Σ01 (see FIG. 83).
【０３１６】さらに、回転軸と基準点の確認／設定を行
なう。回転軸（デフォルトはＺ軸）と基準点（デフォル
トはＸ軸）を自動的に表示する。設計者がＣＡＤシステ
ムで回転軸を意識して座標系を配置した場合は、ほとん
どの場合、座標系は正しく設定されているものと考えら
れているが、もし意図した座標系と異なっているとき
は、関節設定メニューの「編集」のボタンを押してプル
ダウンメニューを開き、「位置」ないし「姿勢」のボタ
ンを押して、「関節位置設定」もしくは「関節姿勢設
定」の画面を開き、バリュエータ等により設置し直す。
この微調整を含む「編集」については後で詳細に説明す
る。尚、図７７に示すこれらの画面では「適用」ボタン
は図示が省略されている。他の画面についても図示が省
略されているものもある。Further, the rotation axis and the reference point are confirmed / set. The rotation axis (default is the Z axis) and the reference point (default is the X axis) are automatically displayed. When the designer arranges the coordinate system in consideration of the rotation axis in the CAD system, it is considered that the coordinate system is set correctly in most cases, but if it is different from the intended coordinate system. , Press the "Edit" button in the joint setting menu to open the pull-down menu, then press the "Position" or "Posture" button to open the "Joint position setting" or "Joint posture setting" screen, and set by the valuator, etc. Do it again.
"Editing" including this fine adjustment will be described in detail later. The "Apply" button is omitted in these screens shown in FIG. Some of the other screens are not shown.
【０３１７】あるいは、図８４に示すように回転軸と基
準点のデフォルトを表示すると同時、にそれで良いかど
うかを確認するメニューを画面に出し、「Ｙｅｓ」また
は「Ｎｏ」のボタンをマウスで選択することでユーザの
意志を確認し、「Ｎｏ」の場合には直ちに編集モードに
入り、バリュエータ等を表示してもよい。Alternatively, as shown in FIG. 84, the defaults of the rotation axis and the reference point are displayed, and at the same time, a menu for confirming whether or not they are acceptable is displayed on the screen, and the "Yes" or "No" button is selected with the mouse. By doing so, the user's intention is confirmed, and if “No”, the edit mode may be immediately entered and the valuator or the like may be displayed.
【０３１８】基準点（関節の回転角度零度の点）は以下
のようにして設定する。「関節角度」画面を開いた状態
で、例えば「関節１」をキーボードで入力する。ＣＧ画
面を見ながら、バリュエータまたは数値入力で関節角度
を入力して、部品を移動させる。The reference point (point at which the joint rotation angle is zero degrees) is set as follows. With the "joint angle" screen open, for example, "joint 1" is entered using the keyboard. While looking at the CG screen, enter the joint angle with a valuator or a numeric input to move the part.
【０３１９】次に関節設定メニューの「編集」のボタン
を押してプルダウンメニューを開き「基準点設定」のボ
タンを押すと、「基準点設定」画面が表示される。「基
準点設定」ボタンを押すと、その角度が新たな基準点と
なる。Next, when the "Edit" button in the joint setting menu is pressed to open the pull-down menu and the "Reference point setting" button is pressed, the "Reference point setting" screen is displayed. When the "reference point setting" button is pressed, the angle becomes a new reference point.
【０３２０】図７７の「関節計算のボタンを選択する
と、リンクパラメータであるＤ−Ｈパラメータおよびそ
のパラメータ値が算出される。When the button "joint calculation" is selected in FIG. 77, the DH parameter which is a link parameter and its parameter value are calculated.
【０３２１】「編集は」、以下のようにして行なう。関
節設定メニューの「編集」のボタンを押してプルダウン
メニューを開いて、「位置」ないし「姿勢」のボタンを
押した場合、あるいは、回転軸と基準点のデフォルトを
表示すると同時にそれで良いかどうかを確認するメニュ
ーを表示しその画面上で「Ｎｏ」のボタンが押された場
合に関節の「編集」が行なわれる。ＣＡＤシステムで定
義された関節用座標系は、±９０°、±１８０°などの
角度で間違えて配置されている可能性が高い。そこで、
まず、関節設定メニューの「編集」のボタンを押してプ
ルダウンメニューを開き「姿勢（簡易」を選択する。す
ると、６個の回転軸方向のボタンを持つメニューが表示
される。"Edit" is performed as follows. If you press the "Edit" button in the joint setting menu to open the pull-down menu and then press the "Position" or "Posture" button, or display the defaults for the rotation axis and the reference point, check whether it is all right When the menu is displayed and the “No” button is pressed on the screen, the “edit” of the joint is performed. The joint coordinate system defined by the CAD system is likely to be erroneously arranged at angles such as ± 90 ° and ± 180 °. Therefore,
First, press the "Edit" button in the joint setting menu to open the pull-down menu and select "Posture (simple)." Then, a menu having six buttons in the direction of the rotation axis is displayed.
【０３２２】そのメニュー画面内のボタンを押すと、回
転軸は、対応する軸の方向に向きを変えて表示される。
それらでは表わせない姿勢に変更したい場合は、「その
他」のボタンを押すか、あるいは関節設定メニューの
「編集」のボタンを押してプルダウンメニューを開き
「姿勢」のボタンを押すことにより、「関節姿勢設定メ
ニュー」画面を開き、あるいは数値入力で回転軸を移動
させる。位置を変更したい場合には、関節設定メニュー
の「編集」のボタンを押してプルダウンメニューを開
き、「位置」のボタンを押して、「関節位置設定」画面
を開き、バリュエータ、数値入力で移動させる。この
時、機構解析メインメニューの「視点等」を選択し、
「三面図表示」を選択すると、ｘ，ｙ，ｚ軸方向から見
た三面図が表示され、各方向の位置、姿勢合わせを正確
に行ない易くなる。When a button in the menu screen is pressed, the rotation axis is displayed with its direction changed to that of the corresponding axis.
If you want to change the posture that cannot be displayed, click the "Other" button or click the "Edit" button in the joint setting menu to open the pull-down menu and click the "Posture" button. Open the "Menu" screen or move the rotary axis by entering a numerical value. If you want to change the position, press the "Edit" button in the joint setting menu to open the pull-down menu, then press the "Position" button to open the "Joint position setting" screen, and move with the valuator and numerical input. At this time, select "Viewpoint, etc." from the mechanism analysis main menu,
When "three-view display" is selected, a three-view drawing viewed from the x-, y-, and z-axis directions is displayed, which facilitates accurate position and orientation adjustment in each direction.
【０３２３】図８６は、サブウインドウでの部品の待機
と繰り上げの表示手法の説明図である。FIG. 86 is an explanatory diagram of a display method of waiting and moving up of parts in the sub window.
【０３２４】基準座標から適度に離れてみた（適度に縮
小された）部品が、ＣＡＤファイルに書かれた順、また
は呼び込まれた順に各サブウインドウに表示される。関
節設定により部品が結合されると、その結合された部品
はメインウインドウに移り、空になったサブウインドウ
に残りの部品が表示される。The parts properly separated from the reference coordinates (appropriately reduced) are displayed in each sub-window in the order written in the CAD file or in the order called. When the parts are combined by joint setting, the combined parts are moved to the main window, and the remaining parts are displayed in the empty sub-window.
【０３２５】このようなサブウインドウを用いると、見
やすい画面となり関節設定が一層容易となる。When such a sub-window is used, the screen becomes easy to see and the joint setting becomes easier.
【０３２６】図８７は、仮想的な関節モデルを含むＣＧ
画面の例を示す図である。FIG. 87 is a CG containing a virtual joint model.
It is a figure which shows the example of a screen.
【０３２７】上述の説明では、ＣＡＤシステムで関節座
標系が定義されるとして説明したがＣＡＤシステムで、
関節座標系の代わりに関節の位置、姿勢を模擬した仮想
的な関節モデルを作成し、ＣＡＤシステムからその関節
モデルの位置、姿勢のデータを受け取ってその位置、姿
勢に立体関節モデルを配置し、その後の手順を進めても
よい。この仮想的な関節モデルは、作成が簡単な形状
（円錐、円柱など）でよく、色データ（例えばＲＧＢ値
が０．１１，０．１１，０．１１など）により、部品の
部分と関節モデルとを区別することが好ましい。In the above description, the joint coordinate system is defined in the CAD system, but in the CAD system,
Instead of the joint coordinate system, a virtual joint model that simulates the position and orientation of the joint is created, the position and orientation data of the joint model is received from the CAD system, and the three-dimensional joint model is placed at that position and orientation. You may proceed with the subsequent steps. This virtual joint model may be a shape (cone, cylinder, etc.) that can be easily created, and the part and joint model can be determined by color data (for example, RGB values of 0.11, 0.11, 0.11). It is preferable to distinguish
【０３２８】[0328]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のリンク機
構関節データ演算装置によれば、関節の種類やその動き
が直感的に解り易く、表示される画面を見ながら、簡単
な操作で、リンク機構の関節データを生成するために必
要となる関節に関するデータを入力することができる。As described above, according to the link mechanism joint data calculating device of the present invention, it is easy to intuitively understand the type of joint and its movement, and it is possible to perform simple operation while watching the displayed screen. It is possible to input the data relating to the joints necessary for generating the joint data of the link mechanism.
【図１】本発明の第１および第２のリンク機構解析装置
の基本ブロック図である。FIG. 1 is a basic block diagram of first and second link mechanism analyzers of the present invention.
【図２】本発明のリンク機構関節データ演算置の基本ブ
ロック図である。FIG. 2 is a basic block diagram of a link mechanism joint data calculation unit of the present invention.
【図３】本発明のリンク機構解析装置の一実施形態の外
観図である。FIG. 3 is an external view of an embodiment of a link mechanism analysis device of the present invention.
【図４】ＣＲＴ表示部に表示された画面の一態様を示す
図である。FIG. 4 is a diagram showing an aspect of a screen displayed on a CRT display unit.
【図５】メインメニューおよびサブメニューの一覧を表
わした図である。FIG. 5 is a diagram showing a list of main menus and submenus.
【図６】リンク機構モデルの選択、およびそれに続く第
１リンクの選択の操作手順を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an operation procedure of selecting a link mechanism model and subsequent selection of a first link.
【図７】平行クランクのリンク機構モデルのリンク座標
系および親子関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a link coordinate system and a parent-child relationship of a parallel crank link mechanism model.
【図８】１リンクのリンク機構モデルのリンク座標系お
よび親子関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a link coordinate system and a parent-child relationship of a one-link link mechanism model.
【図９】クランクのリンク機構モデルのリンク座標系お
よび親子関係を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a link coordinate system and a parent-child relationship of a crank link mechanism model.
【図１０】「駆動部選択」を選択したときに表示される
ＣＧ画面と、「駆動部選択」のサブメニューとを示した
図である。FIG. 10 is a diagram showing a CG screen displayed when “drive unit selection” is selected and a “drive unit selection” submenu.
【図１１】駆動型設定法の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a drive type setting method.
【図１２】駆動量入力法を指示するメニュータイトル群
を示した図である。FIG. 12 is a diagram showing a menu title group for instructing a drive amount input method.
【図１３】カーソル位置による、関節角度入力法の説明
図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of a joint angle input method based on a cursor position.
【図１４】バリュエータによる関節角度入力法の説明図
である。FIG. 14 is an explanatory diagram of a joint angle input method using a valuator.
【図１５】数値入力による関節角度入力法の説明図であ
る。FIG. 15 is an explanatory diagram of a joint angle input method by numerical input.
【図１６】マウスボタンによる関節角度入力法を説明す
るための、各種マウスボタンの模式図である。FIG. 16 is a schematic view of various mouse buttons for explaining a joint angle input method using mouse buttons.
【図１７】平行クランクの順運動学と、平行クランク
の、駆動量を表わす指令値入力に対応した逆運動学を示
した図である。FIG. 17 is a diagram showing forward kinematics of a parallel crank and inverse kinematics of the parallel crank corresponding to input of a command value representing a driving amount.
【図１８】１リンクの順運動学と、１リンクの、駆動量
を表わす指令値入力に対応した逆運動学を示した図であ
る。FIG. 18 is a diagram showing forward kinematics of one link and inverse kinematics of one link corresponding to input of a command value representing a driving amount.
【図１９】クランクの順運動学と、クランクの、駆動量
を表わす指令値入力に対応した逆運動学を示した図であ
る。FIG. 19 is a diagram showing forward kinematics of a crank and inverse kinematics corresponding to a command value input representing a driving amount of the crank.
【図２０】メインメニューおよびサブメニューの一覧を
表わした図である。FIG. 20 is a diagram showing a list of main menus and submenus.
【図２１】１自由度の各種リンク機構モデルのメニュー
タイトル群を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a menu title group of various link mechanism models with one degree of freedom.
【図２２】平行クランクの場合の、駆動源設定法の説明
図である。FIG. 22 is an explanatory diagram of a drive source setting method in the case of a parallel crank.
【図２３】１リンクの場合の、駆動源設定法の説明図で
ある。FIG. 23 is an explanatory diagram of a drive source setting method in the case of 1 link.
【図２４】クランクの場合の、駆動源設定法の説明図で
ある。FIG. 24 is an explanatory diagram of a drive source setting method in the case of a crank.
【図２５】リンク機構モデル画面を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing a link mechanism model screen.
【図２６】リンク機構モデル画面に表示された２つのリ
ンク機構モデルの順運動学、およびそれら２つのリンク
機構モデルの、リンク座標系、親子関係、指令値入力に
対する逆運動学を示した図である。FIG. 26 is a diagram showing forward kinematics of two link mechanism models displayed on the link mechanism model screen and inverse kinematics of the two link mechanism models with respect to a link coordinate system, a parent-child relationship, and a command value input. is there.
【図２７】第１リンク選択の必要性を説明するためのＣ
Ｇ画面の例を示す図である。FIG. 27 is a diagram C for explaining the necessity of selecting the first link.
It is a figure which shows the example of a G screen.
【図２８】リンク機構モデルの選択、およびそれに続く
第１リンクの選択の操作手順を示す説明図である。FIG. 28 is an explanatory diagram showing an operation procedure of selecting a link mechanism model and subsequent selection of a first link.
【図２９】ＣＧ画面上に単体の平行クランクが表示され
ている場合の第１リンクの自動判定法の説明図である。FIG. 29 is an explanatory diagram of a first link automatic determination method when a single parallel crank is displayed on the CG screen.
【図３０】ＣＧ画面上に単体の１リンクが表示されてい
る場合の第１リンクの自動判定法の説明図である。FIG. 30 is an explanatory diagram of a method of automatically determining a first link when a single link is displayed on a CG screen.
【図３１】ＣＧ画面上に単体のクランクが表示されてい
る場合の第１リンクの自動判定法の説明図である。FIG. 31 is an explanatory diagram of a first link automatic determination method when a single crank is displayed on the CG screen.
【図３２】ＣＧ画面上にクランクが２つ存在するリンク
機構が表示されている場合において、一方のクランクの
第１リンクが既に選択されている場合の第１リンクの自
動判定法の説明図である。FIG. 32 is an explanatory diagram of an automatic determination method of the first link when the link mechanism having two cranks is displayed on the CG screen and the first link of one crank is already selected. is there.
【図３３】メニュータイトル群（Ａ）とＣＧ画面に表示
されたＣＧモデル（Ｂ）を示した図である。FIG. 33 is a diagram showing a menu title group (A) and a CG model (B) displayed on a CG screen.
【図３４】図３２に示すＣＧモデルをクランクと２リン
クに分解して示した図である。FIG. 34 is a diagram showing the CG model shown in FIG. 32 in a disassembled state into a crank and two links.
【図３５】拘束点位置の‘マウスによる入力’の説明図
である。FIG. 35 is an explanatory diagram of'input with a mouse 'of a constraint point position.
【図３６】新規リンク機構の登録法を示す説明図であ
る。FIG. 36 is an explanatory diagram showing a method of registering a new link mechanism.
【図３７】新規リンク機構モデルのイラストを表わす画
像データの作成法の説明図である。FIG. 37 is an explanatory diagram of a method of creating image data representing an illustration of a new link mechanism model.
【図３８】新規リンク機構モデルの第１リンク選択用画
面の編集法の説明図である。FIG. 38 is an explanatory diagram of a method of editing the first link selection screen of the new link mechanism model.
【図３９】新規リンク機構モデルの駆動部記号選択画面
の編集法の説明図である。FIG. 39 is an explanatory diagram of a method of editing the drive unit symbol selection screen of the new link mechanism model.
【図４０】新規リンク機構モデルの順運動学、逆運動学
の計算法の説明図である。FIG. 40 is an explanatory diagram of a calculation method of forward kinematics and inverse kinematics of a new link mechanism model.
【図４１】平行クランクの座標系を示す図であって、動
力学を用いて、リンクに外力を加えた場合の関節角度を
求める手法の説明図である。FIG. 41 is a diagram showing a coordinate system of a parallel crank and is an explanatory diagram of a method of obtaining a joint angle when an external force is applied to a link by using dynamics.
【図４２】平行クランクの座標系を示す図であって、動
力学を用いて、関節にトルクを発生させた場合の関節角
度を求める手法の説明図である。FIG. 42 is a diagram showing a coordinate system of a parallel crank and is an explanatory diagram of a method of obtaining a joint angle when torque is generated in a joint by using dynamics.
【図４３】平行クランクの座標系を示す図であって、閉
ループ系リンク機構における拘束力発生の説明図であ
る。FIG. 43 is a diagram showing a coordinate system of a parallel crank and is an explanatory diagram of generation of a restraining force in a closed loop system link mechanism.
【図４４】動力学を用いて関節角度を求めるフローを示
す図である。FIG. 44 is a diagram showing a flow for obtaining a joint angle using dynamics.
【図４５】メニュー画面の流れを示した説明図である。FIG. 45 is an explanatory diagram showing a flow of a menu screen.
【図４６】関節設定メニューのサブメニューを示した説
明図である。FIG. 46 is an explanatory diagram showing a submenu of the joint setting menu.
【図４７】関節設定メニューのサブメニューの変形例を
示した説明図である。FIG. 47 is an explanatory diagram showing a modified example of the sub menu of the joint setting menu.
【図４８】ＣＡＤシステムから入力された複数の部品の
形状データに基づくＣＧ画面を表わした図である。FIG. 48 is a diagram showing a CG screen based on the shape data of a plurality of parts input from the CAD system.
【図４９】回転型関節の定義を行なう手順を示した説明
図である。FIG. 49 is an explanatory diagram showing a procedure for defining a rotary joint.
【図５０】立体関節マークのスケール変換の説明図であ
る。FIG. 50 is an explanatory diagram of scale conversion of a solid joint mark.
【図５１】ＣＧ画面の表示態様の説明図である。FIG. 51 is an explanatory diagram of a display mode of a CG screen.
【図５２】ＣＡＤシステムから入力された形状データに
基づくＣＧ画面を表わした図である。FIG. 52 is a diagram showing a CG screen based on the shape data input from the CAD system.
【図５３】直動型関節の定義を行なう手順を示した図で
ある。FIG. 53 is a diagram showing a procedure for defining a direct acting joint.
【図５４】ＣＡＤシステムから入力された形状データに
基づくＣＧ画面を表わした図である。FIG. 54 is a diagram showing a CG screen based on the shape data input from the CAD system.
【図５５】ばらばらな部品について関節を定義する手法
の説明図である。[Fig. 55] Fig. 55 is an explanatory diagram of a method of defining joints for disjointed parts.
【図５６】ばらばらな部品について関節を定義する手法
の説明図である。FIG. 56 is an explanatory diagram of a method of defining joints for discrete parts.
【図５７】立体関節マークと部品との干渉チェックの説
明図である。FIG. 57 is an explanatory diagram of interference check between a solid joint mark and a part.
【図５８】ばらばらな部品について直動型関節を定義す
る手法の説明図である。FIG. 58 is an explanatory diagram of a method of defining a direct acting joint for disjointed parts.
【図５９】ばらばらな部品について直動型関節を定義す
る手法の説明図である。FIG. 59 is an explanatory diagram of a method of defining a direct acting joint for disjointed parts.
【図６０】ばらばらな部品について固体型関節を定義す
る手法の説明図である。[Fig. 60] Fig. 60 is an explanatory diagram of a method of defining a solid joint for disjointed parts.
【図６１】ばらばらな部品について固体型関節を定義す
る手法の説明図である。FIG. 61 is an explanatory diagram of a method of defining a solid joint for disjointed parts.
【図６２】関節リミット設定用の立体関節マーク（回転
型関節の立体関節マーク）を示した図である。FIG. 62 is a diagram showing a solid joint mark for setting a joint limit (a solid joint mark of a rotary joint).
【図６３】「関節リミット」画面の各例を示す図であ
る。FIG. 63 is a diagram showing each example of a “joint limit” screen.
【図６４】立体関節マークに付された最大値マーク、最
小値マークの例を示す図である。FIG. 64 is a diagram showing an example of a maximum value mark and a minimum value mark attached to a solid joint mark.
【図６５】立体関節マークに付された最大値マーク、最
小値マークの例を示す図である。FIG. 65 is a diagram showing an example of a maximum value mark and a minimum value mark attached to a solid joint mark.
【図６６】直動型関節についての、関節リミット設定用
の立体関節マークを示した図である。FIG. 66 is a diagram showing a three-dimensional joint mark for setting a joint limit for a direct acting joint.
【図６７】直動型関節についての「関節リミット」画面
の表示例を示した例である。FIG. 67 is an example showing a display example of a “joint limit” screen for a direct acting joint.
【図６８】直動型関節についての立体関節マークに付さ
れた最大値マーク、最小値マークの例を示す図である。[Fig. 68] Fig. 68 is a diagram illustrating an example of a maximum value mark and a minimum value mark attached to a solid joint mark for a direct acting joint.
【図６９】直動型関節についての立体関節マークに付さ
れた最大値マーク、最小値マークの例を示す図である。[Fig. 69] Fig. 69 is a diagram illustrating an example of a maximum value mark and a minimum value mark attached to a solid joint mark for a direct acting joint.
【図７０】関節リミット設定を行なう手法の説明図であ
る。FIG. 70 is an explanatory diagram of a method of performing joint limit setting.
【図７１】図７０を参照して説明した関節リミット設定
方法の変形例を示す図である。71 is a diagram showing a modified example of the joint limit setting method described with reference to FIG. 70. FIG.
【図７２】ＣＧ画面上に二次元的に表示された部品を示
す模式図である。FIG. 72 is a schematic diagram showing components displayed two-dimensionally on a CG screen.
【図７３】ＣＧ画面上に二次元的に表示された部品に、
二次元的に表示された立体関節マークを配置する様子を
示した模式図である。[FIG. 73] For a component displayed two-dimensionally on the CG screen,
FIG. 6 is a schematic diagram showing a manner of arranging two-dimensionally displayed three-dimensional joint marks.
【図７４】部品（子部品）および親部品指定の一手法の
説明図である。FIG. 74 is an explanatory diagram of a method of designating a component (child component) and a parent component.
【図７５】ＣＧ画面上に二次元的に表示された部品を示
す模式図である。FIG. 75 is a schematic diagram showing components displayed two-dimensionally on a CG screen.
【図７６】ＣＧ画面上に二次元的に表示された部品に、
二次元的に表示された立体関節マーク（ここでは直動型
関節用の立体関節マーク）を配置する様子を示した模式
図である。[FIG. 76] For a component displayed two-dimensionally on the CG screen,
It is the schematic diagram which showed a mode that the solid joint mark (here, the solid joint mark for linear motion type joints) displayed two-dimensionally is arrange | positioned.
【図７７】メニューの流れを示す説明図である。FIG. 77 is an explanatory diagram showing a flow of a menu.
【図７８】関節設定メニューのプルダウンメニューを示
す図である。FIG. 78 is a diagram showing a pull-down menu of a joint setting menu.
【図７９】関節座標系の作成規則を示す説明図である。FIG. 79 is an explanatory diagram showing rules for creating a joint coordinate system.
【図８０】組み立てられた状態の形状データを入力する
場合の関節定義方式の説明図である。[Fig. 80] Fig. 80 is an explanatory diagram of a joint definition method in the case of inputting shape data in an assembled state.
【図８１】ばらばらな状態の部品の形状データを呼び込
んで関節を設定する手順の説明図である。FIG. 81 is an explanatory diagram of a procedure for setting up joints by calling in shape data of parts in disjointed states.
【図８２】ばらばらな状態の部品の形状データを呼び込
んで関節を設定する手順の説明図である。FIG. 82 is an explanatory diagram of a procedure for setting up joints by calling in shape data of parts in a disjointed state.
【図８３】ばらばらな状態の部品の形状データを呼び込
んで関節を設定する手順の説明図である。[Fig. 83] Fig. 83 is an explanatory diagram of a procedure for setting up joints by calling in shape data of parts in different states.
【図８４】ばらばらな状態の部品の形状データを呼び込
んで関節を設定する手順の説明図である。FIG. 84 is an explanatory diagram of a procedure for setting up joints by calling in shape data of parts in disjointed states.
【図８５】ばらばらな状態の部品の形状データを呼び込
んで関節を設定する手順の説明図である。FIG. 85 is an explanatory diagram of a procedure of setting the joint by calling in the shape data of the parts in the disjointed state.
【図８６】サブウインドウでの部品の待機と繰り上げの
表示手法の説明図である。[Fig. 86] Fig. 86 is an explanatory diagram of a display method of waiting for parts and moving up in a sub window.
【図８７】仮想的な関節モデルを含むＣＧ画面の例を示
す図である。FIG. 87 is a diagram showing an example of a CG screen including a virtual joint model.
１２ キーボード １３ マウス １４ ＣＲＴ表示部 ２０ メニュー画面 ３０ 被解析用リンク機構のグラフィック画面 ４０ リンク機構モデル画面 １００ リンク機構解析装置 １０１ ファイル記憶手段 １０２ 入力手段 １０３ 第１の操作子 １０４ 第２の操作子 １０５ 第３の操作子 １０６ 演算手段 １０７ 表示手段 １０８ 第４の操作子 １０９ 第１リンク検出手段 １１０ 新リンク機構モデル生成手段 １１１ 本体部 ２０１ 形状データ入力手段 ２０２ 関節定義用操作子 ２０３ 表示手段 ２０４ 関節データ演算手段 ２０５ 干渉チェック手段 ２０６ 関節リミット定義用操作子 12 keyboard 13 mice 14 CRT display 20 Menu screen 30 Graphic screen of link mechanism for analysis 40 Link mechanism model screen 100 Link mechanism analyzer 101 file storage means 102 input means 103 first operator 104 Second manipulator 105 Third control 106 computing means 107 display means 108 Fourth manipulator 109 first link detecting means 110 New Link Mechanism Model Generation Means 111 main body 201 Shape data input means 202 Joint definition manipulator 203 display means 204 joint data calculation means 205 Interference check means 206 Joint limit definition manipulator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 次人 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 3J062 AA35 AB27 CB02 CB32 5B046 AA00 JA07 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Tsutomu Maruyama 4-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 within Fujitsu Limited F-term (reference) 3J062 AA35 AB27 CB02 CB32 5B046 AA00 JA07
Claims (9)
構成する複数の部品の三次元形状を表わす形状データを
入力する形状データ入力手段、 関節を種類別に三次元的にモデル化してなる複数種類の
立体関節マークの中からいずれかの立体関節マークを選
択して、選択した立体関節マークを、前記形状データ入
力手段により入力された部品どうしが結合される関節部
分に、所定の位置および所定の姿勢に配置することによ
り、該部品どうしを結合する関節の種類、位置および姿
勢を定義する関節定義用操作子、 前記形状データ入力手段により入力された部品および前
記立体関節マークを表示する表示手段、および前記立体
関節マークが前記関節部分に配置されたことを受けて、
該立体関節マークが配置された部品を含むリンク機構の
リンクおよび関節の結合関係を表わすパラメータと該パ
ラメータのパラメータ値とが記述された関節データを求
める関節データ演算手段を備えことを特徴とするリンク
機構関節データ演算装置。1. A shape data input means for inputting shape data representing a three-dimensional shape of a plurality of parts constituting a link mechanism having a link and a joint, and a plurality of kinds of solids in which joints are three-dimensionally modeled for each kind. One of the three-dimensional joint marks is selected from the joint marks, and the selected three-dimensional joint mark is set to a predetermined position and a predetermined posture at the joint portion where the parts input by the shape data input means are connected. By arranging the joint, a joint defining operator that defines the type, position, and posture of the joint connecting the parts, a display unit that displays the part and the three-dimensional joint mark input by the shape data input unit, and In response to the placement of the three-dimensional joint mark on the joint part,
A link including a joint data calculation unit that obtains joint data in which a parameter representing a linking relation of a link mechanism and a joint including a part in which the solid joint mark is arranged and a parameter value of the parameter are described. Mechanical joint data calculation device.
立てられた状態の複数の部品の三次元形状を表わす形状
データを入力するものであって、 前記関節定義用操作子が、前記形状データ入力手段によ
り入力された、相互に組み立てられた状態に配置された
複数の部品の関節部分に、前記立体関節マークを配置す
るものであることを特徴とする請求項１記載のリンク機
構関節データ演算装置。2. The shape data input means inputs shape data representing a three-dimensional shape of a plurality of parts in a mutually assembled state, wherein the joint defining operator inputs the shape data. 2. The link mechanism joint data calculation device according to claim 1, wherein the three-dimensional joint mark is arranged at a joint portion of a plurality of parts which are input by the means and which are arranged in a mutually assembled state. .
態の複数の部品の三次元形状を表わす形状データを入力
するものであって、 前記関節定義用操作子が、相互に結合される複数の部品
の各関節部分それぞれに、位置および姿勢が相互に対応
することを示す各立体関節マークをそれぞれ配置するも
のであることを特徴とする請求項１記載のリンク機構関
節データ演算装置。3. The shape data input means inputs shape data representing a three-dimensional shape of a plurality of parts before assembly, wherein the joint defining manipulators are coupled to each other. 2. The link mechanism joint data calculation device according to claim 1, wherein each three-dimensional joint mark indicating that the position and the posture correspond to each other is arranged at each joint part of the component of FIG.
たか否かを検査する干渉チェック手段を備えたことを特
徴とする請求項１記載のリンク機構関節データ演算装
置。4. The link mechanism joint data arithmetic unit according to claim 1, further comprising an interference check means for inspecting whether or not the three-dimensional joint mark interferes with the component.
ータとともに関節位置を表わす関節位置データを入力す
るものであって、 前記関節定義用操作子が、前記関節位置データが表わす
関節位置に前記立体関節マークを配置する操作を含む操
作を行なうためのものであることを特徴とする請求項１
記載のリンク機構関節データ演算装置。5. The shape data input means inputs joint position data representing a joint position together with the shape data, wherein the joint defining manipulator is at the joint position represented by the joint position data. 2. An operation for performing an operation including an operation of arranging a joint mark.
Link mechanism joint data calculation device described.
に投影した二次元形状を表示するものであって、 前記関節定義用操作子が、前記二次元形状中の関節位置
を指定することにより該関節位置に前記立体関節マーク
を配置する操作を含む操作を行なうためのものであるこ
とを特徴とする請求項１記載のリンク機構関節データ演
算装置。6. The display means displays a two-dimensional shape obtained by projecting the component in a predetermined direction, and the joint defining operator specifies a joint position in the two-dimensional shape. 2. The link mechanism joint data calculation device according to claim 1, wherein the link mechanism joint data calculation device is for performing an operation including an operation for arranging the three-dimensional joint mark at the joint position.
定めるための関節リミット定義用操作子を備えたことを
特徴とする請求項１記載のリンク機構関節データ演算装
置。7. The link mechanism joint data calculation device according to claim 1, further comprising a joint limit defining operator for determining a movement limit of the parts connected by the joint.
された部品の移動位置を模擬するマーク部分を有し、前
記関節リミット定義用操作子が、前記マーク部分を該部
品の移動限界位置に対応する位置に移動させることによ
って該部品の移動限定を定めるものであることを特徴と
する請求項７記載のリンク機構関節データ演算装置。8. The three-dimensional joint mark has a mark portion simulating a moving position of a component joined by a joint, and the joint limit defining operator corresponds the mark portion to a moving limit position of the component. 8. The link mechanism joint data calculation device according to claim 7, wherein movement limitation of the component is determined by moving the component to a position where the link mechanism joint data is moved.
表示手段に表示された、関節により結合された部品を該
部品の移動限界位置に移動させることによって該部品の
移動限界を定めるものであることを特徴とする請求項７
記載のリンク機構関節データ演算装置。9. The joint limit defining manipulator defines a movement limit of the component by moving the component connected by the joint displayed on the display means to a movement limit position of the component. 7. The method according to claim 7, wherein
Link mechanism joint data calculation device described.
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