JP2610094B2 - 産業用マニプレータの制御装置 - Google Patents
産業用マニプレータの制御装置Info
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- JP2610094B2 JP2610094B2 JP5111309A JP11130993A JP2610094B2 JP 2610094 B2 JP2610094 B2 JP 2610094B2 JP 5111309 A JP5111309 A JP 5111309A JP 11130993 A JP11130993 A JP 11130993A JP 2610094 B2 JP2610094 B2 JP 2610094B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用マニプレータの
制御装置に係り、マスタアームとスレーブアームとの操
作開始時における位置合せを自動的に行なうようにした
ものである。
制御装置に係り、マスタアームとスレーブアームとの操
作開始時における位置合せを自動的に行なうようにした
ものである。
【０００２】
【従来の技術】産業用マニプレータは、一般的には、ス
レーブアームとこれに対して縮小相似形のマスタアーム
にて操作を行なうようになっている。すなわち、マスタ
アームの取手を持って旋回させればマニプレータが旋回
し、マスタアームを上下させればスレーブアームが上下
動し、マスタアームを前後させればスレーブアームが前
後動するという動きをする。この場合、マスタアームと
連動するのは、旋回軸である１軸、前後動のための２
軸、上下動のための３軸であり、手首の上下や回転ある
いはハンドの開閉はスイッチ操作により行なっている。
レーブアームとこれに対して縮小相似形のマスタアーム
にて操作を行なうようになっている。すなわち、マスタ
アームの取手を持って旋回させればマニプレータが旋回
し、マスタアームを上下させればスレーブアームが上下
動し、マスタアームを前後させればスレーブアームが前
後動するという動きをする。この場合、マスタアームと
連動するのは、旋回軸である１軸、前後動のための２
軸、上下動のための３軸であり、手首の上下や回転ある
いはハンドの開閉はスイッチ操作により行なっている。
【０００３】かかる産業用マニプレータの利用例として
は、鋳物工場で行なう「鋳ばらし作業」、すなわち、
「コンベア上に流れてくるからみ合った鋳物製品を仕分
け、更に製品と湯口とを仕分けて整列させる作業」、に
て利用される垂直多関節の産業用マニプレータがあげら
れる。
は、鋳物工場で行なう「鋳ばらし作業」、すなわち、
「コンベア上に流れてくるからみ合った鋳物製品を仕分
け、更に製品と湯口とを仕分けて整列させる作業」、に
て利用される垂直多関節の産業用マニプレータがあげら
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の産業用マニプレ
ータにあって、マニプレータの停止中はスレーブアーム
は停止時の姿勢を保つのであるが、マスタアームは機構
上基本姿勢に戻るという特性を持たせてある。このた
め、スレーブアームの動作をマスタアームの動きに対し
同様の軌道をもって追従させるためには、操作開始時に
スレーブアームの姿勢にマスタアームの姿勢を合わせる
必要がある。
ータにあって、マニプレータの停止中はスレーブアーム
は停止時の姿勢を保つのであるが、マスタアームは機構
上基本姿勢に戻るという特性を持たせてある。このた
め、スレーブアームの動作をマスタアームの動きに対し
同様の軌道をもって追従させるためには、操作開始時に
スレーブアームの姿勢にマスタアームの姿勢を合わせる
必要がある。
【０００５】従来においては、マスタアームをスレーブ
アームに合わせる方法としては、目視によりマスタアー
ムの姿勢をスレーブアームの姿勢に合わせた状態でスイ
ッチの投入により一致信号を入力してスレーブアームの
追従動作を可能とするようにしている。
アームに合わせる方法としては、目視によりマスタアー
ムの姿勢をスレーブアームの姿勢に合わせた状態でスイ
ッチの投入により一致信号を入力してスレーブアームの
追従動作を可能とするようにしている。
【０００６】ところが、この目視によるマスタアームと
スレーブアームとの姿勢合せは、おおよその合せしか行
なうことができず、また、上述の一致信号の入力方法に
よっては、マスタアームとスレーブアームとの両者の姿
勢が大きく異なることがある。そして、これら姿勢の不
一致により、マスタアームとスレーブアームとで動きの
違いが生じ、操作が円滑にできない。
スレーブアームとの姿勢合せは、おおよその合せしか行
なうことができず、また、上述の一致信号の入力方法に
よっては、マスタアームとスレーブアームとの両者の姿
勢が大きく異なることがある。そして、これら姿勢の不
一致により、マスタアームとスレーブアームとで動きの
違いが生じ、操作が円滑にできない。
【０００７】本発明は、上述の問題に鑑み姿勢の不一致
を防止した産業用マニプレータの制御装置の提供を目的
とする。
を防止した産業用マニプレータの制御装置の提供を目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、スレーブアームの旋回台に、操作者が座る運転
席とこの運転席の右側前方にスレーブアームに動作指令
を送るマスターアームとを備え、マスタ・スレーブ方式
により作業を行なう産業用マニプレータにおいて、上記
マスタアームに操作スイッチを備え、操作開始に当って
上記操作スイッチの投入により上記マスタアームが上記
スレーブアームと略同じ姿勢となるまで上記スレーブア
ームの動作を停止し略同一姿勢となった後はスレーブア
ームの動作をマスタアームの動きに追従させ、更に操作
終了に当って上記操作スイッチの解除により上記スレー
ブアームを停止させると共に上記マスタアームを基本姿
勢に戻す制御部を備え、上記旋回台を旋回させるジョイ
スティックレバーを上記運転席の左側に左手作業用とし
て備え、たことを特徴とする。
発明は、スレーブアームの旋回台に、操作者が座る運転
席とこの運転席の右側前方にスレーブアームに動作指令
を送るマスターアームとを備え、マスタ・スレーブ方式
により作業を行なう産業用マニプレータにおいて、上記
マスタアームに操作スイッチを備え、操作開始に当って
上記操作スイッチの投入により上記マスタアームが上記
スレーブアームと略同じ姿勢となるまで上記スレーブア
ームの動作を停止し略同一姿勢となった後はスレーブア
ームの動作をマスタアームの動きに追従させ、更に操作
終了に当って上記操作スイッチの解除により上記スレー
ブアームを停止させると共に上記マスタアームを基本姿
勢に戻す制御部を備え、上記旋回台を旋回させるジョイ
スティックレバーを上記運転席の左側に左手作業用とし
て備え、たことを特徴とする。
【０００９】
【作用】操作スイッチの投入にマスタアームがスレーブ
アームと略同じ姿勢となるまでスレーブアームの動作を
停止させ、同一姿勢となるときマスタアームの軌道にス
レーブアームを追従させたことにより、両アームの動作
や姿勢は必ず一致することになる。
アームと略同じ姿勢となるまでスレーブアームの動作を
停止させ、同一姿勢となるときマスタアームの軌道にス
レーブアームを追従させたことにより、両アームの動作
や姿勢は必ず一致することになる。
【００１０】
【実施例】ここで、図１〜図９を参照して本発明の実施
例を説明する。図１は本実施例の産業用マニプレータの
うちスレーブアームを抽出してその基本構成を示す説明
図である。同図に示すように、旋回台１は、床面２に設
置してある基台３に対し１軸モータ（図示せず）により
水平面内を回動可能に構成してある。
例を説明する。図１は本実施例の産業用マニプレータの
うちスレーブアームを抽出してその基本構成を示す説明
図である。同図に示すように、旋回台１は、床面２に設
置してある基台３に対し１軸モータ（図示せず）により
水平面内を回動可能に構成してある。
【００１１】垂直アーム４は、その基端部を、旋回台１
で支持して２軸モータ（図示せず）により回動する回動
軸５に固定するとともに、その先端部を、上部ユニット
７で支持して３軸モータ（図示せず）により回動する回
動軸６に回動可能に取り付けてある。垂直レバー８は、
その基端部を、軸９を介して旋回台１に、またその先端
部を、軸１０を介して上部ユニット７にそれぞれ回動可
能に取付けてある。すなわち、旋回台１、上部ユニット
７、垂直アーム４、垂直レバー８、回動軸５，６及び軸
９，１０により４節の平行リンク機構を形成している。
で支持して２軸モータ（図示せず）により回動する回動
軸５に固定するとともに、その先端部を、上部ユニット
７で支持して３軸モータ（図示せず）により回動する回
動軸６に回動可能に取り付けてある。垂直レバー８は、
その基端部を、軸９を介して旋回台１に、またその先端
部を、軸１０を介して上部ユニット７にそれぞれ回動可
能に取付けてある。すなわち、旋回台１、上部ユニット
７、垂直アーム４、垂直レバー８、回動軸５，６及び軸
９，１０により４節の平行リンク機構を形成している。
【００１２】水平アーム１１は、その途中を、前記回動
軸６に固定し、上部ユニット７に対して回動可能に構成
してある。カウンタウェイト１２は水平アーム１１の基
端部に固定してある。また、水平アーム１１の先端部に
は、Ｌ字状の手首部１３が軸１４を介して回動可能に取
付けてある。水平レバー１５はその両端部を軸１６，１
７にそれぞれ回動可能に取付けてある。このとき、軸１
６は、基端部を上部ユニット７に垂直に固着してあるブ
ラケット１８の先端部に、また軸１７は、手首部１３の
ブラケット１３ａの先端部にそれぞれ回動可能に取付け
てある。すなわち、回動軸６、軸１４，１６，１７、ブ
ラケット１３ａ，１８、水平アーム１１及び水平レバー
１５により４節の平行リンク機構を形成している。
軸６に固定し、上部ユニット７に対して回動可能に構成
してある。カウンタウェイト１２は水平アーム１１の基
端部に固定してある。また、水平アーム１１の先端部に
は、Ｌ字状の手首部１３が軸１４を介して回動可能に取
付けてある。水平レバー１５はその両端部を軸１６，１
７にそれぞれ回動可能に取付けてある。このとき、軸１
６は、基端部を上部ユニット７に垂直に固着してあるブ
ラケット１８の先端部に、また軸１７は、手首部１３の
ブラケット１３ａの先端部にそれぞれ回動可能に取付け
てある。すなわち、回動軸６、軸１４，１６，１７、ブ
ラケット１３ａ，１８、水平アーム１１及び水平レバー
１５により４節の平行リンク機構を形成している。
【００１３】ハンド部１９は、その上端部を回動軸２０
を介して４軸モータ（図示せず）により回動可能に手首
部１３に取付けて垂下するとともに、先端部である把持
部１９ａと基端部１９ｂとからなり、把持部１９ａが５
軸モータ（図示せず）により図示の状態で水平面内を回
動可能に構成してある。
を介して４軸モータ（図示せず）により回動可能に手首
部１３に取付けて垂下するとともに、先端部である把持
部１９ａと基端部１９ｂとからなり、把持部１９ａが５
軸モータ（図示せず）により図示の状態で水平面内を回
動可能に構成してある。
【００１４】かかるスレーブアームは、オペレータによ
るマスターアーム（詳細は後述）の操作に対応して動作
することにより把持部１９ａで対象物を把んで所定位置
迄搬送するものであるが、このときの動作は次の通りで
ある。
るマスターアーム（詳細は後述）の操作に対応して動作
することにより把持部１９ａで対象物を把んで所定位置
迄搬送するものであるが、このときの動作は次の通りで
ある。
【００１５】１軸モータの駆動により旋回台１が基台３
に対し水平面内を回動する。
に対し水平面内を回動する。
【００１６】２軸モータの駆動により回動軸５が回動
し、垂直アーム４を含む平行リンク機構が動作して垂直
アーム４及び垂直レバー８が垂直面内を回動する結果、
上部ユニット７が垂直面内を移動する。
し、垂直アーム４を含む平行リンク機構が動作して垂直
アーム４及び垂直レバー８が垂直面内を回動する結果、
上部ユニット７が垂直面内を移動する。
【００１７】３軸モータの駆動により回動軸６が回動
し、水平アーム１１を含む平行リンク機構が動作して水
平アーム１１及び水平レバー１５が垂直面内を回動する
結果、手首部１３及びハンド部１９が垂直面内を移動す
る。このとき、ブラケット１３ａ，１８は平行であり、
しかもブラケット１８は垂直であるため、ブラケット１
３ａも同様に常に垂直となる。すなわち、手首部１３の
姿勢は常に一定に保持される。
し、水平アーム１１を含む平行リンク機構が動作して水
平アーム１１及び水平レバー１５が垂直面内を回動する
結果、手首部１３及びハンド部１９が垂直面内を移動す
る。このとき、ブラケット１３ａ，１８は平行であり、
しかもブラケット１８は垂直であるため、ブラケット１
３ａも同様に常に垂直となる。すなわち、手首部１３の
姿勢は常に一定に保持される。
【００１８】４軸モータの駆動により回動軸２０が回動
し、ハンド部１９が垂直面内を回動する。また、５軸モ
ータの駆動により把持部１９ａが水平面内を回動する。
し、ハンド部１９が垂直面内を回動する。また、５軸モ
ータの駆動により把持部１９ａが水平面内を回動する。
【００１９】かかる１軸〜５軸モータの駆動による各部
の移動により把持部１９ａを所定位置から所定位置へ移
動させる
の移動により把持部１９ａを所定位置から所定位置へ移
動させる
【００２０】図２は、図１に示すスレーブアームを有す
る本実施例に係る産業用マニプレータを示す右側面図、
図３はその背面図、図４はその平面図である。これら図
２〜図４中、図１と同一部分には同一番号を付し重複す
る説明は省略する。
る本実施例に係る産業用マニプレータを示す右側面図、
図３はその背面図、図４はその平面図である。これら図
２〜図４中、図１と同一部分には同一番号を付し重複す
る説明は省略する。
【００２１】図２〜図４に示すように、旋回台１には運
転席２１、マスターアーム２２及びジョイスティックレ
バー２３が配設してある。旋回台１を回動する１軸モー
タは、基台３内に収納してある。垂直アーム４を回動す
る２軸モータ２４は、支持部２５を介して旋回台１に配
設してある。水平アーム１１を回動する３軸モータ２６
は上部ユニット７に配設してある。ハンド部１９を垂直
面内で回動する４軸モータ２７は、手首部１３に水平に
突出して配設してある。把持部１９ａを水平面内で回動
する５軸モータ２８は、手首部１３に垂直に突出して配
設してある。
転席２１、マスターアーム２２及びジョイスティックレ
バー２３が配設してある。旋回台１を回動する１軸モー
タは、基台３内に収納してある。垂直アーム４を回動す
る２軸モータ２４は、支持部２５を介して旋回台１に配
設してある。水平アーム１１を回動する３軸モータ２６
は上部ユニット７に配設してある。ハンド部１９を垂直
面内で回動する４軸モータ２７は、手首部１３に水平に
突出して配設してある。把持部１９ａを水平面内で回動
する５軸モータ２８は、手首部１３に垂直に突出して配
設してある。
【００２２】上述の１軸〜５軸モータで回動する旋回台
１、垂直アーム４、水平アーム１１、ハンド部１９及び
把持部１９ａの回動中心を図２〜図４中にそれぞれ
Ｏ1 ，Ｏ 2 ，Ｏ3 ，Ｏ4 ，Ｏ5 で示す。これら各回動中
心Ｏ1 〜Ｏ5 には回動角を検出するためにポテンショメ
ータが備えられている。
１、垂直アーム４、水平アーム１１、ハンド部１９及び
把持部１９ａの回動中心を図２〜図４中にそれぞれ
Ｏ1 ，Ｏ 2 ，Ｏ3 ，Ｏ4 ，Ｏ5 で示す。これら各回動中
心Ｏ1 〜Ｏ5 には回動角を検出するためにポテンショメ
ータが備えられている。
【００２３】マスターアーム２２は、スレーブアームと
相似形に形成してあり、このマスターアーム２２をオペ
レータが操作することによりスレーブアームがマスター
アームと相似形となるように制御される。ジョイスティ
ックレバー２３は、これをオペレータが左右に倒すこと
により旋回台１を大きく、高速度で左右方向に回動する
ためのものである。マスターアーム２２は運転席２１の
オペレータが右手で操作するように運転席２１の右側
に、ジョイスティックレバー２３は前記オペレータが左
手で操作するように運転席２１の左側にそれぞれ配設し
てある。
相似形に形成してあり、このマスターアーム２２をオペ
レータが操作することによりスレーブアームがマスター
アームと相似形となるように制御される。ジョイスティ
ックレバー２３は、これをオペレータが左右に倒すこと
により旋回台１を大きく、高速度で左右方向に回動する
ためのものである。マスターアーム２２は運転席２１の
オペレータが右手で操作するように運転席２１の右側
に、ジョイスティックレバー２３は前記オペレータが左
手で操作するように運転席２１の左側にそれぞれ配設し
てある。
【００２４】図５は、図２に示す産業用マニプレータの
マスターアーム２２を抽出・拡大して示す右側面図、図
６はその背面図、図７はその平面図である。
マスターアーム２２を抽出・拡大して示す右側面図、図
６はその背面図、図７はその平面図である。
【００２５】図５〜図７に示すように、マスターアーム
２２は、スレーブアームの各構成部品に対応する各部品
をスレーブアームと同様の結合関係を保ちながら相似形
に構成したものである。すなわち、アーム及びレバーの
長さはスレーブアームに相似で、関節回動範囲はスレー
ブアームと等しく構成してある。
２２は、スレーブアームの各構成部品に対応する各部品
をスレーブアームと同様の結合関係を保ちながら相似形
に構成したものである。すなわち、アーム及びレバーの
長さはスレーブアームに相似で、関節回動範囲はスレー
ブアームと等しく構成してある。
【００２６】図５〜図７中、３３は旋回台１に対応する
旋回部、３４は垂直アーム４に対応する垂直アーム、３
５，３６，３９，４０，４４，４６，４７，５０は回動
軸５，６，２０及び軸９，１０，１４，１６，１７にそ
れぞれ対応する軸、３７は上部ユニット７に対応する上
部ユニット、３８は垂直レバー８に対応する垂直レバ
ー、４１は水平アーム１１に対応する水平アーム、４２
はカウンタウエイト１２に対応するカウンタウエイト、
４３は手首部１３に対応する手首部、４３ａはブラケッ
ト１３ａに対応するブラケット、４５は水平レバー１５
に対応する水平レバー、４８はブラケット１８に対応す
るブラケットである。
旋回部、３４は垂直アーム４に対応する垂直アーム、３
５，３６，３９，４０，４４，４６，４７，５０は回動
軸５，６，２０及び軸９，１０，１４，１６，１７にそ
れぞれ対応する軸、３７は上部ユニット７に対応する上
部ユニット、３８は垂直レバー８に対応する垂直レバ
ー、４１は水平アーム１１に対応する水平アーム、４２
はカウンタウエイト１２に対応するカウンタウエイト、
４３は手首部１３に対応する手首部、４３ａはブラケッ
ト１３ａに対応するブラケット、４５は水平レバー１５
に対応する水平レバー、４８はブラケット１８に対応す
るブラケットである。
【００２７】操作部５１は軸５０を介して手首部４３
に、垂直面内を回動可能に取付けてある。また、この操
作部５１の頂部には、水平面内を回動するハンド操作部
５１ａが設けてあり、このハンド操作部５１ａを回動す
ることにより５軸モータ２８（図２参照）でハンド部１
９を回動させる。操作部５１に配設してあるハンド開閉
スイッチ５２及び本実施例の特徴である操作スイッチ
（デッドマンスイッチ）５３は、その操作によりハンド
部１９（図２参照）の把持部１９ａの開閉を行なうとと
もに、スレーブアームの制御操作を起動することができ
る。
に、垂直面内を回動可能に取付けてある。また、この操
作部５１の頂部には、水平面内を回動するハンド操作部
５１ａが設けてあり、このハンド操作部５１ａを回動す
ることにより５軸モータ２８（図２参照）でハンド部１
９を回動させる。操作部５１に配設してあるハンド開閉
スイッチ５２及び本実施例の特徴である操作スイッチ
（デッドマンスイッチ）５３は、その操作によりハンド
部１９（図２参照）の把持部１９ａの開閉を行なうとと
もに、スレーブアームの制御操作を起動することができ
る。
【００２８】このとき、旋回部３３は、旋回台１に、水
平面内を回動可能に配設してある。垂直アーム３４、垂
直レバー３８、水平アーム４１、水平レバー４５及び操
作部５１は、軸３５，３９，３６，４６，５０を回動中
心として垂直面内を回動し得るように構成してある。こ
のときの各回動中心を図５、図７中にＯ6 ，Ｏ7 ，
Ｏ 8 ，Ｏ9 ，Ｏ10の符号を付して示す。また、軸４０，
４４，４７の各中心を図５中にＯ11，Ｏ12，Ｏ13の符号
を付して示す。
平面内を回動可能に配設してある。垂直アーム３４、垂
直レバー３８、水平アーム４１、水平レバー４５及び操
作部５１は、軸３５，３９，３６，４６，５０を回動中
心として垂直面内を回動し得るように構成してある。こ
のときの各回動中心を図５、図７中にＯ6 ，Ｏ7 ，
Ｏ 8 ，Ｏ9 ，Ｏ10の符号を付して示す。また、軸４０，
４４，４７の各中心を図５中にＯ11，Ｏ12，Ｏ13の符号
を付して示す。
【００２９】マスターアーム２２における各部の回動量
は、各軸毎に設けたポテンショメータ５４，５５，５
６，５７，５８により検出する。かくして、これら１〜
５軸ポテンショメータ５４〜５８の検出信号に基づき制
御部を介してスレーブアームの１軸モータ、２軸モータ
２４、３軸モータ２６、４軸モータ２７及び５軸モータ
２８（図２参照）を駆動するように構成してある。
は、各軸毎に設けたポテンショメータ５４，５５，５
６，５７，５８により検出する。かくして、これら１〜
５軸ポテンショメータ５４〜５８の検出信号に基づき制
御部を介してスレーブアームの１軸モータ、２軸モータ
２４、３軸モータ２６、４軸モータ２７及び５軸モータ
２８（図２参照）を駆動するように構成してある。
【００３０】引張りバネ５９は、その両端部を旋回部３
３と上部ユニット３７とに係止してあり、通常時（非操
作時）には垂直アーム３４及び垂直レバー３８を、垂直
状態に保持するように構成してある。カウンタウエイト
４２は、水平アーム４１の基端部に固着してあり、通常
時には水平アーム４１を基本姿勢である水平状態に保持
するように構成してある。さらに旋回部３３及び操作部
５１には、それぞれ捩りバネ（図示せず）が介装してあ
り、各部の操作力に抗して旋回部３３、ハンド操作部５
１ａが原点位置に復帰するように旋回部３３及びハンド
操作部５１ａをその回動軸回りに水平面内で回動すると
ともに、操作部５１が原点位置に復帰するように操作部
５１をその回動軸回りに垂直面内で回動するように構成
してある。
３と上部ユニット３７とに係止してあり、通常時（非操
作時）には垂直アーム３４及び垂直レバー３８を、垂直
状態に保持するように構成してある。カウンタウエイト
４２は、水平アーム４１の基端部に固着してあり、通常
時には水平アーム４１を基本姿勢である水平状態に保持
するように構成してある。さらに旋回部３３及び操作部
５１には、それぞれ捩りバネ（図示せず）が介装してあ
り、各部の操作力に抗して旋回部３３、ハンド操作部５
１ａが原点位置に復帰するように旋回部３３及びハンド
操作部５１ａをその回動軸回りに水平面内で回動すると
ともに、操作部５１が原点位置に復帰するように操作部
５１をその回動軸回りに垂直面内で回動するように構成
してある。
【００３１】かくして、マスターアーム２２の操作部５
１を手６０で把持して所定の操作を行なった後、この手
６０を離すことにより各部は原点位置に復帰し、基本姿
勢を保持するように構成してある。
１を手６０で把持して所定の操作を行なった後、この手
６０を離すことにより各部は原点位置に復帰し、基本姿
勢を保持するように構成してある。
【００３２】この場合、前述の操作スイッチ５３は、オ
ペレータによる操作部５１の把持により指での押圧にて
投入されるようになっており、この操作スイッチ５３の
投入にてマスタアームに追従してスレーブアームが動き
得るものである。しかも、操作開始当初マスタアームが
スレーブアームに対してその姿勢が基本姿勢となってず
れている場合には、操作スイッチ５３が投入されてもマ
スタアームに従ってスレーブアームが動かず、マスタア
ームの姿勢がスレーブアームの姿勢に一致した状態の後
マスタアームがスレーブアームと同じ軌道を動くように
なっている。操作スイッチ５３が解除された場合には、
スレーブアームはそのままの姿勢をとり、マスタアーム
が基本姿勢に戻る。なお、操作スイッチ５３は指による
押圧のみならず、光式スイッチによっても構成できる。
ペレータによる操作部５１の把持により指での押圧にて
投入されるようになっており、この操作スイッチ５３の
投入にてマスタアームに追従してスレーブアームが動き
得るものである。しかも、操作開始当初マスタアームが
スレーブアームに対してその姿勢が基本姿勢となってず
れている場合には、操作スイッチ５３が投入されてもマ
スタアームに従ってスレーブアームが動かず、マスタア
ームの姿勢がスレーブアームの姿勢に一致した状態の後
マスタアームがスレーブアームと同じ軌道を動くように
なっている。操作スイッチ５３が解除された場合には、
スレーブアームはそのままの姿勢をとり、マスタアーム
が基本姿勢に戻る。なお、操作スイッチ５３は指による
押圧のみならず、光式スイッチによっても構成できる。
【００３３】こうして、オペレータがマスターアーム２
２の操作部５１を把持して旋回部３３を回動することに
より、このときの回動量を１軸ポテンショメータ５４で
検出する結果、前記制御部を介して１軸モータが駆動さ
れ、旋回部３３の回動量に応じて旋回台１を旋回する。
２の操作部５１を把持して旋回部３３を回動することに
より、このときの回動量を１軸ポテンショメータ５４で
検出する結果、前記制御部を介して１軸モータが駆動さ
れ、旋回部３３の回動量に応じて旋回台１を旋回する。
【００３４】以下、同様にオペレータの操作により垂直
アーム３４、水平アーム４１、操作部５１及びハンド操
作部５１ａを回動・操作することにより、このときの回
動量を２軸〜５軸ポテンショメータ５５，５６，５７，
５８で検出する結果、前記制御部を介して２軸〜５軸モ
ータ２４，２６，２７，２８が駆動され、垂直アーム３
４、水平アーム４１、操作部５１及びハンド操作部５１
ａの回動量に応じて垂直アーム４、水平アーム１１、ハ
ンド部１９及び把持部１９ａをそれぞれ回動する。
アーム３４、水平アーム４１、操作部５１及びハンド操
作部５１ａを回動・操作することにより、このときの回
動量を２軸〜５軸ポテンショメータ５５，５６，５７，
５８で検出する結果、前記制御部を介して２軸〜５軸モ
ータ２４，２６，２７，２８が駆動され、垂直アーム３
４、水平アーム４１、操作部５１及びハンド操作部５１
ａの回動量に応じて垂直アーム４、水平アーム１１、ハ
ンド部１９及び把持部１９ａをそれぞれ回動する。
【００３５】図８は上述した構成の産業用マニプレータ
の動作を制御する制御系を示し、図９は操作時の制御手
順を示す。図８に示すようにスレーブアームの１軸、２
軸、３軸にはポテンショメータＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３
が備えられ、マスタアームの１軸、２軸、３軸にもポテ
ンショメータ５４（ＰＴ１１）、５５（ＰＴ１２）、５
６（ＰＴ１３）が備えられている。各ポテンショメータ
ＰＴ１〜ＰＴ３、ＰＴ１１〜ＰＴ１３から出力されたポ
テンショメータ信号はＡ／Ｄ変換器６０にてディジタル
信号に変換されてＣＰＵ６１に入力される。ＣＰＵ６１
は、ポテンショメータ信号から各軸角度を求め、マスタ
アームの姿勢及びスレーブアームの姿勢を演算する。
の動作を制御する制御系を示し、図９は操作時の制御手
順を示す。図８に示すようにスレーブアームの１軸、２
軸、３軸にはポテンショメータＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３
が備えられ、マスタアームの１軸、２軸、３軸にもポテ
ンショメータ５４（ＰＴ１１）、５５（ＰＴ１２）、５
６（ＰＴ１３）が備えられている。各ポテンショメータ
ＰＴ１〜ＰＴ３、ＰＴ１１〜ＰＴ１３から出力されたポ
テンショメータ信号はＡ／Ｄ変換器６０にてディジタル
信号に変換されてＣＰＵ６１に入力される。ＣＰＵ６１
は、ポテンショメータ信号から各軸角度を求め、マスタ
アームの姿勢及びスレーブアームの姿勢を演算する。
【００３６】また操作スイッチ５３のオン・オフ出力が
ＣＰＵ６１に入力されており、この操作スイッチ５３の
投入によりマスタアームがスレーブアームと同姿勢にな
った以後追従動作が開始される制御が行なわれる。ＣＰ
Ｕ６１による追従動作指令は、マスタアームの各軸角度
とスレーブアームの各軸角度の偏差を求め、その偏差が
零となるような指令が演算され出力される。この追従動
作指令はＤ／Ａ変換器６２によりアナログ信号に変換さ
れサーボドライバ６３に送られ、スレーブアームの各軸
に備えたモータが駆動する。かくて、マスタアームの動
作に追従してスレーブアームが動作する。
ＣＰＵ６１に入力されており、この操作スイッチ５３の
投入によりマスタアームがスレーブアームと同姿勢にな
った以後追従動作が開始される制御が行なわれる。ＣＰ
Ｕ６１による追従動作指令は、マスタアームの各軸角度
とスレーブアームの各軸角度の偏差を求め、その偏差が
零となるような指令が演算され出力される。この追従動
作指令はＤ／Ａ変換器６２によりアナログ信号に変換さ
れサーボドライバ６３に送られ、スレーブアームの各軸
に備えたモータが駆動する。かくて、マスタアームの動
作に追従してスレーブアームが動作する。
【００３７】図９はマニプレータの操作開始時をも含め
たＣＰＵ６１による制御フローであり、操作開始により
まずスレーブアームのポテンショメータ信号が読み込ま
れ（ステップ１）、ついでマスタアームのポテンショメ
ータ信号が読み込まれて（ステップ２）、それぞれの各
軸の角度計算が行なわれる（ステップ３）。ついで、操
作スイッチ５３のオン・オフが判定され（ステップ
４）、オフの場合には停止指令、オンの場合には次の判
定として角度差１°以内か否かの判断がなされる（ステ
ップ５）。ここで、角度差が１°以上あるときには未だ
マスタアームとスレーブアームとの姿勢が一致しないと
して停止指令が出力され、角度差１°以内では通常の追
従動作に移る。通常の追従動作に移行した場合には、マ
スタアームとスレーブアームとの偏差を求めるために、
ステップ１、２、３と同様の信号読み込みと角度計算が
行なわれる（ステップ６、７、８）。ついで、操作スイ
ッチ５３のオン・オフの判定（ステップ９）後、オフす
ればスレーブの停止、オンにより速度指令値の計算（ス
テップ１０）と速度指令出力（ステップ１１）とにより
追従動作が行なわれる。
たＣＰＵ６１による制御フローであり、操作開始により
まずスレーブアームのポテンショメータ信号が読み込ま
れ（ステップ１）、ついでマスタアームのポテンショメ
ータ信号が読み込まれて（ステップ２）、それぞれの各
軸の角度計算が行なわれる（ステップ３）。ついで、操
作スイッチ５３のオン・オフが判定され（ステップ
４）、オフの場合には停止指令、オンの場合には次の判
定として角度差１°以内か否かの判断がなされる（ステ
ップ５）。ここで、角度差が１°以上あるときには未だ
マスタアームとスレーブアームとの姿勢が一致しないと
して停止指令が出力され、角度差１°以内では通常の追
従動作に移る。通常の追従動作に移行した場合には、マ
スタアームとスレーブアームとの偏差を求めるために、
ステップ１、２、３と同様の信号読み込みと角度計算が
行なわれる（ステップ６、７、８）。ついで、操作スイ
ッチ５３のオン・オフの判定（ステップ９）後、オフす
ればスレーブの停止、オンにより速度指令値の計算（ス
テップ１０）と速度指令出力（ステップ１１）とにより
追従動作が行なわれる。
【００３８】
【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に、オペレータによるマニプレータの操作開始にあって
操作スイッチのオンによりマスタアームがスレーブアー
ムの姿勢に略一致したとき、スレーブアームの動作を追
従させることができ、マニプレータの円滑な操作を可能
とした。また、操作スイッチのオフによりスレーブアー
ムが停止され誤作動が少ないと共にマスタアームが基本
姿勢に戻るようになり次の操作時の操作性が良い。更
に、運転席左側のジョイスティックレバー操作により運
転席を大きく旋回できてスレーブアームの動作を補助す
ることができる。
に、オペレータによるマニプレータの操作開始にあって
操作スイッチのオンによりマスタアームがスレーブアー
ムの姿勢に略一致したとき、スレーブアームの動作を追
従させることができ、マニプレータの円滑な操作を可能
とした。また、操作スイッチのオフによりスレーブアー
ムが停止され誤作動が少ないと共にマスタアームが基本
姿勢に戻るようになり次の操作時の操作性が良い。更
に、運転席左側のジョイスティックレバー操作により運
転席を大きく旋回できてスレーブアームの動作を補助す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る垂直多関節の産業用マニ
プレータのうちスレーブアームを抽出してその基本構成
を示す説明図である。
プレータのうちスレーブアームを抽出してその基本構成
を示す説明図である。
【図２】図１に示すスレーブアームを有する本実施例に
係る産業用マニプレータを有する右側面図である。
係る産業用マニプレータを有する右側面図である。
【図３】図２の背面図である。
【図４】図２の平面図である。
【図５】図２に示す産業用マニプレータのマスターアー
ムを抽出・拡大して示す右側面図である。
ムを抽出・拡大して示す右側面図である。
【図６】図５の背面図である。
【図７】図５の平面図である。
【図８】本発明の実施例に係る産業用マニプレータの制
御のためのブロック図である。
御のためのブロック図である。
【図９】実施例の操作開始の手法を示すフロー図であ
る。
る。
１ 旋回台 ２ 床面 ３ 基台 ４ 垂直アーム ５ 回動軸 ６ 回動軸 ７ 上部ユニット ８ 垂直レバー ９ 軸 １０ 軸 １１ 水平アーム １２ カウンタウエイト １３ 手首部 １３ａ ブラケット １４ 軸 １５ 水平レバー １６ 軸 １７ 軸 １８ ブラケット １９ ハンド部 １９ａ 把持部 １９ｂ 基端部 ２０ 回動軸 ２１ 運転席 ２２ マスターアーム ２３ ジョイスティックレバー ３３ 旋回部 ３４ 垂直アーム ３５ 回動軸 ３６ 回動軸 ３７ 上部ユニット ３８ 垂直レバー ３９ 軸 ４０ 軸 ４１ 水平アーム ４２ カウンタウエイト ４３ 手首部 ４３ａ ブラケット ４４ 軸 ４５ 水平レバー ４６ 軸 ４７ 軸 ４８ ブラケット ５３ 操作スイッチ ５４、５５、５６、５７、５８、ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ
３ ポテンショメータ
３ ポテンショメータ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−71980（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−50382（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−101787（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−38274（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−63388（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】 スレーブアームの旋回台に、操作者が座
る運転席とこの運転席の右側前方にスレーブアームに動
作指令を送るマスタアームとを備え、マスタ・スレーブ
方式により作業を行なう産業用マニタプレータにおい
て、 上記マスタアームに操作スイッチを備え、 操作開始に当って上記操作スイッチの投入により上記マ
スタアームが上記スレーブアームと略同じ姿勢となるま
で上記スレーブアームの動作を停止し略同一姿勢となっ
た後は上記スレーブアームの動きに追従させ、更に操作
終了に当って上記操作スイッチの解除により上記スレー
ブアームを停止させると共に上記マスタアームを基本姿
勢に戻す制御部を備え、 上記旋回台を旋回させるジョイスティックレバーを上記
運転席の左側に左手作業用として備え、 たことを特徴とする産業用マニプレータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5111309A JP2610094B2 (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 産業用マニプレータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5111309A JP2610094B2 (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 産業用マニプレータの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH071366A JPH071366A (ja) | 1995-01-06 |
| JP2610094B2 true JP2610094B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=14557966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5111309A Expired - Lifetime JP2610094B2 (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 産業用マニプレータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2610094B2 (ja) |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08215204A (ja) * | 1995-02-08 | 1996-08-27 | Olympus Optical Co Ltd | 医療用マニピュレータ |
| US9314921B2 (en) | 2011-03-17 | 2016-04-19 | Sarcos Lc | Robotic lift device with human interface operation |
| US8942846B2 (en) * | 2011-04-29 | 2015-01-27 | Raytheon Company | System and method for controlling a teleoperated robotic agile lift system |
| US9789603B2 (en) | 2011-04-29 | 2017-10-17 | Sarcos Lc | Teleoperated robotic system |
| US8892258B2 (en) | 2011-04-29 | 2014-11-18 | Raytheon Company | Variable strength magnetic end effector for lift systems |
| US8977388B2 (en) | 2011-04-29 | 2015-03-10 | Sarcos Lc | Platform perturbation compensation |
| JP6021353B2 (ja) | 2011-08-04 | 2016-11-09 | オリンパス株式会社 | 手術支援装置 |
| JP6009840B2 (ja) | 2011-08-04 | 2016-10-19 | オリンパス株式会社 | 医療機器 |
| CN103732173B (zh) | 2011-08-04 | 2016-03-09 | 奥林巴斯株式会社 | 手术器具和医疗用机械手 |
| JP5931497B2 (ja) | 2011-08-04 | 2016-06-08 | オリンパス株式会社 | 手術支援装置およびその組立方法 |
| US9519341B2 (en) | 2011-08-04 | 2016-12-13 | Olympus Corporation | Medical manipulator and surgical support apparatus |
| JP6081061B2 (ja) | 2011-08-04 | 2017-02-15 | オリンパス株式会社 | 手術支援装置 |
| JP5953058B2 (ja) | 2011-08-04 | 2016-07-13 | オリンパス株式会社 | 手術支援装置およびその着脱方法 |
| WO2013018861A1 (ja) | 2011-08-04 | 2013-02-07 | オリンパス株式会社 | 医療用マニピュレータおよびその制御方法 |
| JP5841451B2 (ja) | 2011-08-04 | 2016-01-13 | オリンパス株式会社 | 手術器具およびその制御方法 |
| JP6000641B2 (ja) * | 2011-08-04 | 2016-10-05 | オリンパス株式会社 | マニピュレータシステム |
| JP5936914B2 (ja) | 2011-08-04 | 2016-06-22 | オリンパス株式会社 | 操作入力装置およびこれを備えるマニピュレータシステム |
| JP6005950B2 (ja) | 2011-08-04 | 2016-10-12 | オリンパス株式会社 | 手術支援装置及びその制御方法 |
| JP6021484B2 (ja) | 2011-08-04 | 2016-11-09 | オリンパス株式会社 | 医療用マニピュレータ |
| US9616580B2 (en) | 2012-05-14 | 2017-04-11 | Sarcos Lc | End effector for a robotic arm |
| US10766133B2 (en) | 2014-05-06 | 2020-09-08 | Sarcos Lc | Legged robotic device utilizing modifiable linkage mechanism |
| EP3266569A4 (en) * | 2015-04-08 | 2018-08-15 | NSK Ltd. | Manipulation system and method for controlling same |
| US10765537B2 (en) | 2016-11-11 | 2020-09-08 | Sarcos Corp. | Tunable actuator joint modules having energy recovering quasi-passive elastic actuators for use within a robotic system |
| US10821614B2 (en) | 2016-11-11 | 2020-11-03 | Sarcos Corp. | Clutched joint modules having a quasi-passive elastic actuator for a robotic assembly |
| US10828767B2 (en) | 2016-11-11 | 2020-11-10 | Sarcos Corp. | Tunable actuator joint modules having energy recovering quasi-passive elastic actuators with internal valve arrangements |
| US10919161B2 (en) | 2016-11-11 | 2021-02-16 | Sarcos Corp. | Clutched joint modules for a robotic system |
| US10843330B2 (en) | 2017-12-07 | 2020-11-24 | Sarcos Corp. | Resistance-based joint constraint for a master robotic system |
| US11331809B2 (en) | 2017-12-18 | 2022-05-17 | Sarcos Corp. | Dynamically controlled robotic stiffening element |
| US11351675B2 (en) | 2018-12-31 | 2022-06-07 | Sarcos Corp. | Robotic end-effector having dynamic stiffening elements for conforming object interaction |
| US11241801B2 (en) | 2018-12-31 | 2022-02-08 | Sarcos Corp. | Robotic end effector with dorsally supported actuation mechanism |
| US10906191B2 (en) | 2018-12-31 | 2021-02-02 | Sarcos Corp. | Hybrid robotic end effector |
| US11833676B2 (en) | 2020-12-07 | 2023-12-05 | Sarcos Corp. | Combining sensor output data to prevent unsafe operation of an exoskeleton |
| US11794345B2 (en) | 2020-12-31 | 2023-10-24 | Sarcos Corp. | Unified robotic vehicle systems and methods of control |
| US11826907B1 (en) | 2022-08-17 | 2023-11-28 | Sarcos Corp. | Robotic joint system with length adapter |
| US11717956B1 (en) | 2022-08-29 | 2023-08-08 | Sarcos Corp. | Robotic joint system with integrated safety |
| US11897132B1 (en) | 2022-11-17 | 2024-02-13 | Sarcos Corp. | Systems and methods for redundant network communication in a robot |
| US11924023B1 (en) | 2022-11-17 | 2024-03-05 | Sarcos Corp. | Systems and methods for redundant network communication in a robot |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6438274U (ja) * | 1987-08-31 | 1989-03-07 |
-
1993
- 1993-05-13 JP JP5111309A patent/JP2610094B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH071366A (ja) | 1995-01-06 |
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| JPH0544073Y2 (ja) |
Legal Events
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|---|---|---|---|
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