JP3074723B2 - バイラテラルマニプレータの反力補正方法 - Google Patents
バイラテラルマニプレータの反力補正方法Info
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- JP3074723B2 JP3074723B2 JP02285879A JP28587990A JP3074723B2 JP 3074723 B2 JP3074723 B2 JP 3074723B2 JP 02285879 A JP02285879 A JP 02285879A JP 28587990 A JP28587990 A JP 28587990A JP 3074723 B2 JP3074723 B2 JP 3074723B2
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、バイラテラル機構を有するマスタスレーブ
型マニプレータの反力補正方法に関する。
型マニプレータの反力補正方法に関する。
B.発明の概要 本発明では、バイラテラル機能を有するマスタスレー
ブ型マニプレータにおいて、スレーブアームに設けられ
たトルクセンサのヒステリシスを取り除く零点補正回路
を設けると共にこの零点補正回路にバイアス信号を設定
する零点補正スイッチを、操作グリップに設けられた光
式スイッチに兼用することを特徴とするものである。
ブ型マニプレータにおいて、スレーブアームに設けられ
たトルクセンサのヒステリシスを取り除く零点補正回路
を設けると共にこの零点補正回路にバイアス信号を設定
する零点補正スイッチを、操作グリップに設けられた光
式スイッチに兼用することを特徴とするものである。
この為、光式スイッチのオフ−オン毎に零点補正回路
による零点補正が自動的に実行されるので、零点補正ス
イッチを他の作業者に援助して操作してもらう場合や、
足式スイッチとする場合に比較して操作性が向上する。
による零点補正が自動的に実行されるので、零点補正ス
イッチを他の作業者に援助して操作してもらう場合や、
足式スイッチとする場合に比較して操作性が向上する。
C.従来の技術 バイラテラル機能を持ったマスタスレーブ型マニプレ
ータは、スレーブアームの反力をマスタアームに伝える
ことにより、あたかも実際に作業者が物を取り扱ってい
るかのような感覚で操縦することができ、この為、感覚
が掴みやすい利点がある。
ータは、スレーブアームの反力をマスタアームに伝える
ことにより、あたかも実際に作業者が物を取り扱ってい
るかのような感覚で操縦することができ、この為、感覚
が掴みやすい利点がある。
ここで、スレーブアームの反力検出には、各種のトル
クセンサが使用されているが、それらのセンサの出力特
性には、オフセット、ヒステリシスが含まれるため、真
の反力、つまり、スレーブアームに作用している実際の
負荷を検出することにならなかった。
クセンサが使用されているが、それらのセンサの出力特
性には、オフセット、ヒステリシスが含まれるため、真
の反力、つまり、スレーブアームに作用している実際の
負荷を検出することにならなかった。
即ち、第３図に示すように、トルクセンサの出力はス
レーブアームに加わる外力に比例するのが理想的である
が、実際には破線で示すようにヒステリシスカーブとな
り、外力が零でも、センサ出力が発生したり、逆に外力
が加わる場合でもセンサ出力が発生しないことがあっ
た。
レーブアームに加わる外力に比例するのが理想的である
が、実際には破線で示すようにヒステリシスカーブとな
り、外力が零でも、センサ出力が発生したり、逆に外力
が加わる場合でもセンサ出力が発生しないことがあっ
た。
これは、トルクセンサの取り付けられている機構或い
はトルクセンサ自体の構造によるもので避けられないも
のである。
はトルクセンサ自体の構造によるもので避けられないも
のである。
そこで、従来では、第３図に示すトルクセンサから出
力される値AB又はBCを相殺するバイアス電流を、このセ
ンサの出力に加えて零点補正する零点補正回路Ｃを設け
ていた。
力される値AB又はBCを相殺するバイアス電流を、このセ
ンサの出力に加えて零点補正する零点補正回路Ｃを設け
ていた。
この零点補正回路Ｃは、第２図に示すように零点補正
スイッチ１が投入された時のトルクセンサ２からの入力
Tinをバイアス信号TBとして保持し、このTBを入力Tinか
ら差し引いて出力Toutとするものである。具体的には、
第４図に示すように、バイアス信号TBを当初は０として
おき、零点補正スイッチ１がオンとなったときの出力T
out（＝Tin）の逆符号−ToutをTBとして、図示しないメ
モリ等に保持させ、零点補正スイッチ１がオフとなった
後に、TinとTBの和をToutとするのである。
スイッチ１が投入された時のトルクセンサ２からの入力
Tinをバイアス信号TBとして保持し、このTBを入力Tinか
ら差し引いて出力Toutとするものである。具体的には、
第４図に示すように、バイアス信号TBを当初は０として
おき、零点補正スイッチ１がオンとなったときの出力T
out（＝Tin）の逆符号−ToutをTBとして、図示しないメ
モリ等に保持させ、零点補正スイッチ１がオフとなった
後に、TinとTBの和をToutとするのである。
従って、零点補正スイッチ１を投入した時の出力Tout
は零となる。
は零となる。
TB＝Tin Tout＝Tin−TB＝０ ここで、スレーブアームが無負荷の状態で、零点補正
スイッチ１を投入して第３図のAB又はBCに相当する入力
Tinをバイアス信号TBとして保持すれば、トルクセンサ
２からの出力Toutは零点補正されたことになる。
スイッチ１を投入して第３図のAB又はBCに相当する入力
Tinをバイアス信号TBとして保持すれば、トルクセンサ
２からの出力Toutは零点補正されたことになる。
Tout＝Tin−TB その後、スレーブアームに外力が加わった状態での出
力Toutは、スレーブアームに作用する外力に比例する理
想的な出力となる。
力Toutは、スレーブアームに作用する外力に比例する理
想的な出力となる。
D.発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来の零点補正回路Ｃでは、零点補正
スイッチ１を専用スイッチとして設けるので、作業者は
意識的に零点補正スイッチ１を操作する必要があった。
スイッチ１を専用スイッチとして設けるので、作業者は
意識的に零点補正スイッチ１を操作する必要があった。
また、マスタアーム操作中に、そのような操作をする
には、作業者の両手はふさがっているので、上記零点補
正スイッチ１を足元スイッチとするか、或いは他の作業
者にその零点補正スイッチ１を操作してもらう必要があ
った。
には、作業者の両手はふさがっているので、上記零点補
正スイッチ１を足元スイッチとするか、或いは他の作業
者にその零点補正スイッチ１を操作してもらう必要があ
った。
更に、マスタアーム操作を一旦中止し、再度操作する
際には、第３図に示すAB、BCが入れ代わるか、或いはそ
の大きさが変化するので、再開の都度、上記零点補正ス
イッチ１を操作する必要があり煩雑であった。
際には、第３図に示すAB、BCが入れ代わるか、或いはそ
の大きさが変化するので、再開の都度、上記零点補正ス
イッチ１を操作する必要があり煩雑であった。
本発明は、上記従来技術に鑑みて成されたものであ
り、零点補正スイッチを兼用スイッチとすることによ
り、零点補正回路の操作性を向上させることを目的とす
るものである。
り、零点補正スイッチを兼用スイッチとすることによ
り、零点補正回路の操作性を向上させることを目的とす
るものである。
E.課題を解決するための手段及び作用 本発明では、マスタアームの操作グリップを握って光
式スイッチをオンとすることにより前記スレーブアーム
を前記マスタアームに追従させて遠隔制御するバイラテ
ラル機能を有するマスタスレーブ型マニプレータにおい
て、スレーブアームに設けたトルクセンサのヒステリシ
スを取り除く零点補正回路の零点補正スイッチを上記光
式スイッチに兼用したものである。
式スイッチをオンとすることにより前記スレーブアーム
を前記マスタアームに追従させて遠隔制御するバイラテ
ラル機能を有するマスタスレーブ型マニプレータにおい
て、スレーブアームに設けたトルクセンサのヒステリシ
スを取り除く零点補正回路の零点補正スイッチを上記光
式スイッチに兼用したものである。
この為、作業者が操作グリップを離して光式スイッチ
をオフとすることにより、その都度零点補正スイッチと
して自動的に投入され、零点補正回路によりヒステリシ
ス等を排除した真の反力を出力できるので、意識的に零
点補正スイッチを投入する煩雑さから開放される。
をオフとすることにより、その都度零点補正スイッチと
して自動的に投入され、零点補正回路によりヒステリシ
ス等を排除した真の反力を出力できるので、意識的に零
点補正スイッチを投入する煩雑さから開放される。
F.実施例 以下、本発明について、図面を参照して詳細に説明す
る。
る。
第１図及び第５図に本発明の一実施例を示す。第５図
に示すように、バイラテラル機能を有するマスタスレー
ブ型マニプレータでは、マスタアーム３は、一般に、上
腕部Ｘ、前腕部Ｙ及び手首部Ｚから構成されている。手
首部Ｚには第１図に示すように、作業者の握る操作グリ
ップ４が取り付けられており、この操作グリップ４に穿
設された窓部に光式スイッチ５が設けられている。
に示すように、バイラテラル機能を有するマスタスレー
ブ型マニプレータでは、マスタアーム３は、一般に、上
腕部Ｘ、前腕部Ｙ及び手首部Ｚから構成されている。手
首部Ｚには第１図に示すように、作業者の握る操作グリ
ップ４が取り付けられており、この操作グリップ４に穿
設された窓部に光式スイッチ５が設けられている。
この光式スイッチ５は、マスタ操作を行うためのスイ
ッチであり、発光部5aと受光部5bとを隣接して設けたも
のである。従って、操作グリップ４を作業者が握って、
発光部5aから出射した光が手に反射して受光部5bに受光
されると光スイッチ５はオンとなり、マスタアーム３で
の操作が可能となる。
ッチであり、発光部5aと受光部5bとを隣接して設けたも
のである。従って、操作グリップ４を作業者が握って、
発光部5aから出射した光が手に反射して受光部5bに受光
されると光スイッチ５はオンとなり、マスタアーム３で
の操作が可能となる。
また、作業者が操作グリップ４を離して、受光部5bに
光が受光されないと、この光式スイッチ５はオフとな
り、マスタ操作が出来なくなる。
光が受光されないと、この光式スイッチ５はオフとな
り、マスタ操作が出来なくなる。
ここで、マスタ操作とは、図示しないスレーブアーム
をマスタアーム３に追従させて遠隔操作することであ
る。
をマスタアーム３に追従させて遠隔操作することであ
る。
本発明では、この光式スイッチ５を、第２図に示す零
点補正回路Ｃの零点補正スイッチ１として兼用するもの
である。
点補正回路Ｃの零点補正スイッチ１として兼用するもの
である。
即ち、この光式スイッチ５がオフとなると、零点補正
スイッチ１としてオンとなり、前記零点補正回路Ｃは、
その時のトルクセンサ２の入力Tinをバイアス信号TBと
して保持しする。
スイッチ１としてオンとなり、前記零点補正回路Ｃは、
その時のトルクセンサ２の入力Tinをバイアス信号TBと
して保持しする。
TB＝Tin ここで、操作グリップ４を作業者が離す際に、スレー
ブアームは無負荷の状態となっているのが一般的であ
る。
ブアームは無負荷の状態となっているのが一般的であ
る。
従って、作業者は操作グリップ４から手を離せば、零
点補正ができることになる。これにより、他の作業者の
援助が不要となり、また、足式スイッチよりも操作性が
向上する。
点補正ができることになる。これにより、他の作業者の
援助が不要となり、また、足式スイッチよりも操作性が
向上する。
その後、操作グリップ４を握って光式スイッチ５をオ
ンとしてマスタ操作する際には、下式に示すように出力
Toutはバイアス信号TBによりヒステリシスが除去され、
スレーブアームに作用する外力に比例した値となる。
ンとしてマスタ操作する際には、下式に示すように出力
Toutはバイアス信号TBによりヒステリシスが除去され、
スレーブアームに作用する外力に比例した値となる。
Tout＝Tin−TB また、マスタ操作を中止し、その後再開する際には、
第２図に示すAB、BCが変化するので、その都度零点補正
が必要となるが、本発明のように零点補正スイッチ１を
操作グリップ４の光式スイッチ５と兼用すると、自動的
に零点補正が行われ、意識的に行う必要がなく非常に便
利である。
第２図に示すAB、BCが変化するので、その都度零点補正
が必要となるが、本発明のように零点補正スイッチ１を
操作グリップ４の光式スイッチ５と兼用すると、自動的
に零点補正が行われ、意識的に行う必要がなく非常に便
利である。
尚、上記実施例では、マスタ操作を行う為の光式スイ
ッチで零点補正スイッチを兼用していたが、その光式ス
イッチを同等の機能を有する接触式スイッチで代用して
もよい。
ッチで零点補正スイッチを兼用していたが、その光式ス
イッチを同等の機能を有する接触式スイッチで代用して
もよい。
G.発明の効果 以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本
発明は、零点補正回路にバイアス信号を設定するために
用いられる零点補正スイッチを、操作グリップに設けら
れた光式スイッチに兼用したので、光式スイッチのオン
−オフ毎に零点補正回路による零点補正が自動的に実行
されるので、操作性が向上する。
発明は、零点補正回路にバイアス信号を設定するために
用いられる零点補正スイッチを、操作グリップに設けら
れた光式スイッチに兼用したので、光式スイッチのオン
−オフ毎に零点補正回路による零点補正が自動的に実行
されるので、操作性が向上する。
第１図は本発明の一実施例に係る操作グリップを示す正
面図、第２図は零点補正回路の回路図、第３図はトルク
センサの出力を示すグラフ、第４図は零点補正回路のフ
ローチャート、第５図はバイラテラル型マニプレータの
マスタアームの正面図である。 図面中、 １は零点補正スイッチ、 ２はトルクセンサ、 ３はマスタアーム、 ４は操作グリップ、 ５は光式スイッチ、 5aは発光部、 5bは受光部、 AB,BCはトルクセンサの出力、 Ｃは零点補正回路、 Ｘは上腕部、 Ｙは前腕部、 Ｚは手首部である。
面図、第２図は零点補正回路の回路図、第３図はトルク
センサの出力を示すグラフ、第４図は零点補正回路のフ
ローチャート、第５図はバイラテラル型マニプレータの
マスタアームの正面図である。 図面中、 １は零点補正スイッチ、 ２はトルクセンサ、 ３はマスタアーム、 ４は操作グリップ、 ５は光式スイッチ、 5aは発光部、 5bは受光部、 AB,BCはトルクセンサの出力、 Ｃは零点補正回路、 Ｘは上腕部、 Ｙは前腕部、 Ｚは手首部である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B25J 3/00 B25J 13/02
Claims (1)
- 【請求項１】スレーブアームに生じる反力をトルクセン
サで検出してマスタアームに伝達すると共に該マスタア
ームの操作グリップを握って光式スイッチをオンとする
ことにより前記スレーブアームを前記マタアームに追従
させて遠隔制御するバイラテラル機能を有するマスタス
レーブ型マスニプレータにおいて、零点補正スイッチが
投入された時の前記トルクセンサからの検出信号をバイ
アス信号として保持し、前記トルクセンサからの検出信
号から該バイアス信号を差し引いて前記スレーブアーム
に出力する零点補正回路を設けると共に前記零点補正ス
イッチを上記光式スイッチにより兼用したこと特徴とす
るバイラテラルマニプレータの反力補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02285879A JP3074723B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | バイラテラルマニプレータの反力補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02285879A JP3074723B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | バイラテラルマニプレータの反力補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04164580A JPH04164580A (ja) | 1992-06-10 |
| JP3074723B2 true JP3074723B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=17697213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02285879A Expired - Fee Related JP3074723B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | バイラテラルマニプレータの反力補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3074723B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4876432B2 (ja) * | 2005-04-22 | 2012-02-15 | 日産自動車株式会社 | 操舵制御装置 |
| JP6507468B2 (ja) * | 2014-01-23 | 2019-05-08 | セイコーエプソン株式会社 | 紙製造装置、紙製造方法及び紙 |
-
1990
- 1990-10-25 JP JP02285879A patent/JP3074723B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04164580A (ja) | 1992-06-10 |
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