JP6320915B2 - 遠隔制御ロボットシステム - Google Patents
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Description
本出願は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれている、2011年12月20日に出願した米国出願第13/332,165号の利益を主張するものである。また、本出願は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれている、2011年4月29日に出願した米国仮出願第61/481,110号の利益も主張するものである。本出願は、それぞれ、その全内容が参照により本明細書に組み込まれている、2011年4月29日に出願した米国仮出願第61/481,103号、2011年4月29日に出願した米国仮出願第61/481,089号、2011年4月29日に出願した米国仮出願第61/481,099号、2011年4月29日に出願した米国仮出願第61/481,095号、および2011年4月29日に出願した米国仮出願第61/481,091号の利益を主張するものである。
200A、200B マスター制御アーム
202 ハンドル
204 重力センサー
206 支持体
207 腕支持体
210 基部
211 第1の支持部材
212 第2の支持部材
213 第3の支持部材
214 第4の支持部材
215 第5の支持部材
216 第6の支持部材
217 第7の支持部材
218 伸展部材
221〜227 軸
231〜237 ジョイント
241〜247 位置センサー
251〜257 アクチュエータ
261〜269 荷重センサー
271 一般DOF制御装置(GDC)
271〜277 GDC
281〜287 サーボ弁
300A、300B スレーブアーム
304 重力センサー
310 基部
311 第1の支持部材
312 第2の支持部材
313 第3の支持部材
314 第4の支持部材
315 第5の支持部材
316 第6の支持部材
317 第7の支持部材
321〜327 軸
331〜337 ジョイント
341〜347 位置センサー
351〜357 アクチュエータ
361〜368 荷重センサー
371〜377 GDC
381〜387 サーボ弁
390 エンドエフェクター
392,393 外側縁
400 プラットフォーム
420,422,426,428,430 枢軸
432 インターフェース
451,453,455 トルク部材
452,454 第1のリンケージ
462,464 第2のリンケージ
470 接続ライン
472 制御弁ポート
474 アクチュエータポート
476 リミッター
481 クランプ弁
482 一方通行弁
483,484,485,486 逆止弁
487 圧力逃し弁
520,522,524,526,528,530,532,534,536,538,540,542,544,546 枢軸
551 トルク部材
552,553,554,557,565 第1のリンケージ
555 第1のトルク部材
556 第2のトルク部材
558,562,563,564,566 第2のリンケージ
559,560 トルク部材
610 中央制御装置
611,612,613,614,615,616,617 コマンドフィルター
621 マスター位置コマンド
631 マスタートルクコマンド
641 マスター位置制御装置
651 マスター弁制御装置
661 マスタートルク制御装置
681 重力補償装置
691 マスタートルク補助制御装置
693 ロードセルカード
700 遠隔操作ロボットシステム
701 燃料供給部
702 動力ユニット
703 油圧ポンプ
704A 右マスター制御アーム
704B 左マスター制御アーム
704C 右スレーブアーム
704D 左スレーブアーム
705 発電機
706 電気バス
707 中央制御装置
708 GDC
709 サーボ弁
721 スレーブ位置コマンド
731 スレーブトルクコマンド
741 スレーブ位置制御装置
751 弁制御装置
761 スレーブトルク制御装置
781 重力補償装置
791 スレーブ荷重制御装置
793 スレーブロードセルカード
800 遠隔操作ロボットシステム
802 マスター制御アーム
803 スレーブアーム
810 移動プラットフォーム
812 制御パネル
814 座席
816 スレーブアーム受入溝
817 緩衝材
818、820 スレーブアーム支持システム
822 取付点
826 マスター制御アーム支持システム
828 ユーザー操作キャビティ
830 マスター制御取付点
831 フットペダル
832 移動軌道システム
910 プラットフォーム
932 車輪
950 全方向システム
952 有向角度
954 前進方向または後退方向
956 視野角/方向
962 方向
970 遠隔操作ロボットシステム
972 障害物
974 通路
976 方向
977 引っ込められた位置
978 方向
980 モビリティシステム
981A、982A、983A、984A、984B 車輪
985 センサーバー
986、987 センサー
1000 遠隔操作ロボットシステム
1010 トレーラープラットフォーム
1020 マスター制御アーム
1030 スレーブアーム
1040 スタビライザー
1100 遠隔操作ロボットシステム
1105 一次プラットフォーム
1110 二次プラットフォーム
1112 支点
1115 レール、レールシステム
1116、1117 レール
1118 レール支持部材
1120 基部
1122 動力源
1125 座席
1130 制御レバー
1135 マスター制御アーム
1136,1137 エルボージョイント
1138 肘関節
1140 スレーブアーム
1155 荷重
1160 アーム支持部材
1166,1167,1168,1169 走行車輪
1170,1171 リンケージ
1175 モーター
1180 駆動軸
1185 制御ライン
1200 トラック
1220 マスター制御アーム
1230 遠隔スレーブアーム
1300,1302,1304 脱着可能マスター制御アームフレーム
1310 マスター制御アームフレーム部材
1312A,1312B フレーム結合点
1314A,1314B ショルダーストラップ
1316 ウエストベルト、ストラップ
1318 マスター制御アームフレーム部材
1320A,1320B アーム結合パッド
1332A,1332B 嵌め合い結合点
1330A,1330B 結合支柱
1340 テザー
1342 モジュール
1343 蓄電デバイス
1344 釣り合いおもり
1345 ワイヤレス通信モジュール
1350 垂直部材
1360 遠隔操作ロボットシステム
1361 プラットフォーム
1362,1364,1366,1403 スレーブアーム
1372,1374 マスター制御アーム
1406 取り付け端部
1408 受け入れ端部
1410,1420,1430 エンドエフェクター
1450 エンドエフェクター制御ユニット
1452,1454 ボタン
1460 エンドエフェクター
1462、1464 伸展可能な長さ
1466 伸展された位置
1510 プラットフォーム
1512 軌道
1520 ロボットスレーブアーム
1530 エンドエフェクター
1540 電磁石
1550A,1550B 走査デバイス
1552A,1552B 走査範囲
1560 位置決めデバイス
1570 プラットフォームトランシーバ
1574 データストレージログ記録デバイス
1580 カメラ
1582 計量器
1620 物体
1622 物体タグ
1630A〜1630Q 物品
1632A 物体タグ
1640 中央リポジトリ
1642 データベース
1644 物体記録
1646 物体特性
1672 中央リポジトリトランシーバ
1690 ユーザーインターフェース
1692 ユーザーインターフェーストランシーバ
1694 マッピングデバイス
1700 方法
1812 軌道
1880 ロボットアーム
1910 ブラケット
1920 アーム
1922 端部
1924 静止した歯車の歯または歯
1926 枢着部
1928 アームの端部
1930 歯車
1932 中心歯車ピン
1940 リフト歯車
1942 第2の点
1944 リフトキャリッジ
1950 アクチュエータ
1952 アクチュエータピストン
1954 第3の点
1956 端部
1960 持ち上げアーム
1962 水平アーム
1964 ロードバックレスト
1966 キー付き溝
2010 右ブラケット
2012 左ブラケット
2044 溝
2062 キー付きアーム
2110 プラットフォーム
2114 マスト枢着部
2120 マスト
2122 アクチュエータ
2124 プラットフォームピン
2126 マストピン
2130 キャリッジ
2131 ロードバックレスト
2132 アームストッパー
2134 キャリッジ枢軸ピン
2140 アーム
2220 ロボットアーム
2212 車輪
Claims (25)
- 遠隔操作ロボットシステムであって、
人間の腕の肩、肘、および手首のうちの1つの自由度に対応する自由度を形成するようにジョイントの周りに一緒に結合されている少なくとも2つの支持部材を有するマスター制御アームと、
前記マスター制御アームの前記自由度に対応する自由度を形成するようにジョイントの周りに一緒に結合された少なくとも2つの支持部材と、前記ジョイントに関連付けられた位置センサおよび荷重センサの少なくとも1つと、を有するスレーブアームと、
地面の周りで、かつ動作環境内で操縦可能な移動プラットフォームであって、前記移動プラットフォームは前記マスター制御アームおよび前記移動プラットフォームのうちの少なくとも1つの選択的操作を円滑にする動作領域内でのユーザーのオンボードサポートを行うように構成され、前記マスター制御アームおよび前記スレーブアームは、移動遠隔操作機能を実現するため前記移動プラットフォームの周りに共に支持される、移動プラットフォームと、
前記マスター制御アームおよび前記スレーブアームのうちの少なくとも一方の意図しない誘発された動きを生じる前記移動プラットフォームを通して伝搬する運動フィードバックを低減するために、識別された構造モード周波数に関する前記スレーブアームまたは前記マスター制御アームの前記位置センサおよび前記荷重センサの少なくとも一方からの信号をフィルターで除去するマスター/スレーブ関係フィルタリング機能と、
を備える遠隔操作ロボットシステム。 - 前記マスター/スレーブ関係フィルタリング機能は、相互コマンドをフィルターで除去し、マスター支持モードとスレーブ支持モードおよび環境モードのうちの少なくとも一方との間の結合の結果生じる振動を最小にする請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 前記マスター/スレーブ関係フィルタリング機能は、識別された構造モード周波数において生じるコマンドのゲインを低減し、識別された構造モード周波数における位相進みを導入することによって識別された構造モード周波数における振動を減衰させる請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 前記移動遠隔操作機能は、前記スレーブアームが動作中である動的で可動な操作ゾーン、さらには前記マスター制御アームが動作する移動操作ゾーンをさらに円滑にする請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 前記マスター制御アームは、少なくとも5自由度の動きを円滑にするため複数の支持部材によって形成される複数のジョイントを備える請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 前記スレーブアームは、少なくとも5自由度の動きを円滑にするため複数の支持部材によって形成される複数のジョイントを備える請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 前記マスター制御アームの位置は、前記スレーブアームによって比例するように合わせられる請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 前記スレーブアームの荷重は、前記マスター制御アームのアクチュエータによって比例するように再現される請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 操作ゾーンの位置境界は、前記操作ゾーンを前記スレーブアームによって何らかの方法でアクセス可能な領域よりも小さい領域に制限するためにユーザーによって設定され、調整可能である請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 前記スレーブアームの運動範囲は、前記スレーブアームが前記限度を超えて伸展するのを禁じるように選択的に制限される請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 力反射機能をさらに備え、前記スレーブアーム上の前記荷重センサーは、前記マスター制御アームに伝達される荷重情報を供給し、前記マスター制御アームは、少なくとも1つのアクチュエータをさらに備え、前記アクチュエータは、比例する荷重を前記ユーザーに印加するように前記マスター制御アームを作動させる請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- タップ応答機能をさらに備え、力フィードバックは、前記スレーブアームが物体に接触したときに前記マスター制御アームを通して操作者に送られ、それにより、前記操作者は、前記スレーブアームが前記物体と接触したときにそのことを感知することができ、前記タップ応答機能は前記スレーブ荷重値の微分値に基づく請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 重力補償機能をさらに備え、補償トルクは、前記マスター制御アームの前記自由度で付与され、前記重力補償機能は前記マスター制御アームに対する重力の効果を補償する請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 重力補償機能をさらに備え、補償トルクは、前記スレーブアームの前記自由度で付与され、前記重力補償機能は前記スレーブアームに対する重力の効果を補償する請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 前記マスター制御アームおよび前記スレーブアームのうちの少なくとも一方に動力を供給するため前記移動プラットフォームの周りで支持される動力源をさらに備える請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 着座姿勢の前記ユーザーを支持するために前記操作領域とともに配置されている座席をさらに備える請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 前記移動プラットフォームは、スレーブアーム受入溝をさらに備え、前記スレーブアームの少なくとも一部は、動作していないときに受入溝内に受け入れられる請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 前記スレーブアームは、システムをコンパクトな輸送可能構成形状に構成するように前記プラットフォームの周りで折り畳み可能である請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 前記移動プラットフォームは、前記ユーザーに前記地面の周りで前記プラットフォームをマニピュレートし動かす複数の自由度を付与する全方向システムをさらに備え、前記全方向システムは互いに独立している有向配向をもたらす少なくとも3つの車輪を備える請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 前記移動プラットフォームは、牽引車両に取り付け可能であるトレーラープラットフォームを備える請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 動作環境の周りの、また前記操作ゾーン内の情報を前記ユーザーが収集するのを補助するため前記マスター制御アーム、前記スレーブアーム、および前記移動プラットフォームのうちのどれか1つの周りに支持された感知機器をさらに備える請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 前記スレーブアームに結合され、物体とのインターフェースを構成し、物体をマニピュレートするように構成されているエンドエフェクターをさらに備える請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 前記エンドエフェクターは、前記スレーブアームに取り外し可能に結合され、前記エンドエフェクターは、別のエンドエフェクターと交換可能である請求項22に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 前記マスター制御アームは、前記エンドエフェクターを操作しかつ制御するために前記ユーザーによってアクセス可能なエンドエフェクター制御ユニットをさらに備える請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
- 前記スレーブアームの前記支持部材は、プレートベースの構造要素から製作される請求項1に記載の遠隔操作ロボットシステム。
Applications Claiming Priority (15)
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US201161481091P | 2011-04-29 | 2011-04-29 | |
US201161481099P | 2011-04-29 | 2011-04-29 | |
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US61/481,099 | 2011-04-29 | ||
US61/481,110 | 2011-04-29 | ||
US61/481,103 | 2011-04-29 | ||
US61/481,089 | 2011-04-29 | ||
US61/481,091 | 2011-04-29 | ||
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