JPH04164580A - Correction method for reaction force of bilateral manipulator - Google Patents
Correction method for reaction force of bilateral manipulatorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は、バイラテラル機能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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to a reaction force correction method for a master-slave type manipulator having bilateral functions.
Ｂ１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。B1 Summary of the invention In the present invention, in a master-slave type manipulator having a bilateral function, a zero point correction circuit is provided to remove hysteresis of a torque sensor provided in a slave arm, and a zero point correction switch is provided to set a bias signal to this zero point correction circuit. This device is characterized in that it also serves as an optical switch provided on the operating grip.
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、定
式スイッチとする場合に比較して操作性が向上する。For this reason, the zero point correction circuit automatically performs zero point correction each time the optical switch is turned off and on, so the zero point correction switch can be used when operating the zero point correction switch with the assistance of another worker, or as a regular switch. The operability is improved compared to the previous case.
Ｃ８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。C8 Conventional technology Master-slave type manipulators with bilateral functions transmit the reaction force of the slave arm to the master arm, allowing operators to operate the object as if they were actually handling it. , Therefore, it has the advantage of being easy to grasp.
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。Various torque sensors are used to detect the slave arm's reaction force, but since the output characteristics of these sensors include offset and hysteresis, the true reaction force, that is, the slave arm's It was not possible to detect the actual load acting on it.
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。In other words, as shown in Figure 3, ideally the output of the torque sensor is proportional to the external force applied to the slave arm, but in reality it becomes a hysteresis curve as shown by the broken line, and even when the external force is zero, the sensor output occurs, or conversely, the sensor output may not be generated even when an external force is applied.
これは、トルクセンサの取り付けられている機構成いは
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。This is unavoidable due to the structure of the machine to which the torque sensor is attached or the structure of the torque sensor itself.
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。Therefore, in the past, a zero point correction circuit C was provided which corrects the zero point by adding a bias current that offsets the value AB or BC output from the torque sensor shown in FIG. 3 to the output of this sensor.
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Ｉが投入された時のトルクセンサ２からの入力Ｔ
ｌ ｍをバイアス信号Ｔ、とじて保持し、このＴ８を
入力Ｔ ｌ ｍから差し引いて出力Ｔ ｓ ｗ ＋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Ｔ、を当初は０としておき、零点補正スイッチ
】がオンとなったときの出力Ｔ、、、（＝Ｔ、、）の逆
符号−Ｔ。This zero point correction circuit C receives an input T from the torque sensor 2 when the zero point correction switch I is turned on, as shown in FIG.
l m is held as a bias signal T, and this T8 is subtracted from the input T l m to obtain an output T s w +. Specifically, as shown in Fig. 4, the bias signal T is initially set to 0, and when the zero point correction switch is turned on, the opposite sign of the output T, , (=T, , ) is - T.
、１をＴ、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、Ｔ ｌ ａとＴ
ｓの和をＴ、Ｉとするのである。, 1 as T, and hold it in a memory (not shown), etc., and after the zero point correction switch 1 is turned off, T l a and T
Let the sum of s be T and I.
従って、零点補正スイッチ１を投入した時の出力Ｔ ｅ
ｗ ｔは零となる。Therefore, the output T e when the zero point correction switch 1 is turned on
wt becomes zero.
Ｔ、＝Ｔ、。T,=T,.
Ｔｏ、＝Ｔ１．−Ｔ８＝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Ｔ１．をバイアス信号Ｔ８として保持すれば、トルク
センサ２からの出力Ｔ、、は零点補正されたことになる
。To,=T1. -T8=0 Here, with the slave arm under no load, the zero point correction switch 1 is turned on and the input T1.corresponds to AB or BC in FIG. If T is held as the bias signal T8, the output T from the torque sensor 2 has been corrected to zero.
Ｔ 、 、＝ Ｔ １． Ｔ ｓ
その後、スレーブアームに外力が加わった状態での出カ
フ １１ ｍ ｌ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。T, ,=T1. T s Thereafter, the output cuff 11 ml with an external force applied to the slave arm becomes an ideal output proportional to the external force acting on the slave arm.
Ｄ９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。D9 Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional zero point correction circuit C, the zero point correction switch 1 is provided as a dedicated switch, so the operator has to operate the zero point correction switch 1 consciously.
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Ｉを操作してもらう必要があっ
た。In addition, since the operator's hands are full for such an operation while operating the master arm, the zero point correction switch 1 may be used as a foot switch, or the zero point correction switch I may be used by another worker. I needed to have it operated.
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ＡＢＳＢＣ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。Furthermore, when the master arm operation is temporarily stopped and then operated again, the ABSBC shown in Fig. 3 is replaced or its size changes, so it is necessary to operate the zero point correction switch 1 each time the master arm operation is restarted. It was complicated.
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。The present invention has been made in view of the above-mentioned prior art,
By using the zero point correction switch as a dual-purpose switch, the purpose is to improve the operability of the zero point correction circuit.
８９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。89 Means and Effects for Solving the Problems The present invention has a bilateral function of remotely controlling the slave arm to follow the master arm by grasping the operating grip of the master arm and turning on an optical switch. In a master-slave type manipulator, the optical switch is also used as a zero-point correction switch of a zero-point correction circuit that eliminates hysteresis of a torque sensor provided in a slave arm.
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。Therefore, when the operator releases the operating grip and turns off the optical switch, the zero point correction switch is automatically turned on each time, and the zero point correction circuit outputs the true reaction force that eliminates hysteresis. , the user is freed from the trouble of intentionally turning on the zero point correction switch.
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
。F. EXAMPLES The present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
第１図及び第５図に本発明の一実施例を示す。An embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1 and 5.
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、ｔｆ’７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７部に先式スイッチ５が設けられ
ている。As shown in FIG. 5, in a master-slave type manipulator having bilateral functions, the master arm 3 generally includes an upper arm X, a tf'7 arm Y, and a wrist Z. As shown in FIG. 1, an operating grip 4 that is held by the operator is attached to the wrist Z, and a front-type switch 5 is provided at 7 portions drilled into the operating grip 4.
この先式スイッチ５は、マスク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ィッチ５はオンとなり、マスタアー
ム３での操作が可能となる。The tip switch 5 is a switch for performing a mask operation, and has a light emitting section 5a and a light receiving section 5b provided adjacent to each other. Therefore, when a worker holds the operating grip 4, the light emitted from the light emitting section 5a is reflected on the hand and the light receiving section 5b
When the light is received, the optical switch 5 is turned on, and the master arm 3 can be operated.
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、この先式スイッチ５はオフとなり
、マスク操作が出来なくなる。Furthermore, when the operator releases the operating grip 4 and no light is received by the light receiving section 5b, the tip switch 5 is turned off and the mask cannot be operated.
ここで、マスク操作とは、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。Here, the mask operation is to remotely control a slave arm (not shown) to follow the master arm 3.
本発明では、この先式スイッチ５を、第２図に示す零点
補正回路Ｃの零点補正スイッチｌとして兼用するもので
ある。In the present invention, the first type switch 5 is also used as the zero point correction switch l of the zero point correction circuit C shown in FIG.
即ち、この先代スイッチ５がオフとなると、零点補正ス
イッチｌ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Ｔ、をバイアス信号Ｔ、と
して保持しする。That is, when the previous switch 5 is turned off, it is turned on as the zero point correction switch 1, and the zero point correction circuit C holds the input T of the torque sensor 2 at that time as the bias signal T.
Ｔ、＝ Ｔ 、。T, = T,.
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。Here, when the operator releases the operating grip 4, the slave arm is generally in an unloaded state.
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、定式スイッチよりも操作性が向
上する。Therefore, the operator can perform zero point correction by releasing his/her hand from the operating grip 4. This eliminates the need for assistance from other workers and improves operability compared to standard switches.
その後、操作グリップ４を握って先式スイッチ５をオン
としてマスク操作する際には、下式に示すように出力Ｔ
０．はバイアス信号Ｔ、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。After that, when operating the mask by gripping the operation grip 4 and turning on the tip switch 5, the output T is as shown in the formula below.
0. Hysteresis is removed by the bias signal T, and the value becomes proportional to the external force acting on the slave arm.
Ｔ ＊＋＋ｔ＝Ｔ’ｌ＠ Ｔｌ
また、マスク操作を中止し、その後再開する際には、第
２図に示すＡＢ、ＢＣが変化するの ２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ｌを操作グリップ４の先式スイッチ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。T *++t=T'l@Tl Also, when mask operation is stopped and then restarted, AB and BC shown in Figure 2 will change, so zero point correction will be required each time, but this If the zero point correction switch 1 is also used as the front switch 5 of the operating grip 4 as in the invention, the zero point correction is automatically performed and there is no need to do it consciously, which is very convenient.
尚、上記実施例では、マスク操作を行う為の先式スイッ
チで零点補正スイッチを兼用していたが、その先代スイ
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。In the above embodiment, the previous type switch for performing the mask operation also served as the zero point correction switch, but the previous type switch may be replaced with a contact type switch having the same function.
Ｇ０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
た先式スイッチに兼用したので、先式スイッチのオン−
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。G0 Effects of the Invention As described above in detail based on the embodiments, the present invention provides a zero point correction switch used for setting a bias signal in the zero point correction circuit by a front type switch provided on the operating grip. Since it is also used for the on-off switch,
Since the zero point correction circuit automatically performs zero point correction every time the power is turned off, operability is improved.
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は先代スイッチ、
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。Fig. 1 is a front view showing an operating grip according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a circuit diagram of the zero point correction circuit, Fig. 3 is a graph showing the output of the torque sensor, and Fig. 4 is a diagram of the zero point correction circuit. Flowchart, FIG. 5 is a front view of the master arm of the bilateral manipulator. In the drawing, 1 is the zero point correction switch, 2 is the torque sensor, 3 is the master arm, 4 is the operating grip, 5 is the previous switch, 5a is the light emitting part, 5b is the light receiving part, AB and BC are the outputs of the torque sensor, and C is the output of the torque sensor. Zero point correction circuit, X is the upper arm, Y is the forearm, and Z is the wrist.
Claims (1)
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、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。The reaction force generated in the slave arm is detected by a torque sensor and transmitted to the master arm, and by grasping the operating grip of the master arm and turning on the optical switch, the slave arm is made to follow the master arm and remotely controlled. In a master-slave type manipulator having a bilateral function, the detection signal from the torque sensor when the zero point correction switch is turned on is held as a bias signal, and the bias signal is subtracted from the detection signal from the torque sensor. A method for correcting reaction force of a bilateral manipulator, characterized in that a zero point correction circuit for outputting to a slave arm is provided, and the optical switch is also used as the zero point correction switch.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02285879A JP3074723B2 (en) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | Reaction correction method for bilateral manipulator |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02285879A JP3074723B2 (en) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | Reaction correction method for bilateral manipulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04164580A true JPH04164580A (en) | 1992-06-10 |
| JP3074723B2 JP3074723B2 (en) | 2000-08-07 |
Family
ID=17697213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP02285879A Expired - Fee Related JP3074723B2 (en) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | Reaction correction method for bilateral manipulator |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3074723B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006298274A (en) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Nissan Motor Co Ltd | Steering control device |
| JP2015136878A (en) * | 2014-01-23 | 2015-07-30 | セイコーエプソン株式会社 | Paper manufacturing apparatus, paper manufacturing process and paper manufactured by the same |
-
1990
- 1990-10-25 JP JP02285879A patent/JP3074723B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2006298274A (en) * | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Nissan Motor Co Ltd | Steering control device |
| JP2015136878A (en) * | 2014-01-23 | 2015-07-30 | セイコーエプソン株式会社 | Paper manufacturing apparatus, paper manufacturing process and paper manufactured by the same |
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| Publication number | Publication date |
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| JP3074723B2 (en) | 2000-08-07 |
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