JPH0694110B2 - マスタ・スレ−ブ方式ロボツト - Google Patents
マスタ・スレ−ブ方式ロボツトInfo
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- JPH0694110B2 JPH0694110B2 JP60092237A JP9223785A JPH0694110B2 JP H0694110 B2 JPH0694110 B2 JP H0694110B2 JP 60092237 A JP60092237 A JP 60092237A JP 9223785 A JP9223785 A JP 9223785A JP H0694110 B2 JPH0694110 B2 JP H0694110B2
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- Japan
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- arm
- master
- shaft
- operator
- slave
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は、看護介助に用いられるマスタ・スレーブ方
式ロボットに関する。
式ロボットに関する。
［発明の技術的背景及びその問題点］ 寝たきり患者等の重度の身体障害者を浴室やトイレ、病
室などに移動し、入浴、ベットからの抱き上げ、***の
変換、車椅子への移動などの介助作業を行ない、看護婦
などの介助者の負担を軽減することを目的とする看護介
助ロボットとしては、従来通産省工業技術院で試作され
た通称「メルコング」というロボットが知られている。
室などに移動し、入浴、ベットからの抱き上げ、***の
変換、車椅子への移動などの介助作業を行ない、看護婦
などの介助者の負担を軽減することを目的とする看護介
助ロボットとしては、従来通産省工業技術院で試作され
た通称「メルコング」というロボットが知られている。
ところがこの看護介助ロボットの場合には、オペレータ
がロボットそのものの動きを見ながら操作盤でロボット
のアームの動きや、位置の移動を行うようにしたもので
ある。
がロボットそのものの動きを見ながら操作盤でロボット
のアームの動きや、位置の移動を行うようにしたもので
ある。
従って、その看護ロボットの操作には、熟練を要し、医
療に従事する通常の看護婦のような人々がそのロボット
を自在に使いこなすという点で問題があった。
療に従事する通常の看護婦のような人々がそのロボット
を自在に使いこなすという点で問題があった。
［発明の目的］ この発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたもの
であって、操作が容易で、しかも人の手の動きができる
マスタ・スレーブ方式ロボットを提供することを目的と
する。
であって、操作が容易で、しかも人の手の動きができる
マスタ・スレーブ方式ロボットを提供することを目的と
する。
［発明の構成］ 前述のごとき従来の問題に鑑みて、本発明は、移動自在
な台車の前後方向のほぼ中央に立設したロボット本体の
前側に左右のスレーブアームを設け、かつスレーブアー
ムを制御する制御盤を台車上の後側に設けてなり、上記
スレーブアームは、上記ロボット本体に個別に上下駆動
自在に設けた各ブラケットに設けた垂直な各水平回転用
出力軸を個別に回転駆動自在に設けると共に、各水平回
転用出力軸に備えた各フレームに水平な捻転用出力軸を
個別に捻転駆動自在に設け、各捻転用出力軸に備えた捻
転用フレームに、上記各捻転用出力軸に直交する方向の
第１の前後回転用出力軸を個別に回転駆動自在に設ける
と共に、第１の各前後回転用出力軸に取付けた各上腕ア
ームに第２の前後回転用出力軸を個別に回転駆動自在に
設け、上記第２の前後回転用出力軸に取付けた各下腕ア
ームに第３の前後回転用出力軸を個別に回転駆動自在に
設けると共に、第３の各前後回転用出力軸にそれぞれハ
ンドを設けてなり、前記各スレーブアームを操作するた
めに前記スレーブアームに相似形に構成したマスタアー
ムを支持したマスタ支持パイプを、オペレータの背中に
当てる本体部に固定して設け、この本体部を上記オペレ
ータに固定するための胴ベルトを、オペレータの背丈に
応じてマスタアームの高さ位置を調節すべく前記本体部
に上下調節自在に装着して設け、上記マスタアームにお
ける上腕シャフトおよび下腕シャフトの長さを前記オペ
レータの上腕及び下腕の長さに対応して調節すべく上記
上腕シャフト及び下腕シャフトを長さ調整可能に設けて
なるものである。
な台車の前後方向のほぼ中央に立設したロボット本体の
前側に左右のスレーブアームを設け、かつスレーブアー
ムを制御する制御盤を台車上の後側に設けてなり、上記
スレーブアームは、上記ロボット本体に個別に上下駆動
自在に設けた各ブラケットに設けた垂直な各水平回転用
出力軸を個別に回転駆動自在に設けると共に、各水平回
転用出力軸に備えた各フレームに水平な捻転用出力軸を
個別に捻転駆動自在に設け、各捻転用出力軸に備えた捻
転用フレームに、上記各捻転用出力軸に直交する方向の
第１の前後回転用出力軸を個別に回転駆動自在に設ける
と共に、第１の各前後回転用出力軸に取付けた各上腕ア
ームに第２の前後回転用出力軸を個別に回転駆動自在に
設け、上記第２の前後回転用出力軸に取付けた各下腕ア
ームに第３の前後回転用出力軸を個別に回転駆動自在に
設けると共に、第３の各前後回転用出力軸にそれぞれハ
ンドを設けてなり、前記各スレーブアームを操作するた
めに前記スレーブアームに相似形に構成したマスタアー
ムを支持したマスタ支持パイプを、オペレータの背中に
当てる本体部に固定して設け、この本体部を上記オペレ
ータに固定するための胴ベルトを、オペレータの背丈に
応じてマスタアームの高さ位置を調節すべく前記本体部
に上下調節自在に装着して設け、上記マスタアームにお
ける上腕シャフトおよび下腕シャフトの長さを前記オペ
レータの上腕及び下腕の長さに対応して調節すべく上記
上腕シャフト及び下腕シャフトを長さ調整可能に設けて
なるものである。
［発明の実施例］ 以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。
第１図はマスタ・スレーブ方式の看護介助ロボットの全
体を示すものであり、スレーブロボット１は、全方向走
行可能な台車３上の前後方向のほぼ中央に設けられたロ
ボット本体５の前側に左右のスレーブアーム7,9を上下
駆動可能に取付け、また同じ台車３上の後側にスレーブ
アーム7,9の駆動制御を行なう制御盤11を設置した一体
構造のものである。
体を示すものであり、スレーブロボット１は、全方向走
行可能な台車３上の前後方向のほぼ中央に設けられたロ
ボット本体５の前側に左右のスレーブアーム7,9を上下
駆動可能に取付け、また同じ台車３上の後側にスレーブ
アーム7,9の駆動制御を行なう制御盤11を設置した一体
構造のものである。
またマスタアーム13はオペレータ15の左右の腕17にそれ
ぞれ装着し、そのオペレータ15の腕17の動きを関節部の
回転の度合によって検知し、スレーブロボット１の制御
盤11にその信号を与え、スレーブアーム7,9にオペレー
タ15の腕17の動きと同じ動きをとらせるようにする。
ぞれ装着し、そのオペレータ15の腕17の動きを関節部の
回転の度合によって検知し、スレーブロボット１の制御
盤11にその信号を与え、スレーブアーム7,9にオペレー
タ15の腕17の動きと同じ動きをとらせるようにする。
第２図、第３図及び第６図はスレーブロボット１の全体
を示すものである。ロボット本体５の左右に設けられた
上下用ボールねじ19に上下用ナット21を噛合せ、このナ
ット21にそれぞれ左右のスレーブアーム7,9のブラケッ
ト23が取付けられている。従ってボールねじ19の回転に
よってナット21が上下し、ブラケット23を介して左右の
アーム7,9が上下動する。上下用ブラケット23には水平
回転用軸（R1軸）用モータ25が取付けられており、ハー
モニツクドライブのような減速機27を介して水平回転用
出力軸（R1軸）29が連動連結されている。
を示すものである。ロボット本体５の左右に設けられた
上下用ボールねじ19に上下用ナット21を噛合せ、このナ
ット21にそれぞれ左右のスレーブアーム7,9のブラケッ
ト23が取付けられている。従ってボールねじ19の回転に
よってナット21が上下し、ブラケット23を介して左右の
アーム7,9が上下動する。上下用ブラケット23には水平
回転用軸（R1軸）用モータ25が取付けられており、ハー
モニツクドライブのような減速機27を介して水平回転用
出力軸（R1軸）29が連動連結されている。
このR1軸29はフレーム31が水平回転可能に取付けられて
おり、このフレーム31内に捻転用軸（R2軸）用モータ33
が設けられている。このR2軸用モータ33は減速機35を介
して捻転用出力軸（R2軸）37に連動連結されており、R2
軸用モータ33の回転によりR2軸37が捻転（腕を捻るよう
な回転）を行なう。上記R2軸37には捻転用フレーム39が
取付けられており、このフレーム39内に前後回転用軸
（Ｈ軸）駆動モータ41が設けられている。そしてこのＨ
軸駆動モータ41を減速機43を介して前後回転用出力軸
（Ｈ軸）45に連動連結されており、このＨ軸45を前後方
向に回転させる。
おり、このフレーム31内に捻転用軸（R2軸）用モータ33
が設けられている。このR2軸用モータ33は減速機35を介
して捻転用出力軸（R2軸）37に連動連結されており、R2
軸用モータ33の回転によりR2軸37が捻転（腕を捻るよう
な回転）を行なう。上記R2軸37には捻転用フレーム39が
取付けられており、このフレーム39内に前後回転用軸
（Ｈ軸）駆動モータ41が設けられている。そしてこのＨ
軸駆動モータ41を減速機43を介して前後回転用出力軸
（Ｈ軸）45に連動連結されており、このＨ軸45を前後方
向に回転させる。
このＨ軸45には上腕アーム47が取付けられている。そし
てこの上腕アーム47の内側には前後回転用軸（Ｖ軸）駆
動モータ49が設けられており、このＶ軸駆動モータ49は
ベベルギアボックス51、減速機53を介して前後回転用出
力軸（Ｖ軸）55に連動連結している。従ってＶ軸駆動モ
ータ49の回転によりこのＶ軸55は前後方向に回転する。
てこの上腕アーム47の内側には前後回転用軸（Ｖ軸）駆
動モータ49が設けられており、このＶ軸駆動モータ49は
ベベルギアボックス51、減速機53を介して前後回転用出
力軸（Ｖ軸）55に連動連結している。従ってＶ軸駆動モ
ータ49の回転によりこのＶ軸55は前後方向に回転する。
上記Ｖ軸55には下腕アーム57が連結されており、この下
腕アーム57の内側に前後回転用軸（Ｗ軸）駆動モータ59
が設けられている。このＶ軸駆動モータ59はベベルギア
ボックス61、減速機63を介して前後回転用出力軸（Ｗ
軸）65と連動連結されている。従ってこのＷ軸65はＷ軸
駆動用モータ59の回転により減速された前後方向の回転
を行なう。このＷ軸65にはハンド67が取付けられてい
る。
腕アーム57の内側に前後回転用軸（Ｗ軸）駆動モータ59
が設けられている。このＶ軸駆動モータ59はベベルギア
ボックス61、減速機63を介して前後回転用出力軸（Ｗ
軸）65と連動連結されている。従ってこのＷ軸65はＷ軸
駆動用モータ59の回転により減速された前後方向の回転
を行なう。このＷ軸65にはハンド67が取付けられてい
る。
またこのスレーブロボット１の台車３は、第４図及び第
５図に示すようにその底面４隅にそれぞれ全方向走行可
能なボールキャフタ69が設けられている。またこの台車
３の底面中央部には旋回プレート71が旋回用プレート71
が旋回用ベアリング73を介して回転自在に取付けられて
いる。そしてこの旋回用プレート71の左右両翼にそれぞ
れ駆動モータ75,77が取付けられており、各駆動モータ7
5,77それぞれに駆動タイヤ79,81が設けられている。ま
た旋回プレート71の中央部には大ギヤ83が取付けられて
おり、この大ギヤ83は台車３の底面に取付けられた小ギ
ヤ85と噛合っている。この小ギヤ85にはブレーキ装置87
が取付けられており、ブレーキ装置87の作動により小ギ
ヤ85を介して大ギヤ83を固定し、旋回プレート71の方向
性を固定することができる。
５図に示すようにその底面４隅にそれぞれ全方向走行可
能なボールキャフタ69が設けられている。またこの台車
３の底面中央部には旋回プレート71が旋回用プレート71
が旋回用ベアリング73を介して回転自在に取付けられて
いる。そしてこの旋回用プレート71の左右両翼にそれぞ
れ駆動モータ75,77が取付けられており、各駆動モータ7
5,77それぞれに駆動タイヤ79,81が設けられている。ま
た旋回プレート71の中央部には大ギヤ83が取付けられて
おり、この大ギヤ83は台車３の底面に取付けられた小ギ
ヤ85と噛合っている。この小ギヤ85にはブレーキ装置87
が取付けられており、ブレーキ装置87の作動により小ギ
ヤ85を介して大ギヤ83を固定し、旋回プレート71の方向
性を固定することができる。
こうして上記構成のスレーブロボット１は、第６図に示
すように台車３によって前後左右全方向走行可能とな
り、所望の位置にこの台車３を移動させ、左右のスレー
ブアーム7,9を人の腕のように動作させることにより、
患者の介護を行なうのである。
すように台車３によって前後左右全方向走行可能とな
り、所望の位置にこの台車３を移動させ、左右のスレー
ブアーム7,9を人の腕のように動作させることにより、
患者の介護を行なうのである。
第７図乃至第10図はマスタアーム13を示すものである。
このマスタアーム13は、オペレータ15の左右の腕17に取
付けてその左右の腕の動きを検知し、スレーブロボット
１のスレーブアーム7,9を追従させるものである。上記
左右のマスタアーム13は前記左右のスレーブアーム7,9
に相似形に構成してある。左右のマスタアーム13にはそ
れぞれ前記スレーブアーム7,9の各駆動部と対応する位
置にエンコーダを設け、オペレータ15の腕17の各関節部
の動きの度合を検知する。そのために肩関節部において
は水平回転（R1）検知用エンコーダ89、捻転（R2）検知
用エンコーダ91、前後回転（Ｈ）検知用エンコーダ93を
設け、肘関節部には垂直回転（Ｖ）検知用エンコーダ95
を備え、手首関節部にも垂直回転（Ｗ）検知用エンコー
ダ97を備えている。そしてこれらの肩関節部と肘関節部
との間にはターンバックルのように伸縮調整可能な上腕
シャフト99が設けられており、肘関節部と手首関節部と
の間には伸縮調節可能な下腕シャフト101が設けられて
いる。また手首関節部にはグリップ103が設けられてい
る。そしてこのグリップ103にはスレーブアーム7,9を上
下動させるための上下駆動（Ｚ軸）用スイッチSW1、さ
らにマスタアーム13の動作を行なわせるための動作有効
スイッチSW2が設けられている。
このマスタアーム13は、オペレータ15の左右の腕17に取
付けてその左右の腕の動きを検知し、スレーブロボット
１のスレーブアーム7,9を追従させるものである。上記
左右のマスタアーム13は前記左右のスレーブアーム7,9
に相似形に構成してある。左右のマスタアーム13にはそ
れぞれ前記スレーブアーム7,9の各駆動部と対応する位
置にエンコーダを設け、オペレータ15の腕17の各関節部
の動きの度合を検知する。そのために肩関節部において
は水平回転（R1）検知用エンコーダ89、捻転（R2）検知
用エンコーダ91、前後回転（Ｈ）検知用エンコーダ93を
設け、肘関節部には垂直回転（Ｖ）検知用エンコーダ95
を備え、手首関節部にも垂直回転（Ｗ）検知用エンコー
ダ97を備えている。そしてこれらの肩関節部と肘関節部
との間にはターンバックルのように伸縮調整可能な上腕
シャフト99が設けられており、肘関節部と手首関節部と
の間には伸縮調節可能な下腕シャフト101が設けられて
いる。また手首関節部にはグリップ103が設けられてい
る。そしてこのグリップ103にはスレーブアーム7,9を上
下動させるための上下駆動（Ｚ軸）用スイッチSW1、さ
らにマスタアーム13の動作を行なわせるための動作有効
スイッチSW2が設けられている。
従ってオペレータ15がその左右の腕17を動かして患者の
介護がしたい姿勢に移動させると、その左右の腕の動き
を各エンコーダが肩関節部、肘関節部、手首関節部の各
軸R1,R2,H,V,Wの回転角度として回転角度に応じた出力
パルスを発生する。
介護がしたい姿勢に移動させると、その左右の腕の動き
を各エンコーダが肩関節部、肘関節部、手首関節部の各
軸R1,R2,H,V,Wの回転角度として回転角度に応じた出力
パルスを発生する。
ここで各エンコーダの部分は、第８図に詳しく示されて
いるように、共通して軸105（ここではR1軸が示されて
いるが、他のR2,H,V,W軸についても同じ。）をベアリン
グ107によって支持し、その軸105の回転を大ギヤ109と
小ギヤ111との噛合せにより例えば２倍程度に増幅して
エンコーダ89に入力する。この構成によりマスタアーム
13の微小な動きに対しても適確な動きの把握ができ、正
確にスレーブアーム7,9を追従させることができるので
ある。また小パルスのエンコーダを用いることができ、
マスタアーム13の軽量化を図ることもできる。
いるように、共通して軸105（ここではR1軸が示されて
いるが、他のR2,H,V,W軸についても同じ。）をベアリン
グ107によって支持し、その軸105の回転を大ギヤ109と
小ギヤ111との噛合せにより例えば２倍程度に増幅して
エンコーダ89に入力する。この構成によりマスタアーム
13の微小な動きに対しても適確な動きの把握ができ、正
確にスレーブアーム7,9を追従させることができるので
ある。また小パルスのエンコーダを用いることができ、
マスタアーム13の軽量化を図ることもできる。
なお上記マスタアーム13はその材質にアルムミニウムを
採用することにより全体の軽量化が可能である。さらに
シャフト99,101は中空材を用いることにより、より一層
の軽量化が可能となる。
採用することにより全体の軽量化が可能である。さらに
シャフト99,101は中空材を用いることにより、より一層
の軽量化が可能となる。
上記構成のマスタアーム13はオペレータ15の左右の腕７
に取付けなければならないのであるが、そのために第11
図及び第12図に示すような背負装置113を用いる。この
背負装置113はオペレータの背中に当てる本体部115と胴
ベルト117とで成る。この胴ベルト117にはバックル119
によって胴ベルト前部121が取外し自在に係合されてい
る。また肩当前部123はバックル125によって本体部115
に繋がれている。前記本体部115にはマスタアーム支持
パイプ127が固定されており、この支持パイプ127によっ
て左右のマスタアーム13がそれぞれ支持されるのであ
る。
に取付けなければならないのであるが、そのために第11
図及び第12図に示すような背負装置113を用いる。この
背負装置113はオペレータの背中に当てる本体部115と胴
ベルト117とで成る。この胴ベルト117にはバックル119
によって胴ベルト前部121が取外し自在に係合されてい
る。また肩当前部123はバックル125によって本体部115
に繋がれている。前記本体部115にはマスタアーム支持
パイプ127が固定されており、この支持パイプ127によっ
て左右のマスタアーム13がそれぞれ支持されるのであ
る。
またオペレータが交替すれば、その背丈に応てマスタア
ーム13の取付け高さも調整する必要があるため、本体部
115に対して胴ベルト117は上下調節が可能な構造として
ある。つまり胴ベルト117にスライドガイド129が設けら
れており、本体部115をこのスライドガイド129に対して
スライドさせ、オペレータ各自が自分のウエストの位置
に胴ベルト117がくるように両者の高さを調整する。そ
の時、把手131とその把手131に設けられたピン133は本
体部115の側面に上下方向に複数個開けられている係合
孔135の１つに挿入され、固定されるのである。そして
このピン133が係合孔135に確実に押し込まれるように、
押えばね137がピン133を本体部115の方向に押すように
設けられている。従って、把手131を引き、ピン133を係
合孔135から外し、本体部115をスライドガイド129に対
して上下にスライドさせて適当な位置まで移動させ、そ
の状態で把手131を離せば、押えばね137によってピン13
3は係合孔135の別の１つに係合し、本体部115と胴ベル
ト117の高さ位置が調整できるのである。
ーム13の取付け高さも調整する必要があるため、本体部
115に対して胴ベルト117は上下調節が可能な構造として
ある。つまり胴ベルト117にスライドガイド129が設けら
れており、本体部115をこのスライドガイド129に対して
スライドさせ、オペレータ各自が自分のウエストの位置
に胴ベルト117がくるように両者の高さを調整する。そ
の時、把手131とその把手131に設けられたピン133は本
体部115の側面に上下方向に複数個開けられている係合
孔135の１つに挿入され、固定されるのである。そして
このピン133が係合孔135に確実に押し込まれるように、
押えばね137がピン133を本体部115の方向に押すように
設けられている。従って、把手131を引き、ピン133を係
合孔135から外し、本体部115をスライドガイド129に対
して上下にスライドさせて適当な位置まで移動させ、そ
の状態で把手131を離せば、押えばね137によってピン13
3は係合孔135の別の１つに係合し、本体部115と胴ベル
ト117の高さ位置が調整できるのである。
上記の構成を備えるマスタ・スレーブ方式の看護介助ロ
ボットの動作について次に説明する。
ボットの動作について次に説明する。
上記構成のマスタ・スレーブ方式の看護介助ロボットで
はスレーブロボット１をその台車３の左右のモータ75,7
7を動作させて所望の位置まで移動させる。
はスレーブロボット１をその台車３の左右のモータ75,7
7を動作させて所望の位置まで移動させる。
患者を看護する場合には、オペレータ15が第７図に示す
ように左右にそれぞれマスタアーム13を装着し、グリッ
プ103を握り、動作有効スイッチSW2を押しながら看護し
たい姿勢を取るように左右の腕を動かし、マスタアーム
13を操作する。このオペレータ15の操作により、マスタ
アーム13はオペレータ15の腕の動きに応じて、その肩関
節部の動きをR1軸、R2軸、Ｈ軸それぞれのエンコーダ8
9、91、93によって把握し、また肘間接部の動きはＶ軸
エンコーダ95によって把握し、さらに手首関節部の動き
はＷ軸エンコーダ97によって把握し、それぞれのエンコ
ーダがオペレータ15の腕17の動きに応じた回転角度をパ
ルス出力として出力する。
ように左右にそれぞれマスタアーム13を装着し、グリッ
プ103を握り、動作有効スイッチSW2を押しながら看護し
たい姿勢を取るように左右の腕を動かし、マスタアーム
13を操作する。このオペレータ15の操作により、マスタ
アーム13はオペレータ15の腕の動きに応じて、その肩関
節部の動きをR1軸、R2軸、Ｈ軸それぞれのエンコーダ8
9、91、93によって把握し、また肘間接部の動きはＶ軸
エンコーダ95によって把握し、さらに手首関節部の動き
はＷ軸エンコーダ97によって把握し、それぞれのエンコ
ーダがオペレータ15の腕17の動きに応じた回転角度をパ
ルス出力として出力する。
この各エンコーダのパルス出力は第８図に示したように
大ギヤ109と小ギヤ111との噛合せにより約２倍に増幅さ
れた状態でエンコーダに与えられるため、ギヤ比補正を
した状態でスレーブアーム7,9の対応する各駆動モータ2
5,33,41,49,59に与えられ、スレーブアーム7,9に所望の
動きを与える。
大ギヤ109と小ギヤ111との噛合せにより約２倍に増幅さ
れた状態でエンコーダに与えられるため、ギヤ比補正を
した状態でスレーブアーム7,9の対応する各駆動モータ2
5,33,41,49,59に与えられ、スレーブアーム7,9に所望の
動きを与える。
また左右のスレーブアーム7,9の上下の調整はオペレー
タ15が左右のマスタアーム13それぞれのグリップ103の
上下駆動用スイッチSW1を操作することによって行な
う。上記の動作によってマスタ・スレーブ方式の看護介
助ロボットは操作されるのであるが、このような看護介
助ロボットを用いた病人看護の具体的な例を次に第13図
及び第14図をもとに説明する。
タ15が左右のマスタアーム13それぞれのグリップ103の
上下駆動用スイッチSW1を操作することによって行な
う。上記の動作によってマスタ・スレーブ方式の看護介
助ロボットは操作されるのであるが、このような看護介
助ロボットを用いた病人看護の具体的な例を次に第13図
及び第14図をもとに説明する。
オペレータ15は上記背負装置113を用いて第７図に示し
たように左右の腕17に対してそれぞれマスタアーム13を
取付ける。そしてスレーブロボット１の台車３を第13図
に示すように患者139の伏しているベット141に近付け
る。つづいてマスタアーム13の動作有効スイッチSW2を
押しながら、介護者であるオペレータが患者139を介護
したいと思う姿勢をとるように左右の腕17を動かす。
たように左右の腕17に対してそれぞれマスタアーム13を
取付ける。そしてスレーブロボット１の台車３を第13図
に示すように患者139の伏しているベット141に近付け
る。つづいてマスタアーム13の動作有効スイッチSW2を
押しながら、介護者であるオペレータが患者139を介護
したいと思う姿勢をとるように左右の腕17を動かす。
このオペレータ15の動作によりマスタアーム13はオペレ
ータ15の左右の腕17の動きを検知し、それに追従してス
レーブロボット１の左右のスレーブアーム7,9を動作さ
せ、患者139をベット141から抱え上げることができる。
つづいてこの患者を台車３の移動により例えば浴室に運
ばせる。
ータ15の左右の腕17の動きを検知し、それに追従してス
レーブロボット１の左右のスレーブアーム7,9を動作さ
せ、患者139をベット141から抱え上げることができる。
つづいてこの患者を台車３の移動により例えば浴室に運
ばせる。
浴室に到着したならば、第14図に示すように浴室のバス
タブ143内に患者139を抱えたまま入れるように、オペレ
ータ15はマスタアーム13のグリップにある上下駆動用ス
イッチSW1を操作して左右のスレーブアーム7,9の上下位
置を調整し、同時に動作スイッチSW2を操作しながら患
者の背中を起こすような形に左右のマスタアーム13を移
動させる。この操作によってスレーブアーム7,9はそれ
ぞれマスタアーム13の動きに追従し、バスタブ143内に
おいて患者139を抱き起こした形において漬らせること
ができる。
タブ143内に患者139を抱えたまま入れるように、オペレ
ータ15はマスタアーム13のグリップにある上下駆動用ス
イッチSW1を操作して左右のスレーブアーム7,9の上下位
置を調整し、同時に動作スイッチSW2を操作しながら患
者の背中を起こすような形に左右のマスタアーム13を移
動させる。この操作によってスレーブアーム7,9はそれ
ぞれマスタアーム13の動きに追従し、バスタブ143内に
おいて患者139を抱き起こした形において漬らせること
ができる。
［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、要す
るに本発明は、移動自在な台車（３）の前後方向のほぼ
中央に立設したロボット本体（５）の前側に左右のスレ
ーブアーム（7,9）を設け、かつスレーブアーム（7,9）
を制御する制御盤（11）を台車（３）上の後側に設けて
なり、上記各スレーブアーム（7,9）は、上記ロボット
本体（５）に個別に上下駆動自在に設けた各ブラケット
（23）に設けた垂直な各水平回転用出力軸（29）を個別
に回転駆動自在に設けると共に、各水平回転用出力軸
（29）に備えた各フレーム（31）に水平な捻転用出力軸
（37）を個別に捻転駆動自在に設け、各捻転用出力軸
（37）に備えた捻転用フレーム（39）に、上記各捻転用
出力軸（39）に直交する方向の第１の前後回転用出力軸
（45）を個別に回転駆動自在に設けると共に、第１の各
前後回転用出力軸（45）に取付けた各上腕アーム（47）
に第２の前後回転用出力軸（55）を個別に回転駆動自在
に設け、上記第２の前後回転用出力軸（55）に取付けた
各下腕アーム（57）に第３の前後回転用出力軸（65）を
個別に回転駆動自在に設けると共に、第３の各前後回転
用出力軸（65）にそれぞれハンド（65）を設けてなり、
前記各スレーブアーム（7,9）を操作するために前記ス
レーブアーム（7,9）に相似形に構成したマスタアーム
（13）を支持したマスタ支持パイプ（127）を、オペレ
ータの背中に当てる本体部（115）に固定して設け、こ
の本体部（115）を上記オペレータに固定するための胴
ベルト（117）を、オペレータの背丈に応じてマスタア
ーム（13）の高さ位置を調節すべく前記本体部（115）
に上下調節自在に装着して設け、上記マスタアーム（1
3）における上腕シャフト（99）および下腕シャフト（1
01）の長さを前記オペレータの上腕及び下腕の長さに対
応して調節すべく上記上腕シャフト（99）及び下腕シャ
フト（101）を長さ調整可能に設けてなるものである。
るに本発明は、移動自在な台車（３）の前後方向のほぼ
中央に立設したロボット本体（５）の前側に左右のスレ
ーブアーム（7,9）を設け、かつスレーブアーム（7,9）
を制御する制御盤（11）を台車（３）上の後側に設けて
なり、上記各スレーブアーム（7,9）は、上記ロボット
本体（５）に個別に上下駆動自在に設けた各ブラケット
（23）に設けた垂直な各水平回転用出力軸（29）を個別
に回転駆動自在に設けると共に、各水平回転用出力軸
（29）に備えた各フレーム（31）に水平な捻転用出力軸
（37）を個別に捻転駆動自在に設け、各捻転用出力軸
（37）に備えた捻転用フレーム（39）に、上記各捻転用
出力軸（39）に直交する方向の第１の前後回転用出力軸
（45）を個別に回転駆動自在に設けると共に、第１の各
前後回転用出力軸（45）に取付けた各上腕アーム（47）
に第２の前後回転用出力軸（55）を個別に回転駆動自在
に設け、上記第２の前後回転用出力軸（55）に取付けた
各下腕アーム（57）に第３の前後回転用出力軸（65）を
個別に回転駆動自在に設けると共に、第３の各前後回転
用出力軸（65）にそれぞれハンド（65）を設けてなり、
前記各スレーブアーム（7,9）を操作するために前記ス
レーブアーム（7,9）に相似形に構成したマスタアーム
（13）を支持したマスタ支持パイプ（127）を、オペレ
ータの背中に当てる本体部（115）に固定して設け、こ
の本体部（115）を上記オペレータに固定するための胴
ベルト（117）を、オペレータの背丈に応じてマスタア
ーム（13）の高さ位置を調節すべく前記本体部（115）
に上下調節自在に装着して設け、上記マスタアーム（1
3）における上腕シャフト（99）および下腕シャフト（1
01）の長さを前記オペレータの上腕及び下腕の長さに対
応して調節すべく上記上腕シャフト（99）及び下腕シャ
フト（101）を長さ調整可能に設けてなるものである。
上記構成より明らかなように、本発明においては、台車
３の前後方向のほぼ中央に立設したロボット本体５の前
側には左右のスレーブアーム7,9が個別に上下駆動自在
に設けてあり、各スレーブアーム7,9は水平回転用出力
軸29を介して水平に回動自在であると共に捻転用出力軸
37を介して捻転自在であり、かつ上腕アーム47,下腕ア
ーム57およびハンド67は各前後回転用出力軸を介して順
次支承されているから、各スレーブアーム7,9の上下位
置および各出力軸を個別に制御することにより、第13
図，第14図に示すように、患者139を所望の姿勢で抱え
ることができるものである。
３の前後方向のほぼ中央に立設したロボット本体５の前
側には左右のスレーブアーム7,9が個別に上下駆動自在
に設けてあり、各スレーブアーム7,9は水平回転用出力
軸29を介して水平に回動自在であると共に捻転用出力軸
37を介して捻転自在であり、かつ上腕アーム47,下腕ア
ーム57およびハンド67は各前後回転用出力軸を介して順
次支承されているから、各スレーブアーム7,9の上下位
置および各出力軸を個別に制御することにより、第13
図，第14図に示すように、患者139を所望の姿勢で抱え
ることができるものである。
この際、患者139の体重により台車３に前側の偏荷重が
作用することになるが、制御盤11が台車３上の後側に設
けてあるのでバランスすることとなり、台車３はスムー
ズに走行することができるものである。
作用することになるが、制御盤11が台車３上の後側に設
けてあるのでバランスすることとなり、台車３はスムー
ズに走行することができるものである。
さらに、本発明においては、マスタアーム13を支持した
支持パイプ127はオペレータの背中に当てる本体部115に
固定してあり、この本体部115をオペレータに固定する
ための胴ベルト117は、オペレータの背丈に応じてマス
タアーム13の高さ位置を調節すべく前記本体部115に上
下位置調節自在に装着してある。
支持パイプ127はオペレータの背中に当てる本体部115に
固定してあり、この本体部115をオペレータに固定する
ための胴ベルト117は、オペレータの背丈に応じてマス
タアーム13の高さ位置を調節すべく前記本体部115に上
下位置調節自在に装着してある。
また、マスタアーム13における上腕シャフト99および下
腕シャフト101は、オペレータの上腕及び下腕の長さに
対応して調節すべく長さ調整可能に設けてある。
腕シャフト101は、オペレータの上腕及び下腕の長さに
対応して調節すべく長さ調整可能に設けてある。
したがって、本発明によれば、オペレータの背丈が異な
る場合であっても、マスタアーム13がオペレータの肩部
より高すぎたり低すぎることのないように最適な高さ位
置に調節でき、かつマスタアーム13における上腕シャフ
ト99及び下腕シャフト101をオペレータの上腕及び下腕
の長さに調節することができ、オペレータの上腕及び下
腕の動きに正確に追従して上腕シャフト99及び下腕シャ
フト101が動作することとなり、オペレータの上腕及び
下腕の動きに対応してスレーブアーム7,9を正確に追従
させることができるものである。
る場合であっても、マスタアーム13がオペレータの肩部
より高すぎたり低すぎることのないように最適な高さ位
置に調節でき、かつマスタアーム13における上腕シャフ
ト99及び下腕シャフト101をオペレータの上腕及び下腕
の長さに調節することができ、オペレータの上腕及び下
腕の動きに正確に追従して上腕シャフト99及び下腕シャ
フト101が動作することとなり、オペレータの上腕及び
下腕の動きに対応してスレーブアーム7,9を正確に追従
させることができるものである。
第１図はこの発明の一実施例の全体図、第２図は上記実
施例のスレーブロボットの斜視図、第３図は上記スレー
ブロボットのスレーブアームの断面図、第４図は上記ス
レーブロボットの台車の底面図、第５図は上記台車の側
面図、第６図は上記スレーブロボットの機構図、第７図
は上記実施例のマスタアームの装着状態を示す斜視図、
第８図は上記マスタアームの側面図、第９図は上記マス
タアームの手先部の平面図、第10図は上記マスタアーム
の機構図、第11図は上記マスタアームの背負装置の背面
図、第12図は第11図におけるXII−XII線断面図、第13図
は上記実施例の患者抱え上げ状態を示す側面図、第14図
は上記実施例のスレーブロボットによる患者入浴介助動
作を示す側面図である。 １……スレーブロボット、３……台車 ５……ロボット本体、7,9……スレーブアーム 11……制御盤、13……マスタアーム 15……オペレータ、17……腕 19……上下用ボールねじ、21……上下用ナット 23……ブラケット、25……水平回転用軸駆動モータ 29……水平回転用出力軸、33……捻転用軸駆動モータ 37……捻転用出力軸、41……前後回転用軸駆動モータ 45……前後回転用出力軸、47……上腕アーム 49……垂直回転用軸駆動モータ、55……垂直回転用出力
軸 57……下腕アーム、59……垂直回転用軸駆動モータ 65……垂直回転用出力軸、67……ハンド 69……ボールキャスタ、71……旋回プレート 75,77……駆動モータ、79,81……駆動タイヤ 89……水平回転検知用エンコーダ、91……捻転検知用エ
ンコーダ 93……前後回転検知用エンコーダ、95……垂直回転検知
用エンコーダ 97……垂直回転検知用エンコーダ、99……上腕シャフト 101……下腕シャフト、103……グリップ SW1……上下駆動用スイッチ、SW2……動作有効スイッチ 113……背負装置、115……本体部 117……胴ベルト、127……マスタアーム支持パイプ
施例のスレーブロボットの斜視図、第３図は上記スレー
ブロボットのスレーブアームの断面図、第４図は上記ス
レーブロボットの台車の底面図、第５図は上記台車の側
面図、第６図は上記スレーブロボットの機構図、第７図
は上記実施例のマスタアームの装着状態を示す斜視図、
第８図は上記マスタアームの側面図、第９図は上記マス
タアームの手先部の平面図、第10図は上記マスタアーム
の機構図、第11図は上記マスタアームの背負装置の背面
図、第12図は第11図におけるXII−XII線断面図、第13図
は上記実施例の患者抱え上げ状態を示す側面図、第14図
は上記実施例のスレーブロボットによる患者入浴介助動
作を示す側面図である。 １……スレーブロボット、３……台車 ５……ロボット本体、7,9……スレーブアーム 11……制御盤、13……マスタアーム 15……オペレータ、17……腕 19……上下用ボールねじ、21……上下用ナット 23……ブラケット、25……水平回転用軸駆動モータ 29……水平回転用出力軸、33……捻転用軸駆動モータ 37……捻転用出力軸、41……前後回転用軸駆動モータ 45……前後回転用出力軸、47……上腕アーム 49……垂直回転用軸駆動モータ、55……垂直回転用出力
軸 57……下腕アーム、59……垂直回転用軸駆動モータ 65……垂直回転用出力軸、67……ハンド 69……ボールキャスタ、71……旋回プレート 75,77……駆動モータ、79,81……駆動タイヤ 89……水平回転検知用エンコーダ、91……捻転検知用エ
ンコーダ 93……前後回転検知用エンコーダ、95……垂直回転検知
用エンコーダ 97……垂直回転検知用エンコーダ、99……上腕シャフト 101……下腕シャフト、103……グリップ SW1……上下駆動用スイッチ、SW2……動作有効スイッチ 113……背負装置、115……本体部 117……胴ベルト、127……マスタアーム支持パイプ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−131173（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−15986（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−79525（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−113170（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−107992（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−120485（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】移動自在な台車（３）の前後方向のほぼ中
央に立設したロボット本体（５）の前側に左右のスレー
ブアーム（7,9）を設け、かつスレーブアーム（7,9）を
制御する制御盤（11）を台車（３）上の後側に設けてな
り、上記各スレーブアーム（7,9）は、上記ロボット本
体（５）に個別に上下駆動自在に設けた各ブラケット
（23）に設けた垂直な各水平回転用出力軸（29）を個別
に回転駆動自在に設けると共に、各水平回転用出力軸
（29）に備えた各フレーム（31）に水平な捻転用出力軸
（37）を個別に捻転駆動自在に設け、各捻転用出力軸
（37）に備えた捻転用フレーム（39）に、上記各捻転用
出力軸（39）に直交する方向の第１の前後回転用出力軸
（45）を個別に回転駆動自在に設けると共に、第１の各
前後回転用出力軸（45）に取付けた各上腕アーム（47）
に第２の前後回転用出力軸（55）を個別に回転駆動自在
に設け、上記第２の前後回転用出力軸（55）に取付けた
各下腕アーム（57）に第３の前後回転用出力軸（65）を
個別に回転駆動自在に設けると共に、第３の各前後回転
用出力軸（65）にそれぞれハンド（65）を設けてなり、
前記各スレーブアーム（7,9）を操作するために前記ス
レーブアーム（7,9）に相似形に構成したマスタアーム
（13）を支持したマスタ支持パイプ（127）を、オペレ
ータの背中に当てる本体部（115）に固定して設け、こ
の本体部（115）を上記オペレータに固定するための胴
ベルト（117）を、オペレータの背丈に応じてマスタア
ーム（13）の高さ位置を調節すべく前記本体部（115）
に上下調節自在に装着して設け、上記マスタアーム（1
3）における上腕シャフト（99）および下腕シャフト（1
01）の長さを前記オペレータの上腕及び下腕の長さに対
応して調節すべく上記上腕シャフト（99）及び下腕シャ
フト（101）の長さ調節可能に設けてなることを特徴と
するマスタ・スレーブ方式ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60092237A JPH0694110B2 (ja) | 1985-05-01 | 1985-05-01 | マスタ・スレ−ブ方式ロボツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60092237A JPH0694110B2 (ja) | 1985-05-01 | 1985-05-01 | マスタ・スレ−ブ方式ロボツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61252084A JPS61252084A (ja) | 1986-11-10 |
| JPH0694110B2 true JPH0694110B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=14048826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60092237A Expired - Lifetime JPH0694110B2 (ja) | 1985-05-01 | 1985-05-01 | マスタ・スレ−ブ方式ロボツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0694110B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4775644A (en) * | 1987-06-03 | 1988-10-04 | Lsi Logic Corporation | Zero bird-beak oxide isolation scheme for integrated circuits |
| JPH0219662A (ja) * | 1988-07-08 | 1990-01-23 | Takeo Hanashiro | 揚液装置 |
| JPH0251084U (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-10 | ||
| JPH0294087U (ja) * | 1988-12-29 | 1990-07-26 | ||
| JP3585419B2 (ja) * | 2000-04-18 | 2004-11-04 | 川崎重工業株式会社 | マスターアーム装置 |
| KR101457147B1 (ko) * | 2008-05-14 | 2014-11-03 | 삼성전자 주식회사 | 인간형 로봇과 그 어깨관절 어셈블리 |
| JP4634541B2 (ja) * | 2008-06-06 | 2011-02-16 | パナソニック株式会社 | ロボット、ロボットの制御装置、制御方法、及び制御プログラム |
| EP2671689B1 (en) | 2011-01-31 | 2015-02-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Multi-joint arm robot, control method, and control program |
| DE202015009617U1 (de) | 2015-08-14 | 2018-08-30 | Franka Emika Gmbh | Robotersystem und Gehäuseteil für ein solches Robotersystem |
| DE102015012962A1 (de) | 2015-10-08 | 2017-04-13 | Sami Haddadin | Robotersystem |
| DE102016004787B4 (de) | 2016-04-20 | 2023-02-02 | Franka Emika Gmbh | Antriebsvorrichtung für einen Roboter und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| DE102016004788A1 (de) | 2016-04-20 | 2017-10-26 | Kastanienbaum GmbH | Verfahren zur Herstellung eines Roboters und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
| DE102016004840A1 (de) * | 2016-04-24 | 2017-10-26 | Kastanienbaum GmbH | Mobiler Roboter |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5837116B2 (ja) * | 1979-07-16 | 1983-08-13 | 株式会社明電舎 | マニピユレ−タの操縦桿 |
| JPS60131173A (ja) * | 1983-12-19 | 1985-07-12 | 株式会社東芝 | マスタ・スレ−ブ形バイラテラルサ−ボ・マニピユレ−タ |
-
1985
- 1985-05-01 JP JP60092237A patent/JPH0694110B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61252084A (ja) | 1986-11-10 |
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