JPH0540956Y2 - - Google Patents

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JPH0540956Y2
JPH0540956Y2 JP5267787U JP5267787U JPH0540956Y2 JP H0540956 Y2 JPH0540956 Y2 JP H0540956Y2 JP 5267787 U JP5267787 U JP 5267787U JP 5267787 U JP5267787 U JP 5267787U JP H0540956 Y2 JPH0540956 Y2 JP H0540956Y2
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JP
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joint
shoulder
wrist
shoulder joint
elbow
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Description

【考案の詳細な説明】 A 産業上の利用分野 本考案はマスターアームに関し、作業者の複雑
な動きに追従できるようにしたものである。
[Detailed Description of the Invention] A. Field of Industrial Application The present invention relates to a master arm that is capable of following the complicated movements of a worker.

B 考案の概要 本考案は、多数の関節を有機的に組み合わせる
ことにより、従来のマスターアームでは採り得な
かつた複雑な姿勢が採れしかも操作性のよいマス
ターアームである。
B. Overview of the invention The present invention is a master arm that organically combines a large number of joints, allowing it to take complex postures that could not be taken with conventional master arms, and with good operability.

C 従来の技術 各種環境において作業するのにマニピユレータ
が多用されている。このようなマニピユレータの
操作方式は種々あるが、その1つに作業者が操作
するマスターアームの動作によりマニピユレータ
を操作するマスタースレーブ式の操作方式があ
る。
C. Prior Art Manipulators are frequently used to work in various environments. There are various operating methods for such a manipulator, one of which is a master-slave operating method in which the manipulator is operated by the movement of a master arm operated by an operator.

マスタースレーブ式マニピユレータに用いられ
るマスターアーム1は、第6図a及び第6図bに
示すように、関節を介して連結された上腕2と前
腕3とを有し、前腕3の先端に設けられたグリツ
プ4を作業者Pが把持して操作することにより作
業者Pの腕の動きに応じて動作する。
As shown in FIGS. 6a and 6b, the master arm 1 used in the master-slave type manipulator has an upper arm 2 and a forearm 3 connected through a joint, and a master arm 1 is provided at the tip of the forearm 3. When the worker P grasps and operates the grip 4, the grip 4 moves according to the movement of the worker's P arm.

D 考案が解決しようとする問題点 ところで第6図に示す従来技術では、作業者P
の採り得る姿勢が規制され、複雑な各種姿勢を容
易にとることはできなかつた。また、従来のマス
ターアームでは、肩部、肘部、手首部を一直線状
に伸してしまうと、グリツプ4を引き戻すだけで
は肘部を曲げることができず、操作しにくい。
D Problems to be solved by the invention By the way, in the prior art shown in Fig. 6, the worker P
The postures that can be taken are restricted, and it is not possible to easily take various complicated postures. Furthermore, in the conventional master arm, if the shoulder, elbow, and wrist are extended in a straight line, the elbow cannot be bent simply by pulling back the grip 4, making it difficult to operate.

姿勢の代表的なものとしては、エルボーダウン
やエルボーサイドやエルボーアツプというものが
あげられる。エルボーダウンとは、肩関節に対し
て肘関節が下部にあり、例えば人間の机の下に手
を入れるような作業時にとる姿勢である。また、
エルボーサイドとは、例えば机の上で右腕で字を
書くときに左腕がとるような肘を横に張つた姿勢
である。エルボーアツプとは、肩と肘とが同じ高
さで肘より真下に手先を伸ばした姿勢である。も
ちろん、実際には、上記三姿勢が組み合わさつた
姿勢もある。
Typical postures include elbow down, elbow side, and elbow up. Elbow-down is a posture in which the elbow joint is lower than the shoulder joint, and is taken when working, such as putting one's hand under a person's desk. Also,
Elbow side is a position where the elbow is stretched out to the side, such as the position the left arm takes when writing with the right arm at a desk. Elbow up is a posture where the shoulders and elbows are at the same height and the hands are extended directly below the elbows. Of course, in reality, there are also postures that are a combination of the above three postures.

一般に、マスタースレーブマニピユレータにお
いて、マスターアームの関節構成として重要なの
は第一に操作が軽く操作が楽でなければならな
い。しかも器用な作業をするマニピユレータは多
関節を備えていないと多用な作業をすることがで
きない。この場合、多関節の操作をマスターアー
ムのグリツプ部だけで意のままに操作することが
望ましく例えば、その他の肘や肩などをマスター
と連結することは非常にきゆうくつとなり人のつ
かれも多く好ましくない。さらにマスターアーム
自身の自重が作業者の負担になつてはならないた
め自重のバランスした方式がよい。この自重バラ
ンスをモータ及び関節角から演算して電気的に制
御することも可能であるが、できるかぎり機械的
にバランスをとつてある方が、装置の小形化及び
軽快な操作をするためには望ましい。
Generally, in a master-slave manipulator, the important thing about the joint structure of the master arm is that it must be light and easy to operate. Moreover, a manipulator that performs dexterous work cannot perform a variety of tasks unless it is equipped with multiple joints. In this case, it is desirable to operate the multi-jointed joints at will only with the grip part of the master arm. For example, connecting other parts such as elbows and shoulders to the master is extremely difficult and tiring. Undesirable. Furthermore, since the weight of the master arm itself must not become a burden on the worker, a method that balances the weight of the master arm is preferable. Although it is possible to calculate this self-weight balance from the motor and joint angles and control it electrically, it is better to balance it mechanically as much as possible in order to make the device smaller and easier to operate. desirable.

本考案は、上記従来技術ならびに一般的な要請
に鑑み、姿勢が作業によつて変えられて、しかも
いずれの姿勢にも自重バランスのとれるマスター
アームを提供するものである。
In view of the above-mentioned prior art and general requirements, the present invention provides a master arm whose posture can be changed depending on work, and whose own weight can be balanced in any posture.

E 問題点を解決するための手段 上記問題を解決する本考案の構成は、三自由度
を持つた肩部と、肘関節の回動角が一定範囲に規
制された腕部と、三自由度を持つた手首部と、マ
スターアームを機械的にバランスさせるバランス
ウエイトとでなることを特徴とする。
E. Means for Solving the Problems The present invention that solves the above problems consists of a shoulder part with three degrees of freedom, an arm part in which the rotation angle of the elbow joint is regulated within a certain range, and three degrees of freedom. It is characterized by a gripping wrist and a balance weight that mechanically balances the master arm.

F 実施例 以下本考案の実施例を図面に基づき詳細に説明
する。
F. Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第1図は本考案の実施例を示す平面図、第2図
はその正面図である。同図に示すように支柱10
に支持されて前方に突出した第1肩関節21は矢
印Aのように鉛直面内で回動する。第1肩関節2
1の先には、矢印Bのように第1肩関節21の回
動鉛直面に対し直交する鉛直面内で回動する第2
肩関節22が備えられており、第2肩関節22の
先には、矢印Cのように水平面内で回動する第3
肩関節23が備えられている。これら3つの肩関
節21,22,23により肩部20が形成されて
いる。そして肩関節21,23は必要に応じて、
どちらか一方、また両方同時にブレーキを掛けら
れるようにしている。詳細は後述するように、こ
れにより、グリツプ操作だけで安定して肩部20
を操作することができる。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view thereof. As shown in the figure, the pillar 10
The first shoulder joint 21, which is supported by and projects forward, rotates in a vertical plane as shown by arrow A. 1st shoulder joint 2
1, a second shoulder joint 21 rotates in a vertical plane perpendicular to the vertical plane of rotation of the first shoulder joint 21, as shown by arrow B.
A shoulder joint 22 is provided, and at the tip of the second shoulder joint 22 there is a third shoulder joint that rotates in a horizontal plane as shown by arrow C.
A shoulder joint 23 is provided. These three shoulder joints 21, 22, and 23 form a shoulder portion 20. And shoulder joints 21 and 23 as necessary,
It is possible to apply the brakes on either one or both at the same time. As will be described in detail later, this allows the shoulder 20 to be stabilized just by grip operation.
can be operated.

上腕31はその基端が第3肩関節23で支持さ
れている。上腕31の先端には、矢印Dのように
水平面内で回動する肘関節32が備えられてい
る。詳細は後述するが、肘関節32の回動角は一
定範囲に規制されている。また、前腕33の基端
は肘関節32で支持されている。そして、上腕3
1と肘関節32と前腕33により、腕部30が形
成されている。
The upper arm 31 has its proximal end supported by the third shoulder joint 23. At the tip of the upper arm 31, an elbow joint 32 is provided that rotates in a horizontal plane as shown by arrow D. Although details will be described later, the rotation angle of the elbow joint 32 is regulated within a certain range. Further, the base end of the forearm 33 is supported by the elbow joint 32. And upper arm 3
1, an elbow joint 32, and a forearm 33 form an arm portion 30.

前腕33の先端には、矢印Eのように鉛直面内
で回動する第1手首肩関41が備えられている。
第1手首関節41の先には、矢印Fのように水平
面内で回動する第2手首関節42が備えられてお
り、第2手首関節42の先には、矢印Gのように
鉛直面内で回動する第3手首関節43が備えられ
ている。3つの手首関節41,42,43は、第
3図に示すように、各関節の回転軸心の延長線が
空間の一点Hで交差するよう配置されている。グ
リツプ44は第3手首関節43により回動自在に
支持されており、グリツプ44にはスイツチ4
5,46がつけられている。実際の操作時には、
作業者Pの指でグリツプ44を握ると作業者Pの
手首のくるぶしが点H付近に位置する。このため
グリツプ44を、上下・左右・斜め等、人間の手
先で張り回すことのできるすべての方向に向ける
ことができる。
At the tip of the forearm 33, a first wrist shoulder joint 41 that rotates in a vertical plane as shown by an arrow E is provided.
At the end of the first wrist joint 41, there is provided a second wrist joint 42 that rotates in the horizontal plane as shown by arrow F, and at the end of the second wrist joint 42, there is provided a second wrist joint 42 that rotates in the vertical plane as shown by arrow G. A third wrist joint 43 is provided that rotates at . As shown in FIG. 3, the three wrist joints 41, 42, and 43 are arranged so that the extension lines of the rotation axes of each joint intersect at a point H in space. The grip 44 is rotatably supported by the third wrist joint 43, and the grip 44 includes a switch 4.
5,46 are attached. During actual operation,
When the grip 44 is gripped by the fingers of the worker P, the ankle of the worker P's wrist is located near point H. Therefore, the grip 44 can be oriented in all directions that can be stretched with human hands, such as up and down, left and right, and diagonally.

本実施例のマスターアームでは、第1図、第2
図に示す姿勢にしたときを基準姿勢としており、
この姿勢のときには、手首を伸す方向、縮める方
向、上下・左右などいずれの方向にも、最も操作
がしやすい。この基準姿勢のときには、第1肩関
節21と第3手首関節43は同軸上にあり、両関
節21,43を結ぶライン上にグリツプ44が位
置する。また、関節21,43を結ぶラインと関
節41,42を結ぶラインとは直交する。関節3
2,42を結ぶラインと上腕31とでなす角をγ
とすると、基準姿勢時には、角γは約90°であり、
この角度は用途によつて多少変えてもよい。角γ
を90°とすると、関節23,32,42を結んだ
形状はほぼ二等辺三角形になるが、上腕32の長
さを、関節32,42間の長さよりやや大きくし
て、人間の腕の長さに比例させるなど、用途によ
り比率を多少変えてもよい。また基準姿勢にした
とき、点Hと肘関節32とを結ぶラインと第1手
首関節41の軸心とでなる角θが、約45°として
おり、用途により変更することができる。
In the master arm of this example, Figs.
The posture shown in the figure is the standard posture.
In this position, it is easiest to operate the wrist in any direction, such as extending or retracting, up and down, left and right. In this reference posture, the first shoulder joint 21 and the third wrist joint 43 are coaxial, and the grip 44 is located on a line connecting both joints 21 and 43. Further, the line connecting the joints 21 and 43 and the line connecting the joints 41 and 42 are perpendicular to each other. joint 3
The angle formed by the line connecting 2 and 42 and the upper arm 31 is γ
Then, in the standard attitude, the angle γ is approximately 90°,
This angle may be changed somewhat depending on the application. angle γ
If the angle is 90°, the shape connecting the joints 23, 32, and 42 will be approximately an isosceles triangle, but if the length of the upper arm 32 is made slightly larger than the length between the joints 32 and 42, the length of the human arm will be the same. The ratio may be changed somewhat depending on the purpose, such as making it proportional to the amount of water. Furthermore, in the standard posture, the angle θ between the line connecting point H and the elbow joint 32 and the axis of the first wrist joint 41 is about 45°, and can be changed depending on the purpose.

上述した各関節のうち肘関節32の回動角は一
定範囲に規制されている。即ち、角γが約170°以
下で約20°以上の範囲に入るように、肘関節32
の回動角が規制されているのである。詳細は後述
するが、これによりグリツプ44の前後進が容易
にできる。
Among the above-mentioned joints, the rotation angle of the elbow joint 32 is regulated within a certain range. That is, the elbow joint 32 is adjusted so that the angle γ is within a range of approximately 170° or less and approximately 20° or more.
The rotation angle is regulated. Although details will be described later, this allows the grip 44 to be easily moved back and forth.

更に本実施例には4つのバランスウエイト5
1,52,53,54を備えている。第1バラン
スウエイト51は、肘関節32に備えられてお
り、前腕33や手首部40など肘関節32よりも
先の部分の重量(その重心はW)とバランスする
ものであり、重心Wに対向する位置にある。第2
バランスウエイト52は、第3肩関節23に備え
られており、腕30,手首部40及び第1バラン
スウエイト51など第3肩関節23よりも先にあ
る部分の重量とバランスする。第3バランスウエ
イト53は、第2肩関節22に備えられており、
第2肩関節22よりも先の部分の重量とバランス
する。第4バランスウエイト54は、第1肩関節
に備えられており、第1肩関節21よりも先の部
分の重量とバランスする。このようにバランスウ
エイト51,52,53,54を設けたため、関
節21,22,23,32については自重バラン
スが保たれて非常に軽く操作できる。なお、手首
関節41,42については自重バランスをとつて
いないが、この部分の重量は軽いため、操作上支
障はない。
Furthermore, four balance weights 5 are used in this embodiment.
1, 52, 53, and 54. The first balance weight 51 is provided at the elbow joint 32, balances the weight of parts beyond the elbow joint 32, such as the forearm 33 and wrist 40 (its center of gravity is W), and is opposed to the center of gravity W. is in a position to do so. Second
The balance weight 52 is provided at the third shoulder joint 23 and balances the weight of parts located ahead of the third shoulder joint 23, such as the arm 30, the wrist 40, and the first balance weight 51. The third balance weight 53 is provided at the second shoulder joint 22,
The weight is balanced with the portion beyond the second shoulder joint 22. The fourth balance weight 54 is provided at the first shoulder joint, and balances the weight of the portion beyond the first shoulder joint 21. Since the balance weights 51, 52, 53, and 54 are provided in this way, the weight balance of the joints 21, 22, 23, and 32 is maintained, and they can be operated very lightly. Although the weight of the wrist joints 41 and 42 is not balanced, since the weight of these parts is light, there is no problem in operation.

上記構成のマスターアームにおいて、各関節に
は、少なくとも作動角センサ(ポテンシヨメータ
又はエンコーダ等)を備え、必要に応じて反力や
自重バランスの補助用のモータ及び減速機等の駆
動機構を付設する。これらは公知の技術をそのま
ま用いればよい。さらに、必要によりトルク検出
器をつけ、操作力軽減の制御や、過負荷保護等も
適宜選択し採用できる。
In the master arm with the above configuration, each joint is equipped with at least an operating angle sensor (potentiometer or encoder, etc.), and if necessary, a drive mechanism such as a motor and a reducer to assist with reaction force and self-weight balance is attached. do. For these, known techniques may be used as they are. Furthermore, if necessary, a torque detector can be installed, and controls for reducing operating force, overload protection, etc. can be selected and adopted as appropriate.

次に本実施例の動作を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained.

第4図は、グリツプ44を押すことによりマス
ターアームをいつぱいに伸した状況を示す。この
とき肘関節32の開度は最大となり、最大開度角
γ1は通常では150°、用途によつては最大で170°程
とするのがよい。最大開度角γ1が上述した値とな
つているため、第4図の状態からグリツプ44を
持つて肩部20の方に引張るだけで、肘関節32
を曲げることができる。マスターアームをいつぱ
いに伸ばしたとき、手首部40にはα1の角度がつ
く。本実施例では角度α1は約30°であり、この状
態でも第2手首関節42と連動することにより、
比較的自然に手首だけを上下に振ることができ
る。
FIG. 4 shows the master arm fully extended by pressing the grip 44. At this time, the degree of opening of the elbow joint 32 is maximum, and the maximum degree of opening angle γ 1 is normally 150°, but depending on the application, it is preferably about 170° at the maximum. Since the maximum opening angle γ 1 is the value mentioned above, by simply holding the grip 44 and pulling it toward the shoulder 20 from the state shown in FIG.
can be bent. When the master arm is fully extended, the wrist portion 40 forms an angle of α 1 . In this embodiment, the angle α 1 is approximately 30°, and even in this state, by interlocking with the second wrist joint 42,
You can move your wrist up and down relatively naturally.

第5図は、グリツプ44を引いて肩部20の方
にいつぱいに引いた状況を示す。このとき肘関節
32の開度は最小となり、最小開度角γ2は約20°
〜30°にしている。角γ2がこれより小さいと肩部
20との間に作業者Pの手がはさまれるし、大き
いと前後方向の操作域が少なくなる。よつて最小
開度角γ2は上記角度が適当である。
FIG. 5 shows the grip 44 pulled fully toward the shoulder 20. At this time, the opening degree of the elbow joint 32 becomes the minimum, and the minimum opening angle γ 2 is approximately 20°.
~30°. If the angle γ 2 is smaller than this, the operator P's hand will be caught between it and the shoulder portion 20, and if it is larger, the operating range in the front-back direction will be reduced. Therefore, the above angle is appropriate for the minimum opening angle γ 2 .

第4図、第5図に示したように、グリツプ44
を前後進させるときには、関節23,32,42
が共調動作する。このとき角γが前述したように
規制されているため、操作性がよい。
As shown in FIGS. 4 and 5, the grip 44
When moving forward and backward, joints 23, 32, 42
operate in synchrony. At this time, since the angle γ is regulated as described above, operability is good.

次にマスターアームが基準姿勢に近いときの各
動作を説明する。グリツプ44のねじりは第3手
首関節43の回動のみで対応できる。手首を上下
に振るときは第1手首関節41の回動のみで対応
できる。手首を左右に振るときは第2手首関節4
2の回動のみで対応できる。肩を中心に腕を左右
に振るときは第3肩関節23の回動のみで対応で
きる。肩を中心に腕を上下に振るときは第2肩関
節22の回動のみで対応できる。肩を中心に腕を
ねじるときは第1肩関節21の回動のみで対応で
きる。このように各動作に対して一つの関節の回
動のみで対応できるため、安定した操作ができ
る。
Next, each operation when the master arm is close to the reference posture will be explained. Twisting of the grip 44 can be handled only by rotating the third wrist joint 43. Swinging the wrist up and down can be handled by only rotating the first wrist joint 41. When swinging the wrist from side to side, the second wrist joint 4
This can be done with only 2 rotations. When swinging the arm from side to side around the shoulder, it is possible to do so by only rotating the third shoulder joint 23. Swinging the arm up and down around the shoulder can be done by only rotating the second shoulder joint 22. Twisting the arm around the shoulder can be done by only rotating the first shoulder joint 21. In this way, since each movement can be handled by rotating only one joint, stable operation is possible.

本実施例では、第1図に示すように、基準姿勢
時には第1肩関節21と第2手首関節43とが同
軸上に位置するため、通常の動作では肩関節21
を固定しておき、グリツプ44のねじりは手首関
節43で対応させている。そして必要なときのみ
肩関節21を可動状態にし、電動もしくは人手に
より上腕31等を持ち上げたりして肩関節21を
所定角回転させ、その後ふたたび肩関節21を固
定する。その後の作業はグリツプ44のみで行な
う。なお肩関節21を、電動で駆動したり固定し
たり、もしくは手動で固定したり解放したりする
ようにするには、公知の技術を適用することによ
り、容易に実現できる。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the first shoulder joint 21 and the second wrist joint 43 are coaxially located in the reference posture, so that in normal operation, the shoulder joint 21
is fixed, and the twisting of the grip 44 is handled by the wrist joint 43. Then, the shoulder joint 21 is made movable only when necessary, and the upper arm 31 or the like is lifted electrically or manually to rotate the shoulder joint 21 by a predetermined angle, and then the shoulder joint 21 is fixed again. The subsequent work is carried out using only the grip 44. Note that driving and fixing the shoulder joint 21 electrically, or fixing and releasing it manually can be easily achieved by applying known techniques.

さて、第1肩関節21は通常固定され一見不要
と思えるが、実際は次のような大きな効果を発揮
する。第1図は前述のように肘を横に張つた状態
であつたがこのような姿勢からでは、対称形の両
腕マニピユレータに適用しても、立木に両腕がだ
きつく形には操作できるが、水平な棒又は配管等
を2本の腕でだきあげる形には操作できない。か
かる動作を実現するには関節21を90°作動させ
一方の腕、例えば右腕分は肘関節32を手先より
上方になるように肩関節21を回動する(エルボ
ーアツプ姿勢)。次にもう一方の左腕分は肘関節
32を肩より下方になるよう肩関節21を回動す
る。(エルボーダウン姿勢)そうすれば肘関節3
2によつて、上下方向に振り水平の棒状物をだき
かかえることが可能となる。
Although the first shoulder joint 21 is normally fixed and seems unnecessary at first glance, it actually has the following great effects. As mentioned above, Figure 1 shows a state in which the elbows are stretched out to the sides. From this posture, even if applied to a symmetrical two-arm manipulator, it is possible to operate the manipulator with both arms tightly against a standing tree. , it is not possible to operate a horizontal rod or piping in a way that requires lifting it up with two arms. To achieve such a motion, the joint 21 is operated 90 degrees, and one arm, for example, the right arm, rotates the shoulder joint 21 so that the elbow joint 32 is above the hand (elbow up posture). Next, the other left arm rotates the shoulder joint 21 so that the elbow joint 32 is below the shoulder. (Elbow down posture) Then elbow joint 3
2, it becomes possible to swing vertically and hold a horizontal rod-shaped object.

したがつてこの中間の姿勢も可能であり人間が
上半身を傾けてする姿勢を含めた多くの形態で腕
が作動するマスターアームができる。
Therefore, this intermediate posture is also possible, and a master arm can be created in which the arm can operate in many forms, including the posture that a human would take with the upper body tilted.

ここでは通常発生が多い肩関節21を固定した
場合の説明をしたが、作業によつては手首関節4
3を固定し、肩関節21をグリツプ44に連動し
て操作することも可能である。
Here, we have explained the case where the shoulder joint 21, which usually occurs often, is fixed, but depending on the work, the wrist joint 4
It is also possible to fix the shoulder joint 3 and operate the shoulder joint 21 in conjunction with the grip 44.

グリツプ44の周辺には第3図で示したように
スイツチ45やレバースイツチ46を配置して、
マスターにはないがスレーブの指部を開閉する操
作をしたり、場合により肩関節21の回動や固定
などの操作をする指令にしたりすることは従来技
術により容易にできる。
A switch 45 and a lever switch 46 are arranged around the grip 44 as shown in FIG.
Although the master does not have it, it is easy to make commands to open and close the fingers of the slave, or to rotate or fix the shoulder joint 21 as the case may be, using conventional techniques.

尚ここではマスターアームの各関節には、少く
とも角度検出器(例えばポテンシヨメータやエン
コーダ等)を内設しスレーブを操作する信号発生
器とすることや、スレーブ側からの反力を操縦者
に伝えるためのバイラテラル制御をする関節にお
いてはモーター等の駆動機を付設することは従来
通りである。
In this case, each joint of the master arm is equipped with at least an angle detector (for example, a potentiometer or an encoder) as a signal generator to operate the slave, and the reaction force from the slave side is transmitted to the operator. It is conventional to attach a drive device such as a motor to a joint that performs bilateral control to transmit information to the robot.

G 考案の効果 以上実施例とともに具体的に説明したように本
考案によれば次のような効果を得る。
G. Effects of the invention As specifically explained above with the embodiments, the invention provides the following effects.

(イ) 第1肩関節に対して、上腕・前腕がいかに作
動しても自重バランスがとれ、操作が軽くでき
る。
(b) No matter how much the upper arm and forearm move relative to the first shoulder joint, the body's own weight is balanced and the operation is light.

(ロ) 第1肩関節をいかに回動しても自重バランス
がくずれず、したがつて肘を横に張つた代表的
な作業姿勢を中心に、肘を上にしたり下にした
りして、人間のとる多様な腕姿勢に対応でき
る。つまり、人間のいかなる腕動作にも追従で
きる器用なマスターアームとなる。
(b) No matter how much the first shoulder joint is rotated, the body's weight balance will not be lost. Therefore, it is possible for a human being to maintain a typical working posture with the elbows stretched out to the side, or with the elbows up or down. It can accommodate a variety of arm postures. In other words, it becomes a dexterous master arm that can follow any human arm movement.

(ハ) 腕のたて振りや腕の横張りという重要な動作
は、一つの関節の回動のみで安定して行なえ、
作業が円滑になる。
(c) Important movements such as swinging the arm vertically and stretching the arm horizontally can be performed stably by rotating only one joint;
Work becomes smoother.

(ニ) 作業者の手首のたて、よこ、斜め振りという
器用な作業にも対応できる。
(d) It can handle dexterous work such as swinging the worker's wrist vertically, horizontally, and diagonally.

(ホ) 肘関節の回動角を一定範囲に規制したため、
マスターアームをいつぱいに伸ばした状態で
も、グリツプを引張るだけで、肘関節を曲げる
ことができ、操作性が向上する。
(E) Since the rotation angle of the elbow joint was restricted to a certain range,
Even when the master arm is fully extended, the elbow joint can be bent by simply pulling the grip, improving operability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案の実施例を示す平面図、第2図
は実施例を示す正面図、第3図は実施例の手首部
を示す斜視図、第4図及び第5図は実施例の動作
状態を示す説明図、第6図は従来技術を示す説明
図である。 図面中、10は支柱、20は肩部、21,2
2,23は肩関節、30は腕部、31は上腕、3
2は肘関節、33は前腕、40は手首部、41,
42,43は手首関節、44はグリツプ、51,
52,53,54はバランスウエイト、Pは作業
者である。
Fig. 1 is a plan view showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a front view showing the embodiment, Fig. 3 is a perspective view showing the wrist portion of the embodiment, and Figs. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the operating state, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing the prior art. In the drawing, 10 is a support, 20 is a shoulder, 21, 2
2, 23 are shoulder joints, 30 are arm parts, 31 are upper arms, 3
2 is the elbow joint, 33 is the forearm, 40 is the wrist, 41,
42, 43 are wrist joints, 44 are grips, 51,
52, 53, and 54 are balance weights, and P is a worker.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 支持部材に支持されて鉛直面内で回動する第1
肩関節と、第1肩関節の先に備えられており第1
肩関節の回動鉛直面に対し直交する鉛直面内で回
動する第2肩関節と、第2肩関節の先に備えられ
て水平面内で回動する第3肩関節とを有する肩部
と、 基端が第3肩関節に支持されている上腕と、上
腕の先端に備えられて水平面内で回動する肘関節
と、基端が肘関節に支持された前腕とを有する腕
部と、 前腕の先端に備えられて鉛直面内で回動する第
1手首関節と、第1手首関節の先に備えられて水
平面内で回動する第2手首関節と、第2手首関節
の先に備えられており鉛直面内で回動する第3手
首関節とを有し、第1、第2、第3の各手首関節
の回転軸心の延長線が一点で交差するよう配置し
た手首部と、 肘関節に備えられており肘関節よりも先の部分
の重量とバランスする第1のバランスウエイト
と、第3肩関節に備えられて第3肩関節よりも先
の部分の重量とバランスする第2のバランスウエ
イトと、第2肩関節に備えられており第2肩関節
よりも先の部分の重量とバランスする第3のバラ
ンスウエイトと、第1肩関節に備えられており第
1肩関節よりも先の部分の重量とバランスする第
4のバランスウエイトを有し、 しかも、第2手首関節と肘関節とを結ぶライン
と上腕とでなす角が約170°以下で約20°以上の角
度範囲に入るよう肘関節の回動角が規制されてい
ることを特徴とするマスターアーム。
[Claims for Utility Model Registration] The first member is supported by a support member and rotates in a vertical plane
The shoulder joint and the first shoulder joint are provided at the tip of the first shoulder joint.
Rotation of Shoulder Joint A shoulder portion having a second shoulder joint that rotates in a vertical plane perpendicular to the vertical plane, and a third shoulder joint that is provided at the tip of the second shoulder joint and rotates in a horizontal plane. , an arm portion having an upper arm whose base end is supported by a third shoulder joint, an elbow joint provided at the distal end of the upper arm and rotates in a horizontal plane, and a forearm whose base end is supported by the elbow joint; A first wrist joint provided at the tip of the forearm and rotates in a vertical plane, a second wrist joint provided at the tip of the first wrist joint and rotated in a horizontal plane, and a second wrist joint provided at the tip of the second wrist joint. a third wrist joint that rotates in a vertical plane, and is arranged so that extension lines of the rotation axes of the first, second, and third wrist joints intersect at one point; A first balance weight that is provided at the elbow joint and balances the weight of the portion beyond the elbow joint, and a second balance weight that is provided for the third shoulder joint and balances the weight of the portion that is beyond the third shoulder joint. a third balance weight that is provided on the second shoulder joint and balances the weight of the part beyond the second shoulder joint, and a third balance weight that is provided on the first shoulder joint and balances the weight of the part beyond the first shoulder joint. It has a fourth balance weight that balances the weight of the tip, and the angle between the line connecting the second wrist joint and the elbow joint and the upper arm is approximately 170° or less and approximately 20° or more. The master arm is characterized by a regulated rotation angle of the elbow joint.
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