CN107921642B

CN107921642B - 远程操作机械手系统及其运转方法

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Publication number: CN107921642B
Application number: CN201680049056.3A
Authority: CN
Inventors: 桥本康彦; 扫部雅幸
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2015-08-25
Filing date: 2016-05-27
Publication date: 2021-12-28
Anticipated expiration: 2036-05-27
Also published as: JP6839085B2; US20180243897A1; EP3342564A1; EP3342552B1; TW201707894A; JP6954836B2; CN107848116A; US10806534B2; JP6924142B2; TW201716195A; CN107921624B; US10631941B2; CN108349095B; CN107921640B; CN107921621A; KR20180038479A; US10792114B2; JPWO2017033359A1; US20180243923A1; US10722313B2

Abstract

本发明的远程操作机械手系统具备：操作器（2），其接受来自操作者的操作指示；从动臂（1），其进行由多个步骤构成的一系列作业；摄像机（3），其拍摄从动臂（1）的动作；显示装置（6），其显示摄像机（3）拍摄的影像；存储装置（5），其将与作业空间内的环境相关的信息作为环境模型（52）而存储；和控制装置（4）；在手动运转或混合运转从动臂（1）时，控制装置（4）从存储于存储装置（5）的环境模型（52）取得与摄像机（3）拍摄的区域的周边区域相关的信息即周边信息，并以摄像机（3）拍摄的影像和周边信息连动的形式显示于显示装置（6）。

Description

远程操作机械手系统及其运转方法

技术领域

本发明涉及远程操作机械手系统及其运转方法。

背景技术

已知有使从动臂的动作追随于操作者操作的主动臂的动作的主从方式的远程操作控制装置（例如，参照专利文献1）。在专利文献1所公开的远程操作控制装置中，具备：摄像机，其捕捉作业环境的影像；环境模型存储单元，其将成为机器人的作业环境的对象的物体的位置姿势等相关信息等作为环境模型而存储；以及合成图像生成单元，其生成合成图像，该合成图像由摄像机捕捉到的影像和将从环境模型存储单元获得的与定位相关的信息图形化而显示的图像进行合成；在进行机器人的手动操作时，藉由将合成图像显示于显示装置，能引导手动操作。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2003-311661号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

然而，在上述专利文献1所公开的远程操作装置中，未考虑操作者操作的机器人（从动臂）的周边状况。因此，操作者为了不使操作的机器人与其它机器人等接触、或为了选定机器人的移动路径，必须始终对摄像机拍摄的区域以外的区域进行观察，从而作业者的负担较大，从提高作业效率的观点来看仍有改善的余地。

本发明为了解决上述现有的问题，其目的在于提供一种能减轻作业者的负担，提高作业效率的远程操作机械手系统及其运转方法。

解决问题的手段：

为了解决上述以往的问题，本发明的远程操作机械手系统具备：操作器，其接受来自操作者的操作指示；从动臂，其设置于作业空间内，进行由多个步骤构成的一系列作业；摄像机，其拍摄所述从动臂的动作；显示装置，其显示所述摄像机拍摄的影像；存储装置，其将与所述作业空间内的环境相关的信息作为环境模型而存储；以及控制装置；在手动运转或混合运转所述从动臂时，所述控制装置以如下形式构成：从存储于所述存储装置的所述环境模型取得与所述摄像机拍摄的区域的周边区域相关的信息、即周边信息，并以所述摄像机拍摄的影像和所述周边信息连动的形式显示于所述显示装置。

借助于此，在显示装置中不仅显示摄像机拍摄的区域，也显示从动臂的周边信息，因此操作者能容易地掌握从动臂的状况。所以，能减轻作业者的负担，提高作业效率。

又，本发明的远程操作机械手系统的运转方法中的远程操作机械手系统具备：操作器，其接受来自操作者的操作指示；从动臂，其设置于作业空间内，进行由多个步骤构成的一系列作业；摄像机，其拍摄所述从动臂的动作；显示装置，其显示所述摄像机拍摄的影像；存储装置，其将与所述作业空间内的环境相关的信息作为环境模型而存储；且该远程操作机械手系统的运转方法具备：（A）在手动运转或混合运转所述从动臂时，从存储于所述存储装置的所述环境模型，特别指定与所述摄像机拍摄的区域的周边区域相关的信息、即周边信息；和（B）所述显示装置以所述摄像机拍摄的影像和所述周边信息连动的形式进行显示。

发明效果：

根据本发明的远程操作机械手系统及其运转方法，能减轻作业者的负担，提高作业效率。

附图说明

图1是示出根据本实施形态1的远程操作机械手系统的概略构成的框图；

图2是示出图1中所示远程操作机械手系统的从动臂的概略构成的示意图；

图3是示出根据本实施形态1的远程操作机械手系统的动作的流程图；

图4是示出图1中所示远程操作机械手系统的显示装置的显示画面的示意图；

图5是示出图1中所示远程操作机械手系统的显示装置的显示画面的示意图；

图6是示出图1中所示远程操作机械手系统的显示装置的显示画面的示意图；

图7是示出图1中所示远程操作机械手系统的显示装置的显示画面的示意图；

图8是示出根据本实施形态2的远程操作机械手系统的动作的流程图；

图9是示出根据本实施形态3的远程操作机械手系统的显示装置的显示画面的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施形态。另外，在所有附图中，对于相同或相当部分标注相同符号，并省略重复说明。又，存在如下情形：在所有附图中，选取用于说明本发明的构成要素而进行图示，对于其它构成要素则省略图示。此外，本发明并不限定于以下实施形态。

（实施形态1）

本实施形态1的远程操作机械手系统具备：操作器，其接受来自操作者的操作指示；从动臂，其设置于作业空间内，进行由多个步骤构成的一系列作业；摄像机，其拍摄从动臂的动作；显示装置，其显示摄像机拍摄的影像；存储装置，其将与作业空间内的环境相关的信息作为环境模型而存储；以及控制装置；在手动运转或混合运转从动臂时，控制装置以如下形式构成：从存储于存储装置的环境模型取得与摄像机拍摄的区域的周边区域相关的信息、即周边信息，并以使摄像机拍摄的影像和周边信息连动的形式显示于显示装置。

又，在本实施形态1的远程操作机械手系统中，也可以是，以在中央部分显示摄像机拍摄的影像，在周缘部分显示周边信息的形式构成显示装置。

又，在本实施形态1的远程操作机械手系统中，也可以是，以取得从动臂的姿势信息，根据该姿势信息特别指定摄像机的拍摄位置，根据环境模型特别指定周边信息的形式构成控制装置。

此外，在本实施形态1的远程操作机械手系统中，周边信息也可以是从动臂的工作区域。

以下，参照图1〜图6对根据本实施形态1的远程操作机械手系统的一例进行说明。

［远程操作机械手系统的构成］

图1是示出根据本实施形态1的远程操作机械手系统的概略构成的框图。

如图1所示，本实施形态1的远程操作机械手系统100具备从动臂1、操作器2、摄像机3、控制装置4、存储装置5、以及显示装置6，并形成为从动臂1藉由操作者操作操作器2而动作。

从动臂1是设置于作业空间内、进行由多个步骤构成的一系列作业的机器人。另外，作为由多个步骤构成的一系列作业，可例示对制品的零件的组装、涂装等作业。

本实施形态1的从动臂1是多关节机器人，该多关节机器人在以流水线生产方式或单元生产方式组装电气、电子零件等而生产制品的生产工厂中使用，沿设置在该生产工厂的作业台而配置，能对作业台上的工件进行移送、部件的组装或配置更换、姿势变换等作业中的至少一个作业。但从动臂1的实施态样并不限定于上述，无论是水平多关节型还是垂直多关节型，均可广泛应用于多关节机器人。

在此，参照图2对从动臂1的构成进行说明。

图2是示出图1中所示远程操作机械手系统的从动臂的概略构成的示意图。

如图2所示，从动臂1具备基部10、基轴部11、以及梢端部12，并以藉由安装于梢端部12的各种末端执行器而能执行各种作业的形式构成。另外，在本实施形态1中，采用在梢端部12安装有用于握持对象物13的手部的形态，但并不限定于此，也可安装有用于对于对象物进行焊接的焊接装置等末端执行器。

基部10是用于将从动臂1设置于地面或载置台等的基座。在基部10的上表面，设置有基轴部11。基轴部11是规定从动臂1的主要动作姿势的部分，由多个关节部14a〜14e及将各关节部连接的连接部（连杆部）15a〜15d构成。

关节部14a将基部10的梢端部与连接部15a的基端部接合，连接部15a以绕在垂直（铅垂）方向上延伸的旋转轴、绕在水平方向上延伸的旋转轴、以及绕在连接部15a的延伸方向上延伸的旋转轴转动自如的形式构成。

同样地，关节部14b将连接部15a的梢端部与连接部15b的基端部接合，连接部15b以绕在连接部15b的延伸方向上延伸的旋转轴、以及绕在相对于在连接部15b的延伸方向上延伸的旋转轴垂直的方向上延伸的旋转轴转动自如的形式构成。

关节部14c将连接部15b的梢端部与连接部15c的基端部接合，连接部15c以绕在连接部15c的延伸方向上延伸的旋转轴、以及绕在相对于在连接部15c的延伸方向上延伸的旋转轴垂直的方向上延伸的旋转轴转动自如的形式构成。

关节部14d将连接部15c的梢端部与连接部15d的基端部接合，连接部15d以绕在连接部15d的延伸方向上延伸的旋转轴、以及绕在相对于在连接部15d的延伸方向上延伸的旋转轴垂直的方向上延伸的旋转轴转动自如的形式构成。

关节部14e将连接部15d的梢端部与梢端部12接合，梢端部12以绕在梢端部12的延伸方向上延伸的旋转轴、以及绕在相对于在梢端部12的延伸方向上延伸的旋转轴垂直的方向上延伸的旋转轴转动自如的形式构成。

梢端部12是对进行作业的末端执行器的详细定位进行控制的部分。即，本实施形态1的从动臂1以如下形式构成：藉由基轴部11规定主要姿势，藉由梢端部12以与末端执行器的作业位置对应的形式进行详细定位。

而且，在从动臂1中，藉由关节部14a〜14e各自具备的驱动马达（未图示），邻接的连接部彼此以相对旋转的形式接合。因此，根据从操作器2输出的从动臂1的操作指示信息、或由下述存储装置5的动作序列信息51规定的动作信息，控制装置4对藉由驱动马达而旋转的各关节部14a〜14e的角度进行控制，以此可决定从动臂1的梢端部位置。

另外，上述从动臂1的构成为一例，从动臂1的构成并不限定于此，可根据使用该从动臂1实施的作业内容及作业空间等而适当变更构成。

操作器2是设置于作业空间外、接受来自操作者的操作指示的装置。作为操作器2，例如可列举主动臂、操作杆、或输入板等。另外，在操作器2中，也可另行设置有输入下述作业的开始指示、操作运转（手动运转）的作业的完成通知等的输入部等。又，操作器2也可设置于作业空间内。

摄像机3将作业空间内的从动臂1作为影像而拍摄。例如，作业空间内的从动臂1的位置或姿势、从动臂1与工件的位置关系、或者从动臂1与组装工件的被组装零件的位置关系等作为影像而记录。

摄像机3既可配置在从动臂1本身，也可配置在作业空间内的适当位置。又，所配置的摄像机3的数量既可为一个，也可为多个。在能适当地取得状况信息的位置配置适当个数的摄像机3即可，安装位置及安装个数为任意。

存储装置5是可读写的记录媒体，存储有远程操作机械手系统100的动作序列信息51及环境模型52。另外，在本实施形态1的远程操作机械手系统100中，存储装置5与控制装置4分开设置，但也可与控制装置4作为一体而设置。

所谓动作序列信息51是指与规定在作业空间内由从动臂1实施的一系列作业的动作序列相关的信息，包含用于执行从动臂1的自动运转的程序。具体而言，是将动作顺序、从动臂1的运转模式（运转模式）、和该运转模式的动作流程对应而成的信息。

环境模型52是配置于作业空间内的从动臂1、带式输送机等各机器、工件等对象物13、组装工件的被组装对象物等的名称、形状、配置位置（坐标）、以及姿势等信息。具体而言，例如为作业空间内的从动臂1的位置或姿势、从动臂1与工件的位置关系、或从动臂1与组装工件的被组装零件的位置关系等信息。

控制装置4控制从动臂1的动作，具备作为功能块的接收部40、周边信息取得部41、姿势信息取得部42、动作控制部43、以及输出控制部44。控制装置4例如可由运算部（未图示）、和内存部（memory）（未图示）构成，该运算部由微控制器、MPU、PLC（ProgrammableLogic Controller，可编程逻辑控制器）、逻辑电路等构成，该内存部由ROM或RAM等构成。又，控制装置4所具备的各功能块可藉由控制装置4的运算部读取并执行存储于内存部或存储装置5的程序而实现。另外，控制装置4不仅可以是由单独的控制装置构成的形态，也可以是由多个控制装置协动而执行从动臂1（远程操作机械手系统100）的控制的控制装置群构成的形态。

接收部40接收从控制装置4的外部发送的输入信号。作为由接收部40接收的输入信号，例如可列举从操作器2发送的信号、从操作器2以外的未图示的操作指示部发送的信号等。

周边信息取得部41根据存储于存储装置5的环境模型52的各信息、藉由接收部40从摄像机3接收的影像信息、和从姿势信息取得部42取得的从动臂1的姿势信息，将与摄像机3拍摄的区域的周边区域相关的信息、即周边信息模型化（模拟）而取得。

另外，周边信息的模型化可藉由公知的技术而适当执行。又，周边信息可以为从动臂1的各连接部15a〜15d整体的姿势信息，也可以为配置于从动臂1的动作范围内的各机器的信息，也可以为设置有从动臂1的作业带内的各机器的信息。进而，周边信息可以为计算机图形，也可以为变形的图形、或说明图等。

姿势信息取得部42从动作控制部43取得设置于从动臂1的各关节部14a〜14e的驱动马达的旋转角度，或者在从动臂1的各连接部15a〜15d配置有位置传感器的情况下，藉由接收来自该位置传感器的位置信息，而取得操作者操作的从动臂1的姿势信息。

动作控制部43在接收部40从操作器2接受操作指示作为输入信号的的情况下，以该操作指示为触发判定在一系列作业中从动臂1实施的步骤的运转模式。动作控制部43可参照存储于存储装置5的动作序列信息51进行接下来从动臂1实施的步骤的运转模式的判定。动作控制部43以如下形式进行控制：若判定为自动运转模式、手动运转模式、以及混合运转模式中无论哪个运转模式，则使从动臂1在所判定的运转模式下动作。

在此，所谓自动运转模式是指从动臂1按照预先设定的程序而自动地实施动作。又，所谓手动运转模式是指从动臂1按照从操作器2接受的操作指示而动作，既能以完全遵照从操作器2接受的操作指示的形式使从动臂1动作，也能藉由预先设定的程序对从操作器2接受的操作指示进行修正（例如，手振修正），使从动臂1动作。进而，所谓混合运转模式是指藉由手动运转对藉由自动运转而动作中的从动臂修正动作。

动作控制部43在判定为从动臂1为自动运转的情况下，以读取动作序列信息51，实施藉由动作序列信息51中所含的程序而规定的动作的形式控制从动臂1。

又，动作控制部43在判定为从动臂1为手动运转的情况下，以根据接收部40从操作器2接收的操作指示而动作的形式控制从动臂1。

另外，动作控制部43在判定为从动臂1为混合运转的情况下，读取动作序列信息51，实施藉由动作序列信息51中所含的程序而规定的动作，若在藉由自动运转而使从动臂1动作中，接收部40从操作器2接收修正指示信号作为输入信号，则将从动臂1的自动运转的动作修正为遵从来自操作器2的修正指示信号的动作。

然后，动作控制部43在从操作器2的修正指示信号的输出停止，接收部40停止该修正指示信号的接收的情况下、或者接收部40从操作器2接收指示从动臂1再次开始自动运转的信号的情况下，再次开始从动臂1的自动运转。

又，动作控制部43在当以手动运转模式或混合运转模式使从动臂1动作时，操作者操作操作器2而变焦放大或变焦趋近摄像机3拍摄的被摄体的情况（通过接收部40从操作器2取得变焦放大（zoom up）或变焦趋近（zoom in）信息的情况）下，从姿势信息取得部42取得周边信息，并将通过接收部40接收的摄像机3拍摄的影像信息和周边信息输出至输出控制部44。

输出控制部44控制显示装置6，将通知给操作者等的信息作为影像信息或图像信息输出。输出控制部44将从动作控制部43输入的摄像机3拍摄的影像信息及周边信息输出至显示装置6。

显示装置6设置于操作器2的操作者能检知被输出的信息的位置（作业空间外；设置有操作器2的空间），显示从控制装置4发送的信息，例如，既可由监视器构成，在操作器2由输入板构成的情况下，也可以为该输入板。

［远程操作机械手系统的动作及作用效果］

其次，参照图1〜图7对本实施形态1的远程操作机械手系统100的动作及作用效果进行说明。另外，对于操作者操作操作器2使从动臂1动作而进行一系列作业的动作，是与公知的远程操作机械手系统同样地执行，因此省略其详细说明。又，以下动作藉由控制装置4的运算部读取存储于内存部或存储装置5的程序而执行。

图3是示出根据本实施形态1的远程操作机械手系统的动作的流程图。图4〜图7是示出图1中所示远程操作机械手系统的显示装置的显示画面的示意图。

首先，如图4所示，进行从动臂1的梢端部12握持对象物13而将该对象物13插入物体16的孔16a的作业，摄像机3在变焦移离（zoom back）或变焦趋远（zoom out）的状态下，拍摄从动臂1和物体16，并将拍摄的影像显示于显示装置6的显示画面60。然后，如图5所示，操作者操作操作器2，以拍摄从动臂1的梢端部12附近的形式，使摄像机3变焦放大或变焦趋近。

在这种情况下，在以往的远程操作机械手系统中，并不如图5所示，在显示装置6的显示画面60显示从动臂1整体的姿势，另外，也不显示从动臂1与物体16的位置关系。因此，操作者需藉由眼睛看从动臂1等，或频繁地切换摄像机3的变焦，以确认从动臂1的姿势、或从动臂1与物体16的位置关系，从而作业者的负担较大。

然而，在本实施形态1的远程操作机械手系统100中，藉由执行以下动作，能够消除上述以往的远程操作机械手系统的缺陷。

如图3所示，控制装置4判定从动臂1是否以手动运转模式或混合运转模式运转（步骤S101）。其原因在于：在从动臂1执行自动运转模式的情况下，操作者无需藉由操作器2操作从动臂1。

具体而言，控制装置4的动作控制部43判定是否通过接收部40从操作器2接收从动臂1的操作指示信息、是否从操作器2接收修正指示信号。

控制装置4的动作控制部43在判定为从动臂1未以手动运转模式或混合运转模式运转的情况下（在步骤S101中为否），结束本程序。另外，控制装置4在结束本程序的情况下，例如，在50 msec后再次执行本程序。另一方面，控制装置4的动作控制部43在判定为从动臂1以手动运转模式或混合运转模式运转的情况下（在步骤S101中为是），执行步骤S102所示的处理。

在步骤S102中，控制装置4的动作控制部43判定是否通过接收部40从操作器2取得摄像机3的变焦放大信息或变焦趋近信息。控制装置4的动作控制部43在判定为未通过接收部40从操作器2取得摄像机3的变焦放大信息或变焦趋近信息的情况下（在步骤S102中为否），结束本程序。另外，控制装置4在结束本程序的情况下，例如，在50 msec后再次执行本程序。

另一方面，控制装置4的动作控制部43在判定为通过接收部40从操作器2取得摄像机3的变焦放大信息或变焦趋近信息的情况下（在步骤S102中为是），执行步骤S103所示的处理。

在步骤S103中，控制装置4的动作控制部43通过接收部40取得摄像机3拍摄的影像信息。从而，控制装置4的动作控制部43从姿势信息取得部42取得周边信息（步骤S104）。

具体而言，控制装置4的姿势信息取得部42藉由从动作控制部43取得设置于从动臂1的各关节部14a〜14e的驱动马达的转速等，而取得从动臂1的姿势信息。然后，控制装置4的周边信息取得部41从存储于存储装置5的环境模型52的各信息、在步骤S103中取得的影像信息、以及从姿势信息取得部42取得的从动臂1的姿势信息进行模拟而取得周边信息，并输出至动作控制部43。借助于此，动作控制部43取得周边信息。

接着，控制装置4的动作控制部43通过输出控制部44，将在步骤S103中取得的影像信息、和在步骤S104中取得的周边信息输出至显示装置6（步骤S105），结束本程序。

借助于此，显示装置6可将摄像机3拍摄的影像信息、和与摄像机3拍摄的区域的周边区域相关的信息、即周边信息，显示于显示画面60。此时，显示装置6例如也可以如图6所示，在显示画面60的中央部分60A显示影像信息，在显示画面60的周缘部分60B显示周边信息。

像这样，显示装置6将摄像机3拍摄的影像信息、和与摄像机3拍摄的区域的周边区域相关的信息、即周边信息，以连动的形式显示于显示画面60，以此操作者可藉由观看显示装置6的显示画面60而掌握从动臂1的姿势、或从动臂1与物体16的位置关系。因此，如图7所示，操作者能以对象物13的铅垂方向的中心轴与物体16的孔16a的铅垂方向的中心轴一致的形式，使从动臂1容易操作。

在像这样构成的本实施形态1的远程操作机械手系统100中，在当手动运转或混合运转从动臂1时，操作者使摄像机3变焦放大或变焦趋近的情况下，显示装置6将摄像机3拍摄的影像信息、和与摄像机3拍摄的区域的周边区域相关的信息、即周边信息，以连动的形式显示于显示画面60。

借助于此，可藉由观看显示装置6的显示画面60而掌握从动臂1的姿势、或从动臂1与物体16的位置关系。因此，无需像以往的远程操作机械手系统那样，藉由眼睛看从动臂1等，或者频繁地切换摄像机3的变焦，而确认从动臂1的姿势、或者从动臂1与物体16的位置关系，从而能够降低作业负担。

因此，在本实施形态1的远程操作机械手系统100中，操作者容易集中于远程操作的作业，从而能减少操作的失败，能够减轻作业者的疲劳。又，能提高远程操作的作业效率。

另外，在本实施形态1中，采用在显示画面60的中央部分60A显示影像信息，在显示画面60的周缘部分60B显示周边信息的形态，但并不限定于此。例如，也可以采用将显示画面60分割成两部分，使一部分显示影像信息，使另一部分显示周边信息的形态。此时，画面的比率既可以为1：1，也可以为2：1，也可以为3：1，也可以为4：1，也可以为5：1。

（实施形态2）

本实施形态2的远程操作机械手系统以如下形式构成：在实施形态1的远程操作机械手系统中，控制装置判定操作者操作的从动臂是否与配置于作业空间内的机件接触。

又，在本实施形态2的远程操作机械手系统中，也能以如下形式构成：控制装置若判定为操作者操作的从动臂与配置于作业空间内的机件接触，则在显示装置显示警告。

以下，参照图7对本实施形态2的远程操作机械手系统的一例进行说明。另外，本实施形态2的远程操作机械手系统100是与实施形态1的远程操作机械手系统100相同的构成，因此省略其构成的详细说明。

［远程操作机械手系统的动作及作用效果］

图8是示出根据本实施形态2的远程操作机械手系统的动作的流程图。另外，以下动作藉由控制装置4的运算部读取存储于内存部或存储装置5的程序而执行。

如图8所示，控制装置4判定是否从操作器2取得操作指示信息或修正指示信息（步骤S201）。具体而言，控制装置4的动作控制部43判定是否通过接收部40从操作器2取得操作指示信息或修正指示信息。

控制装置4的动作控制部43在判定为未从操作器2取得操作指示信息或修正指示信息的情况下（在步骤S201中为否），结束本程序。另外，控制装置4在结束本程序的情况下，例如，在50 msec后再次执行本程序。

另一方面，控制装置4的动作控制部43在判定为从操作器2取得操作指示信息或修正指示信息的情况下（在步骤S201中为是），执行步骤S202所示的处理。

在步骤S202中，控制装置4的动作控制部43通过接收部40而取得摄像机3拍摄的影像信息。进而，控制装置4的动作控制部43从姿势信息取得部42取得周边信息（步骤S203）。

其次，控制装置4的动作控制部43根据在步骤S201中取得的操作指示信息或修正指示信息、在步骤S202中取得的影像信息、和在步骤S203中取得的周边信息，判定操作器2操作的从动臂1是否不会与配置于作业空间内的其它机件接触（步骤S204）。

具体而言，控制装置4的动作控制部43根据操作器2操作的从动臂1与其它机件的距离、从动臂1的移动方向或移动速度、以及在其它机件移动的情况下该机件的移动方向或移动速度，判定操作器2操作的从动臂1是否不会与其它机件接触。

在此，配置于作业空间内的其它机件例如可以为与操作器2操作的从动臂1邻接的从动臂1，也可以为其它从动臂1所握持的工件，也可以为工厂的墙壁、柱、或天花板，也可以为带式输送机等搬运工件等的机器。

控制装置4的动作控制部43在判定为正用操作器2操作的从动臂1与其它机件有接触的可能的情况下（在步骤S204中为否），通过输出控制部44在显示装置6显示警告（步骤S205）。另外，警告也可以是，使“有与其它机件接触的可能”等文字信息（图像信息）显示（输出）于显示装置6。又，也可以取代显示装置6，藉由扬声器等作为声音信息而输出。

其次，控制装置4的动作控制部43抑制从动臂1的动作（步骤S206），重复步骤S201〜步骤S206直至判定为从动臂1不会与其它机件接触为止。

另外，从动臂1的动作的抑制例如既可以为降低从动臂1的移动速度而使之动作，也可以为禁止从动臂1的动作。

另一方面，控制装置4的动作控制部43在判定为操作器2操作的从动臂1不会与配置于作业空间内的其它机件接触的情况下（在步骤S204中为是），允许从动臂1的动作（步骤S207），结束本程序。另外，所谓允许从动臂1的动作是指不抑制从动臂1的动作而使之动作。

在像这样形式构成的本实施形态2的远程操作机械手系统100中，在操作器2操作的从动臂1与配置于作业空间内的其它机件有接触的可能的情况下抑制从动臂1的动作，因此可以抑制与其它机件接触而使作业中断的情况。

（实施形态3）

本实施形态3的远程操作机械手系统以如下形式构成：在实施形态1或2的远程操作机械手系统中，在作业空间内设置有多个从动臂，且控制装置将与操作者操作的从动臂邻接的从动臂的姿势信息作为周边信息而显示于显示装置。

以下，参照图9对本实施形态3的远程操作机械手系统的一例进行说明。

［远程操作机械手系统的构成及作用效果］

本实施形态3的远程操作机械手系统100是与实施形态1的远程操作机械手系统100相同的构成，但显示于显示装置6的影像信息和周边信息不同。

如图9所示，在本实施形态3的远程操作机械手系统100中，在显示装置6的显示画面60中，除了操作者藉由操作器2而操作的从动臂1的姿势信息以外，也将与操作者藉由操作器2而操作的从动臂1邻接的从动臂1A、1B的姿势信息显示于显示画面60的右侧缘部60C。

又，在右侧缘部60C中，为了操作者易于了解从动臂1与邻接的从动臂1A、1B是否有接触的可能，显示从上方观察的影像。

像这样构成的本实施形态3的远程操作机械手系统100也发挥与实施形态1及实施形态2的远程操作机械手系统100相同的作用效果。

根据上述说明，对于本领域技术人员而言，可明了本发明的多处改良及其它实施形态。从而，上述说明应仅作为例示而解释，是以向本领域技术人员教示执行本发明的最佳态样为目的而提供。在不脱离本发明的精神下可实质性地变更其构造及/或功能的详情。

产业上的可利用性：

本发明的远程操作机械手系统及其运转方法可减轻作业者的负担、提高作业效率，因此于产业机器人的领域可发挥效用。

符号说明：

1 从动臂；

2 操作器；

3 摄像机；

4 控制装置；

5 存储装置；

6 显示装置；

10 基部；

11 基轴部；

12 梢端部；

13 对象物；

14a 关节部；

14b 关节部；

14c 关节部；

14d 关节部；

14e 关节部；

15a 连接部；

15b 连接部；

15c 连接部；

15d 连接部；

16 物体；

16a 孔；

40 接收部；

41 周边信息取得部；

42 姿势信息取得部；

43 动作控制部；

44 输出控制部；

51 动作序列信息；

52 环境模型；

60 显示画面；

60A 中央部分；

60B 周缘部分；

60C 右侧缘部；

100 远程操作机械手系统。

Claims

1.一种远程操作机械手系统，具备：

操作器，其接受来自操作者的操作指示；

从动臂，其设置于作业空间内，进行由多个步骤构成的一系列作业；

摄像机，其拍摄所述从动臂的动作；

显示装置，其显示所述摄像机拍摄的影像；

存储装置，其将与所述作业空间内的环境相关的信息作为环境模型而存储；和

控制装置；且

在手动运转或混合运转所述从动臂时，所述控制装置在使所述摄像机变焦趋近或变焦放大时，从存储于所述存储装置的所述环境模型取得与所述摄像机拍摄的区域的周边区域相关的信息、即周边信息，并以使所述摄像机拍摄的影像和所述周边信息连动，且所述摄像机拍摄的影像的比例尺大于所述周边信息的比例尺的形式显示于所述显示装置；

所述显示装置以在中央部分显示所述摄像机拍摄的影像，在周缘部分显示所述周边信息的形式构成。

2.根据权利要求1所述的远程操作机械手系统，其特征在于，

所述控制装置以取得所述从动臂的姿势信息，而从该姿势信息特别指定所述摄像机的拍摄位置，从所述环境模型特别指定所述周边信息的形式构成。

3.根据权利要求1所述的远程操作机械手系统，其特征在于，

所述周边信息为所述从动臂的工作区域。

4.根据权利要求1所述的远程操作机械手系统，其特征在于，

在所述作业空间内，设置有多个所述从动臂，且

所述控制装置以将与所述操作者操作的从动臂邻接的从动臂的姿势信息作为所述周边信息而显示于所述显示装置的形式构成。

5.根据权利要求1所述的远程操作机械手系统，其特征在于，

所述控制装置以判定所述操作者操作的所述从动臂是否与配置于所述作业空间内的机件接触的形式构成。

6.根据权利要求5所述的远程操作机械手系统，其特征在于，

所述控制装置以若判定为所述操作者操作的所述从动臂与配置于所述作业空间内的机件接触，则在所述显示装置显示警告的形式构成。

7.一种远程操作机械手系统的运转方法，该远程操作机械手系统具备：操作器，其接受来自操作者的操作指示；从动臂，其设置于作业空间内，进行由多个步骤构成的一系列作业；摄像机，其拍摄所述从动臂的动作；显示装置，其显示所述摄像机拍摄的影像；存储装置，其将与所述作业空间内的环境相关的信息作为环境模型而存储；且

该远程操作机械手系统的运转方法具备：

（A）在手动运转或混合运转所述从动臂时，若所述摄像机变焦趋近或变焦放大，则从存储于所述存储装置的所述环境模型，特别指定与所述摄像机拍摄的区域的周边区域相关的信息、即周边信息；和

（B）所述显示装置以所述摄像机拍摄的影像和由所述（A）特别指定的所述周边信息连动，且所述摄像机拍摄的影像的比例尺大于所述周边信息的比例尺的形式进行显示；

所述（B）中，所述显示装置以在中央部分显示所述摄像机拍摄的影像，在周缘部分显示所述周边信息的形式构成。

8.根据权利要求7所述的远程操作机械手系统的运转方法，其特征在于，

在所述（A）中，从所述从动臂的姿势信息特别指定所述摄像机的拍摄位置，从所述环境模型特别指定所述周边信息。

9.根据权利要求7所述的远程操作机械手系统的运转方法，其特征在于，

所述周边信息为所述从动臂的工作区域。

10.根据权利要求7所述的远程操作机械手系统的运转方法，其特征在于，

在所述作业空间内，设置有多个所述从动臂，且

在所述（A）中，所述显示装置将与所述操作者操作的从动臂邻接的从动臂的姿势信息作为所述周边信息而显示。

11.根据权利要求7所述的远程操作机械手系统的运转方法，还具备（C）判定所述操作者操作的所述从动臂是否与配置于所述作业空间内的机件接触。

12.根据权利要求11所述的远程操作机械手系统的运转方法，还具备（D）若在所述（C）中判定为所述操作者操作的所述从动臂与配置于所述作业空间内的机件接触，则所述显示装置显示警告。