JP2000246680A - Manipulator for three-dimensional input - Google Patents

Manipulator for three-dimensional input

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JP2000246680A
JP2000246680A JP11055729A JP5572999A JP2000246680A JP 2000246680 A JP2000246680 A JP 2000246680A JP 11055729 A JP11055729 A JP 11055729A JP 5572999 A JP5572999 A JP 5572999A JP 2000246680 A JP2000246680 A JP 2000246680A
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Japan
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grip
input means
operation input
input
state
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP11055729A
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Japanese (ja)
Inventor
Akio Ikemoto
明夫 池本
Yoshitaka Adachi
▲吉▼隆 足立
Nobuhiro Kumano
宜弘 熊野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize an operation input means by providing a first and a second operation input means for simultaneously supporting an operation grip in the condition that the operation can be changed in plural degrees of freedom. SOLUTION: An operation grip 11 is supported by a first and a second operation input means 2, 2A at the same time in the condition that the operation can be freely changed in six-degree of freedom. With this structure, since one end of the operation grip 11 is fixed to a grip part and each operation input means 2, 2A supports the operation grip 11 at two different positions within a range near the other end of the grip 11 except for the grip part, relative displacement of one of the operation input means in relation to the other thereof to be generated by a posture change of the operation grip 11 goes in a range of a spherical surface having a radius corresponding to a distance between the two positions on the operation grip 11, at which the operation grip is supported by the operation input means 2, 2A. Range of the relative displacement of a supporting tip of each operation input means 2, 2A can be reduced, and the operation input means can be miniaturized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ等の
上位装置に情報入力或いは、このような上位装置を用い
たシミュレーション等に使用する場合に好適な3次元入
力用マニピュレータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional input manipulator suitable for inputting information to a higher-level device such as a computer or for use in a simulation or the like using such a higher-level device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の3次元入力用マニピュレータ11
00を模式的に図14に示す。かかる3次元入力用マニ
ピュレータ1100は、例えば、ディスプレイに表示さ
れた仮想空間内において、仮想の人間の手の先端を示す
仮想ポインタを3次元方向に移動させる場合に、この仮
想ポインタの位置情報を入力するのに使用される。
2. Description of the Related Art Conventional three-dimensional input manipulator 11
00 is schematically shown in FIG. The three-dimensional input manipulator 1100 inputs position information of the virtual pointer, for example, when moving a virtual pointer indicating the tip of a virtual human hand in a three-dimensional direction in a virtual space displayed on a display. Used to do.

【0003】この3次元入力用マニピュレータ1100
は、一定範囲の作業空間内の任意の位置に手動により移
動させて入力を行う単一の棒状の操作グリップ1110
と、この操作グリップ1110の一端部を、6自由度の
状態変化を自在とした状態で支持する第一の操作入力手
段1120と、操作グリップ1110の他端部を、6自
由度の状態変化を自在とした状態で支持する第二の操作
入力手段1130と、操作グリップ1110の位置及び
向きの変化を検出するグリップ変位量検出手段(図示
略)とを備えている。
The three-dimensional input manipulator 1100
Is a single rod-shaped operation grip 1110 that is manually moved to an arbitrary position within a certain range of a work space to perform input.
And a first operation input means 1120 for supporting one end of the operation grip 1110 in a state in which the state change of six degrees of freedom can be freely performed, and a state change of six degrees of freedom for the other end of the operation grip 1110. A second operation input unit 1130 supported in a freely movable state, and a grip displacement amount detection unit (not shown) for detecting a change in the position and orientation of the operation grip 1110 are provided.

【0004】各操作入力手段1120,1130はいず
れも、複数のリンク部材とこれらを回転自在に連結する
六つの関節とを有し、かかる構成により、操作グリップ
1110の6自由度の状態変化(操作グリップ1110
の位置変化及び姿勢変化)を自在としている。
Each of the operation input means 1120 and 1130 has a plurality of link members and six joints for rotatably connecting the link members. With this configuration, the state of the operation grip 1110 in six degrees of freedom (operation change). Grip 1110
Position change and posture change).

【0005】操作グリップ1110の状態変化は、当該
操作グリップ1110を移動させ又はその向きを変化さ
せることにより生じる各関節ごとの回転角度の変化をグ
リップ変位量検出手段により検出し、これらを総合的に
演算することにより、算出される。
A change in the state of the operation grip 1110 is detected by a grip displacement amount detecting means by detecting a change in the rotation angle of each joint caused by moving or changing the direction of the operation grip 1110, and comprehensively detecting these changes. It is calculated by calculation.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、少なくともいずれか一方の操作入力手段の可
動範囲を大きくしなければ成らず、このため、操作グリ
ップの可動範囲に比べて装置全体が大型化するという不
都合があった。これは、この従来の3次元入力用マニピ
ュレータが、上述の如く、棒状の操作グリップの両端部
をそれぞれ二つの操作入力手段が個別に支持しているこ
とに起因する。
However, in the above-mentioned prior art, the movable range of at least one of the operation input means must be increased, so that the entire apparatus is larger than the movable range of the operation grip. There was an inconvenience. This is because, in the conventional three-dimensional input manipulator, as described above, two operation input means individually support both ends of the rod-shaped operation grip.

【0007】即ち、通常、棒状の操作グリップに対して
操作を行う場合には、そのオペレータは、当該操作グリ
ップの中間部分を手に持ち、一方の端部を目標位置に向
けて移動させる、或いは操作グリップの傾斜角度を変化
させる等の操作が行われる。操作グリップの姿勢変化
(傾斜角度の変化)の入力が行われると、操作グリップ
には一方の端部を中心として、或いは手にしている部分
を中心として、操作グリップの他方又は双方の端部に位
置変化が生じる。
[0007] That is, when an operation is normally performed on a rod-shaped operation grip, the operator holds an intermediate portion of the operation grip in his hand and moves one end of the operation grip toward a target position. An operation such as changing the inclination angle of the operation grip is performed. When the change in the attitude of the operation grip (change in the inclination angle) is input, the operation grip is attached to the other end or both ends of the operation grip with one end as the center or the part being held as the center. A position change occurs.

【0008】このとき、操作グリップの一端部に対して
他端部は相対的に、少なくとも操作グリップ以上の長さ
を半径とする球面に沿った運動を行うため、操作入力手
段の先端部がかかる運動に対応可能な可動範囲を有して
いなければならず、結果として操作入力手段の大型化を
生じることとなる。
At this time, the other end of the operation grip relatively moves at least along the spherical surface having a radius equal to or longer than the operation grip. It must have a movable range that can cope with the movement, and as a result, the operation input means becomes large.

【0009】また、上述の理由により、操作グリップの
可動範囲の拡大のためには、各リンク部材を過大に設計
しなければならず、これにより各リンク部材の質量が大
きくなることが不可避であった。そして、かかる構成で
操作グリップに大きく移動操作を加えると、各操作入力
手段自体の重量により大きな慣性力が作用し、かかる慣
性力の影響で、操作性が低下し、微細な位置決め等を行
う場合にズレが生じ易く、また、オペレータに対しても
操作による負担が生じ易いという不都合があった。
For the above-mentioned reason, in order to expand the movable range of the operation grip, each link member must be excessively designed, and it is inevitable that the mass of each link member becomes large. Was. When a large moving operation is applied to the operation grip in such a configuration, a large inertia force acts on the weight of each operation input means itself, and the operability is reduced due to the influence of the inertia force, and fine positioning or the like is performed. In addition, there is an inconvenience that deviations are likely to occur, and a burden on the operator due to the operation is likely to occur.

【0010】[0010]

【発明の目的】本発明の目的は、かかる従来例の有する
不都合を改善し、特に、操作入力手段の小型化を図り、
操作グリップの動作範囲が大きく,且つその入力動作が
大きい場合でも慣性力の発生を有効に抑制する3次元入
力用マニピュレータを提供することを、その目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to improve the disadvantages of the prior art and to reduce the size of the operation input means.
It is an object of the present invention to provide a three-dimensional input manipulator that effectively suppresses generation of an inertial force even when the operation range of an operation grip is large and its input operation is large.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、上位装置に接続され,3次元上の位置座標入力を行
う3次元入力用マニピュレータにおいて、一定範囲の作
業空間内の任意の位置に移動させて入力を行う単一の操
作グリップと、この操作グリップを、複数自由度の状態
変化を自在とした状態で同時に支持する第一及び第二の
操作入力手段と、操作グリップに生じる状態変化量を各
操作入力手段から検出するグリップ変位量検出手段と、
複数自由度の状態変化を自在とした状態で各操作入力手
段を一体的に保持すると共に,当該各操作入力手段を3
次元空間内にて自在に搬送する移動付勢機構と、各操作
入力手段の保持位置に生じる状態変化量を移動付勢機構
から検出する保持位置変位量検出手段と、各部の動作制
御を行う制御手段とを備えている。
According to the first aspect of the present invention, in a three-dimensional input manipulator that is connected to a higher-level device and performs three-dimensional position coordinate input, a three-dimensional input manipulator is provided at an arbitrary position within a certain range of a work space. A single operation grip for moving and inputting, first and second operation input means for simultaneously supporting the operation grip in a state where a plurality of degrees of freedom can be freely changed, and a state change occurring in the operation grip Grip displacement amount detecting means for detecting the amount from each operation input means,
Each operation input means is integrally held in a state where the state change of a plurality of degrees of freedom can be freely performed, and each operation input means is
A moving urging mechanism that freely conveys in a three-dimensional space, a holding position displacement amount detecting unit that detects a state change amount occurring at a holding position of each operation input unit from the moving urging mechanism, and a control that controls operation of each unit. Means.

【0012】そして、操作グリップの形状を棒状に設定
すると共に、当該操作グリップの一端部側を外力を加え
るための握り部とし、操作グリップの他端部近傍であっ
て当該他端部からの距離が異なる二つの位置で、第一の
操作入力手段と第二の操作入力手段とがそれぞれ操作グ
リップの支持を行っている。
The operating grip is set in a rod shape, and one end of the operating grip is used as a grip for applying an external force, and is located near the other end of the operating grip and at a distance from the other end. At two different positions, the first operation input means and the second operation input means respectively support the operation grip.

【0013】さらに、制御手段が、グリップ変位量検出
手段及び保持位置変位量検出手段の出力に基づいて操作
グリップの入力位置座標データ及び姿勢データを算出す
る入力座標算出部と、この操作グリップの入力位置座標
データに基づいて第一及び第二の操作入力手段の搬送先
を決定する保持位置算出部と、これにより決定された搬
送先に各操作入力手段を搬送させる移動付勢機構の動作
制御を行う作業空間拡張部とを備えるという構成を採っ
ている。
Further, the control means calculates an input position coordinate data and an attitude data of the operation grip based on the outputs of the grip displacement amount detection means and the holding position displacement amount detection means, and an input of the operation grip. A holding position calculating unit that determines the destinations of the first and second operation input units based on the position coordinate data, and controls the operation of the movement urging mechanism that transports each operation input unit to the destination determined by this. And a work space expansion unit for performing the operation.

【0014】上記の構成では、オペレータが操作グリッ
プを手にして当該操作グリップを任意の複数自由度方向
に移動させる。このとき、操作グリップは各操作入力手
段の自由度に応じた状態変化が可能である。
In the above configuration, the operator holds the operation grip and moves the operation grip in any of a plurality of degrees of freedom. At this time, the state of the operation grip can be changed according to the degree of freedom of each operation input means.

【0015】また、操作グリップは、握り部を構成する
範囲を除く、他端部近傍の範囲内で上記いずれの操作入
力手段も当該操作グリップを支持しているため、操作グ
リップの移動又は姿勢変化の操作を行う際に、第一の操
作入力手段と第二の操作入力手段それぞれのグリップ支
持側の端部の相対的な運動は、それぞれのグリップ支持
位置の離間距離を半径とする球面の範囲で行われる。
Further, since the operation grip supports any of the operation input means within a range near the other end, excluding the range constituting the grip portion, the operation grip can be moved or changed in posture. When performing the operation of, the relative movement of the grip support side end of each of the first operation input means and the second operation input means, the range of the spherical surface having the radius of the separation distance of each grip support position Done in

【0016】そして、操作グリップによる入力操作に伴
い、各操作入力手段の保持位置における状態変位量が保
持位置変位量検出手段により検出されると共に、かかる
保持位置からの操作グリップの状態変位量がグリップ変
位量検出手段により検出される。
With the input operation by the operation grip, the amount of state displacement of the operation input means at the holding position is detected by the holding position displacement detecting means, and the amount of state displacement of the operation grip from the holding position is detected by the grip. It is detected by the displacement amount detecting means.

【0017】これらの検出信号に基づいて、入力座標算
出部において、操作グリップの入力位置座標データ及び
姿勢データが算出される。そして、グリップ位置保持部
では、算出された位置座標データが予めきめられた範囲
を越える場合に、操作グリップの移動に追従させる搬送
先を決定し、さらに、作業空間拡張部により、かかる搬
送先に各操作入力手段が移動するように、移動付勢機構
を作動させる。
Based on these detection signals, the input coordinate calculator calculates input position coordinate data and attitude data of the operation grip. Then, in the grip position holding unit, when the calculated position coordinate data exceeds a predetermined range, the transfer destination to follow the movement of the operation grip is determined, and further, by the work space expansion unit, the transfer destination is determined. The movement urging mechanism is operated so that each operation input means moves.

【0018】請求項2記載の発明では、請求項1記載の
発明と同様の構成を備えると共に、操作グリップの位置
に変位を生じさせる駆動力発生手段を各操作入力手段に
装備し、制御手段が、移動付勢機構の作動の際に、当該
作動直前の位置に操作グリップを維持する動作制御を駆
動力発生手段に対して行うグリップ位置保持部を備える
という構成を採っている。
According to a second aspect of the present invention, each of the operation input means is provided with a driving force generating means for causing a displacement of the position of the operation grip, and the control means is provided with the same configuration as the first aspect of the present invention. When the movement urging mechanism is operated, a grip position holding unit that performs operation control for maintaining the operation grip at a position immediately before the operation to the driving force generation unit is provided.

【0019】かかる構成にあっては、請求項1記載の構
成の動作において、移動付勢機構により各操作入力手段
が搬送されると同時に、かかる搬送により操作グリップ
の絶対的な位置が変化しないように、移動付勢機構によ
る搬送方向と逆の方向に同変位で移動付勢機構に対する
相対的な変位を駆動力発生手段に生じさせる。
In this configuration, in the operation of the first aspect, at the same time that each operation input means is transported by the moving urging mechanism, the absolute position of the operation grip is not changed by the transport. Then, the driving force generating means causes a relative displacement with respect to the moving urging mechanism with the same displacement in the direction opposite to the transport direction by the moving urging mechanism.

【0020】請求項3記載の発明では、請求項1又は2
記載の発明と同様の構成を備えると共に、制御手段に、
入力位置座標データに対応する反力データの入力を上位
装置から受けて,この反力データに基づく駆動指令信号
を駆動力発生手段に出力する反力発生制御部を設けると
いう構成を採っている。
According to the third aspect of the present invention, the first or second aspect is provided.
In addition to having the same configuration as the described invention, the control means,
The configuration is such that a reaction force generation control unit is provided which receives an input of reaction force data corresponding to the input position coordinate data from the host device and outputs a drive command signal based on the reaction force data to the driving force generation means.

【0021】上記の構成では、オペレータにより移動さ
れる操作グリップの現在位置が、入力座標算出部によ
り、3次元上の入力位置座標データとして上位装置に出
力される。これを受けて上位装置では、入力位置座標デ
ータに対応する反力データを算出すると共に,3次元入
力用マニピュレータ側に出力する。反力発生制御部は、
この反力データを受けてこれに対応する反力(例えば、
オペレータにより操作グリップに加えられた移動力と異
なる方向に向けられた力)が発生するように駆動力発生
手段を駆動させる。これにより、オペレータには、操作
グリップの操作に対する反動或いは抵抗力が生じたよう
な感触が伝達される。
In the above configuration, the current position of the operation grip moved by the operator is output to the higher-level device by the input coordinate calculator as three-dimensional input position coordinate data. In response to this, the host device calculates the reaction force data corresponding to the input position coordinate data and outputs it to the three-dimensional input manipulator side. The reaction force generation control unit
In response to this reaction force data, the corresponding reaction force (for example,
The driving force generating means is driven so as to generate a force directed in a direction different from the moving force applied to the operation grip by the operator. As a result, a feeling as if a reaction or opposition to the operation of the operation grip is generated is transmitted to the operator.

【0022】さらに、上記各構成にあっては、第一の操
作入力手段,第二の操作入力手段及び移動付勢機構のい
ずれについても、少なくとも4自由度以上の状態変化が
自在であることが望ましい。
Further, in each of the above configurations, it is possible that any of the first operation input means, the second operation input means, and the moving urging mechanism can freely change the state with at least four degrees of freedom. desirable.

【0023】特に、第一の操作入力手段については、6
自由度以上の状態変化を自在とした状態で操作グリップ
を支持することが望ましい(請求項4記載の構成)。同
様にして、第二の操作入力手段が、6自由度以上の状態
変化を自在とした状態で前記操作グリップを支持するこ
とが望ましい(請求項5記載の構成)。さらにこれに伴
い、移動付勢機構が、6自由度以上の状態変化を自在と
した状態で各操作入力手段を支持することが望ましい
(請求項6記載の構成)。
In particular, regarding the first operation input means,
It is desirable to support the operation grip in a state in which the state can be freely changed to a degree of freedom or more. Similarly, it is desirable that the second operation input means supports the operation grip in a state in which the state can be freely changed with six degrees of freedom or more (the configuration according to claim 5). In addition, it is desirable that the movement urging mechanism supports each operation input means in a state where the state can be changed more than six degrees of freedom.

【0024】これにより、操作グリップの空間上の移動
が自在となり、同時にその姿勢変化も自在となる。
Thus, the operation grip can be freely moved in space, and at the same time, its posture can be freely changed.

【0025】本発明は、上記各構成により、前述した不
都合を改善しようとするものである。
The present invention intends to solve the above-mentioned disadvantages by the above-mentioned respective constitutions.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図1乃至図
13に基づいて説明する。この実施形態は、3次元上の
座標入力を行う3次元入力用マニピュレータ10を、3
次元入力システム1000に装備した場合を示してい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the three-dimensional input manipulator 10 for performing three-dimensional coordinate input is
The figure shows a case where the apparatus is provided in the dimension input system 1000.

【0027】この3次元入力システム1000は、図1
に示すように、3次元入力用マニピュレータ10と、こ
の3次元入力用マニピュレータ10の上位装置である演
算処理装置としてのグラフィックワークステーション1
010と、このグラフィックワークステーション101
0の出力データに基づく映像を表示するディスプレイ1
001とから主に構成される。
This three-dimensional input system 1000 is similar to that shown in FIG.
As shown in FIG. 1, a three-dimensional input manipulator 10 and a graphic workstation 1 as an arithmetic processing device which is a higher-level device of the three-dimensional input manipulator 10
010 and the graphic workstation 101
Display 1 that displays video based on output data of 0
001 and 001.

【0028】上記3次元入力用マニピュレータ10は、
図1及び図2に示すように、一定範囲の作業空間内の任
意の位置に移動させて入力を行う単一の操作グリップ1
1と、この操作グリップ11を、6自由度の状態変化を
自在とした状態で同時に支持する第一及び第二の操作入
力手段2,2A(図1では自由度を確保する関節を実際
より少なく示している)と、操作グリップ11に生じる
状態変化量を各操作入力手段2,2Aから検出するグリ
ップ変位量検出手段5(図13では図示略)と、グラフ
ィックワークステーション1010からの出力に応じた
大きさの駆動力を操作グリップ11の操作時における仮
想の反力として当該操作グリップ11に付勢する駆動力
発生手段6(後述する駆動力発生手段61,61,6
2,62,63,63を総じて符号6で示す)と、7自
由度の状態変化を自在とした状態で各操作入力手段2,
2Aを一体的に保持すると共に,当該各操作入力手段
2,2Aを3次元空間内にて自在に搬送する移動付勢機
構4と、各操作入力手段2,2Aの保持位置に生じる状
態変化量を移動付勢機構4から検出する保持位置変位量
検出手段(図示略)と、各部の動作制御を行う制御手段
3とを備えている。
The three-dimensional input manipulator 10 includes:
As shown in FIGS. 1 and 2, a single operation grip 1 for inputting by moving to an arbitrary position within a certain range of a work space.
1 and the first and second operation input means 2 and 2A which simultaneously support the operation grip 11 in a state where the state of freedom is changed in six degrees of freedom (in FIG. ), A grip displacement amount detecting means 5 (not shown in FIG. 13) for detecting a state change amount generated in the operation grip 11 from each of the operation input means 2 and 2A, and an output from the graphic workstation 1010. Driving force generating means 6 (driving force generating means 61, 61, 6 to be described later) for urging the operating grip 11 with a driving force of a magnitude as a virtual reaction force when the operating grip 11 is operated.
2, 62, 63, and 63 are generally indicated by reference numeral 6), and each operation input means 2,
A movement urging mechanism 4 for holding the operation input means 2 and 2A freely in a three-dimensional space while holding the operation input means 2 and 2A integrally, and a state change amount generated at a holding position of each operation input means 2 and 2A. From the movement urging mechanism 4 and a control means 3 for controlling the operation of each part.

【0029】以下各部を説明する。符号123は、上記
各操作入力手段2,2Aが装備される平板状の支持板で
ある。かかる支持板123は、移動付勢機構4の支持先
端部に固定装備されており、移動付勢機構4では、かか
る支持板123を介して各操作入力手段2,2Aを支持
している。
The components will be described below. Reference numeral 123 denotes a flat support plate provided with each of the operation input means 2 and 2A. The support plate 123 is fixedly mounted on the support distal end of the moving urging mechanism 4, and the moving urging mechanism 4 supports each of the operation input means 2 and 2A via the supporting plate 123.

【0030】次に、第一の操作入力手段2及び第二の操
作入力手段2Aについて説明する。ここで、第一の操作
入力手段2と第二の操作入力手段2Aとは、図2に示す
ように、支持板123上における配置が異なる点を除い
て、ほぼ同一の部材から形成されているため、このよう
な同一の部材については同符号を付して重複する説明は
省略するものとする。
Next, the first operation input means 2 and the second operation input means 2A will be described. Here, as shown in FIG. 2, the first operation input means 2 and the second operation input means 2A are formed from substantially the same member except that the arrangement on the support plate 123 is different. Therefore, the same members will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0031】各操作入力手段2,2Aは、操作グリップ
11を3次元空間上の任意の位置に移動自在に支持する
入力位置支持機構21,21と、かかる任意の位置で操
作グリップ11の向きを可変自在として当該操作グリッ
プ11を支持する状態可変支持機構22,22Aとを有
している。これらの入力位置支持機構21と状態可変支
持機構22,22Aとは、いずれも3自由度の状態変化
が自在となっている。
Each of the operation input means 2, 2A has an input position support mechanism 21, 21 for movably supporting the operation grip 11 at an arbitrary position in a three-dimensional space, and a direction of the operation grip 11 at the arbitrary position. It has a state variable support mechanism 22, 22A that supports the operation grip 11 so as to be variable. Each of the input position support mechanism 21 and the state variable support mechanisms 22 and 22A can freely change the state with three degrees of freedom.

【0032】さらに、入力位置支持機構21と状態可変
支持機構22,22Aとは、各自由度に個別に対応する
三つの関節をそれぞれ有しており、これにより3自由度
の状態変化を自在としている。第一の操作入力手段2及
び第二の操作入力手段2Aの入力位置支持機構21の合
計六つの関節には、その状態変化量を個別に検出する六
基のセンサとしてのエンコーダ51,51,52,5
2,53,53が装備されており、かかる六基のエンコ
ーダ51,51,52,52,53,53と後述するも
う一基のエンコーダ54が、前述したグリップ変位量検
出手段5を構成している。
Further, the input position support mechanism 21 and the state variable support mechanisms 22 and 22A have three joints respectively corresponding to the respective degrees of freedom, so that the state can be freely changed in three degrees of freedom. I have. Encoders 51, 51, 52 as six sensors for individually detecting the state change amount are provided on a total of six joints of the input position support mechanism 21 of the first operation input means 2 and the second operation input means 2A. , 5
2, 53, 53, and the six encoders 51, 51, 52, 52, 53, 53 and another encoder 54 described later constitute the grip displacement amount detecting means 5 described above. I have.

【0033】また、各入力位置支持機構21の各自由度
に基づいて状態変化する方向について駆動力を生じる駆
動力発生手段6は、当該入力位置支持機構21の各関節
に対応して合計六基装備されている。
The driving force generating means 6 for generating a driving force in the direction of state change based on each degree of freedom of each input position support mechanism 21 includes a total of six driving force generating means 6 corresponding to each joint of the input position support mechanism 21. Equipped.

【0034】第一の操作入力手段2及び第二の操作入力
手段2Aの上記構成について、図3乃至図5に基づいて
さらに詳説する。
The configuration of the first operation input means 2 and the second operation input means 2A will be described in more detail with reference to FIGS.

【0035】図3は、第一の操作入力手段2を図2にお
ける左側方から見た側面図であって、図2における状態
から垂直方向を軸として当該操作入力手段2を約45度
時計方向に回転させた状態を示している(第二の操作入
力手段2Aは図示略)。また、図4は、第一の操作入力
手段2を図3における右側方から見た正面図であって、
一部省略すると共に一部を切り欠いている。
FIG. 3 is a side view of the first operation input means 2 as viewed from the left side in FIG. 2, and the operation input means 2 is rotated approximately 45 degrees clockwise about the vertical direction from the state in FIG. (The second operation input means 2A is not shown). FIG. 4 is a front view of the first operation input means 2 as viewed from the right side in FIG.
Some have been omitted and some have been cut out.

【0036】上述した入力位置支持機構21は、まず第
一の関節211と、この第一の関節211を介して支持
板123と連結される第一のリンク部材212と、第二
の関節213と、この第二の関節213を介して第一の
リンク部材212とと連結される第二のリンク部材21
4と、第三の関節215と、この第三の関節215を介
して第二のリンク部材214と連結される第三のリンク
部材216とを有している。
The input position support mechanism 21 includes a first joint 211, a first link member 212 connected to the support plate 123 via the first joint 211, and a second joint 213. The second link member 21 connected to the first link member 212 via the second joint 213
4, a third joint 215, and a third link member 216 connected to the second link member 214 via the third joint 215.

【0037】上記第一の関節211は、支持板123に
対して垂直に貫通して装備された回転軸211aと、こ
の回転軸211aを支持板123に対して回転自在に支
持させる軸受け211bとを有している。
The first joint 211 includes a rotating shaft 211a vertically penetrating the support plate 123 and a bearing 211b for rotatably supporting the rotating shaft 211a with respect to the support plate 123. Have.

【0038】さらに、回転軸211aの上端部は、後述
する第一の駆動力発生手段61が係合しており、下端部
は第一のリンク部材212が固定連結されている。従っ
て、第一のリンク部材212は、回転軸211aと共
に、支持板123に対して垂直となる方向を中心に自在
に回転できるようになっている。なお、第一の操作入力
手段2(第二の操作入力手段2A)は、全体の構成がこ
の回転軸211aのみにより支持板123に連結され
る。
Further, the upper end of the rotating shaft 211a is engaged with first driving force generating means 61 described later, and the lower end is fixedly connected to a first link member 212. Accordingly, the first link member 212 can freely rotate together with the rotation shaft 211a around a direction perpendicular to the support plate 123. The first operation input means 2 (second operation input means 2A) is entirely connected to the support plate 123 only by the rotating shaft 211a.

【0039】第一のリンク部材212の平面図を図5に
示す。この第一のリンク部材212は、その内部に、後
述する第二及び第三の駆動力発生手段62,63の駆動
モータ621,631及び後述するグリップ変位量検出
手段であるエンコーダ52,53を保持する略平板状の
筐体である。そして、その下部には第二の関節213の
回転軸213aを支持する支持突起212aを有してい
る。
FIG. 5 is a plan view of the first link member 212. FIG. The first link member 212 holds therein drive motors 621 and 631 of second and third drive force generation means 62 and 63 described later and encoders 52 and 53 which are grip displacement amount detection means described later. This is a substantially flat casing. The lower portion has a support projection 212a that supports the rotation shaft 213a of the second joint 213.

【0040】第二の関節213は、前述の回転軸211
と直交する方向沿って支持突起212aに貫通して装備
された回転軸213aと、この回転軸213aを回転自
在に支持させる軸受け213bとを有している。
The second joint 213 is connected to the rotation shaft 211 described above.
And a bearing 213b for rotatably supporting the rotating shaft 213a.

【0041】第二のリンク部材214は、長手棒状に形
成され、その一端部が第二の関節213の回転軸213
aと固定連結され、また、その他端部は、第三の関節2
15を介して第三のリンク部材216と連結されてい
る。
The second link member 214 is formed in a long rod shape, and one end of the second link member 214 has a rotation shaft 213 of the second joint 213.
a and the other end is connected to the third joint 2
15 and is connected to the third link member 216.

【0042】第三の関節215は、上述の第二のリンク
部材214に対して第二の関節213の回転軸213a
と平行な方向に沿って配設された回転軸215aと、こ
の回転軸215aを第二のリンク部材214の他端部に
対して当該回転軸215aの配設方向を中心として回転
自在に支持させる軸受け215bとを有している。
The third joint 215 is connected to the rotation shaft 213 a of the second joint 213 with respect to the second link member 214.
And a rotating shaft 215a disposed along a direction parallel to the axis of rotation. The rotating shaft 215a is rotatably supported by the other end of the second link member 214 about the direction in which the rotating shaft 215a is disposed. And a bearing 215b.

【0043】第三のリンク部材216は、長手棒状に形
成され、長手方向中間部近傍の位置で、第三の関節21
5の回転軸215aと固定連結され、また、その一端部
には、状態可変支持機構22(第二の操作入力手段2A
については状態可変支持機構22A)が装備されると共
に、当該状態可変支持機構22(22A)を介して操作
グリップ11を支持している。従って、第三のリンク部
材216は、両端部が、第二のリンク部材214に対し
て、第三の関節215の回転軸215aと平行な方向を
中心として回動自在となっている。また、第三のリンク
部材216はその一端部に装備された状態可変支持機構
22(22A)を、第一〜第三の関節211,213,
215の協動により、支持板123に対して、3次元空
間内のいずれの位置にも自在に移動させることができ、
3自由度の状態変化を可能としている。
The third link member 216 is formed in the shape of a long rod, and the third link member 216 is located near the middle portion in the longitudinal direction.
5 is fixedly connected to the rotation shaft 215a, and one end thereof is connected to the state variable support mechanism 22 (the second operation input means 2A).
Is equipped with a state variable support mechanism 22A) and supports the operation grip 11 via the state variable support mechanism 22 (22A). Therefore, both ends of the third link member 216 are rotatable with respect to the second link member 214 about a direction parallel to the rotation axis 215 a of the third joint 215. Further, the third link member 216 includes a state variable support mechanism 22 (22A) provided at one end thereof, and the first to third joints 211, 213,
With the cooperation of 215, the support plate 123 can be freely moved to any position in the three-dimensional space,
State change of three degrees of freedom is possible.

【0044】また、第三のリンク部材216の他端部
は、後述する第3の駆動力発生手段63と係合してい
る。
The other end of the third link member 216 is engaged with third driving force generating means 63 described later.

【0045】かかる構成により、入力位置支持機構21
では、第二の関節213を中心として第二、第三のリン
ク部材214,216の回動可能範囲内に状態可変支持
機構22(22A)を3自由度移動方向について移動さ
せることが可能である。
With this configuration, the input position support mechanism 21
Then, the state variable support mechanism 22 (22A) can be moved in the three-degree-of-freedom movement direction within the rotatable range of the second and third link members 214 and 216 around the second joint 213. .

【0046】次に、状態可変支持機構22(22A)に
ついて説明する。図6は、図3における上方からこの状
態可変支持機構22(22A)を見た図である。この状
態可変支持機構22(22A)は、第三のリンク部材2
16の他端部に、その一端部で連結された第四のリンク
部材222(222A)と、第三のリンク部材216と
第四のリンク部材222(222A)との間に介挿さ
れ、これらの間で相対的な回転動作を自在とする第四の
関節221と、第四のリンク部材222(222A)の
他端部に、その一端部で連結され他端部で操作グリップ
11を保持する第五のリンク部材224(224A)
と、第四のリンク部材222(222A)と第五のリン
ク部材224(224A)との間に介挿され、これらの
間で相対的な回転動作を自在とする第五の関節223
と、第五のリンク部材224(224A)と操作グリッ
プ11の間に介挿された第六の関節225を含んだ構成
となっている。
Next, the state variable support mechanism 22 (22A) will be described. FIG. 6 is a view of the state variable support mechanism 22 (22A) viewed from above in FIG. This state variable support mechanism 22 (22A)
A fourth link member 222 (222A) connected to the other end of the second link 16 at one end thereof, and a third link member 216 and a fourth link member 222 (222A) interposed therebetween. And a fourth joint 221 that allows relative rotation between the other and the other end of the fourth link member 222 (222A), which is connected at one end to the operation grip 11 at the other end. Fifth link member 224 (224A)
And a fifth joint 223 interposed between the fourth link member 222 (222A) and the fifth link member 224 (224A) to allow relative rotation between them.
And a sixth joint 225 inserted between the fifth link member 224 (224A) and the operation grip 11.

【0047】まず、第四の関節221は、第三のリンク
部材216の他端部から当該第三のリンク部材216の
長手方向に沿って突設された支軸221aと、この支軸
221aを中心に回転自在の軸受け221bとを有して
いる。
First, the fourth joint 221 connects a support shaft 221a projecting from the other end of the third link member 216 along the longitudinal direction of the third link member 216, and a support shaft 221a. A rotatable bearing 221b is provided at the center.

【0048】第四のリンク部材222(222A)は、
その一端部で上記軸受け221bを保持し、これにより
第三のリンク部材216に対して当該第三のリンク部材
216の長手方向を中心とする回転運動を自在としてい
る。さらに、第四のリンク部材222(222A)の他
端部は、第五の関節223を介して第五のリンク部材2
24(224A)と連結されている。
The fourth link member 222 (222A)
One end of the bearing 221b holds the bearing 221b, thereby enabling the third link member 216 to freely rotate about the longitudinal direction of the third link member 216. Further, the other end of the fourth link member 222 (222A) is connected to the fifth link member 2 via the fifth joint 223.
24 (224A).

【0049】なお、状態可変支持機構22Aの第四のリ
ンク部材222Aは、状態可変支持機構22の第四のリ
ンク部材222よりも、一端部から他端部までの長さが
長く設定されている。
The length from the one end to the other end of the fourth link member 222A of the variable state support mechanism 22A is set longer than that of the fourth link member 222 of the variable state support mechanism 22. .

【0050】第五の関節223は、第五のリンク部材2
24(224A)の一端部に突設された支軸223a
と、この支軸223aを中心に回転自在の軸受け223
bとを有している。この第五の関節223の支軸223
aと、前述した第四の関節221の支軸221aとは、
第四のリンク部材222(222A)により、双方の支
軸221a,223aが、その延長線上で互いに直交す
るように保持されている。
The fifth joint 223 is connected to the fifth link member 2.
24 (224A) has a support shaft 223a protruding from one end thereof.
And a bearing 223 rotatable about the support shaft 223a.
b. The shaft 223 of the fifth joint 223
a and the support shaft 221a of the fourth joint 221 described above,
By the fourth link member 222 (222A), the both support shafts 221a and 223a are held so as to be orthogonal to each other on an extension line thereof.

【0051】第五のリンク部材224(224A)は、
その他端部において、第六の関節225である軸受けを
介して回転自在に操作グリップ11を保持している。か
かる操作グリップ11は棒状であり、第六の関節225
は、当該操作グリップ11の長手方向を中心として第五
のリンク部材224(224A)に対して回転を自在と
させている。この操作グリップ11の回転動作の中心線
は、第四の関節221及び第五の関節223の双方の回
転中心線と直交するように設定されている。
The fifth link member 224 (224A)
At the other end, the operation grip 11 is rotatably held via a bearing serving as the sixth joint 225. The operation grip 11 is rod-shaped, and has a sixth joint 225.
Is rotatable around the longitudinal direction of the operation grip 11 with respect to the fifth link member 224 (224A). The center line of the rotation of the operation grip 11 is set to be orthogonal to the rotation center lines of both the fourth joint 221 and the fifth joint 223.

【0052】また、第六の関節225による操作グリッ
プ11の回転中心線は、第四の関節221と第五の関節
223の相互の回転中心線が直交する点を通過するよう
に、当該操作グリップ11が第五のリンク部材224
(224A)に保持されている。このため、操作グリッ
プ11は、入力位置支持機構21に対して、第四の関節
221と第五の関節223の相互の回転中心線が直交す
る点を中心として、あらゆる方向に自在に傾動し、且
つ、当該操作グリップ11の長手方向を中心として自在
に回転させることができ、3自由度の状態変化を自在と
している。
The rotation center line of the operation grip 11 by the sixth joint 225 passes through a point where the rotation center lines of the fourth joint 221 and the fifth joint 223 are orthogonal to each other. 11 is the fifth link member 224
(224A). For this reason, the operation grip 11 freely tilts in all directions with respect to the input position support mechanism 21 about the point where the mutual rotation center lines of the fourth joint 221 and the fifth joint 223 are orthogonal to each other, In addition, the operation grip 11 can be freely rotated around the longitudinal direction, so that the state can be freely changed with three degrees of freedom.

【0053】なお、状態可変支持機構2の第五のリンク
部材224は、図3に示すように、その下部で、グリッ
プ変位量検出手段5の一つであるエンコーダ54を保持
している。かかるエンコーダ54は、第五のリンク部材
224に対して第六の関節225によって回転する操作
グリップ11の回転角度を検出する。
As shown in FIG. 3, the fifth link member 224 of the state-variable support mechanism 2 holds an encoder 54, which is one of the grip displacement amount detecting means 5, at its lower part. The encoder 54 detects the rotation angle of the operation grip 11 rotated by the sixth joint 225 with respect to the fifth link member 224.

【0054】ここで、図3に示すように、第一の操作入
力手段2は、第五のリンク部材224により、操作グリ
ップ11のほぼ下端部において当該操作グリップ11を
支持している。また、第二の操作入力手段2Aは、第五
のリンク部材224Aにより、操作グリップ11の下端
部近傍であって第五のリンク部材224より幾分上部に
おいて当該操作グリップ11を支持している。
Here, as shown in FIG. 3, the first operation input means 2 supports the operation grip 11 at a substantially lower end portion of the operation grip 11 by a fifth link member 224. Further, the second operation input means 2A supports the operation grip 11 near the lower end of the operation grip 11 and slightly above the fifth link member 224 by the fifth link member 224A.

【0055】一方、操作グリップ11は、上端部から、
その全体の長さの半分以上(およそ全体の七割)を、オ
ペレータが手で保持するための握り部111としてい
る。そして、各々の第五のリンク部材224,224A
の保持位置は、いずれも握り部111よりも下端部寄り
に設定されている。
On the other hand, the operation grip 11 is
More than half of the entire length (approximately 70% of the entire length) is a grip portion 111 for the operator to hold by hand. Then, each fifth link member 224, 224A
Are set closer to the lower end than the grip portion 111.

【0056】なお、符号112は、押圧式のスイッチで
あり、これにより、予め設定された指示入力を行う。
Reference numeral 112 denotes a push-type switch, which is used to input a preset instruction.

【0057】次に、各操作入力手段2,2Aに併設され
た駆動力発生手段6及びグリップ変移量検出手段5につ
いて説明する。
Next, a description will be given of the driving force generating means 6 and the grip displacement amount detecting means 5 provided in the respective operation input means 2 and 2A.

【0058】各操作入力手段2,2Aには、各々に第一
の駆動力発生手段61,第二の駆動力発生手段62及び
第三の駆動力発生手段63が装備されており、これらは
同一の構成から成るものであるため、第一の操作入力手
段2についてのみこれらの説明を行う。
Each of the operation input means 2 and 2A is provided with a first driving force generating means 61, a second driving force generating means 62 and a third driving force generating means 63, which are the same. Therefore, only the first operation input means 2 will be described.

【0059】まず、第一の駆動力発生手段61は、第一
の関節211により支持板123に対する回転を自在に
行う第一のリンク部材212に、回転トルクを付勢する
ものである。かかる第一の駆動力発生手段61は、指示
板123に固定装備された駆動モータ611と、この駆
動モータ611の駆動軸に装備された主動プーリ612
と、第一の関節211の回転軸211aの上端部に固定
装備された従動プーリ613と、主動プーリ612のト
ルクを従動プーリ613に伝達する伝達ベルト614と
を備えている。回転軸211aと第一のリンク部材21
2とは固定連結されているため、駆動モータ611から
出力されたトルクは、この回転軸211aを介して当該
第一のリンク部材212に付勢される。
First, the first driving force generating means 61 applies a rotational torque to the first link member 212 which rotates freely with respect to the support plate 123 by the first joint 211. The first driving force generating means 61 includes a driving motor 611 fixedly mounted on the indication plate 123 and a driving pulley 612 mounted on a driving shaft of the driving motor 611.
A driven pulley 613 fixed to the upper end of the rotating shaft 211a of the first joint 211; and a transmission belt 614 for transmitting the torque of the driven pulley 612 to the driven pulley 613. Rotation shaft 211a and first link member 21
2 is fixedly connected, the torque output from the drive motor 611 is urged to the first link member 212 via the rotating shaft 211a.

【0060】また、駆動モータ611には、グリップ変
位量検出手段5の一つであるエンコーダ51が併設され
ており、駆動モータ611の駆動軸の回転量が検出され
る。即ち、操作グリップ11の手動操作に伴い生じる第
一のリンク部材212の回転量に比例する回転角度変位
が、従動プーリ613,伝達ベルト614及び主動プー
リ612を介して駆動モータ611の駆動軸に生じるた
め、このエンコーダ51がこれを検出することにより、
結果的に支持板123に対する第一のリンク部材212
の回転変位量を算出することができる。
Further, the drive motor 611 is provided with the encoder 51 which is one of the grip displacement amount detecting means 5, and detects the rotation amount of the drive shaft of the drive motor 611. That is, a rotational angular displacement proportional to the amount of rotation of the first link member 212 caused by the manual operation of the operation grip 11 occurs on the drive shaft of the drive motor 611 via the driven pulley 613, the transmission belt 614, and the driven pulley 612. Therefore, when the encoder 51 detects this,
As a result, the first link member 212 to the support plate 123
Can be calculated.

【0061】次に、第二の駆動力発生手段62について
図4及び図7に基づいて説明する。図7は、図4のX−
X線に沿った断面図である。これらに示すように、第二
の駆動力発生手段62は、第二の関節213により第一
のリンク部材212に対する回動を自在に行う第二のリ
ンク部材214に、回動トルクを付勢するものである。
かかる第二の駆動力発生手段62は、第一のリンク部材
212に固定装備された駆動モータ621と、この駆動
モータ621の駆動軸に装備された主動プーリ622
と、第二の関節213の回転軸213aの左端部に固定
装備された従動プーリ623と、主動プーリ622のト
ルクを従動プーリ623に伝達する伝達ベルト624と
を備えている。回転軸213aと第二のリンク部材21
4とは固定連結されているため、駆動モータ621から
出力されたトルクは、この回転軸213aを介して当該
第二のリンク部材214に付勢される。
Next, the second driving force generating means 62 will be described with reference to FIGS. FIG.
It is sectional drawing along X-ray. As shown in these figures, the second driving force generating means 62 urges the second link member 214 that freely rotates with respect to the first link member 212 by the second joint 213 to apply a rotating torque. Things.
The second driving force generating means 62 includes a driving motor 621 fixedly mounted on the first link member 212 and a driving pulley 622 mounted on a driving shaft of the driving motor 621.
And a driven pulley 623 fixedly mounted on the left end of the rotation shaft 213a of the second joint 213, and a transmission belt 624 for transmitting the torque of the driven pulley 622 to the driven pulley 623. Rotation shaft 213a and second link member 21
4, the torque output from the drive motor 621 is urged to the second link member 214 via the rotating shaft 213a.

【0062】また、駆動モータ621には、グリップ変
位量検出手段5の一つであるエンコーダ52が併設され
ており、駆動モータ621の駆動軸の回転量が検出され
る。即ち、操作グリップ11の手動操作に伴い生じる第
二のリンク部材214の回動量に比例する回動角度変位
が、従動プーリ623,伝達ベルト624及び主動プー
リ622を介して駆動モータ621の駆動軸に生じるた
め、このエンコーダ52がこれを検出することにより、
結果的に第一のリンク部材212に対する第二のリンク
部材214の回動角度変位量を算出することができる。
Further, the drive motor 621 is provided with an encoder 52 which is one of the grip displacement amount detecting means 5, and detects the rotation amount of the drive shaft of the drive motor 621. That is, the rotation angle displacement proportional to the rotation amount of the second link member 214 caused by the manual operation of the operation grip 11 is applied to the drive shaft of the drive motor 621 via the driven pulley 623, the transmission belt 624, and the driven pulley 622. Because the encoder 52 detects this,
As a result, the rotation angle displacement of the second link member 214 with respect to the first link member 212 can be calculated.

【0063】次に、第三の駆動力発生手段63につい
て、図3,4,7,8及び9に基づいて説明する。この
第三の駆動力発生手段63は、第三の関節215により
第二のリンク部材214に対する回動を自在に行う第三
のリンク部材216に、回動トルクを付勢するものであ
る。
Next, the third driving force generating means 63 will be described with reference to FIGS. The third driving force generating means 63 urges the third link member 216 that can freely rotate with respect to the second link member 214 by the third joint 215 to apply a rotating torque.

【0064】かかる第三の駆動力発生手段63は、図4
及び図7に示すように、第一のリンク部材212に固定
装備された駆動モータ631と、この駆動モータ631
の駆動軸に装備された主動プーリ632と、第二の関節
213の回転軸213aの図4における右端部に回転自
在に装備された従動プーリ633と、主動プーリ632
のトルクを従動プーリ633に伝達する伝達ベルト63
4と、回転軸213aの中央部に回転自在に装備され従
動プーリ633と連動するカム部材635と、このカム
部材635の回転動作を第3のリンク部材216の他端
部(状態可変支持機構22が装備されていない方の端
部)に伝達する伝達部材636とを備えている。
The third driving force generating means 63 is provided in FIG.
As shown in FIG. 7, a drive motor 631 fixed to the first link member 212 and a drive motor 631
4, a driven pulley 633 rotatably mounted on the right end of the rotation shaft 213 a of the second joint 213 in FIG. 4, and a driven pulley 632.
Transmission belt 63 for transmitting the torque of driven roller 633 to driven pulley 633
4, a cam member 635 rotatably mounted at the center of the rotary shaft 213a and interlocking with the driven pulley 633, and rotating the cam member 635 at the other end of the third link member 216 (the state variable support mechanism 22). And a transmission member 636 for transmitting the transmission member 636 to the end (the end portion not provided with).

【0065】カム部材635及び伝達部材636の一部
を図8に示す。図8(A)は、カム部材635を図4に
おける右側から見た図であり、図8(B)は図8(A)
のY−Y線に沿った断面図を示す。このカム部材635
は、中央に軸受けを介して回転軸213aが挿通される
挿通穴635aを有し、ここから所定距離離間した位置
に回転軸213aと平行な方向を中心に回動自在に伝達
部材636の一端部が連結されている。
FIG. 8 shows a part of the cam member 635 and the transmission member 636. FIG. 8A is a diagram of the cam member 635 viewed from the right side in FIG. 4, and FIG. 8B is a diagram of FIG.
Is a cross-sectional view taken along line YY of FIG. This cam member 635
Has an insertion hole 635a in the center through which the rotation shaft 213a is inserted via a bearing. One end of the transmission member 636 is rotatable around a direction parallel to the rotation shaft 213a at a position separated by a predetermined distance therefrom. Are connected.

【0066】伝達部材636の他端部は、第三の関節2
15の回転軸215aと平行な方向を中心に回動自在に
第三のリンク部材216の他端部に連結されている(図
3参照)。カム部材635における回転軸213aから
伝達部材636の一端部の回動中心までの距離と、第三
のリンク部材216における回転軸215aから伝達部
材636の他端部の回動中心までの距離とは、等しく設
定されており、また同時に、伝達部材636と第二のリ
ンク部材214の長さ(正確には、それぞれの部材の両
端部における回動中心軸間距離)は等しく設定されてい
る。
The other end of the transmission member 636 is connected to the third joint 2
The third link member 216 is connected to the other end of the third link member 216 so as to be rotatable about a direction parallel to the 15 rotation shafts 215a (see FIG. 3). The distance from the rotation shaft 213a of the cam member 635 to the rotation center of one end of the transmission member 636 and the distance from the rotation shaft 215a of the third link member 216 to the rotation center of the other end of the transmission member 636 are as follows. , And at the same time, the length of the transmission member 636 and the length of the second link member 214 (more precisely, the distance between the rotation center axes at both ends of each member) are set to be equal.

【0067】このため、カム部材635の回転角度と第
二のリンク部材214に対する第三のリンク部材216
の回動角度を等しく変移させることが可能である。
For this reason, the rotation angle of the cam member 635 and the third link member 216 with respect to the second link member 214
Can be shifted equally.

【0068】かかる構成により、この第三の駆動力発生
手段63の駆動モータ631の駆動時には、第二の関節
213の中心軸213aの回転とは無関係にカム部材6
35に回転トルクを付勢することができ、伝達部材63
6を介して第三のリンク部材216に、第二のリンク部
材214に対する回動トルクを伝達することができる。
With this configuration, when the driving motor 631 of the third driving force generating means 63 is driven, the cam member 6 is driven irrespective of the rotation of the center shaft 213a of the second joint 213.
35 can be energized with a rotational torque,
6, the rotation torque of the second link member 214 can be transmitted to the third link member 216.

【0069】また、駆動モータ631には、グリップ変
位量検出手段5の一つであるエンコーダ53が併設され
ており、駆動モータ631の駆動軸の回転量が検出され
る。例えば、図9に示すように、操作グリップ11の手
動操作に伴い第三のリンク部材216が第二のリンク部
材214に対して回動する場合、伝達部材636が第三
のリンク部材216の回動変移角度と等しい角度でカム
部材635の回転動作を付勢し、カム部材635の回転
角度に比例する回転角度変位が、従動プーリ633,伝
達ベルト634及び主動プーリ632を介して駆動モー
タ631の駆動軸に生じるため、このエンコーダ53が
これを検出することにより、結果的に第二のリンク部材
214に対する第三のリンク部材216の回動角度変位
量を算出することができる。
The drive motor 631 is provided with an encoder 53, which is one of the grip displacement amount detection means 5, and detects the amount of rotation of the drive shaft of the drive motor 631. For example, as shown in FIG. 9, when the third link member 216 rotates with respect to the second link member 214 due to the manual operation of the operation grip 11, the transmission member 636 rotates the third link member 216. The rotational movement of the cam member 635 is urged at an angle equal to the dynamic transition angle, and the rotational angular displacement proportional to the rotational angle of the cam member 635 causes the rotation of the drive motor 631 via the driven pulley 633, the transmission belt 634, and the driven pulley 632. Since this occurs on the drive shaft, the encoder 53 detects this, and as a result, the rotation angle displacement of the third link member 216 with respect to the second link member 214 can be calculated.

【0070】一方、移動付勢機構4も、操作入力手段2
と同様にして複数のリンク部材が回転関節を介して連結
され、その連結端部に操作入力手段2が装備されること
により、当該操作入力手段2の複数自由度方向の移動を
実現している。
On the other hand, the movement urging mechanism 4 is
In the same manner as described above, a plurality of link members are connected via a rotary joint, and the operation input means 2 is provided at the connection end thereof, thereby realizing the movement of the operation input means 2 in a plurality of degrees of freedom. .

【0071】これを詳述すると、移動付勢機構4は、図
10の如く、水平面上に置かれ,全体を支持する基台4
1と、この基台41上に垂直方向を軸とする第一の回転
関節401及び水平方向を軸とする第二の回動関節40
2を介して連結されたリンク部材42と、このリンク部
材42の先端部に当該リンク42に沿った方向を軸とす
る第三の回転関節403及び当該リンク部材42と直交
する方向を軸とする第四の回動関節404を介して連結
されたリンク部材43と、このリンク部材43の先端部
に当該リンク43に沿った方向を軸とする第五の回転関
節405を介して連結されたリンク部材44と、このリ
ンク部材44の先端部に装備され当該リンク部材44と
直交する方向を軸とする第六の回動関節と、リンク部材
44の先端部に装備され第六の回転関節406の回動軸
と直交する方向を軸とする第七の回転関節407とを備
えている。
More specifically, as shown in FIG. 10, the moving urging mechanism 4 is placed on a horizontal plane and supports the entire base 4.
1 and a first rotating joint 401 having a vertical axis on the base 41 and a second rotating joint 40 having a horizontal axis.
2, a third rotating joint 403 whose axis is in the direction along the link 42 at the tip of the link member 42, and whose axis is in a direction orthogonal to the link member 42. A link member 43 connected via a fourth rotating joint 404 and a link connected to a distal end of the link member 43 via a fifth rotating joint 405 whose axis is in a direction along the link 43. A member 44, a sixth rotating joint provided at the distal end of the link member 44 and having an axis in a direction perpendicular to the link member 44, and a sixth rotating joint 406 provided at the distal end of the link member 44. A seventh rotary joint 407 whose axis is in a direction perpendicular to the rotation axis.

【0072】さらに、第七の回転関節407は、支持板
123を介して第一及び第二の操作入力手段2,2Aを
支持している。ここで、上述の「回転関節」とは、並列
された二つの部材の間において当該二つの部材を連結す
ると共に、それらの二つの部材の並んでいる方向を軸と
して一方の部材に対して他方の部材を回転自在とする関
節(ジョイント)をいい、「回動関節」とは、並列され
た二つの部材の間において当該二つの部材を連結すると
共に、それらの二つの部材の並んでいる方向と直交する
方向を軸として一方の部材に対して他方の部材を回動自
在とする関節(ジョイント)をいうものとする。
Further, the seventh rotary joint 407 supports the first and second operation input means 2 and 2A via the support plate 123. Here, the above-mentioned "rotating joint" means that the two members are connected between the two members arranged in parallel, and the other member is connected to one member with the direction in which the two members are arranged as an axis. Refers to a joint that allows the members to rotate freely, and a “rotating joint” refers to a direction in which the two members are connected between two parallel members and the two members are arranged side by side A joint (joint) that allows the other member to rotate freely with respect to one member about a direction perpendicular to the axis.

【0073】さらに、それぞれの回転関節又は回動関節
401〜407には、その回転又は回動角度を検出する
保持位置変位量検出手段としてのエンコーダ(図示略)
と、その回転又は回動を付勢する駆動モータ(図示略)
とが装備されている。
Further, an encoder (not shown) as a holding position displacement amount detecting means for detecting the rotation or rotation angle of each of the rotation or rotation joints 401 to 407 is provided.
And a drive motor (not shown) for urging rotation or rotation thereof
And is equipped with.

【0074】かかる構成において、各駆動モータの駆動
により、この移動付勢機構4は、第一及び第二の操作入
力手段2,2Aを、各リンク部材42,43,44の合
計長さを半径とし,基台41を中心とする半球体の内部
空間におけるほぼ全域にを搬送し、かかる搬送位置にお
いてあらゆる姿勢で支持する(あらゆる方向に傾動させ
且つ回転させる)ことが可能である。
In this configuration, by driving each drive motor, the movement urging mechanism 4 causes the first and second operation input means 2 and 2A to change the total length of each link member 42, 43 and 44 to a radius. It is possible to convey almost the entire area of the inner space of the hemisphere centered on the base 41 and to support (tilt and rotate in all directions) in any posture at such a conveyance position.

【0075】ここで、移動付勢機構4及び操作入力手段
2の各回転関節に装備された各エンコーダは、各リンク
部材間の回転又は回動の角度に比例した回数だけパルス
を発信するものであり、これら各エンコーダにはパルス
を計数し出力する図示しないカウンタが併設されている
ものとする。
Here, each encoder mounted on each rotary joint of the movement urging mechanism 4 and the operation input means 2 transmits a pulse a number of times proportional to the rotation or rotation angle between the link members. It is assumed that each of these encoders is provided with a counter (not shown) for counting and outputting pulses.

【0076】また、移動付勢機構4及び前述した操作入
力手段2の各回転関節に装備された各駆動モータは、そ
れぞれ、制御手段3からの動作指令信号又は駆動指令信
号をアナログ信号に変換するD/A変換器と、このD/
A変換器からの信号を増幅する電流増幅アンプと、駆動
モータの回転数調整用の減速機(いずれも図示略)とを
備えているものとする。
Further, each of the drive motors provided for the moving urging mechanism 4 and each of the rotary joints of the operation input means 2 converts an operation command signal or a drive command signal from the control means 3 into an analog signal. A D / A converter and this D / A
It is assumed that a current amplification amplifier for amplifying a signal from the A converter and a speed reducer (both not shown) for adjusting the rotation speed of the drive motor are provided.

【0077】次に、制御手段3について、図2に基づい
て説明する。この制御手段3は、CPU,ROM,A/
D変換器を含む演算装置で構成され、後述する動作制御
を実行するプログラムが入力されている。
Next, the control means 3 will be described with reference to FIG. The control means 3 includes a CPU, a ROM, an A /
A program for executing an operation control, which will be described later, is configured by an arithmetic device including a D converter.

【0078】この制御手段3は、図2に示すように、第
一及び第二の操作入力手段2,2Aの動作制御を行う力
制御CPU31と、移動付勢機構4の動作制御を行う位
置制御CPU32と、グラフィックワークステーション
と接続されるシステムCPU33とを備え、各CPU3
1,32,33は、VMEバス34上で各データを共有
している。
As shown in FIG. 2, the control means 3 includes a force control CPU 31 for controlling the operation of the first and second operation input means 2 and 2A, and a position control for controlling the operation of the movement urging mechanism 4. A CPU 32 and a system CPU 33 connected to the graphic workstation;
1, 32 and 33 share each data on the VME bus 34.

【0079】上記力制御CPU31は、まず、第一及び
第二の操作入力手段2,2Aに装備された各エンコーダ
51,52,53,54及び移動付勢機構4のエンコー
ダの検出する検出角度信号に基づいて操作グリップ11
の入力位置座標データ及び姿勢データを算出してグラフ
ィックワークステーション1010に出力する入力座標
算出部として機能する。
First, the force control CPU 31 first detects the detection angle signals detected by the encoders 51, 52, 53, 54 provided in the first and second operation input means 2, 2A and the encoder of the moving urging mechanism 4. Operating grip 11 based on
It functions as an input coordinate calculation unit that calculates the input position coordinate data and the posture data of the graphic work station 1010 and outputs the calculated data to the graphic workstation 1010.

【0080】即ち、各操作入力手段2,2Aに装備され
た各エンコーダ51,52,53の出力と、各リンク部
材の長さから、支持板123の任意の一点(以下、各操
作入力手段2,2Aの基準点とする)に対する第一の操
作入力手段2と第二の操作入力手段2Aのそれぞれによ
る操作グリップ11の支持位置の位置座標を算出するこ
とができる。そして、これら二点の支持位置が特定され
ることにより、操作グリップ11上における任意の一点
の座標(例えば、操作グリップ11の先端座標)を入力
位置座標データとして特定する。
That is, from the outputs of the encoders 51, 52, 53 provided in the operation input means 2, 2A and the length of each link member, an arbitrary point on the support plate 123 (hereinafter referred to as each operation input means 2, 2A). , 2A) can be calculated with respect to the support position of the operation grip 11 by each of the first operation input means 2 and the second operation input means 2A. Then, by specifying the support positions of these two points, the coordinates of an arbitrary point on the operation grip 11 (for example, the coordinates of the tip of the operation grip 11) are specified as the input position coordinate data.

【0081】また、操作グリップ11の二点の支持位置
が特定されることにより、当該操作グリップ11の傾き
を特定することができる。また、操作グリップ11にそ
の長手方向を中心とする回転が生じている場合には、エ
ンコーダ54の出力により、その回転角度が検出される
ため、かかる操作グリップ11の回転角度と傾きとが姿
勢データとして特定される。
Further, by specifying the two support positions of the operation grip 11, the inclination of the operation grip 11 can be specified. Further, when the operation grip 11 is rotated around its longitudinal direction, the rotation angle is detected by the output of the encoder 54. Therefore, the rotation angle and the inclination of the operation grip 11 correspond to the posture data. Specified as

【0082】システムCPU33では、上述の入力位置
座標データ及び姿勢データをグラフィックワークステー
ション1010に出力し、これらのデータに基づいて算
出された反力データを当該グラフィックワークステーシ
ョン1010から受信する。
The system CPU 33 outputs the above-described input position coordinate data and attitude data to the graphic workstation 1010, and receives reaction force data calculated based on these data from the graphic workstation 1010.

【0083】力制御CPU31は、システムCPU33
で受けた反力データに基づく駆動指令信号をサーボドラ
イバ35に出力する反力発生制御部としても機能する。
即ち、反力データによる反力がいずれの方向にどの程度
の力で生じるかに応じて、各操作入力手段2,2Aに装
備された各駆動モータ611,621,631の出力ト
ルクを算出し駆動指令信号としてサーボドライバ35に
出力する。
The force control CPU 31 includes a system CPU 33
Also functions as a reaction force generation control unit that outputs a drive command signal based on the reaction force data received by the servo driver 35 to the servo driver 35.
That is, the output torque of each of the drive motors 611, 621, and 631 provided in each of the operation input means 2 and 2A is calculated according to which direction the reaction force based on the reaction force data is generated and in what direction. It outputs to the servo driver 35 as a command signal.

【0084】サーボドライバ35では、駆動指令信号に
応じた出力及び回転変位量で各操作入力手段2,2Aに
装備された各駆動モータ611,621、631を駆動
させる。これにより、操作グリップ11の操作の際に、
オペレータに対して操作グリップ11の入力位置,入力
姿勢又は入力方向に応じた仮想の反力を体感させること
ができる。
The servo driver 35 drives the respective drive motors 611, 621 and 631 mounted on the respective operation input means 2 and 2A with the output and the amount of rotational displacement according to the drive command signal. Thereby, when operating the operation grip 11,
The operator can experience a virtual reaction force corresponding to the input position, input posture, or input direction of the operation grip 11.

【0085】一方、位置制御CPU32は、力制御CP
U31で算出された入力位置座標データに基づいて、各
操作入力手段2,2Aの搬送先を決定する保持位置算出
部として機能する。
On the other hand, the position control CPU 32
Based on the input position coordinate data calculated in U31, it functions as a holding position calculation unit that determines the transport destination of each of the operation input units 2 and 2A.

【0086】即ち、位置制御CPU32では、操作グリ
ップ11の操作範囲(作業空間)が当該操作グリップ1
1から一定の距離範囲内の空間に予め設定されており、
かかる空間から操作グリップ11が外部に出そうになる
と、そのときの操作グリップ11の現在位置を中心とし
て新たな作業空間を設定する。このときの、もとの作業
空間から更新された作業空間までの方向及び距離と等し
くなるように、各操作入力手段2,2Aの搬送先が決定
される。
That is, in the position control CPU 32, the operation range (work space) of the operation grip 11 is determined by the operation grip 1
It is preset in a space within a certain distance range from 1 and
When the operation grip 11 comes to the outside from such a space, a new work space is set around the current position of the operation grip 11 at that time. At this time, the transport destination of each of the operation input means 2 and 2A is determined so as to be equal to the direction and the distance from the original work space to the updated work space.

【0087】また、位置制御CPU32では、かかる搬
送先に移動付勢機構4の維持先端部(支持板123の支
持位置)を移動させる駆動指令信号をサーボドライバ3
6に出力する作業空間拡張部としても機能する。即ち、
その移動方向及び距離に応じて、移動付勢機構4に装備
された各駆動モータの回転角度を算出し駆動指令信号と
してサーボドライバ36に出力する。
The position control CPU 32 sends a drive command signal for moving the maintaining front end (the support position of the support plate 123) of the movement urging mechanism 4 to such a destination by the servo driver 3.
6 also functions as a work space extension unit that outputs the data to the work space 6. That is,
The rotation angle of each drive motor provided in the movement urging mechanism 4 is calculated according to the movement direction and the distance, and is output to the servo driver 36 as a drive command signal.

【0088】サーボドライバ36では、駆動指令信号に
応じた回転角度で移動付勢機構4の各駆動モータを駆動
させる。
The servo driver 36 drives each drive motor of the moving urging mechanism 4 at a rotation angle according to the drive command signal.

【0089】一方、グラフィックワークステーション1
010は、予め定義された仮想物体1051及び仮想ポ
インタ1050(図1参照)の形状データを記憶する形
状データ記憶部1011と、仮想空間を設定し,当該仮
想空間に前述した形状データに基づく仮想物体1051
及び仮想ポインタ1050を配置すると共にディスプレ
イ1001に出力制御する表示制御部1012を備えて
いる。
On the other hand, graphic workstation 1
Reference numeral 010 denotes a shape data storage unit 1011 that stores shape data of a predefined virtual object 1051 and a virtual pointer 1050 (see FIG. 1), a virtual space is set, and a virtual object based on the shape data described above is stored in the virtual space. 1051
And a display control unit 1012 that arranges a virtual pointer 1050 and controls output to the display 1001.

【0090】形状データ記憶部1011に記憶された形
状データについては、予め定義されている仮想物体の接
平面を算出できる形式であればどのようなものであって
も良い。ここでは、パラメトリック関数による形状定義
や、分布関数による定義形状を用いている。
The shape data stored in the shape data storage unit 1011 may be of any format as long as it can calculate a tangent plane of a virtual object defined in advance. Here, a shape definition using a parametric function and a definition shape using a distribution function are used.

【0091】表示制御部1012は、3次元入力用マニ
ピュレータ10のシステムCPU33から出力された入
力位置座標データに基づいて仮想空間内における仮想ポ
インタ1050の位置決めを行い,仮想物体1051と
仮想ポインタ1050とが接触したときに物体から受け
る仮想の反力の大きさと方向を算出する反力算出機能1
013を備えている。この反力算出機能1013により
算出された反力データは、前述したように、3次元入力
用マニピュレータ10の反力発生制御部33に出力され
る。
The display controller 1012 positions the virtual pointer 1050 in the virtual space based on the input position coordinate data output from the system CPU 33 of the three-dimensional input manipulator 10, and the virtual object 1051 and the virtual pointer 1050 Reaction force calculation function 1 for calculating the magnitude and direction of a virtual reaction force received from an object when touched
013. The reaction force data calculated by the reaction force calculation function 1013 is output to the reaction force generation control unit 33 of the three-dimensional input manipulator 10 as described above.

【0092】次に、上記構成からなる3次元入力システ
ム1000の動作について図1及び図11乃至図14に
基づいて説明する。図12は、3次元入力システム10
00の動作の流れを示す流れ図である。
Next, the operation of the three-dimensional input system 1000 having the above configuration will be described with reference to FIG. 1 and FIGS. FIG. 12 shows a three-dimensional input system 10.
14 is a flowchart showing the flow of the operation of the operation 00.

【0093】オペレータによる操作入力開始前において
は、3次元入力用マニピュレータ10は、各操作入力手
段2,2A及び移動付勢機構4が図13(A)に示すよ
うに、予めそれぞれ設定された基本姿勢が採られる。こ
の基本姿勢については図示の如く限定するものではない
が、操作グリップ11がそれぞれ周囲の全ての方向に移
動させることが可能な姿勢を基本姿勢とすることが望ま
しい。
Prior to the start of the operation input by the operator, the three-dimensional input manipulator 10 has the operation input means 2 and 2A and the moving urging mechanism 4 as shown in FIG. Posture is taken. The basic posture is not limited as shown in the figure, but it is preferable that the basic posture is such that the operation grip 11 can be moved in all directions around it.

【0094】各操作入力手段2,2A及び移動付勢機構
4が基本姿勢を採ることにより、位置制御CPU32で
は、操作グリップ11の先端部11aを中心とする空間
座標系が展開され、かかる座標系の一定範囲内が作業空
間Aとされる。
When each of the operation input means 2 and 2A and the movement urging mechanism 4 take the basic posture, the position control CPU 32 develops a spatial coordinate system centered on the distal end portion 11a of the operation grip 11, and this coordinate system is used. Is a working space A.

【0095】そして、この状態からオペレータは、操作
グリップ11の移動操作を開始する。かかる移動操作に
より、各操作入力手段2,2Aの各エンコーダ51,5
2,53,54から検出角度信号が出力され、力制御C
PU31では、これらに基づいて入力位置座標データ及
び姿勢データを算出する。(ステップS1)。
Then, the operator starts moving the operation grip 11 from this state. By such a moving operation, the encoders 51 and 5 of the operation input means 2 and 2A are provided.
2, 53 and 54 output detection angle signals, and force control C
The PU 31 calculates input position coordinate data and attitude data based on these. (Step S1).

【0096】位置制御CPU32では、算出される入力
位置座標データ及び姿勢データにより、操作グリップ1
1の先端部11aが作業空間Aの内側にあるかを判定す
る(ステップS2)。
The position control CPU 32 calculates the operation grip 1 based on the calculated input position coordinate data and posture data.
It is determined whether or not the front end 11a is inside the work space A (step S2).

【0097】姿勢検出部51が作業空間Aの外側と判定
されると、位置制御CPU32によって、移動付勢機構
4の駆動モータが駆動され、また同時に、力制御CPU
31により各操作入力手段2,2Aの各駆動モータ61
1,621,631が駆動される。このときの動作を図
13に示す。
When the attitude detecting section 51 is determined to be outside the work space A, the drive motor of the moving urging mechanism 4 is driven by the position control CPU 32, and at the same time, the force control CPU
31, each drive motor 61 of each operation input means 2, 2 A
1, 621 and 631 are driven. FIG. 13 shows the operation at this time.

【0098】図13(A)は、前述したように操作グリ
ップ11の操作前の状態を示している。かかる状態で
は、各操作入力手段2,2A及び移動付勢機構4のいず
れも基本姿勢が採られており、この基本姿勢において、
操作グリップ11の先端部11aは、支持板123に対
して一定の位置関係を保持している。
FIG. 13A shows a state before the operation of the operation grip 11 as described above. In such a state, each of the operation input means 2, 2A and the moving urging mechanism 4 is in the basic posture, and in this basic posture,
The distal end 11a of the operation grip 11 holds a certain positional relationship with the support plate 123.

【0099】かかる状態からオペレータの操作により操
作グリップ11の先端部11aが入力範囲Aの外に移動
してしまうと(図13(B))、当該先端部11aの現
在位置座標に基づいて移動付勢機構4の各駆動モータが
駆動し、各操作入力手段2,2Aを移動させる。
When the distal end 11a of the operation grip 11 is moved out of the input range A by the operation of the operator from this state (FIG. 13B), a movement is performed based on the current position coordinates of the distal end 11a. Each drive motor of the biasing mechanism 4 is driven to move each operation input means 2, 2A.

【0100】即ち、移動付勢機構4では、各駆動モータ
422,424,432,442の駆動制御が行われて
当該操作グリップ11の先端部11aに対して元の位置
関係となるように支持板123を搬送する。また、この
とき、同時に、各操作入力手段2,2Aの駆動モータ6
11,621,631に対して、当該各操作入力手段
2,2Aが基本姿勢となるように駆動制御が行われる。
That is, in the moving urging mechanism 4, the drive motors 422, 424, 432, and 442 are controlled so that the support plate is in the original positional relationship with the distal end 11a of the operation grip 11. 123 is conveyed. At this time, the drive motors 6 of the operation input means 2 and 2A are simultaneously driven.
The drive control is performed on 11, 621, 631 such that the operation input means 2, 2A is in the basic posture.

【0101】従って、図13(C)に示すように、移動
付勢機構4が姿勢を変えても、各操作入力手段2,2A
は基本姿勢に戻り、操作グリップ11の先端部11a
は、現在位置を維持することができる。そして、力制御
CPU31では、この操作グリップ11の先端部11a
の現在位置を中心とする作業空間Aが新たに設定される
(ステップS3)。
Therefore, as shown in FIG. 13 (C), even if the movement urging mechanism 4 changes the posture, each of the operation input means 2, 2A
Returns to the basic position, and the tip 11a of the operation grip 11
Can maintain the current position. Then, in the force control CPU 31, the distal end portion 11a of the operation grip 11 is set.
A work space A centering on the current position is newly set (step S3).

【0102】また、算出された入力位置座標データ及び
姿勢データがグラフィックワークステーション1010
の表示制御部1012の表示制御部1012に出力され
る(ステップS4)。
The calculated input position coordinate data and attitude data are stored in the graphic workstation 1010.
Is output to the display control unit 1012 of the display control unit 1012 (step S4).

【0103】表示制御部1012では、ディスプレイ1
001に表示された仮想空間上の入力位置座標データに
対応する位置に仮想ポインタ1050の先端位置を移動
させると共に、仮想ポインタ1050を姿勢データに基
づく姿勢に変化させる(ステップS5)。そして、反力
算出機能1013により、仮想物体1051と仮想ポイ
ンタ1050の指先位置の相対位置からこれらが干渉し
ているかを判定する(ステップS6)。
In the display control unit 1012, the display 1
The tip position of the virtual pointer 1050 is moved to a position corresponding to the input position coordinate data in the virtual space displayed in 001, and the virtual pointer 1050 is changed to a posture based on the posture data (step S5). Then, the reaction force calculation function 1013 determines whether or not the virtual object 1051 and the virtual pointer 1050 interfere with each other based on the relative positions of the fingertip positions (step S6).

【0104】上記判定において、干渉がないと判断され
た場合には、再び継続される操作グリップ11及び姿勢
検出部51からの入力情報の処理が行われる(ステップ
S1に戻る)。
In the above determination, when it is determined that there is no interference, the processing of the input information from the operation grip 11 and the attitude detecting section 51 is continued (return to step S1).

【0105】一方、上記判定において、干渉すると判断
された場合には、反力計算が行われる。そして、算出さ
れた反力データが制御手段3のシステムCPU33に出
力される(ステップS7)。
On the other hand, if it is determined in the above determination that interference occurs, a reaction force calculation is performed. Then, the calculated reaction force data is output to the system CPU 33 of the control means 3 (step S7).

【0106】力制御CPU31では、反力データに基づ
いて各操作入力手段2,2Aの各駆動モータ611,6
21,631の駆動トルクを算出し、サーボドライバ3
5は、算出された各駆動トルクに基づく出力が生じるよ
うに各駆動モータ611,621,631の駆動制御を
行う(ステップS8)。これにより、オペレータは、デ
ィスプレイ1001を見ながら、これに表示される仮想
ポインタ1050と仮想物体1051とが接触する場合
に、仮想物体からの反力を受ける感触を仮想的に体感す
ることとなる。
In the force control CPU 31, each drive motor 611, 6 of each operation input means 2, 2A is based on the reaction force data.
21 and 631 are calculated, and the servo driver 3
5 performs drive control of each drive motor 611, 621, 631 so as to generate an output based on each calculated drive torque (step S8). Thus, when the virtual pointer 1050 displayed on the display 1001 and the virtual object 1051 come into contact with each other while watching the display 1001, the operator virtually feels the feeling of receiving the reaction force from the virtual object.

【0107】そして、再び継続される操作グリップ11
及び姿勢検出部51の移動動作について、入力位置座標
の検出が行われ、同様の動作が繰り返される(ステップ
S1に戻る)。
Then, the operation grip 11 continued again.
Regarding the movement operation of the posture detection unit 51, the input position coordinates are detected, and the same operation is repeated (return to step S1).

【0108】本実施形態では、操作グリップ11の一端
部側を握り部111に設定し、各操作入力手段2,2A
は、この握り部111を除く他端部近傍の範囲内におけ
る異なる二つの位置で操作グリップ11を支持する構成
としているため、操作グリップ11の姿勢変化により生
じるいずれか一方の操作入力手段に対する他方の操作入
力手段の相対的な変移が、それぞれの操作入力手段が支
持する操作グリップ11上の二つの位置の離間距離を半
径とする球面の範囲内に納められることとなる。
In this embodiment, one end of the operation grip 11 is set on the grip 111, and the operation input means 2, 2A
Is configured to support the operation grip 11 at two different positions in a range near the other end excluding the grip portion 111, so that one of the operation input means generated by a change in the posture of the operation grip 11 is the other. The relative displacement of the operation input means falls within the range of a spherical surface whose radius is the distance between two positions on the operation grip 11 supported by each operation input means.

【0109】従って、従来のように操作グリップ11の
両端部を支持する場合と比較すると、各操作入力手段
2,2Aの支持先端部の相対的な変移の範囲を縮小化す
ることができ、操作グリップ11の操作領域を従来と同
一範囲内に設定した場合、各操作入力手段2,2Aの小
型化とこれに伴う軽量化を図ることができる。
Therefore, as compared with the conventional case where both ends of the operation grip 11 are supported, the range of relative displacement of the support tip of each of the operation input means 2 and 2A can be reduced. When the operation area of the grip 11 is set within the same range as that of the related art, it is possible to reduce the size and weight of each of the operation input means 2 and 2A.

【0110】このため、操作グリップ11に大きく移動
操作を加えても、各操作入力手段自体2,2Aの重量に
より生じる慣性力を小さくすることが可能となる。
Therefore, even if a large movement operation is applied to the operation grip 11, the inertial force generated by the weight of each operation input means 2, 2A can be reduced.

【0111】さらに、上記3次元入力用マニピュレータ
10では、移動付勢機構4により操作グリップ11の位
置に応じて各操作入力手段2,2Aを移動させる構成の
ため、操作グリップ11の操作範囲の拡大を図ることが
可能となる一方で、操作範囲が大きくなっても、各操作
入力手段2,2A自体を操作方向に追従させることがで
き、これがため、操作時に生じる装置全体の慣性力を有
効に低減させることが可能である。また、上述したよう
に、各操作入力手段2,2Aの軽量化が図られているた
め、操作時の慣性力をより低減することが可能となる。
Further, in the three-dimensional input manipulator 10, since the operation urging mechanism 4 moves the operation input means 2 and 2A in accordance with the position of the operation grip 11, the operation range of the operation grip 11 is expanded. On the other hand, even if the operation range becomes large, the operation input means 2, 2A itself can follow the operation direction, and this effectively reduces the inertial force of the entire apparatus generated at the time of operation. It is possible to reduce. Further, as described above, since the weight of each of the operation input means 2 and 2A is reduced, the inertial force at the time of the operation can be further reduced.

【0112】そして、慣性力の低減により、操作グリッ
プ11の操作性を向上させることが可能となり、また、
例えば、操作における微細な目標位置にも精度良く位置
決めを行うことが可能となり、同時に、操作による腕の
負担を軽減することが可能となり、オペレータによる長
時間の入力作業にも有効に対応するという効果をも有し
ている。
By reducing the inertial force, the operability of the operation grip 11 can be improved.
For example, it is possible to accurately perform positioning even on a minute target position in operation, and at the same time, it is possible to reduce a burden on an arm due to operation, and to effectively cope with long-time input work by an operator. It also has

【0113】また、各操作入力手段2,2Aに駆動力発
生手段61,62,63を設け、グラフィックワークス
テーション1010からの反力データに基づく反力をオ
ペレータに体感させる構成のため、操作時に生じる3次
元入力用マニピュレータ10全体の慣性力を有効に低減
させる効果と相まって、かかる反力データに基づく反力
を慣性力に干渉されることなく、正確にオペレータに伝
達させることが可能となる。
Further, driving force generating means 61, 62 and 63 are provided in each of the operation input means 2 and 2A, and the reaction force based on the reaction force data from the graphic workstation 1010 is felt by the operator. Combined with the effect of effectively reducing the inertial force of the entire three-dimensional input manipulator 10, the reaction force based on the reaction force data can be accurately transmitted to the operator without being interfered by the inertia force.

【0114】従って、3次元入力用マニピュレータ10
を3次元入力システム1000に装備し、疑似的な反力
フィードバックを受ける作業環境下での使用において、
オペレータはより正確な反力を受けることができ、即
ち、これにより、よりリアルな疑似感覚を体感すること
ができる。また同様に、より精度が高く且つ操作性の良
い入力作業を行うことが可能となる。
Therefore, the three-dimensional input manipulator 10
Is equipped in the three-dimensional input system 1000 and used in a work environment receiving pseudo reaction force feedback.
The operator can receive a more accurate reaction force, that is, the operator can experience a more realistic simulated sensation. Similarly, it is possible to perform an input operation with higher accuracy and operability.

【0115】また、各操作入力手段2,2Aに駆動力発
生手段61,62,63を設け、制御手段3の力制御C
PU31により、移動付勢機構4の作動時に操作グリッ
プ11の現在位置を保持する構成とした場合には、操作
グリップ11の入力操作に対する各操作入力手段2,2
Aの搬送動作の影響を排除し、さらに、高い操作性及び
高精度位置決めを行うことが可能となる。
Each of the operation input means 2, 2A is provided with driving force generating means 61, 62, 63, and the force control C
In the case where the current position of the operation grip 11 is held by the PU 31 when the movement urging mechanism 4 is operated, the operation input means 2, 2 for the input operation of the operation grip 11 is provided.
It is possible to eliminate the influence of the transfer operation of A, and to perform high operability and high-precision positioning.

【0116】さらに、第一の操作入力手段2及び第二の
操作入力手段2Aの双方が6自由度の状態変化を自在と
することにより、操作グリップ11の3次元空間上の移
動及びその長手方向をあらゆる方向に傾けさせたり、そ
の長手方向を中心に回転自在とするような姿勢変化運動
を自在に行わせることができ、6自由度の情報入力が可
能となる。
Further, since both the first operation input means 2 and the second operation input means 2A can freely change the state with six degrees of freedom, the movement of the operation grip 11 in the three-dimensional space and its longitudinal direction can be achieved. Can be freely tilted in any direction or can be freely moved in a posture changing manner so as to be rotatable about its longitudinal direction, and information input with six degrees of freedom is possible.

【0117】また、移動付勢機構4も6以上の自由度の
状態変化を自在としているため、各操作入力手段2,2
Aの状態変化に容易に対応して、これらを搬送すること
ができる。
Further, since the moving urging mechanism 4 is also capable of freely changing the state with six or more degrees of freedom, each operation input means 2, 2
These can be transported easily in response to the state change of A.

【0118】なお、上記第1の実施形態では、3次元入
力用マニピュレータ10の制御手段3を、上位装置であ
る演算処理装置1010が兼ねる構成としても良い。ま
た、或いは、3次元入力用マニピュレータ10にの制御
手段2が、演算処理装置210の機能を表示制御部21
1が全て行う構成としても良い。以下に述べる他の実施
形態についても同様である。
In the first embodiment, the control unit 3 of the three-dimensional input manipulator 10 may be configured so that the arithmetic processing unit 1010 as a higher-level device also serves as the control unit. Alternatively, the control unit 2 of the three-dimensional input manipulator 10 controls the function of the arithmetic processing device 210 by the display control unit 21.
1 may be all performed. The same applies to other embodiments described below.

【0119】[0119]

【発明の効果】本発明では、操作グリップの一端部側を
握り部に設定し、各操作入力手段は、この握り部を除く
他端部近傍の範囲内における異なる二つの位置で操作グ
リップを支持する構成としているため、操作グリップの
姿勢変化により生じるいずれか一方の操作入力手段に対
する他方の操作入力手段の相対的な変移が、それぞれの
操作入力手段が支持する操作グリップ上の二つの位置の
離間距離を半径とする球面の範囲内に納められることと
なる。
According to the present invention, one end of the operation grip is set to the grip, and each operation input means supports the operation grip at two different positions in the range near the other end excluding the grip. The relative displacement of one of the operation input means with respect to one of the operation input means caused by a change in the posture of the operation grip causes a separation between two positions on the operation grips supported by the respective operation input means. It will fall within the range of the spherical surface whose radius is the distance.

【0120】従って、従来のように操作グリップの両端
部を支持する場合と比較すると、各操作入力手段の支持
先端部の相対的な変移の範囲を縮小化することができ、
操作グリップの操作領域を従来と同一範囲内に設定した
場合、各操作入力手段の小型化とこれに伴う軽量化を図
ることができる。
Therefore, as compared with the conventional case in which both ends of the operation grip are supported, the range of relative displacement of the support tip of each operation input means can be reduced.
When the operation area of the operation grip is set within the same range as that of the related art, it is possible to reduce the size and weight of each operation input means.

【0121】さらに、本願発明では、移動付勢機構によ
り操作グリップの位置に応じて各操作入力手段を移動さ
せる構成のため、操作グリップの操作範囲の拡大を図る
ことが可能となる一方で、操作範囲が大きくなっても、
各操作入力手段自体を操作方向に追従させることがで
き、これがため、操作時に生じる装置全体の慣性力を有
効に低減させることが可能である。また、上述したよう
に、各操作入力手段の軽量化が図られているため、操作
時の慣性力をさらに低減することが可能となる。
Further, according to the present invention, since the operation urging mechanism moves each operation input means in accordance with the position of the operation grip, the operation range of the operation grip can be expanded, while the operation range can be increased. As the range grows,
Each operation input means itself can follow the operation direction, and therefore, it is possible to effectively reduce the inertial force of the entire apparatus generated at the time of operation. Further, as described above, since the weight of each operation input unit is reduced, the inertial force at the time of operation can be further reduced.

【0122】従って、本願発明により、慣性力の影響が
効果的に低減され、操作グリップの操作性を向上させる
ことが可能となり、また、例えば、操作における微細な
目標位置にも精度良く位置決めを行うことが可能とな
り、同時に、操作による腕の負担を軽減することが可能
となり、オペレータによる長時間の入力作業にも有効に
対応するという効果をも有している。
Therefore, according to the present invention, the influence of the inertial force can be effectively reduced, the operability of the operation grip can be improved, and, for example, positioning can be accurately performed even at a fine target position in the operation. At the same time, the burden on the arm due to the operation can be reduced, and there is an effect that the operator can effectively cope with a long-time input operation by the operator.

【0123】また、各操作入力手段に駆動力発生手段を
設け、制御手段のグリップ位置保持部により、移動付勢
機構の作動時に操作グリップの位置を保持する構成とし
た場合には、操作グリップの入力操作に対する各操作入
力手段の搬送動作の影響を排除し、さらに、高い操作性
及び高精度位置決めを行うことが可能となる。
In the case where driving force generating means is provided for each operation input means and the position of the operation grip is held by the grip position holding portion of the control means when the moving urging mechanism is operated, the operation grip may be moved. It is possible to eliminate the influence of the transport operation of each operation input unit on the input operation, and to perform high operability and high precision positioning.

【0124】さらに、反力発生制御部を制御手段に設
け、上位装置から入力される入力位置座標データに対応
した反力データに基づく反力を駆動力発生手段の駆動に
よりオペレータに体感させる構成とした場合には、操作
時に生じる3次元入力用マニピュレータ全体の慣性力を
有効に低減させる効果と相まって、かかる反力データに
基づく反力を慣性力に干渉されることなく、正確にオペ
レータに伝達させることが可能となる。従って、本願発
明により、疑似的な反力フィードバックを受けるシミュ
レーションの使用に好適な3次元入力用マニピュレータ
を提供することが可能である。
Further, a reaction force generation control section is provided in the control means so that the operator can feel the reaction force based on the reaction force data corresponding to the input position coordinate data input from the host device by driving the driving force generation means. In this case, the reaction force based on the reaction force data is accurately transmitted to the operator without being interfered by the inertia force, in combination with the effect of effectively reducing the inertia force of the entire three-dimensional input manipulator generated at the time of operation. It becomes possible. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a three-dimensional input manipulator suitable for use in a simulation that receives pseudo reaction force feedback.

【0125】さらにまた、第一の操作入力手段、第二の
操作入力手段又はこれら双方とも6以上の自由度の状態
変化を自在とすることにより、操作グリップの3次元空
間上の移動又はその長手方向をあらゆる方向に傾けさせ
たり、その長手方向を中心に回転自在とするような姿勢
変化運動を自在に行い、このように高い自由度の情報入
力が可能となる。
Further, the first operation input means, the second operation input means, or both of them can freely change the state with six or more degrees of freedom, so that the operation grip can be moved in three-dimensional space or its longitudinal direction. The posture can be freely changed in such a manner that the direction can be tilted in any direction or the direction can be freely rotated around the longitudinal direction, so that information can be input with a high degree of freedom.

【0126】また、移動付勢機構を6以上の自由度の状
態変化を自在とした場合には、各操作入力手段を少なく
とも6自由度以上の状態変化を自在として支持すること
ができる。これにより、各操作入力手段の姿勢変化に対
応してこれらを搬送することが可能となる。
When the movable urging mechanism can freely change the state with six or more degrees of freedom, each operation input means can be supported so as to freely change the state with at least six degrees of freedom. This makes it possible to convey each of the operation input means in response to a change in posture.

【0127】本発明は以上のように構成され機能するの
で、これにより、従来にない優れた3次元入力用マニピ
ュレータを提供することができる。
Since the present invention is constructed and functions as described above, it is possible to provide a superior three-dimensional input manipulator which has not been achieved conventionally.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1に開示した各操作入力手段の全体構成を示
す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an overall configuration of each operation input unit disclosed in FIG.

【図3】図2に開示した操作入力手段の左側面図であ
る。
FIG. 3 is a left side view of the operation input unit disclosed in FIG. 2;

【図4】図3に開示した操作入力手段の一部を省略し一
部を切り欠いた正面図である。
4 is a front view in which a part of the operation input means disclosed in FIG. 3 is omitted and a part is cut away.

【図5】図3に開示した操作入力手段の入力位置支持機
構の第一のリンク部材の平面図である。
FIG. 5 is a plan view of a first link member of the input position support mechanism of the operation input unit disclosed in FIG. 3;

【図6】図3に開示した操作入力手段の状態可変支持機
構を示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing a state variable support mechanism of the operation input means disclosed in FIG. 3;

【図7】図4のX−X線に沿った断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line XX of FIG. 4;

【図8】図3に開示した第三の駆動力発生手段のカム部
材を示し、図8(A)は正面図を示し、図8(B)は図
8(A)におけるY−Y線に沿った断面図である。
8A and 8B show a cam member of the third driving force generating means disclosed in FIG. 3, FIG. 8A shows a front view, and FIG. 8B shows a cam member taken along line YY in FIG. 8A. It is sectional drawing along.

【図9】図3に開示した第二,第三の駆動力発生手段の
動作を説明する説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating the operation of the second and third driving force generating means disclosed in FIG. 3;

【図10】図1に開示した移動付勢機構を示す斜視図で
ある。
FIG. 10 is a perspective view showing the movement urging mechanism disclosed in FIG. 1;

【図11】図1の3次元入力システムを示すブロック図
である。
FIG. 11 is a block diagram showing the three-dimensional input system of FIG. 1;

【図12】実施形態の動作を示すフローチャートであ
る。
FIG. 12 is a flowchart illustrating the operation of the embodiment.

【図13】操作グリップの作業空間と移動付勢機構の動
作の関連を示す動作説明図であり、図13(A)は操作
グリップが作業空間内にある状態を示し、図13(B)
は操作グリップが作業空間外に移動した瞬間を示し、図
13(C)は移動付勢機構が各操作入力手段を搬送し,
操作グリップを中心とする新たな作業空間が設定された
状態を示す。
13A and 13B are operation explanatory diagrams showing the relationship between the operation space of the operation grip and the operation of the movement urging mechanism. FIG. 13A shows a state in which the operation grip is in the work space, and FIG.
Shows the moment when the operation grip moves out of the work space, and FIG. 13C shows that the movement urging mechanism conveys each operation input means.
This shows a state where a new work space centered on the operation grip is set.

【図14】従来例を示す概略構成図である。FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 第一の操作入力手段 2A 第二の操作入力手段 3 制御手段 31 力制御CPU 32 位置制御CPU 33 システムCPU 51,52,53,54 エンコーダ(センサ) 61 第一の駆動力伝達手段 62 第二の駆動力伝達手段 63 第三の駆動力伝達手段 10 3次元入力用マニピュレータ 11 操作グリップ 111 握り部 1010 グラフィックワークステーション(上位装
置)
2 First operation input means 2A Second operation input means 3 Control means 31 Force control CPU 32 Position control CPU 33 System CPU 51, 52, 53, 54 Encoder (sensor) 61 First drive force transmission means 62 Second Driving force transmitting means 63 third driving force transmitting means 10 three-dimensional input manipulator 11 operating grip 111 gripping part 1010 graphic workstation (upper device)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊野 宜弘 神奈川県横浜市都筑区桜並木2番1号 ス ズキ株式会社技術研究所内 Fターム(参考) 3F059 BA02 BA05 BC03 BC04 BC09 CA06 DA08 DD01 FA01 FA07 FC03  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Yoshihiro Kumano 2-1, Sakuranamiki, Tsuzuki-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture S-Zuki Co., Ltd. Research Institute F-term (reference) 3F059 BA02 BA05 BC03 BC04 BC09 CA06 DA08 DD01 FA01 FA07 FC03

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上位装置に接続され,3次元上の位置座
標入力を行う3次元入力用マニピュレータにおいて、 一定範囲の作業空間内の任意の位置に移動させて入力を
行う単一の操作グリップと、 この操作グリップを、複数自由度の状態変化を自在とし
た状態で同時に支持する第一及び第二の操作入力手段
と、 前記操作グリップに生じる状態変化量を前記各操作入力
手段から検出するグリップ変位量検出手段と、 複数自由度の状態変化を自在とした状態で前記各操作入
力手段を一体的に保持すると共に,当該各操作入力手段
を3次元空間内にて自在に搬送する移動付勢機構と、 前記各操作入力手段の保持位置に生じる状態変化量を前
記移動付勢機構から検出する保持位置変位量検出手段
と、 前記各部の動作制御を行う制御手段とを備え、 前記操作グリップの形状を棒状に設定すると共に、当該
操作グリップの一端部側を外力を加えるための握り部と
し、 前記操作グリップの他端部近傍であって当該他端部から
の距離が異なる二つの位置で、前記第一の操作入力手段
と第二の操作入力手段とがそれぞれ前記操作グリップを
支持すると共に、 前記制御手段が、前記グリップ変位量検出手段及び保持
位置変位量検出手段の出力に基づいて前記操作グリップ
の入力位置座標データ及び姿勢データを算出する入力座
標算出部と、この操作グリップの入力位置座標データに
基づいて前記第一及び第二の操作入力手段の搬送先を決
定する保持位置算出部と、これにより決定された前記搬
送先に前記各操作入力手段を搬送させる前記移動付勢機
構の動作制御を行う作業空間拡張部とを備えることを特
徴とする3次元入力用マニピュレータ。
1. A three-dimensional input manipulator connected to a host device for inputting three-dimensional position coordinates, comprising: a single operation grip for moving to an arbitrary position within a fixed range of a work space and inputting the data; First and second operation input means for simultaneously supporting the operation grip in a state where a plurality of degrees of freedom can be freely changed, and a grip for detecting a state change amount occurring in the operation grip from each of the operation input means. A displacement amount detecting means, and a moving bias for holding the operation input means integrally in a state in which the state of the plurality of degrees of freedom can be freely changed, and for freely transporting the operation input means in a three-dimensional space. A mechanism; a holding position displacement amount detecting means for detecting, from the moving urging mechanism, a state change amount occurring at a holding position of each of the operation input means; and a control means for controlling the operation of each section. The shape of the operation grip is set to a rod shape, and one end of the operation grip is used as a grip for applying an external force. In the position, the first operation input unit and the second operation input unit respectively support the operation grip, and the control unit is configured to output the grip displacement amount and the holding position displacement amount based on the output of the grip displacement amount detection unit and the holding position displacement amount detection unit. An input coordinate calculation unit that calculates input position coordinate data and attitude data of the operation grip, and a holding position that determines a transport destination of the first and second operation input means based on the input position coordinate data of the operation grip. A calculation unit, and a work space expansion unit that controls the operation of the movement urging mechanism that conveys each of the operation input units to the conveyance destination determined by the calculation unit. Three-dimensional input manipulator to butterflies.
【請求項2】 前記操作グリップの位置に変位を生じさ
せる駆動力発生手段を前記各操作入力手段に装備し、 前記制御手段が、前記移動付勢機構の作動の際に、当該
作動直前の位置に前記操作グリップを維持する動作制御
を前記駆動力発生手段に対して行うグリップ位置保持部
を備えることを特徴とする請求項1記載の3次元入力用
マニピュレータ。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising: a driving force generating means for causing a displacement of a position of the operation grip, provided in each of the operation input means, wherein the control means operates the movement urging mechanism at a position immediately before the operation. The three-dimensional input manipulator according to claim 1, further comprising: a grip position holding unit that performs operation control for maintaining the operation grip on the driving force generation unit.
【請求項3】 前記制御手段に、前記入力位置座標デー
タに対応する反力データの入力を前記上位装置から受け
て,この反力データに基づく駆動指令信号を前記駆動力
発生手段に出力する反力発生制御部を設けることを特徴
とする請求項1又は2記載の3次元入力用マニピュレー
タ。
3. The control means receives a reaction force data corresponding to the input position coordinate data from the host device and outputs a drive command signal based on the reaction force data to the drive force generation means. The three-dimensional input manipulator according to claim 1 or 2, further comprising a force generation control unit.
【請求項4】 前記第一の操作入力手段が、6自由度以
上の状態変化を自在とした状態で前記操作グリップを支
持することを特徴とする請求項1、2又は3記載の3次
元入力用マニピュレータ。
4. The three-dimensional input device according to claim 1, wherein said first operation input means supports said operation grip in a state in which a state change of 6 degrees of freedom or more can be freely performed. Manipulator.
【請求項5】 前記第二の操作入力手段が、6自由度以
上の状態変化を自在とした状態で前記操作グリップを支
持することを特徴とする請求項1,2、3又は4記載の
3次元入力用マニピュレータ。
5. The operation device according to claim 1, wherein the second operation input means supports the operation grip in a state in which a state change of six degrees of freedom or more can be freely performed. Manipulator for dimension input.
【請求項6】 前記移動付勢機構が、6自由度以上の状
態変化を自在とした状態で前記各操作入力手段を支持す
ることを特徴とする請求項4又は5記載の3次元入力用
マニピュレータ。
6. The three-dimensional input manipulator according to claim 4, wherein the movement urging mechanism supports each of the operation input means in a state in which the state can be changed more than six degrees of freedom. .
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