JP2003025259A - Remote operating method and remote operating system for robot - Google Patents
Remote operating method and remote operating system for robotInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、ロボットの遠隔
操作方法に関するもので、特にマスタ・スレイブ・マニ
ピュレータを使った遠隔操作方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a remote control method for a robot, and more particularly to a remote control method using a master slave manipulator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の遠隔操作方法においては、操作者
や作業の状況に応じてマスタ側マニピュレータやスレイ
ブ側マニピュレータの動作特性を変えるために、マスタ
側マニピュレータやスレイブ側マニピュレータを剛性制
御などの方法で制御を行い、制御変数によって各マニピ
ュレータの動作特性を調整可能とした遠隔操作方法であ
った。その中で特開平７−３２２７４公報では、マニピ
ュレータの制御方法が記載されている。以下、簡単に図
面を用いて説明する。図４において、Ｍはマスタ側マニ
ピュレータシステム、Ｓはスレイブ側マニピュレータシ
ステム、Ｌはマスタ側マニピュレータシステムＭとスレ
イブ側マニピュレータシステムＳを結ぶ通信線である。
各マニピュレータシステムの構成は原則同じとなってい
る。すなわち、各マニピュレータシステムにおいて、３
１はマニピュレータを駆動するモータ、３２はモータを
剛性制御する制御部、３３はマニピュレータ構造部、３
４はマニピュレータ構造に対応した逆運動学演算部であ
る。以上の構成において、制御部３２の剛性制御則によ
ってマニピュレータを制御し、かつその剛性を表す制御
変数を調整できるようにした。上記のようなマニピュレ
ータの制御方法において、作業や操作者の状況に応じて
制御変数を調整し、調整した該制御変数および剛性制御
則に基づいてマニピュレータを制御することで、良好な
作業特性をマニピュレータに設定できるようになってい
る。特開平７−３２２７４公報では、マスタ側マニピュ
レータの制御のみにしか言及していないが、スレイブ側
マニピュレータでも同様な制御を行い、特性を設定する
ことが可能である。2. Description of the Related Art In the conventional remote control method, in order to change the operating characteristics of the master-side manipulator or the slave-side manipulator in accordance with the operator or work situation, the master-side manipulator or the slave-side manipulator is subjected to a method such as rigidity control. It was a remote control method in which the operating characteristics of each manipulator could be adjusted by controlling the control variables. Among them, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-32274 describes a method for controlling a manipulator. Hereinafter, a brief description will be given with reference to the drawings. In FIG. 4, M is a master side manipulator system, S is a slave side manipulator system, and L is a communication line connecting the master side manipulator system M and the slave side manipulator system S.
The structure of each manipulator system is basically the same. That is, in each manipulator system, 3
1 is a motor that drives the manipulator, 32 is a control unit that controls the rigidity of the motor, 33 is a manipulator structure unit, 3
Reference numeral 4 is an inverse kinematics operation unit corresponding to the manipulator structure. In the above configuration, the manipulator is controlled by the rigidity control law of the control unit 32, and the control variable representing the rigidity can be adjusted. In the control method of the manipulator as described above, the control variable is adjusted according to the situation of the work or the operator, and the manipulator is controlled based on the adjusted control variable and the rigidity control law, so that the manipulator has good work characteristics. It can be set to. In JP-A-7-32274, only the control of the master-side manipulator is mentioned, but the slave-side manipulator can perform similar control and set the characteristics.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マニピ
ュレータに望ましい特性を設定するには、実際に動作さ
せて確認する必要があり、特に力フィードバックを伴う
制御を行う場合には、接触動作における動作特性を、直
接に確認する必要がある。上記従来の遠隔操作方法にお
いては、スレイブ側マニピュレータの動作特性を調整す
るためには、スレイブ側マニピュレータを実際に動作さ
せながら調整しなければならず、スレイブ側マニピュレ
ータが遠隔地にある場合には、接触動作における挙動の
動作特性を直接に確認するのが困難であった。したがっ
て、この発明の目的は、スレイブ側マニピュレータを間
近で動作させながらその動作特性を調整するのと等しい
感覚で、遠隔地にあるスレイブ側マニピュレータの動作
特性を調整することができる遠隔操作方法を提供するこ
とである。However, in order to set the desired characteristics for the manipulator, it is necessary to confirm the characteristics by actually operating the manipulator. Especially, when performing control with force feedback, the operating characteristics in the contact operation should be determined. , Need to check directly. In the above-mentioned conventional remote operation method, in order to adjust the operating characteristics of the slave side manipulator, the slave side manipulator must be adjusted while actually operating, and when the slave side manipulator is at a remote location, It was difficult to directly confirm the motion characteristics of the behavior in the contact motion. Therefore, an object of the present invention is to provide a remote operation method capable of adjusting the operating characteristics of a slave-side manipulator in a remote place with the same sense as adjusting the operating characteristics of a slave-side manipulator while operating it at close range. It is to be.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、請求項１記載の遠隔操作方法は、マスタ側マニピュ
レータとスレイブ側マニピュレータを有し、前記各々の
マニピュレータに、位置検出手段と力検出手段とを有
し、さらに、前記各々のマニピュレータに位置と力のフ
ィードバック制御を行う制御則と該制御則を調整する制
御則調整手段を有し、該マスタ側マニピュレータと該ス
レイブ側マニピュレータとの遠隔通信手段を介して遠隔
操作を行うロボット装置において、該制御則調整手段
は、操作者から遠隔地にあるスレイブ側マニピュレータ
の動作特性を設定するにあたり、一旦該マスタ側マニピ
ュレータと該スレイブ側マニピュレータの遠隔通信を切
り離し、該マスタ側マニピュレータに該スレイブ側マニ
ピュレータの制御則を設定し、該スレイブ側マニピュレ
ータとは無関係に独立して作業動作させながら制御則を
調整し、操作者が望んだ動作特性で動作することを確認
後、改めて該スレイブ側マニピュレータに調整済みの制
御則を適用して動作させ、再び遠隔通信を介して遠隔操
作を行うことを特徴とするものである。請求項１記載の
遠隔操作方法によれば、操作者の間近にあるマスタ側マ
ニピュレータに、遠隔地にあるスレイブ側マニピュレー
タと同じ動作特性を再現させることにより、スレイブ側
マニピュレータを間近で動作させながらその動作特性を
調整するのと等しい感覚で、遠隔地にあるスレイブ側マ
ニピュレータの動作特性を調整することができる。請求
項２記載の遠隔操作方法は、請求項１に記載の遠隔操作
方法において、マスタ側マニピュレータの制御則とし
て、前記フィードバック制御則とスレイブ側動作モデル
追従制御を選択できるようにし、該スレイブ側動作モデ
ル追従制御は、スレイブ側マニピュレータの動作モデル
とスレイブ側制御則によって、数値的にスレイブ側マニ
ピュレータの制御動作を再現できるようにし、この再現
したスレイブ側マニピュレータの制御動作にマスタ側マ
ニピュレータを軌道追従制御することによって、スレイ
ブ側マニピュレータの手先効果器の運動をマスタ側マニ
ピュレータの手先効果器の運動として再現させるように
したことを特徴とするものである。請求項２記載の遠隔
制御方法によれば、マスタ側マニピュレータとスレイブ
側マニピュレータが異なる機構や形状を有しているとし
ても、スレイブ側マニピュレータの手先効果器の運動
を、マスタ側マニピュレータの手先効果器の運動として
模擬的に再現させることができるので、請求項１記載の
遠隔操作方法と同様に、操作者の間近にあるマスタ側マ
ニピュレータに、遠隔地にあるスレイブ側マニピュレー
タと同じ動作特性を再現させることにより、スレイブ側
マニピュレータを間近で動作させながらその動作特性を
調整するのと等しい感覚で、遠隔地にあるスレイブ側マ
ニピュレータの動作特性を調整することができる。請求
項３記載のロボットの遠隔操作システムは、各々、位置
検出手段と、力検出手段と、各マニピュレータに位置と
力のフィードバック制御を行う制御則と、を備えたマス
タ側マニピュレータおよびスレイブ側マニピュレータ
と、該マスタ側マニピュレータと該スレイブ側マニピュ
レータ間を接続する遠隔通信手段と、から成るロボット
の遠隔操作システムにおいて、前記遠隔通信手段にマス
タスレイブ動作スイッチを介挿し、前記制御則を調整す
る制御則調整手段を備え、該制御則調整手段は、前記マ
スタスレイブ動作スイッチの制御と、マスタ側制御則の
制御変数をスレイブ側制御則に移し、かつスレイブ側制
御則の制御変数をマスタ側制御則に移す制御を行うこと
ができることを特徴とする。請求項３記載のロボットの
遠隔操作システムによれば、上記の遠隔制御方法をこの
システムによって実現することができることとなる。In order to solve the above problems, a remote control method according to claim 1 has a master side manipulator and a slave side manipulator, and each of the manipulators has a position detecting means and a force detecting means. And further includes a control law for performing position and force feedback control on each of the manipulators and control law adjusting means for adjusting the control law, and the remote communication between the master-side manipulator and the slave-side manipulator. In the robot apparatus for remote control via the means, the control law adjusting means temporarily sets the operating characteristics of the slave side manipulator at a remote location from the operator, once the remote communication between the master side manipulator and the slave side manipulator. The master side manipulator, and set the control rule of the slave side manipulator. However, regardless of the slave side manipulator, the control law is adjusted while independently performing the work operation, and after confirming that the operation is performed with the operation characteristics desired by the operator, the adjusted control law is newly added to the slave side manipulator. It is characterized in that it is applied and operated, and remote operation is performed again via remote communication. According to the remote operation method of claim 1, by causing the master-side manipulator in the vicinity of the operator to reproduce the same operation characteristic as that of the slave-side manipulator in a remote place, the slave-side manipulator is operated in close proximity. It is possible to adjust the operation characteristics of the slave side manipulator at a remote place with the same feeling as adjusting the operation characteristics. The remote control method according to claim 2 is the remote control method according to claim 1, wherein the feedback control law and the slave side motion model follow-up control can be selected as a control law of the master side manipulator, and the slave side motion. The model following control makes it possible to numerically reproduce the control operation of the slave side manipulator by using the operation model of the slave side manipulator and the slave side control law. By doing so, the motion of the end effector of the slave side manipulator is reproduced as the motion of the end effector of the master side manipulator. According to the remote control method of claim 2, even if the master-side manipulator and the slave-side manipulator have different mechanisms and shapes, the movement of the hand-effector of the slave-side manipulator is controlled by the hand-effector of the master-side manipulator. Since it can be simulated as a motion of the robot, the master side manipulator in the vicinity of the operator reproduces the same motion characteristics as the slave side manipulator in the remote place, as in the remote operation method according to claim 1. As a result, it is possible to adjust the operating characteristics of the slave-side manipulator at a remote location with the same feeling as adjusting the operating characteristics of the slave-side manipulator while moving it close. A robot remote control system according to claim 3, wherein the manipulator on the master side and the manipulator on the slave side each include a position detecting means, a force detecting means, and a control law for performing feedback control of position and force on each manipulator. A remote control system for a robot, comprising: a master-side manipulator and a remote communication means for connecting between the slave-side manipulator; and a control law adjustment for adjusting the control law by inserting a master slave operation switch in the remote communication means. The control law adjusting means controls the master slave operation switch, transfers a control variable of the master side control law to the slave side control law, and transfers a control variable of the slave side control law to the master side control law. It is characterized in that control can be performed. According to the robot remote control system of the third aspect, the above remote control method can be realized by this system.
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】この発明の第１の実施の形態の遠
隔操作方法について、図１および図２に基づいて説明す
る。図１は本発明の遠隔操作方法を示し、図２はこの遠
隔操作方法を実際に適用した実施例の説明図である。マ
スタ側マニピュレータ１とスレイブ側マニピュレータ２
は、同一構造のマニピュレータで、各マニピュレータに
は位置センサ３、３’と力センサ４、４’が装備されて
おり、それぞれのマニピュレータの制御則５、６によっ
て、力フィードバックを伴った制御が施されている。具
体的には、コンプライアンス制御を施し、制御則のコン
プライアンス制御変数を調整することでマニピュレータ
の見かけのダイナミクスを調整し、作業および操作に適
した動作特性を各マニピュレータに設定することができ
るシステムになっている。この遠隔操作システムがマス
タスレイブ動作を行う際には、マスタスレイブ動作スイ
ッチ７はスイッチが入って、遠隔通信によって情報の送
受信が可能になっている。マスタ側マニピュレータ１の
位置センサ３から得られる出力位置はスレイブ側マニピ
ュレータ２の目標位置であるところのマスタ指令８とし
て送られ、一方、スレイブ側マニピュレータ２の力セン
サ４’から得られる力情報はマスタ側マニピュレータ１
への力帰還情報９として送られる。前述した各マニピュ
レータ制御則５，６のコンプライアンス制御変数はいず
れも制御則調整装置１０によって調整可能で、マスタ側
マニピュレータ１では望ましい操作感覚を提供するよう
に調整し、スレイブ側マニピュレータ２では作業に適し
た動作特性を提供するように調整する。この調整を行う
際は、制御則調整装置１０はマスタスレイブ動作スイッ
チを操作してスイッチを切り、マスタ側マニピュレータ
１とスレイブ側マニピュレータ２のマスタスレイブ動作
を行わず、各々のマニピュレータの動作を独立させた状
態で行う。遠隔地にあるスレイブ側マニピュレータ２の
動作特性を調整する際は、制御則調整装置１０はスレイ
ブ側制御則の制御変数をマスタ側制御則に移し、マスタ
側制御則にスレイブ側制御則を当てはめることによっ
て、マスタ側マニピュレータ１にスレイブ側マニピュレ
ータ２と同じ動作特性を与え、間近にあるマスタ側マニ
ピュレータ１をスレイブ側マニピュレータ２にみたてて
動作させながら、スレイブ側マニピュレータ２の制御変
数を調整する。前述したコンプライアンス制御において
は、マニピュレータの接触動作の挙動を実際に試しなが
らコンプライアンス制御変数を調整することで、接触時
に加わる力に対する逃げや反力などの動作特性を調整す
ることができる。望みの動作特性が得られたら、制御則
調整装置はマスタ側制御則を本来のマスタ側制御用の制
御変数に戻し、スレイブ側マニピュレータ２用に調整し
た制御変数を改めてスレイブ側制御則６に転送して適用
し、マスタスレイブ動作スイッチを操作してスイッチを
入れ、マスタスレイブ動作ができる状態にして各々のマ
ニピュレータを動作させる。この実施の形態によれば、
操作者の間近にあるマスタ側マニピュレータ１に、遠隔
地にあるスレイブ側マニピュレータ２と同じ動作特性を
再現させることにより、スレイブ側マニピュレータ２を
間近で動作させながらその動作特性を調整するのと等し
い感覚で、遠隔地にあるスレイブ側マニピュレータ２の
動作特性を調整することができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A remote control method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows a remote control method of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view of an embodiment to which this remote control method is actually applied. Master side manipulator 1 and slave side manipulator 2
Is a manipulator having the same structure. Each manipulator is equipped with position sensors 3, 3'and force sensors 4, 4 ', and control with force feedback is performed by the control rules 5, 6 of each manipulator. Has been done. Specifically, the system is capable of adjusting the apparent dynamics of the manipulator by performing compliance control and adjusting the compliance control variable of the control law, and setting motion characteristics suitable for work and operation for each manipulator. ing. When the remote operation system performs a master slave operation, the master slave operation switch 7 is turned on and information can be transmitted and received by remote communication. The output position obtained from the position sensor 3 of the master side manipulator 1 is sent as a master command 8 which is the target position of the slave side manipulator 2, while the force information obtained from the force sensor 4 ′ of the slave side manipulator 2 is the master. Side manipulator 1
Sent as force feedback information 9. The compliance control variables of each of the manipulator control laws 5 and 6 described above can be adjusted by the control law adjusting device 10. The manipulator 1 on the master side is adjusted to provide a desired operation feeling, and the manipulator 2 on the slave side is suitable for work. Adjusted to provide the desired operating characteristics. When performing this adjustment, the control law adjusting device 10 operates the master slave operation switch to turn off the switch, and does not perform the master slave operation of the master-side manipulator 1 and the slave-side manipulator 2 but separates the operation of each manipulator. Do it in the open state. When adjusting the operating characteristics of the slave side manipulator 2 at a remote location, the control law adjusting device 10 transfers the control variable of the slave side control law to the master side control law, and applies the slave side control law to the master side control law. Thus, the master-side manipulator 1 is given the same operating characteristics as the slave-side manipulator 2, and the control variable of the slave-side manipulator 2 is adjusted while operating the master-side manipulator 1 that is close to the slave-side manipulator 2. In the above-mentioned compliance control, by adjusting the compliance control variable while actually testing the behavior of the contact operation of the manipulator, it is possible to adjust the operation characteristics such as escape and reaction force against the force applied at the time of contact. When the desired operation characteristic is obtained, the control law adjusting device returns the master side control law to the original control variables for master side control, and transfers the control variables adjusted for the slave side manipulator 2 to the slave side control law 6 again. Then, the master slave operation switch is operated to turn on the switch so that the master slave operation can be performed and each manipulator is operated. According to this embodiment,
By making the master side manipulator 1 near the operator reproduce the same motion characteristic as the slave side manipulator 2 at a remote place, it is equivalent to adjusting the motion characteristic while operating the slave side manipulator 2 up close. Thus, the operating characteristics of the slave side manipulator 2 at a remote place can be adjusted.
【０００６】この発明の第２の実施の形態の遠隔操作方
法について、図３に基づいて説明する。図３に示す遠隔
操作システムは、マスタ側マニピュレータ１とスレイブ
側マニピュレータ２は、異構造のマニピュレータであっ
てよい。各マニピュレータ１，２には位置センサ３、
３’と力センサ４、４’が装備されており、それぞれの
マニピュレータの制御則５、６によって、力フィードバ
ックを伴った制御が施されている。具体的には、コンプ
ライアンス制御を施し、制御則のコンプライアンス制御
変数を調整することでマニピュレータの見かけのダイナ
ミクスを調整し、作業および操作に適した動作特性を各
マニピュレータに設定することができるシステムになっ
ている。マスタ側の制御に関しては、力のフィードバッ
クを行うマスタ側制御則５と、スレイブ側動作モデル追
従制御が選択可能になっている。スレイブ側動作モデル
追従制御は、スレイブ側マニピュレータ２の動作モデル
１１とスレイブ側制御則１２によって、数値的にスレイ
ブ側マニピュレータ２の制御動作を再現できるように
し、この再現したスレイブ側マニピュレータ２の制御動
作にマスタ側マニピュレータ１を軌道追従制御（１３）
することによって、スレイブ側マニピュレータ２の手先
効果器の運動をマスタ側マニピュレータ１の手先効果器
の運動として再現させるようにしている。A remote control method according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the remote operation system shown in FIG. 3, the master side manipulator 1 and the slave side manipulator 2 may be manipulators having different structures. Each manipulator 1, 2 has a position sensor 3,
3'and force sensors 4, 4'are provided, and control with force feedback is performed by the control rules 5, 6 of the respective manipulators. Specifically, the system is capable of adjusting the apparent dynamics of the manipulator by performing compliance control and adjusting the compliance control variable of the control law, and setting motion characteristics suitable for work and operation for each manipulator. ing. Regarding control on the master side, master side control law 5 for feedback of force and slave side motion model follow-up control can be selected. The slave side motion model follow-up control enables the control motion of the slave side manipulator 2 to be numerically reproduced by the motion model 11 of the slave side manipulator 2 and the slave side control law 12, and the reproduced control motion of the slave side manipulator 2 Tracking control of master side manipulator 1 (13)
By doing so, the motion of the hand effector of the slave side manipulator 2 is reproduced as the motion of the hand effector of the master side manipulator 1.
【０００７】この遠隔操作システムがマスタスレイブ動
作を行う際には、マスタスレイブ動作スイッチ７を入れ
て遠隔通信によって情報の送受信が可能にすると同時
に、マスタ側ではマスタ側制御則５を選択して有効にす
る。この状態では、マスタ側マニピュレータ１の位置セ
ンサ３から得られる出力位置はスレイブ側マニピュレー
タ２の目標位置であるところのマスタ指令８として送ら
れ、一方、スレイブ側マニピュレータ２の力センサ４’
から得られる力情報はマスタ側マニピュレータ１への力
帰還情報９として送られる。前述した各マニピュレータ
制御則のコンプライアンス制御変数はいずれも制御則調
整装置１０によって調整可能で、マスタ側マニピュレー
タ１では望ましい操作感覚を提供するように調整し、ス
レイブ側マニピュレータ２では作業に適した動作特性を
提供するように調整する。この調整を行なう際は、制御
則調整装置１０はマスタスレイブ動作スイッチ７を操作
してスイッチを切り、マスタ側マニピュレータ１とスレ
イブ側マニピュレータ２のマスタスレイブ動作を行わ
ず、各々のマニピュレータの動作を独立させた状態で行
う。マスタ側マニピュレータ１の動作特性を設定する際
は、マスタ側ではマスタ側制御則を選択して有効にし、
その動作が望ましい特性になるよう、動作を確認しなが
ら調整する。また、遠隔地にあるスレイブ側マニピュレ
ータ２の動作特性を設定する際は、マスタ側ではスレイ
ブ側動作モデル追従制御を選択して有効にし、制御則調
整装置１０はスレイブ側制御則６の制御変数をマスタ側
にあるスレイブ側制御則１２に移す。すると、前述した
スレイブ側動作モデル追従制御の働きによって、スレイ
ブ側マニピュレータ２の手先効果器の運動をマスタ側マ
ニピュレータ１の手先効果器の運動として再現させる。
すなわち、マスタ側マニピュレータ１の手先効果器にス
レイブ側マニピュレータ２の手先効果器と同じ動作特性
を与え、間近にあるマスタ側マニピュレータ１をスレイ
ブ側マニピュレータ２にみたてて動作させながら、スレ
イブ側マニピュレータ２の制御変数を調整することが可
能になる。望みの動作特性が得られたら、制御則調整装
置はマスタ側制御則を本来のマスタ側制御用の制御変数
に戻し、スレイブ側マニピュレータ２用に調整した制御
変数を改めてスレイブ側制御則に転送して適用し、マス
タスレイブ動作スイッチを操作してスイッチを入れ、マ
スタスレイブ動作ができる状態にして各々のマニピュレ
ータを動作させる。この実施の形態によれば、マスタ側
マニピュレータ１とスレイブ側マニピュレータ２が異な
る機構や形状を有しているとしても、スレイブ側マニピ
ュレータ２の手先効果器の運動を、マスタ側マニピュレ
ータ１の手先効果器の運動として模擬的に再現させるこ
とができるので、請求項１記載の遠隔操作方法と同様
に、操作者の間近にあるマスタ側マニピュレータ１に、
遠隔地にあるスレイブ側マニピュレータ２と同じ動作特
性を再現させることにより、スレイブ側マニピュレータ
２を間近で動作させながらその動作特性を調整するのと
等しい感覚で、遠隔地にあるスレイブ側マニピュレータ
２の動作特性を調整することができる。When the remote operation system performs a master slave operation, the master slave operation switch 7 is turned on to enable transmission and reception of information by remote communication, and at the same time, the master side control law 5 is selected and effective. To In this state, the output position obtained from the position sensor 3 of the master side manipulator 1 is sent as the master command 8 which is the target position of the slave side manipulator 2, while the force sensor 4 ′ of the slave side manipulator 2 is sent.
The force information obtained from is sent as force feedback information 9 to the master side manipulator 1. The compliance control variables of the manipulator control laws described above can be adjusted by the control law adjusting device 10. The manipulator 1 on the master side is adjusted so as to provide a desired operation feeling, and the manipulator 2 on the slave side is operated with suitable operating characteristics. Adjust to provide. When performing this adjustment, the control law adjusting device 10 operates the master slave operation switch 7 to turn off the switch, and does not perform the master slave operation of the master-side manipulator 1 and the slave-side manipulator 2 but independently operates each manipulator. It is done in the state where it was made. When setting the operating characteristics of the master side manipulator 1, on the master side, select the master side control law and enable it,
Make adjustments while checking the operation so that the operation has the desired characteristics. When setting the operation characteristics of the slave side manipulator 2 at a remote location, the slave side operation model follow-up control is selected and enabled on the master side, and the control law adjusting device 10 sets the control variable of the slave side control law 6 to the control variable. Move to slave side control law 12 on the master side. Then, the motion of the hand effector of the slave side manipulator 2 is reproduced as the motion of the hand effector of the master side manipulator 1 by the action of the slave side motion model tracking control described above.
That is, the same effect characteristics as those of the hand effector of the slave side manipulator 2 are given to the hand effector of the master side manipulator 1, and the slave side manipulator 2 is operated while operating the master side manipulator 1 close to the slave side manipulator 2. It becomes possible to adjust the control variable of. When the desired operation characteristic is obtained, the control law adjusting device returns the master side control law to the original control variables for master side control, and transfers the control variables adjusted for the slave side manipulator 2 to the slave side control law again. Then, the master slave operation switch is operated to turn on the switch so that the master slave operation can be performed and each manipulator is operated. According to this embodiment, even if the master side manipulator 1 and the slave side manipulator 2 have different mechanisms and shapes, the movement of the hand effector of the slave side manipulator 2 is performed by the hand effector of the master side manipulator 1. Since it can be reproduced in a simulated manner as a motion of the robot, the master-side manipulator 1 in the vicinity of the operator,
By reproducing the same operating characteristics as the slave side manipulator 2 in a remote location, the operation of the slave side manipulator 2 in a remote location can be performed with the same feeling as adjusting the operating characteristics while operating the slave side manipulator 2 up close. The characteristics can be adjusted.
【０００８】[0008]
【発明の効果】以上述べたように、請求項１記載の遠隔
操作方法によれば、操作者の間近にあるマスタ側マニピ
ュレータに、遠隔地にあるスレイブ側マニピュレータと
同じ動作特性を再現させることにより、スレイブ側マニ
ピュレータを間近で動作させながらその動作特性を調整
するのと等しい感覚で、遠隔地にあるスレイブ側マニピ
ュレータの動作特性を調整することができる。請求項２
記載の遠隔操作方法によれば、マスタ側マニピュレータ
とスレイブ側マニピュレータが異なる機構や形状を有し
ているとしても、スレイブ側マニピュレータの手先効果
器の運動を、マスタ側マニピュレータの手先効果器の運
動として模擬的に再現させることができるので、請求項
１記載の遠隔操作方法と同様に、操作者の間近にあるマ
スタ側マニピュレータに、遠隔地にあるスレイブ側マニ
ピュレータと同じ動作特性を再現させることにより、ス
レイブ側マニピュレータを間近で動作させながらその動
作特性を調整するのと等しい感覚で、遠隔地にあるスレ
イブ側マニピュレータの動作特性を調整することができ
る。As described above, according to the remote operation method of the first aspect, the master side manipulator in the vicinity of the operator reproduces the same operation characteristic as the slave side manipulator in the remote place. , The operating characteristics of the slave manipulator at a remote location can be adjusted with the same feeling as adjusting the operating characteristics of the slave manipulator while operating it close. Claim 2
According to the remote operation method described, even if the master side manipulator and the slave side manipulator have different mechanisms and shapes, the movement of the hand effector of the slave side manipulator is regarded as the movement of the hand effector of the master side manipulator. Since it can be simulated, the master side manipulator in the vicinity of the operator reproduces the same operation characteristic as the slave side manipulator in a remote place, as in the remote operation method according to claim 1. It is possible to adjust the operation characteristics of the slave-side manipulator at a remote place with the same feeling as adjusting the operation characteristics of the slave-side manipulator while moving it close.
【図１】本発明の遠隔操作方法の構成を示すブロック
図。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a remote control method of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施の形態の遠隔操作方法の構
成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a remote operation method according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第２の実施の形態の遠隔操作方法の構
成を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a remote control method according to a second embodiment of the present invention.
【図４】従来の遠隔操作方法における制御ブロック図。FIG. 4 is a control block diagram in a conventional remote control method.
１． マスタ側マニピュレータ ２． スレイブ側マニピュレータ ３、３’． 位置センサ ４、４’． 力センサ ５． マスタ側制御則 ６． スレイブ側制御則 ７． マスタスレイブ動作スイッチ ８． マスタ指令 ９． 力帰還情報 １０． 制御則調整装置 １１． スレイブ側動作モデル １２． スレイブ側制御則 １３． 軌道追従制御 ３１． モータ ３２． モータを剛性制御する調整可能な制御部 ３３． マニピュレータ構造部 ３４． 逆運動学演算部 1. Master side manipulator 2. Slave side manipulator 3, 3 '. Position sensor 4, 4 '. Force sensor 5. Master side control law 6. Slave side control law 7. Master slave operation switch 8. Master command 9. Force feedback information 10. Control law adjustment device 11. Slave side operation model 12. Slave side control law 13. Orbit tracking control 31. motor 32. Adjustable control unit to control the rigidity of the motor 33. Manipulator structure 34. Inverse kinematics calculator
フロントページの続き (72)発明者 永田 英夫 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内 Ｆターム(参考） 3C007 AS00 BS28 CY02 HS27 JS01 JS07 JT05 JT07 JU12 KS03 KS16 KS33 KV09 LU06 LV04 LW02 5K048 CA08 EA11 EB02 EB12 FC01 FC04 HA01 HA02 Continued front page (72) Inventor Hideo Nagata 2-1, Kurosaki Shiroishi, Hachiman Nishi-ku, Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture Yasukawa Electric Co., Ltd. F-term (reference) 3C007 AS00 BS28 CY02 HS27 JS01 JS07 JT05 JT07 JU12 KS03 KS16 KS33 KV09 LU06 LV04 LW02 5K048 CA08 EA11 EB02 EB12 FC01 FC04 HA01 HA02
Claims (3)
ニピュレータを有し、前記各々のマニピュレータに、位
置検出手段と力検出手段とを有し、さらに、前記各々の
マニピュレータに位置と力のフィードバック制御を行う
制御則と該制御則を調整する制御則調整手段を有し、該
マスタ側マニピュレータと該スレイブ側マニピュレータ
との遠隔通信手段を介して遠隔操作を行うロボット装置
において、 該制御則調整手段は、操作者から遠隔地にあるスレイブ
側マニピュレータの動作特性を設定するにあたり、一旦
該マスタ側マニピュレータと該スレイブ側マニピュレー
タの遠隔通信を切り離し、該マスタ側マニピュレータに
該スレイブ側マニピュレータの制御則を設定し、該スレ
イブ側マニピュレータとは無関係に独立して作業動作さ
せながら制御則を調整し、操作者が望んだ動作特性で動
作することを確認後、改めて該スレイブ側マニピュレー
タに調整済みの制御則を適用して動作させ、再び遠隔通
信を介して遠隔操作を行うことを特徴とするロボットの
遠隔操作方法。1. A control having a master-side manipulator and a slave-side manipulator, each of the manipulators having a position detecting means and a force detecting means, and further performing feedback control of position and force to each of the manipulators. Law and a control law adjusting means for adjusting the control law, the robot apparatus performing remote operation via remote communication means between the master side manipulator and the slave side manipulator, wherein the control law adjusting means is an operator. When setting the operating characteristics of the slave side manipulator in a remote place from, the remote communication between the master side manipulator and the slave side manipulator is once disconnected, the control rule of the slave side manipulator is set in the master side manipulator, and the slave side manipulator is set. Do not operate independently regardless of the side manipulator. After adjusting the control law and confirming that it operates with the operation characteristics desired by the operator, apply the adjusted control law to the slave side manipulator again to operate it, and perform remote operation again via remote communication. A remote control method for a robot characterized by.
て、マスタ側マニピュレータの制御則として、前記フィ
ードバック制御則とスレイブ側動作モデル追従制御を選
択できるようにし、該スレイブ側動作モデル追従制御
は、スレイブ側マニピュレータの動作モデルとスレイブ
側制御則によって、数値的にスレイブ側マニピュレータ
の制御動作を再現できるようにし、この再現したスレイ
ブ側マニピュレータの制御動作にマスタ側マニピュレー
タを軌道追従制御することによって、スレイブ側マニピ
ュレータの手先効果器の運動をマスタ側マニピュレータ
の手先効果器の運動として再現させるようにしたことを
特徴とする遠隔操作方法。2. The remote operation method according to claim 1, wherein the feedback control law and the slave-side motion model follow-up control can be selected as the control rules for the master-side manipulator, and the slave-side motion model follow-up control is performed. It is possible to numerically reproduce the control operation of the slave side manipulator by the operation model of the slave side manipulator and the slave side control law.By controlling the master side manipulator to follow the reproduced control operation of the slave side manipulator, the slave side manipulator can be controlled. A remote operation method characterized in that the motion of the hand effector of the side manipulator is reproduced as the motion of the hand effector of the master side manipulator.
各マニピュレータに位置と力のフィードバック制御を行
う制御則と、を備えたマスタ側マニピュレータおよびス
レイブ側マニピュレータと、 該マスタ側マニピュレータと該スレイブ側マニピュレー
タ間を接続する遠隔通信手段と、から成るロボットの遠
隔操作システムにおいて、 前記遠隔通信手段にマスタスレイブ動作スイッチを介挿
し、 前記制御則を調整する制御則調整手段を備え、該制御則
調整手段は、前記マスタスレイブ動作スイッチの制御
と、マスタ側制御則の制御変数をスレイブ側制御則に移
し、かつスレイブ側制御則の制御変数をマスタ側制御則
に移す制御を行うことができることを特徴とするロボッ
トの遠隔操作システム。3. A position detecting means and a force detecting means, respectively.
A remote controller for a robot, including a master-side manipulator and a slave-side manipulator provided with a control law for performing position and force feedback control on each manipulator, and remote communication means connecting the master-side manipulator and the slave-side manipulator. In the operation system, a master slave operation switch is inserted in the remote communication means, and control law adjusting means for adjusting the control law is provided, and the control law adjusting means controls the master slave operation switch and a master side control law. A remote control system for a robot, which is capable of performing control such that the control variable of the slave side control law is transferred to the slave side control law, and the control variable of the slave side control law is transferred to the master side control law.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001220100A JP2003025259A (en) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | Remote operating method and remote operating system for robot |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011189445A (en) * | 2010-03-15 | 2011-09-29 | Ritsumeikan | Master-slave system and control method thereof |
| JP5330575B1 (en) * | 2012-07-09 | 2013-10-30 | 株式会社東芝 | Interlocking system, control device and control method |
| JP2014004655A (en) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Univ Of Tsukuba | Manipulation system |
| JP2014004656A (en) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Univ Of Tsukuba | Manipulation system |
| TWI574800B (en) * | 2016-07-19 | 2017-03-21 | Robot control system | |
| US20190184565A1 (en) * | 2016-08-04 | 2019-06-20 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method and arrangement for remote control of an environment |
-
2001
- 2001-07-19 JP JP2001220100A patent/JP2003025259A/en not_active Abandoned
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011189445A (en) * | 2010-03-15 | 2011-09-29 | Ritsumeikan | Master-slave system and control method thereof |
| JP2014004655A (en) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Univ Of Tsukuba | Manipulation system |
| JP2014004656A (en) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Univ Of Tsukuba | Manipulation system |
| JP5330575B1 (en) * | 2012-07-09 | 2013-10-30 | 株式会社東芝 | Interlocking system, control device and control method |
| TWI574800B (en) * | 2016-07-19 | 2017-03-21 | Robot control system | |
| US20190184565A1 (en) * | 2016-08-04 | 2019-06-20 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method and arrangement for remote control of an environment |
| US11358279B2 (en) * | 2016-08-04 | 2022-06-14 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method and arrangement for remote control of an environment |
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