JP2007094930A - Operation device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an operation device, capable of carrying out the operation with more degrees of freedom simultaneously and reducing user's fatigue. <P>SOLUTION: The operation device A1 is equipped with s stick 2 that can be translated independently along the mutually-perpendicular direction x and direction y, and a detection means 3, capable of independently detecting the amount of translation of the direction x and the amount of translation of the direction y of the stick 2. The stick 2 can be translated along the direction z that is perpendicular independently to the direction x and to the direction y, and the detection means 3 is capable of independently detecting the amount of translation of the direction z of the stick 2. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、たとえば産業用の6軸ロボットのティーチング作業などに用いられる操作装置に関する。   The present invention relates to an operating device used for teaching work of an industrial 6-axis robot, for example.

図13は、従来の操作装置の一例を示している。同図に示された操作装置Xは、グリップ部91に埋め込まれたトラックボール92を備えている。トラックボール92は、グリップ部91に対して回転可能に支持されている。操作装置Xを用いた操作においては、トラックボール92の回転を、x軸まわりの回転方向αの回転と、y軸まわりの回転方向βの回転とに分解し、それぞれの回転の向きと量を検出する。たとえば、産業用の6軸ロボットのティーチングを行う場合には、回転方向αおよび回転方向βを、上記ロボットの動作を定義する任意の2自由度に対応させる。これにより、トラックボール92を回転させるという操作により、上記ロボットに対して上記2自由度についてのティーチング作業をすることができる。   FIG. 13 shows an example of a conventional operating device. The operating device X shown in the figure includes a trackball 92 embedded in the grip portion 91. The trackball 92 is supported so as to be rotatable with respect to the grip portion 91. In operation using the operating device X, the rotation of the trackball 92 is divided into rotation in the rotation direction α around the x axis and rotation in the rotation direction β around the y axis, and the direction and amount of each rotation are determined. To detect. For example, when teaching an industrial six-axis robot, the rotation direction α and the rotation direction β are made to correspond to any two degrees of freedom that define the operation of the robot. As a result, the operation of rotating the trackball 92 can be performed on the robot with respect to the two degrees of freedom.

しかしながら、上記ロボットは6つの自由度を有していることにより、自動車の溶接工程などをはじめとする3次元空間における複雑な作業が可能とされている。これに対し、トラックボール92により操作可能な自由度は、回転方向αおよび回転方向βの2自由度のみである。このため、上記ロボットの6つの自由度に対して同時に操作を行うことは不可能である。たとえば、追加のトラックボールや、他のボタンなどを用いてさらに操作することが強いられる。使用者にとって、2自由度のみの指示手段であるトラックボールは、甚だ不便である。   However, since the robot has six degrees of freedom, it is possible to perform complicated work in a three-dimensional space including an automobile welding process. On the other hand, the degree of freedom that can be operated by the trackball 92 is only two degrees of freedom in the rotation direction α and the rotation direction β. For this reason, it is impossible to simultaneously operate the six degrees of freedom of the robot. For example, it is forced to further operate using an additional trackball or other buttons. For a user, a trackball which is an instruction means having only two degrees of freedom is very inconvenient.

また、上記ロボットをティーチングするには、たとえば上記ロボットのアームに取り付けられた作業用のツールを基準として、並進3方向、回転3方向の計6自由度について操作することが、効率良くティーチングするのに好ましい。しかし、トラックボール92による操作は、回転操作のみである。この回転操作を上記ロボットの並進動作に当てはめると、実際のロボットを並進させるのにトラックボール92を回転させることを強いられる。これは、使用者が操作しようとする上記ロボットの動きにそぐわない操作であるため、使用者の疲労感を増大させる場合があった。   In order to teach the robot, for example, a total of six degrees of freedom in three translational directions and three rotational directions can be taught efficiently with reference to a working tool attached to the robot arm. Is preferable. However, the operation with the trackball 92 is only a rotation operation. When this rotation operation is applied to the translation operation of the robot, the trackball 92 is forced to rotate to translate the actual robot. Since this is an operation that does not match the movement of the robot that the user wants to operate, the user's feeling of fatigue may increase.

特開平10−240332号公報JP-A-10-240332

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、より多くの自由度について同時に操作することができるとともに、使用者の疲労感を低減することが可能な操作装置を提供することをその課題とする。   The present invention has been conceived under the circumstances described above, and provides an operating device capable of simultaneously operating with a greater degree of freedom and reducing a user's fatigue. The task is to do.

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。   In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.

本発明の第1の側面によって提供される操作装置は、互いに直交する第1方向および第2方向のそれぞれに沿って独立して並進可能な指示手段と、上記指示手段の上記第1方向並進量および上記第2方向並進量を独立して検出可能な検出手段と、を備える操作装置であって、上記指示手段は、上記第1方向および上記第2方向に直交する第3方向に沿って独立して並進可能とされており、上記検出手段は、上記指示手段の上記第3方向並進量をさらに独立して検出可能であることを特徴としている。   The operating device provided by the 1st side of the present invention is the indication means which can be translated independently along each of the 1st direction and the 2nd direction which intersect perpendicularly mutually, and the 1st direction translation amount of the above-mentioned indication means And a detecting unit capable of independently detecting the translation amount in the second direction, wherein the indicating unit is independent along a third direction orthogonal to the first direction and the second direction. The detecting means can detect the third direction translation amount of the indicating means further independently.

このような構成によれば、上記指示手段により互いに異なる3つの方向について並進量を指示することが可能である。したがって、3次元空間における様々な並進移動の操作を適切に行うことができる。   According to such a configuration, it is possible to instruct the translation amount in three different directions by the instruction means. Therefore, various translational movement operations in the three-dimensional space can be appropriately performed.

本発明の第2の側面によって提供される操作装置は、互いに直交する第1方向および第2方向に沿って延びる第1軸および第2軸のそれぞれまわりに独立して回転可能な指示手段と、上記指示手段の上記第1軸まわり回転量および上記第2軸まわり回転量を独立して検出可能な検出手段と、を備える操作装置であって、上記指示手段は、上記第1方向および上記第2方向に直交する第3方向に沿って延びる第3軸まわりにさらに独立して回転可能とされており、上記検出手段は、上記指示手段の上記第3軸まわり回転量をさらに独立して検出可能であることを特徴としている。   The operating device provided by the second aspect of the present invention includes an indicating means capable of independently rotating around each of a first axis and a second axis extending along a first direction and a second direction orthogonal to each other; And an detecting device capable of independently detecting the amount of rotation about the first axis and the amount of rotation about the second axis of the indicating means, wherein the indicating means includes the first direction and the first direction. Rotation is further independently possible around a third axis extending along a third direction orthogonal to two directions, and the detection means further independently detects the amount of rotation around the third axis of the indication means. It is characterized by being possible.

このような構成によれば、上記指示手段により互いに異なる3つの回転方向について回転量を指示することが可能である。したがって、3次元空間におけるロボットの姿勢変更など様々な回転移動の操作を適切に行うことができる。   According to such a structure, it is possible to instruct | indicate the rotation amount about three mutually different rotation directions by the said instruction | indication means. Accordingly, various rotational movement operations such as changing the posture of the robot in the three-dimensional space can be appropriately performed.

本発明の第3の側面によって提供される操作装置は、並進または回転可能な指示手段と、上記指示手段の並進量または回転量を検出可能な検出手段と、を備える操作装置であって、上記指示手段は、互いに直交する第1方向、第2方向、および第3方向に沿って独立に並進可能であるとともに、上記第1方向、上記第2方向、および上記第3方向に沿って延びる第1軸、第2軸、および第3軸のそれぞれまわりに独立して回転可能であり、上記検出手段は、上記指示手段の上記第1方向並進量、上記第2方向並進量、および上記第3方向並進量と、上記指示手段の上記第1軸まわり回転量、上記第2軸まわり回転量、および上記第3軸まわり回転量と、を独立して検出可能であることを特徴としている。   An operating device provided by the third aspect of the present invention is an operating device comprising: an indicating means capable of translation or rotation; and a detecting means capable of detecting the translation amount or the rotation amount of the indicating means, The indicating means can be independently translated along a first direction, a second direction, and a third direction orthogonal to each other, and extends in the first direction, the second direction, and the third direction. The detection means can rotate independently around each of the first axis, the second axis, and the third axis, and the detection means includes the first direction translation amount, the second direction translation amount, and the third direction of the indication means. It is characterized in that the direction translation amount, the rotation amount around the first axis, the rotation amount around the second axis, and the rotation amount around the third axis of the instruction means can be detected independently.

このような構成によれば、3方向の並進および3回転方向の回転の計6自由度について、上記指示手段によって指示することが可能である。したがって、たとえば産業用の6軸ロボットの操作を多数のスイッチなどによらず、1つの上記指示手段を用いて指示することにより操作することができる。これは、上記操作装置の構成を簡便化するとともに、使用者の疲労感を軽減するのに適している。   According to such a configuration, it is possible to instruct the instructing means for a total of six degrees of freedom of translation in three directions and rotation in three rotation directions. Therefore, for example, the operation of the industrial 6-axis robot can be operated by instructing using one of the above-mentioned instruction means without depending on a large number of switches. This is suitable for simplifying the configuration of the operating device and reducing the fatigue of the user.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記検出手段に対して、上記指示手段の並進量のみを検出する並進量検出モードと、上記指示手段の回転量のみを検出する回転量検出モードと、の検出モード切替を行う検出モード切替手段をさらに備える。このような構成によれば、上記指示手段を用いた指示において、並進と回転とが誤って検出されることを防止することができる。   In a preferred embodiment of the present invention, the detection means includes a translation amount detection mode for detecting only the translation amount of the instruction means, and a rotation amount detection mode for detecting only the rotation amount of the instruction means. Detection mode switching means for performing detection mode switching is further provided. According to such a configuration, translation and rotation can be prevented from being erroneously detected in the instruction using the instruction means.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記指示手段に対して、並進のみを許容し回転を阻止する並進モードと、回転のみを許容し並進を阻止する回転モードと、の動作モード切替を行う動作モード切替手段をさらに備える。このような構成によれば、たとえば上記ロボットに並進動作をさせるときには上記指示手段を並進モードとし、上記ロボットに回転動作をさせるときには上記指示手段を回転モードとするといった使用方法が可能となる。これにより、上記ロボットの実際の動きと上記操作装置における指示動作とが同じ性質の動きとなる。したがって、使用者の感覚に沿った操作を実現できる。   In a preferred embodiment of the present invention, an operation for switching the operation mode between the translation mode in which only the translation is allowed and the rotation is prevented and the rotation mode in which only the rotation is allowed and the translation is prevented is performed on the instruction means. A mode switching means is further provided. According to such a configuration, for example, when the robot performs a translation operation, the instruction unit is set in a translation mode, and when the robot performs a rotation operation, the instruction unit is set in a rotation mode. As a result, the actual movement of the robot and the instruction movement in the operating device have the same nature. Therefore, the operation according to the user's sense can be realized.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記検出手段は、上記第1方向において、上記指示手段を挟んで対向配置された1対の第1弾性部材と、上記1対の第1弾性部材に生じた弾性力を検出する1対の第1検出器と、上記第2方向において、上記指示手段を挟んで対向配置された1対の第2弾性部材と、上記1対の第2弾性部材に生じた弾性力を検出する1対の第2検出器と、を含んでいる。このような構成によれば、上記指示手段をその中立位置へと自然復帰させることができる。これにより、上記操作装置を用いた作業の煩わしさを低減することが可能である。また、たとえば上記ロボットの動作速度を上記指示手段の並進量に比例させれば、速い速度で動かすときほど大きな操作力が必要となる。これは、高速で上記ロボットなどを動作させていることを使用者に意識させるのに好適である。   In a preferred embodiment of the present invention, the detection means is generated in the pair of first elastic members and the pair of first elastic members arranged opposite to each other with the instruction means interposed therebetween in the first direction. A pair of first detectors that detect the elastic force, a pair of second elastic members that are opposed to each other with the indicating means interposed therebetween in the second direction, and the pair of second elastic members. And a pair of second detectors for detecting the elastic force. According to such a configuration, the indicating means can be naturally returned to its neutral position. Thereby, it is possible to reduce the troublesomeness of work using the operating device. For example, if the operation speed of the robot is proportional to the translation amount of the instruction means, a larger operating force is required as the robot moves at a higher speed. This is suitable for making the user aware that the robot is operating at high speed.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記検出手段は、上記第1弾性部材の少なくとも一部が上記第2方向に変位したことを検知する第1変位検出器と、上記第2弾性部材の少なくとも一部が上記第1方向に変位したことを検知する第2変位検出器と、をさらに含んでいる。このような構成によれば、上記指示手段について上記第3軸まわりの回転の向きを適切に検出することができる。   In a preferred embodiment of the present invention, the detection means includes a first displacement detector that detects that at least a part of the first elastic member is displaced in the second direction, and at least the second elastic member. And a second displacement detector for detecting that a part has been displaced in the first direction. According to such a configuration, it is possible to appropriately detect the direction of rotation about the third axis with respect to the instruction means.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記検出手段は、上記第1弾性部材および上記第2弾性部材の少なくとも一部ずつが上記第3方向に変位したことを検知する第3変位検出器をさらに含んでいる。このような構成によれば、上記第3方向における並進移動の向きを適切に検出することができる。   In a preferred embodiment of the present invention, the detection means further includes a third displacement detector that detects that at least a part of each of the first elastic member and the second elastic member is displaced in the third direction. Contains. According to such a configuration, it is possible to appropriately detect the direction of translational movement in the third direction.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。   Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図1〜図3は、本発明に係る操作装置の第1実施形態を示している。本実施形態の操作装置A1は、図1に示すケース1、図2に示すスティック2、検出手段3を備えており、方向x,y,zにおける並進および回転方向α,β,γにおける回転の計6自由度の操作が可能に構成されている。操作装置A1は、たとえば産業用の6軸ロボットのティーチングに用いられる装置であり、上記ロボットの固定箇所を基準とした、いわゆるグローバル座標系、あるいは上記ロボットのアーム先端に取り付けられたツールの作業点を基準とした、いわゆるツール座標系などにおいて計6自由度の操作を行うためのものである。   1 to 3 show a first embodiment of an operating device according to the present invention. The operating device A1 of the present embodiment includes a case 1 shown in FIG. 1, a stick 2 shown in FIG. 2, and a detection means 3, which translate in directions x, y, and z and rotate in directions of rotation α, β, and γ. A total of six degrees of freedom can be operated. The operating device A1 is a device used for teaching an industrial six-axis robot, for example, and is a so-called global coordinate system based on a fixed position of the robot, or a work point of a tool attached to the end of the robot arm. Is used to perform a total of six degrees of freedom in a so-called tool coordinate system or the like.

ケース1は、図1に示すように全体として扁平な直方体形状となっているのが一般的であり、たとえば樹脂製である。ケース1は、スティック2および検出手段3などを支持および保護するためのものである。ケース1には、スティック2のほかに、上記ロボットの駆動電源スイッチ、上記グローバル座標系および上記ツール座標系などの座標系切替ボタンなどが適宜配置されている。また、ケース1には、ケーブル6が接続されている。ケーブル6は、たとえば上記ロボットの制御盤(図示略)に繋がっており、スティック2、上記スイッチ、上記ボタンなどによる使用者の指示入力を上記制御盤を介して上記ロボットへと伝達するためのものである。   As shown in FIG. 1, the case 1 generally has a flat rectangular parallelepiped shape as a whole, and is made of, for example, resin. Case 1 is for supporting and protecting the stick 2, the detection means 3, and the like. In the case 1, in addition to the stick 2, a driving power switch of the robot, coordinate system switching buttons such as the global coordinate system and the tool coordinate system, and the like are appropriately arranged. A cable 6 is connected to the case 1. The cable 6 is connected to, for example, a control panel (not shown) of the robot, and transmits a user's instruction input by the stick 2, the switch, the button, etc. to the robot via the control panel. It is.

スティック2は、使用者が操作装置A1に対して指示入力するためのものであり、一端側が略球形状とされた棒状部材である。スティック2には、ボタン21aおよび突起21bが設けられている。図3に示すようにボタン21aが図中上方に突出しているときには、突起21bは、スティック2内に格納されている。一方、ボタン21aが図中下方に押し下げられると、突起21bは、スティック2から図中下方に突出する。突起21bが突出状態とされると、突起21bの先端は、ケース1に固定された支持部21cの凹部に進入する。ボタン21a,突起21bおよび支持部21cは、並進モードと回転モードとを切り替えるモード切替手段21の構成要素の一部である。   The stick 2 is used for a user to input an instruction to the operation device A1, and is a rod-shaped member having one end that is substantially spherical. The stick 2 is provided with a button 21a and a protrusion 21b. As shown in FIG. 3, when the button 21 a protrudes upward in the drawing, the protrusion 21 b is stored in the stick 2. On the other hand, when the button 21a is pushed downward in the figure, the protrusion 21b protrudes downward from the stick 2 in the figure. When the protrusion 21 b is in the protruding state, the tip of the protrusion 21 b enters the recess of the support portion 21 c fixed to the case 1. The button 21a, the protrusion 21b, and the support portion 21c are part of the components of the mode switching unit 21 that switches between the translation mode and the rotation mode.

スティック2は、ガイド22x、22yに対して摺動可能に支持されている。ガイド22x、22yは、スティック2を方向xおよび方向yのそれぞれにおいて独立に並進可能とするためのものである。ガイド22xは、ケース1に対して方向yにおいて並進可能に支持されている。ガイド22yは、ケース1に対して方向xにおいて並進可能に支持されている。   The stick 2 is slidably supported with respect to the guides 22x and 22y. The guides 22x and 22y are for enabling the stick 2 to translate independently in each of the direction x and the direction y. The guide 22x is supported so as to be able to translate with respect to the case 1 in the direction y. The guide 22y is supported so as to be able to translate with respect to the case 1 in the direction x.

検出手段3は、制御部30、1対ずつの圧力センサ31x,31y、2対ずつの近接センサ32x,32y、4対のタッチセンサ33、1対ずつのバネ35x,35yを含んでいる。1対ずつのバネ35x,35yは、それぞれの一端がスティック2に連結されている。1対のバネ35xは、スティック2を挟んで方向xにおいて対向配置されており、ガイド22x内に格納されている。1対のバネ35yは、スティック2を挟んで方向yにおいて対向配置されており、ガイド22y内に格納されている。   The detection means 3 includes a control unit 30, one pair of pressure sensors 31x and 31y, two pairs of proximity sensors 32x and 32y, four pairs of touch sensors 33, and one pair of springs 35x and 35y. One end of each pair of springs 35 x and 35 y is connected to the stick 2. The pair of springs 35x are arranged to face each other in the direction x with the stick 2 interposed therebetween, and are stored in the guide 22x. The pair of springs 35y are arranged to face each other in the direction y across the stick 2 and are stored in the guide 22y.

1対ずつの圧力センサ31x,31yは、それぞれガイド22x,22yの両端寄りに配置されている。1対ずつの圧力センサ31x,31yには、1対ずつのバネ35x,35yの他端がそれぞれ連結されている。これにより、1対の圧力センサ31xは、スティック2の方向xにおける並進により1対のバネ35xに生じた弾性力の方向および大きさを検知可能とされている。また、1対の圧力センサ31yは、スティック2の方向yにおける並進により1対のバネ35yに生じた弾性力の方向および大きさを検知可能とされている。   The pair of pressure sensors 31x and 31y are arranged near both ends of the guides 22x and 22y, respectively. The other ends of the pair of springs 35x and 35y are connected to the pair of pressure sensors 31x and 31y, respectively. Thus, the pair of pressure sensors 31x can detect the direction and magnitude of the elastic force generated in the pair of springs 35x due to the translation in the direction x of the stick 2. Further, the pair of pressure sensors 31y can detect the direction and magnitude of the elastic force generated in the pair of springs 35y due to translation in the direction y of the stick 2.

2対ずつの近接センサ32x,32yは、それぞれガイド22x,22yの内面においてバネ35x,35yを挟んで対向配置されている。近接センサ32x、32yは、バネ35x,35yが一定距離以上に近づいたことを検知するためのものである。   Two pairs of proximity sensors 32x and 32y are arranged opposite to each other on the inner surfaces of the guides 22x and 22y with the springs 35x and 35y interposed therebetween. The proximity sensors 32x and 32y are for detecting that the springs 35x and 35y are approaching a certain distance.

4対のタッチセンサ33は、図2に示すように、ガイド22x,22yの両端寄りに配置されている。図3に示すように、各対のタッチセンサ33は、バネ35xまたはバネ35yを挟んで方向zにおいて対向配置されている。各タッチセンサ33は、バネ35x,35yが接触したことを検知可能とされている。   As shown in FIG. 2, the four pairs of touch sensors 33 are arranged near both ends of the guides 22x and 22y. As shown in FIG. 3, each pair of touch sensors 33 is disposed to face each other in the direction z with the spring 35 x or the spring 35 y interposed therebetween. Each touch sensor 33 can detect that the springs 35x and 35y are in contact.

図2に示すように、制御部30には、1対ずつの圧力センサ31x,31y、2対ずつの近接センサ32x,32y、4対のタッチセンサ33、1対ずつのバネ35x,35yが接続されている。制御部30は、後述するアルゴリズムによりスティック2の並進量および回転量を算出するためのものである。また、制御部30の機能の一部は、上述したモード切替手段21の構成要素となっている。   As shown in FIG. 2, the control unit 30 is connected to one pair of pressure sensors 31x and 31y, two pairs of proximity sensors 32x and 32y, four pairs of touch sensors 33, and one pair of springs 35x and 35y. Has been. The control unit 30 is for calculating the translation amount and the rotation amount of the stick 2 by an algorithm described later. A part of the function of the control unit 30 is a component of the mode switching means 21 described above.

次に、操作装置A1を用いた操作方法について、以下に説明する。   Next, an operation method using the operation device A1 will be described below.

まず、スティック2を方向x、方向y、方向zに並進させる並進モードにおける操作方法について説明する。並進モードで操作する場合、図4に示すように、ボタン21aを図中上方へと突出させ、突起21bがスティック2内に格納された状態としておく。ボタン21aが上方位置にあることをセンサ(図示略)により検出し、この信号により制御部30の処理を並進モードに切替える。   First, an operation method in the translation mode in which the stick 2 is translated in the direction x, the direction y, and the direction z will be described. When operating in the translation mode, as shown in FIG. 4, the button 21 a is protruded upward in the figure, and the protrusion 21 b is stored in the stick 2. It is detected by a sensor (not shown) that the button 21a is in the upper position, and the processing of the control unit 30 is switched to the translation mode by this signal.

図4は、スティック2を方向xに並進させる場合を示している。スティック2を方向x図中左方に並進させる。この動作により、1対のバネ35xに弾性力が生じる。方向x図中左方を正とすると、各圧力センサ31xには、同じ方向を向く(+Fx)の力が作用する。ここで、Fxは、バネ35xに生じる弾性力の絶対値である。バネ35xのバネ定数をkx、スティック2の方向xにおける並進量をΔxとすると、Fx=kx×Δxである。したがって、1対の圧力センサ31xからの出力を制御部30に取り込むことにより、スティック2の方向xにおける並進運動の方向および並進量Δxを検出することができる。たとえば、スティック2の方向xにおける並進を、上記ロボットのツール座標系における1自由度の並進移動に対応させた場合、上記ロボットの上記作業用ツールが上記1自由度について並進する。このときの並進速度は、スティック2の並進量Δxに比例させる。   FIG. 4 shows a case where the stick 2 is translated in the direction x. The stick 2 is translated leftward in the direction x. By this operation, an elastic force is generated in the pair of springs 35x. If the left side in the direction x diagram is positive, a force (+ Fx) in the same direction acts on each pressure sensor 31x. Here, Fx is an absolute value of the elastic force generated in the spring 35x. When the spring constant of the spring 35x is kx and the translation amount in the direction x of the stick 2 is Δx, Fx = kx × Δx. Therefore, the direction of the translational motion and the translation amount Δx in the direction x of the stick 2 can be detected by taking the outputs from the pair of pressure sensors 31 x into the control unit 30. For example, when the translation of the stick 2 in the direction x corresponds to a translational movement with one degree of freedom in the tool coordinate system of the robot, the working tool of the robot translates with respect to the one degree of freedom. The translation speed at this time is proportional to the translation amount Δx of the stick 2.

スティック2を方向yに移動させた場合は、上述した方向xにおける並進と同様に、1対の圧力センサ31yに1対のバネ35yの弾性力が作用する。各圧力センサ31yによって、この弾性力の絶対値Fy=ky×Δy(kyは、バネ35yのバネ定数、Δyは、スティック2の方向yにおける並進量)とその方向を検知する。そして、1対の圧力センサ31yからの出力を制御部30に取り込むことにより、スティック2の方向yにおける並進運動の方向および並進量Δyを検出することができる。スティック2の方向yにける並進は、上記ツール座標系における他の自由度の並進移動に対応させる。   When the stick 2 is moved in the direction y, the elastic force of the pair of springs 35y acts on the pair of pressure sensors 31y as in the translation in the direction x described above. Each pressure sensor 31y detects the absolute value Fy = ky × Δy of the elastic force (ky is the spring constant of the spring 35y, Δy is the translation amount in the direction y of the stick 2) and its direction. The direction of the translational motion and the translation amount Δy in the direction y of the stick 2 can be detected by taking the outputs from the pair of pressure sensors 31y into the control unit 30. The translation in the direction y of the stick 2 corresponds to a translational movement with another degree of freedom in the tool coordinate system.

以上の説明から理解されるようにスティック2の方向xおよび方向yにおける並進量は、1対ずつの圧力センサ31x,31yを用いて各別に検出可能である。したがって、スティック2を方向xおよび方向yにおいて同時に並進させても、方向xおよび方向yそれぞれの並進量が検出される。   As understood from the above description, the translation amount of the stick 2 in the direction x and the direction y can be detected separately using the pair of pressure sensors 31x and 31y. Therefore, even if the stick 2 is translated simultaneously in the direction x and the direction y, the translation amounts in the direction x and the direction y are detected.

図5は、スティック2を方向z図中上方へと並進させた状態を示している。この場合、1対ずつのバネ35x,35yは、ともに伸ばされることとなる。図示されたように、1対のバネ35xを例にすると、各バネ35xの伸びは、スティック2の方向zにおける並進量Δzに比例する。このときに各バネ35xの伸びの絶対値をΔxzとすると、1対の圧力センサ31xには、互いの方向が反対であり、絶対値がFxz=kx×Δxzである弾性力(+Fxz)と(−Fxz)とが作用する。   FIG. 5 shows a state in which the stick 2 is translated upward in the direction z. In this case, the pair of springs 35x and 35y are both extended. As illustrated, when a pair of springs 35 x is taken as an example, the extension of each spring 35 x is proportional to the translation amount Δz in the direction z of the stick 2. At this time, if the absolute value of the extension of each spring 35x is Δxz, the pair of pressure sensors 31x have an elastic force (+ Fxz) in which the directions are opposite to each other and the absolute value is Fxz = kx × Δxz ( -Fxz).

ここで、1対の圧力センサ31xに弾性力が作用するケースとして、上述したようにスティック2が方向xにおいて並進した場合がある。この場合、各圧力センサ31xに作用する弾性力は、同じ方向を向く弾性力(+Fx)である。したがって、スティック2を方向xおよび方向zにおいて同時に並進させた場合には、一方の圧力センサ31xには(+Fx)+(+Fxz)の弾性力が作用し、他方の圧力センサ31xには、(+Fx)+(−Fxz)の弾性力が作用する。したがって、1対の圧力センサ31xに作用した弾性力の和を制御部30により演算すると、(+2Fx)のみが残る。これは、スティック2の方向xにおける並進量の検出に利用できる。一方、1対の圧力センサ31xに作用した弾性力の差を制御部30により演算すると、(+2Fxz)のみが残る。これは、スティック2の方向zにおける並進量Δzの絶対値の検出に利用できる。これにあわせて、スティック2の方向zにおける並進方向を各対のタッチセンサ33により検出する。すなわち、図5に示すように、スティック2が図中上方に並進させられると、図中上側のタッチセンサ33がon状態となる。これにより、スティック2の方向zにおける並進の方向を検出することができる。スティック2の方向zにおける並進は、たとえば上記ツール座標系において上記ツールを対象物に対して進退させる方向における並進に対応させるとよい。すなわち、上述したスティック2の方向xおよび方向yにおける並進は、上記進退方向とそれぞれ直交する方向における並進に対応させることとなる。なお、方向xに代えて方向yにおける並進が方向zにおける並進と同時になされた場合も同様である。   Here, as a case where an elastic force acts on the pair of pressure sensors 31x, the stick 2 may be translated in the direction x as described above. In this case, the elastic force acting on each pressure sensor 31x is an elastic force (+ Fx) that faces in the same direction. Therefore, when the stick 2 is translated simultaneously in the direction x and the direction z, an elastic force of (+ Fx) + (+ Fxz) acts on one pressure sensor 31x, and (+ Fx) acts on the other pressure sensor 31x. ) + (− Fxz) elastic force acts. Therefore, when the control unit 30 calculates the sum of the elastic forces acting on the pair of pressure sensors 31x, only (+ 2Fx) remains. This can be used for detecting the amount of translation in the direction x of the stick 2. On the other hand, if the controller 30 calculates the difference in elastic force acting on the pair of pressure sensors 31x, only (+ 2Fxz) remains. This can be used to detect the absolute value of the translation amount Δz in the direction z of the stick 2. In accordance with this, the translation direction in the direction z of the stick 2 is detected by each pair of touch sensors 33. That is, as shown in FIG. 5, when the stick 2 is translated upward in the drawing, the upper touch sensor 33 in the drawing is turned on. Thereby, the translation direction in the direction z of the stick 2 can be detected. The translation in the direction z of the stick 2 may correspond to, for example, translation in a direction in which the tool advances and retracts with respect to the object in the tool coordinate system. That is, the translation of the stick 2 in the direction x and the direction y corresponds to the translation in the direction orthogonal to the advance / retreat direction. The same applies when translation in the direction y is performed simultaneously with translation in the direction z instead of the direction x.

以上より、操作装置A1は、スティック2の方向x,方向y,方向zのそれぞれにおける並進量を独立して検出可能とされている。   As described above, the controller device A1 can independently detect the translation amounts of the stick 2 in the direction x, the direction y, and the direction z.

次に、スティック2を回転方向α、回転方向β、回転方向γに回転させる回転モードにおける操作方法について説明する。回転モードで操作する場合、図6に示すように、ボタン21aを図中下方へと押し込み、突起21bをスティック2から突出させる。突出させられた突起21bは、支持部21cによって支持される。好ましくは、突起21cの先端形状を球状とし、支持部21cにこの球状部分に嵌合する弾性変形可能な凹部を形成しておく。ボタン21aを図中下方へと押し込むと、突起21cの上記球状部が支持部21cの上記凹部を押し広げるようにして進入し嵌合する。この状態においては、スティック2は方向x、方向y、方向zにおける並進が阻止され、回転方向α、回転方向β、回転方向γにおける回転のみが許容される。また、ボタン21aが下方位置にあることを上記センサ(図示略)により検出し、この信号により制御部30における処理を回転モードに切替える。   Next, an operation method in the rotation mode in which the stick 2 is rotated in the rotation direction α, the rotation direction β, and the rotation direction γ will be described. When operating in the rotation mode, as shown in FIG. 6, the button 21 a is pushed downward in the figure, and the protrusion 21 b is protruded from the stick 2. The protruded protrusion 21b is supported by the support portion 21c. Preferably, the tip shape of the protrusion 21c is spherical, and an elastically deformable recess that fits into the spherical portion is formed in the support portion 21c. When the button 21a is pushed downward in the figure, the spherical portion of the protrusion 21c enters and fits so as to expand the concave portion of the support portion 21c. In this state, the stick 2 is prevented from being translated in the direction x, the direction y, and the direction z, and is only allowed to rotate in the rotation direction α, the rotation direction β, and the rotation direction γ. Further, it is detected by the sensor (not shown) that the button 21a is in the lower position, and the processing in the control unit 30 is switched to the rotation mode by this signal.

図6は、スティック2を方向y軸まわりの回転方向である回転方向βについて回転させた状態を示している。このとき、1対のバネ35xにおいては、図中左方のバネ35xが伸ばされ、図中右方のバネ35xが縮められる。これにより、1対の圧力センサ31xには、互いの方向が同じである弾性力(+Fyβ)が作用する。1対の圧力センサ31xからの出力を制御部30に取り込むことにより、スティック2の回転方向βにおける回転方向および回転量を検出することができる。なお、スティック2の方向x軸まわりの回転方向である回転方向αにおける回転量の検出も、これと同様に行うことができる。また、スティック2を回転方向αおよび回転方向βにおいて同時に回転させても、回転方向αおよび回転方向βにおける回転量を各別に検出することが可能である。   FIG. 6 shows a state in which the stick 2 is rotated in the rotational direction β that is the rotational direction around the direction y-axis. At this time, in the pair of springs 35x, the left spring 35x in the drawing is extended, and the right spring 35x in the drawing is contracted. Thereby, the elastic force (+ Fyβ) having the same direction acts on the pair of pressure sensors 31x. By taking the output from the pair of pressure sensors 31x into the control unit 30, the rotation direction and the rotation amount of the stick 2 in the rotation direction β can be detected. In addition, the detection of the rotation amount in the rotation direction α, which is the rotation direction about the direction x axis of the stick 2, can be performed in the same manner. Even if the stick 2 is simultaneously rotated in the rotation direction α and the rotation direction β, the rotation amounts in the rotation direction α and the rotation direction β can be detected separately.

図7は、スティック2を方向z軸まわりの回転方向である回転方向γに回転させた状態を示している。この場合、1対ずつのバネ35x,35yは、ともに伸ばされることとなる。1対のバネ35xを例にとると、1対のバネ35xの伸びにより、1対の圧力センサ31xには、互いの方向が異なる弾性力(+Fxγ)と(−Fxγ)とが作用する。さらに、スティック2が回転方向βおよび回転方向γにおいて同時に回転させられると、一方の圧力センサ31xには、(+Fxβ)+(+Fxγ)の弾性力が作用し、他方の圧力センサ31xには、(+Fxβ)+(−Fxγ)の弾性力が作用する。したがって、1対の圧力センサ31xに作用した弾性力の和を制御部30により演算すると、(+2Fxβ)のみが残る。これは、スティック2の回転方向βにおける回転量の検出に利用できる。一方、1対の圧力センサ31xに作用した弾性力の差を制御部30により演算すると、(+2Fxγ)のみが残る。これは、スティック2の回転方向γにおける回転量の絶対値の検出に利用できる。また、1対のバネ35xを挟む2対の近接センサ32xのうち、本図においては、図中左上と図中右下とに位置する近接センサ32xがon状態となる。この出力を制御部30に取り込むことにより、スティック2の回転方向γにおける回転の方向を検出することができる。なお、回転方向βに代えて回転方向αにおける回転が回転方向γにおける回転と同時になされた場合も同様である。これに加えて、スティック2が回転方向αおよび回転方向βにおいて同時に回転させられた状態で、さらに回転方向γにおいて回転させられた場合であっても、1対ずつの圧力センサ31x,31yに作用した弾性力を制御部30において演算することより、回転方向α,β,γそれぞれにおける回転量を独立して検出することができる。   FIG. 7 shows a state in which the stick 2 is rotated in the rotation direction γ that is the rotation direction around the direction z-axis. In this case, the pair of springs 35x and 35y are both extended. Taking a pair of springs 35x as an example, due to the extension of the pair of springs 35x, elastic forces (+ Fxγ) and (−Fxγ) acting in different directions act on the pair of pressure sensors 31x. Further, when the stick 2 is simultaneously rotated in the rotation direction β and the rotation direction γ, an elastic force of (+ Fxβ) + (+ Fxγ) acts on one pressure sensor 31x, and ( The elastic force of + Fxβ) + (− Fxγ) acts. Therefore, when the control unit 30 calculates the sum of the elastic forces acting on the pair of pressure sensors 31x, only (+ 2Fxβ) remains. This can be used to detect the amount of rotation of the stick 2 in the rotation direction β. On the other hand, if the controller 30 calculates the difference in elastic force acting on the pair of pressure sensors 31x, only (+ 2Fxγ) remains. This can be used to detect the absolute value of the rotation amount of the stick 2 in the rotation direction γ. Of the two pairs of proximity sensors 32x that sandwich the pair of springs 35x, the proximity sensors 32x located at the upper left in the drawing and the lower right in the drawing are in the on state. By taking this output into the control unit 30, the direction of rotation of the stick 2 in the rotation direction γ can be detected. The same applies when the rotation in the rotation direction α is performed simultaneously with the rotation in the rotation direction γ instead of the rotation direction β. In addition, even when the stick 2 is rotated in the rotational direction α and the rotational direction β and further rotated in the rotational direction γ, the stick 2 acts on the pair of pressure sensors 31x and 31y. The amount of rotation in each of the rotation directions α, β, and γ can be independently detected by calculating the elastic force in the control unit 30.

以上より、操作装置A1は、スティック2の回転方向α、回転方向β、回転方向γのそれぞれにおける回転量を独立して検出可能である。回転方向α、回転方向β、回転方向γにおける回転は、方向x、方向y、方向zに対応するツール座標系の並進方向軸まわりの回転に対応させる。また、スティック2の回転方向α、回転方向β、回転方向γにおける回転量と、それぞれの回転方向に対応する上記ツールの回転速度とを比例させる。   As described above, the controller device A1 can independently detect the rotation amounts of the stick 2 in the rotation direction α, the rotation direction β, and the rotation direction γ. The rotation in the rotation direction α, the rotation direction β, and the rotation direction γ corresponds to the rotation around the translation direction axis of the tool coordinate system corresponding to the direction x, the direction y, and the direction z. Further, the rotation amount of the stick 2 in the rotation direction α, the rotation direction β, and the rotation direction γ is proportional to the rotation speed of the tool corresponding to each rotation direction.

次に、操作装置A1の作用について説明する。   Next, the operation of the controller device A1 will be described.

本実施形態によれば、6自由度の操作を1つのスティック2によって指示入力可能である。使用者は、6自由度の操作のために複数のスイッチを使い分けるといった煩わしい作業を強いられることが無い。したがって、使用者の疲労感を低減させることができる。また、並進モードと回転モードとを使い分けることにより、並進操作と回転操作とを誤って混同するおそれがない。これは、たとえば上記ロボットに誤った動作をさせて上記ロボットやその周辺の機械などを破損することを未然に防止するのに有利である。さらに、上記ツールを並進させるときには並進操作を行い、上記ツールを回転させるときには回転操作を行うといった操作方法は、使用者の感覚に比較的近い操作である。したがって、誤操作を抑制可能であるとともに、使用者の疲労感を軽減させるのに好適である。   According to the present embodiment, it is possible to input an instruction with six degrees of freedom using one stick 2. The user is not forced to perform a cumbersome operation such as using a plurality of switches for the operation with six degrees of freedom. Therefore, a user's feeling of fatigue can be reduced. Further, by properly using the translation mode and the rotation mode, there is no possibility that the translation operation and the rotation operation will be mistakenly mistaken. This is advantageous, for example, in preventing the robot and its surrounding machines from being damaged by operating the robot erroneously. Further, an operation method in which a translation operation is performed when the tool is translated and a rotation operation is performed when the tool is rotated is an operation relatively close to a user's sense. Therefore, it is possible to suppress erroneous operations and to reduce the user's feeling of fatigue.

上記ツールの並進速度および回転速度をスティック2の並進量および回転量に比例させることにより、速い速度で操作するときほど使用者は指先により大きな力を込めることとなる。これは、速い速度で動作させていることを自然に意識させるのに有効であり、上記ロボットの操作を安全に行うのに好ましい。また、スティック2は、中立位置に自然復帰可能であるため、中立位置に戻す作業が不要であり、使用者の作業負担を軽減するのに適している。また、作業者が指を離せば、スティック2が中立位置に戻りロボットも停止するという、安全性をも備えている。   By making the translation speed and rotation speed of the tool proportional to the translation amount and rotation amount of the stick 2, the user can apply more force to the fingertip when operating at a higher speed. This is effective for making a person naturally aware that the robot is operating at a high speed, and is preferable for safely operating the robot. Further, since the stick 2 can be naturally returned to the neutral position, it is not necessary to return to the neutral position, and is suitable for reducing the work burden on the user. Moreover, when the operator removes his / her finger, the stick 2 returns to the neutral position and the robot is also stopped.

1対ずつのバネ35x,35yの伸縮を利用することにより、並進量および回転量の双方を検出可能である。したがって、操作装置A1を簡便な構成とすることが可能であり、操作装置A1の軽量化、操作の容易さを向上させるのに適している。モード切替手段21に突起21bおよび支持部21cを備えることにより、モード切替手段21は、本発明でいう検出モード切替手段としての機能に加えて、本発明でいう動作モード切替手段としての機能も備えている。これにより、たとえばスティック2を並進させる動作によってスティック2が不当に回転してしまうことを防止可能である。これは、使用者の感覚に合った操作を提供するのに好適である。   By utilizing the expansion and contraction of each pair of springs 35x and 35y, both the translation amount and the rotation amount can be detected. Therefore, it is possible to make the operating device A1 have a simple configuration, which is suitable for reducing the weight of the operating device A1 and improving the ease of operation. By providing the mode switching means 21 with the protrusion 21b and the support portion 21c, the mode switching means 21 has a function as an operation mode switching means in the present invention in addition to a function as a detection mode switching means in the present invention. ing. Thereby, it is possible to prevent the stick 2 from being unduly rotated by, for example, an operation of translating the stick 2. This is suitable for providing an operation suitable for the user's sense.

なお、上記実施形態の変形例として、モード切替手段21を構成するスイッチをスティック2とは別に設けてもよい。このスイッチのon/offにより制御部30の処理を切替えることのみによっても、スティック2の並進および回転を検出可能である。   As a modification of the above embodiment, a switch constituting the mode switching means 21 may be provided separately from the stick 2. The translation and rotation of the stick 2 can be detected only by switching the processing of the control unit 30 by turning the switch on / off.

図8〜図12は、本発明に係る操作装置の第2実施形態を示している。図8に示すように、本実施形態の操作装置A2は、2つのスティック2A,2Bを備えている点が上述した第1実施形態と異なっている。なお、図8以降においては、上記第1実施形態と類似の要素については、同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。   8 to 12 show a second embodiment of the operating device according to the present invention. As shown in FIG. 8, the operating device A2 of this embodiment is different from the first embodiment described above in that it includes two sticks 2A and 2B. In FIG. 8 and subsequent figures, elements similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

スティック2Aは、方向x、方向y、方向zにおける並進を指示入力するためのものであり、スティック2Bは、回転方向α、回転方向β、回転方向γにおける回転を指示入力するためのものである。また、操作装置A2には、上述した操作装置A1と類似の制御部(図示略)が備えられている。   The stick 2A is for inputting instructions for translation in the direction x, the direction y, and the direction z, and the stick 2B is for inputting instructions for rotation in the rotation direction α, the rotation direction β, and the rotation direction γ. . Further, the controller device A2 includes a control unit (not shown) similar to the controller device A1 described above.

図9に示すように、スティック2Aは、3つのスライダ4x,4y,4zにより支持されている。スライダ4x,4y,4zは、スティック2を方向x、方向y、方向zに並進させ、かつその並進量を検出するためのものである。スライダ4zは、ケース1に対して固定されている。   As shown in FIG. 9, the stick 2A is supported by three sliders 4x, 4y, and 4z. The sliders 4x, 4y, and 4z are for translating the stick 2 in the direction x, the direction y, and the direction z and detecting the translation amount. The slider 4z is fixed to the case 1.

図10は、スライダ4xの断面を表している。本図に示されたように、スライダ4xは、ハウジング41、1対のバネ42、複数の電極43、および接点44を備えている。上記制御部は、スティック2の先端と各電極43とが接触することにより互いに導通したことを検出可能とされている。スティック2は、方向xに並進可能であるとともに、1対のバネ42により中立位置に自然復帰させられる。スティック2を方向xに並進させると、その並進量に応じて各電極43とスティック2とが導通する。この導通状態に基づいて、上記制御部によりスティック2の方向xにおける並進方向および並進量を検出することができる。スライダ4y,4zは、スライダ4xと同様の構成であり、並進方向が互いに直角とされているものである。このように、3つのスライダ4x,4y,4zを組み合わせた構成とすることにより、スティック2の方向x、方向y、方向zにおける並進移動をそれぞれ独立に検出することができる。   FIG. 10 shows a cross section of the slider 4x. As shown in the figure, the slider 4 x includes a housing 41, a pair of springs 42, a plurality of electrodes 43, and contacts 44. The control unit can detect that the tip of the stick 2 and each electrode 43 are in contact with each other when they are in contact with each other. The stick 2 can be translated in the direction x and is naturally returned to the neutral position by a pair of springs 42. When the stick 2 is translated in the direction x, each electrode 43 and the stick 2 are electrically connected according to the translation amount. Based on this conduction state, the translation direction and translation amount in the direction x of the stick 2 can be detected by the control unit. The sliders 4y and 4z have the same configuration as that of the slider 4x, and the translation directions are perpendicular to each other. As described above, by combining the three sliders 4x, 4y, and 4z, translational movements of the stick 2 in the direction x, the direction y, and the direction z can be detected independently.

図11は、スティック2Bとこれを支持する検出手段5とを示す全体斜視図である。検出手段5は、フレーム51α,51β、バネ52α,52β、複数ずつの電極53α,53β、および接点54α,54βを具備している。   FIG. 11 is an overall perspective view showing the stick 2B and the detection means 5 that supports the stick 2B. The detecting means 5 includes frames 51α and 51β, springs 52α and 52β, a plurality of electrodes 53α and 53β, and contacts 54α and 54β.

スティック2Bは、帯状部27を有している。帯状部27は、フレーム51αに対して貫通ピンにより支持されている。これにより、スティック2Bは、フレーム51αに対して回転方向αに回転可能に支持されている。1対のバネ52αは、スティック2Bを中立位置に自然復帰させるためのものである。帯状部27の先端には、接点54αが設けられている。フレーム51αの円弧部内側には複数の電極53αが配列されている。スティック2Bが回転方向αに回転させられると、その回転量に応じて接点54αと各電極53αとが接触する。この接触により接点54αと複数の電極53αのいずれかとが導通したことを上記制御部により検出可能としておく。これにより、上記制御部においてスティック2Bの回転方向αの回転量を検出することができる。   The stick 2 </ b> B has a belt-like portion 27. The belt-like portion 27 is supported by a through pin with respect to the frame 51α. Thereby, the stick 2B is supported so as to be rotatable in the rotation direction α with respect to the frame 51α. The pair of springs 52α is for naturally returning the stick 2B to the neutral position. A contact 54α is provided at the tip of the belt-like portion 27. A plurality of electrodes 53α are arranged inside the arc portion of the frame 51α. When the stick 2B is rotated in the rotation direction α, the contact 54α and each electrode 53α come into contact according to the amount of rotation. It can be detected by the control unit that the contact 54α and one of the plurality of electrodes 53α are brought into conduction by this contact. Thereby, the amount of rotation of the stick 2B in the rotation direction α can be detected by the control unit.

フレーム51αは、フレーム51βに対して回転方向βに回転可能に支持されている。1対のバネ52βは、フレーム51αを中立位置に自然復帰させるためのものである。フレーム51αの図中下端には、接点54βが設けられている。フレーム51βの円弧部内側には、複数の電極53βが配列されている。スティック2Bを回転方向βに回転させると、これに応じてフレーム51αがフレーム51βに対して回転方向βに回転させられる。このとき、接点54βは、回転量に応じて各電極53βと接触する。上記制御部によって接点54βと各電極53βとの導通を検出することにより、スティック2Bの回転方向βにおける回転量を検出することができる。   The frame 51α is supported so as to be rotatable in the rotation direction β with respect to the frame 51β. The pair of springs 52β is for naturally returning the frame 51α to the neutral position. A contact 54β is provided at the lower end of the frame 51α in the figure. A plurality of electrodes 53β are arranged inside the arc portion of the frame 51β. When the stick 2B is rotated in the rotation direction β, the frame 51α is rotated in the rotation direction β with respect to the frame 51β accordingly. At this time, the contact 54β comes into contact with each electrode 53β according to the rotation amount. The amount of rotation of the stick 2B in the rotation direction β can be detected by detecting conduction between the contact 54β and each electrode 53β by the control unit.

さらに、スティック2Bは、図11および図12に示すように、円筒部25と軸部26とが組み合わされた構成とされている。円筒部25は軸部26に対して回転方向γに回転可能に支持されている。図12に示すように、軸部26には、接点54γが設けられている。円筒部25の内面には、複数の電極53γが円周方向に配列されている。1対のバネ52γは、円筒部25を回転方向γにおける中立位置に自然復帰させるためのものである。円筒部25を回転方向γに回転させると、その回転量に応じて、接点54γと各電極53γとが順次接触する。上記制御部によって接点54γと各電極53γとの導通を検出することにより、円筒部25の回転方向γにおける回転量を検出することができる。   Furthermore, the stick 2 </ b> B has a configuration in which a cylindrical portion 25 and a shaft portion 26 are combined as shown in FIGS. 11 and 12. The cylindrical portion 25 is supported so as to be rotatable in the rotation direction γ with respect to the shaft portion 26. As shown in FIG. 12, the shaft portion 26 is provided with a contact 54γ. On the inner surface of the cylindrical portion 25, a plurality of electrodes 53γ are arranged in the circumferential direction. The pair of springs 52γ is for naturally returning the cylindrical portion 25 to the neutral position in the rotational direction γ. When the cylindrical portion 25 is rotated in the rotation direction γ, the contact 54γ and each electrode 53γ sequentially contact with each other according to the rotation amount. The amount of rotation of the cylindrical portion 25 in the rotational direction γ can be detected by detecting conduction between the contact 54γ and each electrode 53γ by the control unit.

このような構成によっても、3つの並進動作と3つの回転動作とを適切に指示入力することができる。2つのスティック2A,2Bを備えることにより、並進動作と回転動作とを同時に指示入力するのに適している。たとえば、左右の指をスティック2A,2Bに別々に添えると、多彩な操作を容易に行うことができる。   Also with such a configuration, it is possible to appropriately input and input three translation operations and three rotation operations. By providing the two sticks 2A and 2B, it is suitable for inputting a translation operation and a rotation operation simultaneously. For example, if left and right fingers are separately attached to the sticks 2A and 2B, various operations can be easily performed.

本発明に係る操作装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る操作装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。   The operating device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the operating device according to the present invention can be modified in various ways.

図示した指示手段および検出手段などの大きさは、説明の便宜上その構造が理解しやすい比率としている。上述した機能を適切に発揮可能な構造であればよく、上記操作装置に組み込むのに適したサイズおよび比率に変更可能であることはもちろんである。本発明でいう弾性部材は、バネに限定されず、弾性力を適切に発生可能な弾性部材であればよい。   The size of the instruction means and the detection means shown in the figure is a ratio that facilitates understanding of the structure for convenience of explanation. Of course, any structure that can appropriately perform the above-described functions can be used, and it is possible to change the size and ratio to be suitable for incorporation in the operating device. The elastic member referred to in the present invention is not limited to a spring, and may be an elastic member that can appropriately generate an elastic force.

本発明に係る操作装置は、上述した6軸ロボットのティーチング作業に用いるのに適しているが、6軸ロボットに限らず6軸ロボットの補助軸(スライダ、ポジショナ等)のティーチング作業にも適している。また、その用途はこれらの産業用ロボットに限定されず、たとえばゲーム用のジョイスティックなど多自由度の指示入力に広く用いるのに適している。   The operation device according to the present invention is suitable for use in the teaching work of the above-described 6-axis robot, but is not limited to the 6-axis robot, and is suitable for teaching work of an auxiliary axis (slider, positioner, etc.) of the 6-axis robot. Yes. In addition, the application is not limited to these industrial robots, and it is suitable for wide use for multi-degree-of-freedom instruction input such as a joystick for games.

本発明に係る操作装置の第1実施形態を示す全体平面図である。1 is an overall plan view showing a first embodiment of an operating device according to the present invention. 本発明に係る操作装置の第1実施形態の要部平面図である。It is a principal part top view of 1st Embodiment of the operating device which concerns on this invention. 図2のIII−III線に沿う要部断面図である。It is principal part sectional drawing in alignment with the III-III line of FIG. 図1に示す操作装置の並進モードにおける使用状態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the use condition in the translation mode of the operating device shown in FIG. 図1に示す操作装置の並進モードにおける使用状態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the use condition in the translation mode of the operating device shown in FIG. 図1に示す操作装置の回転モードにおける使用状態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the use condition in rotation mode of the operating device shown in FIG. 図1に示す操作装置の回転モードにおける使用状態を示す要部平面図である。It is a principal part top view which shows the use condition in rotation mode of the operating device shown in FIG. 本発明に係る操作装置の第2実施形態を示す全体平面図である。It is a whole top view which shows 2nd Embodiment of the operating device which concerns on this invention. 図8に示す操作装置の並進用指示手段を示す要部斜視図である。It is a principal part perspective view which shows the instruction | indication means for translation of the operating device shown in FIG. 図9のX−X線に沿う要部断面図である。It is principal part sectional drawing which follows the XX line of FIG. 図8に示す操作装置の回転用指示手段を示す要部斜視図である。It is a principal part perspective view which shows the instruction | indication part for rotation of the operating device shown in FIG. 図11のXII−XII線に沿う要部断面図である。It is principal part sectional drawing which follows the XII-XII line | wire of FIG. 従来の指示手段の一例を示す要部斜視図である。It is a principal part perspective view which shows an example of the conventional instruction | indication means.

符号の説明Explanation of symbols

A1,A2 操作装置
x (第1)方向
y (第2)方向
z (第3)方向
α x(第1)軸まわりの回転方向
β y(第2)軸まわりの回転方向
γ z(第3)軸まわりの回転方向
1 ケース
2,2A,2B スティック(指示手段)
3 検出手段
4x,4y,4z スライダ
5 検出手段
6 ケーブル
21 (検出および動作)モード切替手段
21a ボタン
21b 突起
21c 支持部
22x,22y ガイド
25 円筒部
26 軸部
27 帯状部
30 制御部
31x 圧力センサ(第1検出器)
31y 圧力センサ(第2検出器)
32x 近接センサ(第1変位検出器)
32y 近接センサ(第2変位検出器)
33 タッチセンサ(第3変位検出器)
35x バネ(第1弾性部材)
35y バネ(第2弾性部材)
41 ハウジング
42 バネ
43 電極
44 接点
51α,51β フレーム
52α,52β,52γ バネ
53α,53β,53γ 電極
54α,54β,54γ 接点
A1, A2 Operating device x (first) direction y (second) direction z (third) direction α x (first) rotation direction around axis (y) rotation direction around y (second) axis γ z (third ) Direction of rotation around the axis 1 Case 2, 2A, 2B Stick (instruction means)
3 Detection means 4x, 4y, 4z Slider 5 Detection means 6 Cable 21 (Detection and operation) Mode switching means 21a Button 21b Protrusion 21c Support portion 22x, 22y Guide 25 Cylindrical portion 26 Shaft portion 27 Strip portion 30 Control portion 31x Pressure sensor ( First detector)
31y Pressure sensor (second detector)
32x proximity sensor (first displacement detector)
32y proximity sensor (second displacement detector)
33 Touch sensor (third displacement detector)
35x Spring (first elastic member)
35y spring (second elastic member)
41 Housing 42 Spring 43 Electrode 44 Contact 51α, 51β Frame 52α, 52β, 52γ Spring 53α, 53β, 53γ Electrode 54α, 54β, 54γ Contact

Claims (8)

互いに直交する第1方向および第2方向のそれぞれに沿って独立して並進可能な指示手段と、
上記指示手段の上記第1方向並進量および上記第2方向並進量を独立して検出可能な検出手段と、
を備える操作装置であって、
上記指示手段は、上記第1方向および上記第2方向に直交する第3方向に沿って独立して並進可能とされており、
上記検出手段は、上記指示手段の上記第3方向並進量をさらに独立して検出可能であることを特徴とする、操作装置。
Indicating means capable of translating independently along each of the first direction and the second direction orthogonal to each other;
Detection means capable of independently detecting the first direction translation amount and the second direction translation amount of the instruction means;
An operating device comprising:
The indicating means can be independently translated along a third direction orthogonal to the first direction and the second direction,
The operating device according to claim 1, wherein the detecting means is capable of further independently detecting the translation amount in the third direction of the instruction means.
互いに直交する第1方向および第2方向に沿って延びる第1軸および第2軸のそれぞれまわりに独立して回転可能な指示手段と、
上記指示手段の上記第1軸まわり回転量および上記第2軸まわり回転量を独立して検出可能な検出手段と、
を備える操作装置であって、
上記指示手段は、上記第1方向および上記第2方向に直交する第3方向に沿って延びる第3軸まわりにさらに独立して回転可能とされており、
上記検出手段は、上記指示手段の上記第3軸まわり回転量をさらに独立して検出可能であることを特徴とする、操作装置。
Indicating means capable of independently rotating around each of a first axis and a second axis extending along a first direction and a second direction orthogonal to each other;
Detecting means capable of independently detecting the amount of rotation about the first axis and the amount of rotation about the second axis of the indicating means;
An operating device comprising:
The indicating means is further independently rotatable around a third axis extending along a third direction orthogonal to the first direction and the second direction,
The operating device according to claim 1, wherein the detecting means is capable of further independently detecting the rotation amount of the instruction means about the third axis.
並進または回転可能な指示手段と、
上記指示手段の並進量または回転量を検出可能な検出手段と、
を備える操作装置であって、
上記指示手段は、互いに直交する第1方向、第2方向、および第3方向に沿って独立に並進可能であるとともに、上記第1方向、上記第2方向、および上記第3方向に沿って延びる第1軸、第2軸、および第3軸のそれぞれまわりに独立して回転可能であり、
上記検出手段は、上記指示手段の上記第1方向並進量、上記第2方向並進量、および上記第3方向並進量と、上記指示手段の上記第1軸まわり回転量、上記第2軸まわり回転量、および上記第3軸まわり回転量と、を独立して検出可能であることを特徴とする、操作装置。
A translating or rotating indicating means;
Detection means capable of detecting a translation amount or a rotation amount of the instruction means;
An operating device comprising:
The indicating means can translate independently along a first direction, a second direction, and a third direction orthogonal to each other, and extends along the first direction, the second direction, and the third direction. Independently rotatable about each of the first, second, and third axes;
The detecting means includes the first-direction translation amount, the second-direction translation amount, and the third-direction translation amount of the instruction means, the first-axis rotation amount of the instruction means, and the second-axis rotation amount. An operation device characterized in that the amount and the amount of rotation about the third axis can be detected independently.
上記検出手段に対して、上記指示手段の並進量のみを検出する並進量検出モードと、上記指示手段の回転量のみを検出する回転量検出モードと、の検出モード切替を行う検出モード切替手段をさらに備える、請求項3に記載の操作装置。   Detection mode switching means for switching the detection mode between a translation amount detection mode for detecting only the translation amount of the instruction means and a rotation amount detection mode for detecting only the rotation amount of the instruction means. The operating device according to claim 3 further provided. 上記指示手段に対して、並進のみを許容し回転を阻止する並進モードと、回転のみを許容し並進を阻止する回転モードと、の動作モード切替を行う動作モード切替手段をさらに備える、請求項3または4に記載の操作装置。   4. An operation mode switching means for switching an operation mode between a translation mode that allows only translation and prevents rotation and a rotation mode that allows only rotation and prevents translation. Or the operating device of 4. 上記検出手段は、上記第1方向において、上記指示手段を挟んで対向配置された1対の第1弾性部材と、上記1対の第1弾性部材に生じた弾性力を検出する1対の第1検出器と、上記第2方向において、上記指示手段を挟んで対向配置された1対の第2弾性部材と、上記1対の第2弾性部材に生じた弾性力を検出する1対の第2検出器と、を含んでいる、請求項3ないし5のいずれかに記載の操作装置。   In the first direction, the detecting means detects a pair of first elastic members arranged opposite to each other with the indicating means interposed therebetween, and a pair of first elastic members that detect an elastic force generated in the pair of first elastic members. One detector, a pair of second elastic members disposed opposite to each other with the indicating means in the second direction, and a pair of second elastic members that detect elastic force generated in the pair of second elastic members. The operating device according to claim 3, comprising two detectors. 上記検出手段は、上記第1弾性部材の少なくとも一部が上記第2方向に変位したことを検知する第1変位検出器と、上記第2弾性部材の少なくとも一部が上記第1方向に変位したことを検知する第2変位検出器と、をさらに含んでいる、請求項6に記載の操作装置。   The detection means includes a first displacement detector that detects that at least a part of the first elastic member is displaced in the second direction, and at least a part of the second elastic member is displaced in the first direction. The operating device according to claim 6, further comprising: a second displacement detector that detects this. 上記検出手段は、上記第1弾性部材および上記第2弾性部材の少なくとも一部ずつが上記第3方向に変位したことを検知する第3変位検出器をさらに含んでいる、請求項6に記載の操作装置。   The detection means according to claim 6, further comprising a third displacement detector that detects that at least a part of each of the first elastic member and the second elastic member is displaced in the third direction. Operating device.
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