JP2007098507A - Work assisting device - Google Patents

Work assisting device Download PDF

Info

Publication number
JP2007098507A
JP2007098507A JP2005291153A JP2005291153A JP2007098507A JP 2007098507 A JP2007098507 A JP 2007098507A JP 2005291153 A JP2005291153 A JP 2005291153A JP 2005291153 A JP2005291153 A JP 2005291153A JP 2007098507 A JP2007098507 A JP 2007098507A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resistance
allowable range
force
applicator
resistance force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005291153A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akito Sano
明人 佐野
Hiromi Mochiyama
洋 望山
Naoyuki Takei
直行 武居
Ryo Kikuue
亮 菊植
Hideo Fujimoto
英雄 藤本
Hideyuki Murayama
英之 村山
Hiroshi Sato
博 佐藤
Masaaki Yamaoka
正明 山岡
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.)
Nagoya Institute of Technology NUC
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Nagoya Institute of Technology NUC
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nagoya Institute of Technology NUC, Toyota Motor Corp filed Critical Nagoya Institute of Technology NUC
Priority to JP2005291153A priority Critical patent/JP2007098507A/en
Publication of JP2007098507A publication Critical patent/JP2007098507A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)
  • Spray Control Apparatus (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a work assisting device, moving an object with small operating force, and stably returning the object to a preset allowable range even if the object deviates from the allowable range. <P>SOLUTION: This work assisting device 10 includes an articulated arm 11 to which the object 30 is fitted. The torque generated by a motor 36 pulls up a link 12a in the vertical direction through a wire 32, whereby the articulated arm 11 is restrained from rocking in the vertical direction by the gravity. Each joint 14 includes a resistance force applying mechanism 16 for adjustably applying resistance force when the link 12 rocks. A controller 22 reduces the resistance force applied to each joint by the resistance force applying mechanism 16 when the object is within the allowable range 50. The resistance force is increased when the object is outside of the allowable range 50. The resistance force adjusts the difficulty of moving the articulated arm 11, so that even if the resistance force applied to each joint is increased, the object can be prevented from moving in the opposite direction to the direction of operating force. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、対象物を取り付けるための多関節アームを備えており、その多関節アームを利用して、作業者が対象物を移動させる作業を補助する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus that includes a multi-joint arm for attaching an object and assists an operator in moving the object using the multi-joint arm.

ワークや作業器具等の対象物を取り付けるための多関節アームを備えており、その多関節アームを利用して、作業者が対象物を移動させる作業を補助する装置が知られている。
ひとつの形式の作業補助装置は、対象物と多関節アームに作用する重力を補償し、重力によって多関節アームが鉛直方向に揺動することを抑制する重力補償機構を備えている。重力補償機構を備えている多関節アームを利用すると、作業者には対象物に作用する重力を支える力が必要とされない。実際には重い対象物であっても、作業者は軽い操作力で対象物を移動させることができる。
他の一つの形式の作業補助装置は、水平面内でしか揺動できない多関節アームを利用する。水平面内でしか揺動できない多関節アームを利用すると、対象物と多関節アームに作用する重力は多関節アームを水平面内に維持する機構によって支えられる。作業者には対象物に作用する重力を支える力が必要とされない。実際には重い対象物であっても、作業者は軽い操作力で対象物を水平面内で移動させることができる。
多関節アームの関節にモータ等のアクチュエータを配置して、操作力を低減する作業補助装置も提案されており、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1の技術では、作業補助装置の制御装置内に対象物の質量よりも軽い質量を有する仮想物体の運動方程式を記述するモデルを構築しておく。そして作業者が操作子に加える操作力を検出し、検出された操作力を前記運動方程式に代入して検出された操作力を仮想物体に加えたときに生じる運動を計算する。計算された運動が対象物の位置で実現されるように多関節アームの各関節に配置されたアクチュエータを制御する。特許文献1の技術は、作業者の操作力が仮想物体に加わったときの運動を対象物が実現するように多関節アームを制御する、いわゆるインピーダンス制御が行われる。
An articulated arm for attaching an object such as a work or a work implement is provided, and an apparatus for assisting an operator to move the object using the articulated arm is known.
One type of work assisting device includes a gravity compensation mechanism that compensates for gravity acting on the object and the articulated arm and suppresses the articulated arm from swinging in the vertical direction due to gravity. When an articulated arm equipped with a gravity compensation mechanism is used, the operator does not need a force to support gravity acting on the object. Even if the object is actually a heavy object, the operator can move the object with a light operating force.
Another type of work assistance device utilizes an articulated arm that can only swing in a horizontal plane. When an articulated arm that can swing only in a horizontal plane is used, the gravity acting on the object and the articulated arm is supported by a mechanism that maintains the articulated arm in the horizontal plane. The worker does not need the force to support the gravity acting on the object. Even if the object is actually a heavy object, the operator can move the object in a horizontal plane with a light operating force.
There has also been proposed a work assistance device that arranges an actuator such as a motor at the joint of a multi-joint arm to reduce the operating force, and is disclosed in Patent Document 1, for example. In the technique of Patent Document 1, a model that describes the equation of motion of a virtual object having a mass lighter than the mass of the object is built in the control device of the work assistance device. Then, an operation force applied to the operator is detected by the operator, and the motion generated when the detected operation force is applied to the virtual object by substituting the detected operation force into the motion equation is calculated. The actuator arranged at each joint of the multi-joint arm is controlled so that the calculated motion is realized at the position of the object. In the technique of Patent Document 1, so-called impedance control is performed in which the multi-joint arm is controlled so that the object realizes the movement when the operator's operating force is applied to the virtual object.

特開2005−14133号公報JP 2005-14133 A

多関節アームを用いる作業補助装置の場合、対象物が存在する範囲を拘束したい場合がある。例えば、比較的に重い接着剤塗布器具を移動するために作業補助装置を利用する場合、ワークに形成されている接着剤の塗布ラインに沿って塗布器具を移動させることが求められており、塗布ラインから大きく離れた位置に塗布器具が移動しないように拘束したい場合がある。あるいは、作業空間に隣接して他の物体が存在する場合には、対象物が他の物体と干渉しないように、対象物が作業空間に留まるように拘束したい場合がある。
特許文献1の技術では、対象物が存在することが許容される許容範囲と、その外側にあって対象物が存在することが許容されない非許容範囲を設ける。対象物が許容範囲内にある間は仮想物体が小さな操作力で移動するように仮想物体の運動方程式のパタメータ(仮想物体の質量、粘性係数、バネ係数など)の値を小さく設定する。作業者が加える小さな操作力によって多関節アームのアクチュエータが対象物を大きく移動させるように制御される。対象物が許容範囲から外れた場合には、仮想物体の運動方程式中のパラメータの値を大きな値に設定する。具体的には対象物の位置から許容範囲までの距離に比例して対象物を許容範囲に移動させるようなバネ定数が仮想物体の運動方程式中のパラメータに設定される。この運動方程式により仮想物体の位置を計算すると、仮想物体の位置はそれまでの位置より許容範囲へ近づいた位置となる。多関節アームは仮想物体の位置が対象物で実現されるように多関節アームのアクチュエータを制御する。作業者が許容範囲から外れる方向に操作力を加えると、操作力の方向とは逆の方向に対象物が移動する。その結果、対象物の位置が許容範囲から大きく外れることが防止される。
In the case of a work assistance device using a multi-joint arm, there are cases where it is desired to constrain the range where the object exists. For example, when using a work auxiliary device to move a relatively heavy adhesive applicator, it is required to move the applicator along the adhesive application line formed on the workpiece. In some cases, it is desired to restrain the applicator from moving to a position far away from the line. Alternatively, when there is another object adjacent to the work space, there is a case where it is desired to constrain the target object to remain in the work space so that the target object does not interfere with the other object.
In the technique of Patent Document 1, an allowable range in which an object is allowed to exist and a non-allowable range in which the object is not allowed to be present outside the object are provided. While the object is within the allowable range, the values of the parameters (such as the mass of the virtual object, the viscosity coefficient, and the spring coefficient) of the equation of motion of the virtual object are set to be small so that the virtual object moves with a small operating force. The actuator of the articulated arm is controlled to move the object greatly by a small operation force applied by the operator. When the object is out of the allowable range, the parameter value in the equation of motion of the virtual object is set to a large value. Specifically, a spring constant that moves the object to the allowable range in proportion to the distance from the position of the object to the allowable range is set as a parameter in the equation of motion of the virtual object. When the position of the virtual object is calculated using this equation of motion, the position of the virtual object is closer to the allowable range than the previous position. The articulated arm controls the actuator of the articulated arm so that the position of the virtual object is realized by the object. When the operator applies an operating force in a direction that is outside the allowable range, the object moves in a direction opposite to the direction of the operating force. As a result, the position of the object is prevented from greatly deviating from the allowable range.

特許文献1の技術によれば、対象物が許容範囲から外れた場合には、作業者が操作力を加えた方向と反対向きに対象物が移動してしまう。対象物が許容範囲から大きく外れることを防止するために必要であるとはいえ、作業者が操作力を加えた方向と反対向きに対象物が移動する動きはいかにも不自然であり、作業者は強い違和感を覚える。
特許文献1の技術では、対象物が許容範囲から外れた際、仮想物体の運動方程式中に移動範囲と対象物との距離に応じた弾性項を設定する。運動方程式中の弾性項の作用によって、許容範囲から外れた対象物を許容範囲の方向に移動させるようにアクチュエータが多関節アームを作動させる。
またインピーダンス制御(コンプライアンス制御)では、仮想物体の運動方程式中の粘性係数や摩擦係数や弾性係数を適切に設定しないと、作業者が操作力を加える多関節アームの部位で、アクチュエータが発生する力と操作力との微妙な差によりその部位が振動する、いわゆる振動現象が生じてしまう可能性がある。この場合も特許文献1の技術と同様に作業者が操作力を加えた方向と反対向きに対象物が移動する結果となる。そのような対象物の動きはいかにも不自然であり、作業者は強い違和感を覚える。
本発明は、対象物が許容範囲から大きく外れることを防止するに当たって、作業者が強い違和感を覚えないように拘束する技術を実現する。
According to the technique of Patent Document 1, when the object is out of the allowable range, the object moves in the direction opposite to the direction in which the operator applies the operation force. Although it is necessary to prevent the object from greatly deviating from the allowable range, the movement of the object in the direction opposite to the direction in which the operator applied the operation force is unnatural. I feel a strong sense of incongruity.
In the technique of Patent Document 1, when the object is out of the allowable range, an elastic term corresponding to the distance between the moving range and the object is set in the motion equation of the virtual object. Due to the action of the elastic term in the equation of motion, the actuator operates the articulated arm so as to move the object outside the allowable range in the direction of the allowable range.
In impedance control (compliance control), if the viscosity coefficient, friction coefficient, and elasticity coefficient in the equation of motion of the virtual object are not set appropriately, the force generated by the actuator at the part of the multi-joint arm where the operator applies operating force There is a possibility that a so-called vibration phenomenon that the part vibrates due to a subtle difference between the operation force and the operation force. In this case as well, as in the technique of Patent Document 1, the object moves in the direction opposite to the direction in which the operator applies the operating force. Such movement of the object is unnatural and the worker feels a strong sense of incongruity.
This invention implement | achieves the technique which restrains so that an operator may not feel a strong sense of incongruity in preventing that a target object remove | deviates greatly from an allowable range.

本発明では、重力によって多関節アームが鉛直方向に揺動することを抑制する重力補償機構を採用するか、あるいは、多関節アームの可動範囲を水平面内に拘束することによって、対象物と多関節アームに作用する重力によっては多関節アームが揺動しない機構を利用する。すなわち、多関節アームの関節周りの揺動には重力が影響せず、作業者が加える操作力によって関節周りの揺動が生じる機構を利用する。
本発明では、作業者が加える操作力によって生じる関節周りの揺動に対して物理的な抵抗力を付与する抵抗力付与機構を利用する。本発明では、対象物が許容範囲を外れた場合に、抵抗力付与機構を作動させ、対象物が許容範囲内に位置するときよりも多関節アームを物理的に揺動し難くする。
In the present invention, a gravity compensation mechanism that suppresses the swing of the articulated arm in the vertical direction due to gravity is employed, or the movable range of the articulated arm is constrained within a horizontal plane, thereby A mechanism in which the articulated arm does not swing depending on the gravity acting on the arm is used. That is, a mechanism is used in which the swing around the joint of the multi-joint arm is not affected by gravity, and the swing around the joint is caused by the operation force applied by the operator.
In the present invention, a resistance force applying mechanism that applies a physical resistance force to the swing around the joint caused by the operation force applied by the operator is used. In the present invention, when the object is out of the allowable range, the resistance applying mechanism is operated to make it difficult for the articulated arm to physically swing compared to when the object is located within the allowable range.

本発明では、対象物が許容範囲から大きく外れてしまうことを抑制するためには、アクチュエータが多関節アームを動作させて対象物の位置を能動的に制御するよりも、多関節アームを物理的に揺動し難くする方が、自然な操作感がもたらされるという事実を利用する。物理的に揺動し難くする方式であると、作業者が操作力を加えた方向と反対向きに対象物が移動する動きは生じず、作業者は強い違和感を覚えない。対象物が許容範囲から外れた場合に、対象物が許容範囲内に位置するときよりも多関節アームを物理的に揺動し難くすると、作業者は対象物がさらに許容範囲から外れる方向に移動させ難くなる。作業者は、許容範囲内では重力から開放されたように自在に対象物を移動させることができる一方、対象物が許容範囲から外れた場合には、対象物が許容範囲内に位置するときよりも多関節アームを物理的に揺動し難くすることによって、許容範囲内では自在に対象物を移動させることができるとともに対象物が許容範囲から大きく外れることを防止することができる。   In the present invention, in order to suppress the object from greatly deviating from the allowable range, the articulated arm is physically moved rather than the actuator operating the articulated arm to actively control the position of the object. Taking advantage of the fact that making it harder to swing is more natural. If it is a system that makes it difficult to physically swing, the movement of the object in the direction opposite to the direction in which the operator applied the operation force does not occur, and the worker does not feel a strong sense of incongruity. If the object is out of the tolerance range and the articulated arm is more difficult to physically swing than when the object is located within the tolerance range, the operator moves the object further away from the tolerance range. It becomes difficult to let you. While the worker can move the object freely as if it is released from gravity within the allowable range, if the object is out of the allowable range, the worker can move the object within the allowable range. However, by making it difficult for the articulated arm to physically swing, the object can be moved freely within the allowable range, and the object can be prevented from greatly deviating from the allowable range.

本発明のひとつの作業補助装置は、2以上の関節を有するとともに先端に対象物を取り付けることが可能な多関節アームと、対象物と多関節アームに作用する重力を補償して重力によって多関節アームが鉛直方向に揺動することを抑制する重力補償機構と、前記操作力によって生じる関節周りの揺動に抵抗力を付与するとともに付与する抵抗力を増減調整可能な抵抗力付与機構と、対象物の位置を検出する位置検出装置と、対象物が位置することが許容される範囲を記憶する許容範囲記憶装置と、位置検出装置で検出された対象物の位置が許容範囲記憶装置に記憶されている許容範囲を外れた場合に抵抗力付与機構が付与する抵抗力を増加させるように抵抗力付与機構を制御する第1制御装置を備える。   One work auxiliary device of the present invention has a multi-joint arm having two or more joints and capable of attaching an object to the tip, and compensates for the gravity acting on the object and the multi-joint arm, and multi-joint by gravity. A gravity compensation mechanism that suppresses swinging of the arm in the vertical direction, a resistance applying mechanism that can apply resistance to the swinging around the joint caused by the operating force, and that can increase or decrease the applied resistance, and a target A position detection device for detecting the position of the object, an allowable range storage device for storing a range in which the object is allowed to be located, and a position of the object detected by the position detection device are stored in the allowable range storage device. A first controller that controls the resistance applying mechanism so as to increase the resistance applied by the resistance applying mechanism when the allowable range is exceeded.

重力補償機構は、対象物と多関節アームの質量と同じ質量のカウンタウエイトによってバランスをとる機構でよい。または、空気圧やモータの動力により、対象物と多関節アームに作用する重力に起因するトルクをバランスさせる機構でもよい。また、重力補償機構は、多関節アームの一部に作用するものでもよい。例えば多関節アームが、鉛直方向に揺動可能な第1リンクと、その第1リンクの先端に対して水平面内で揺動可能に連結されている第2リンクを有しており、その第2リンクの先端に対象物が取り付けられる場合、重力補償機構は第1リンクに対してのみ作用するものであればよい。第1リンクに重力補償機構が作用すれば、重力によって多関節アームが鉛直方向に揺動することを抑制することができる。
抵抗力付与機構は、関節周りの揺動に抵抗力を付与するものであればよく、特に限定されない。例えば、粘性あるいは摩擦力を利用するものであってもよい。
The gravity compensation mechanism may be a mechanism that balances with a counterweight having the same mass as the mass of the object and the articulated arm. Alternatively, a mechanism that balances the torque caused by the gravity acting on the object and the articulated arm by air pressure or motor power may be used. The gravity compensation mechanism may act on a part of the articulated arm. For example, the articulated arm has a first link that can swing in the vertical direction, and a second link that is connected to the tip of the first link so as to swing in a horizontal plane. When an object is attached to the tip of the link, the gravity compensation mechanism only needs to act on the first link. If the gravity compensation mechanism acts on the first link, the articulated arm can be prevented from swinging in the vertical direction due to gravity.
The resistance applying mechanism is not particularly limited as long as it provides resistance to rocking around the joint. For example, viscosity or frictional force may be used.

この作業補助装置を利用する場合は、対象物を多関節アームに取り付ける。作業者は、多関節アームの一部に操作力を加える。多関節アームに取り付けられている対象物に操作力を加えることによって、多関節アームの一部に操作力を加えてもよい。
この作業補助装置は、重力補償機構を備えていることから、作業者には、対象物と多関節アームに作用する重力を支えることが求められない。操作力を加えない限り、多関節アームが鉛直方向に揺動することがなく、対象物の位置が維持される。作業者は、小さな操作力を加えることで、対象物を移動させることができる。
対象物が許容範囲を外れて移動する場合には、抵抗力付与機構と第1制御装置とによって、多関節アームの関節に強い抵抗力が作用する。作業者は対象物が許容範囲内にあるときよりも対象物を移動させ難くなる。対象物はそれまでに作業者が加えていた操作力では移動し難くなる。対象物が許容範囲から外れる方向には対象物を移動し難くすることができる。また、大きな抵抗力を受けた作業者は、対象物が許容範囲から外れる操作をしていることを認識し、自然に操作力を弱める操作を行なう。両者が相俟って、対象物が許容範囲から大きく外れることを抑制することができる。
上記装置では、多関節アームの揺動のし易さ乃至は揺動のし難さを調整可能な抵抗力を付与する抵抗力付与機構を用いる。抵抗力付与機構は、アクチュエータのように力を能動的に発生させるものではなく、物理的な粘性抵抗力や摩擦抵抗力のように物体の運動に対してその物体の運動エネルギを散逸させる機構を用いる。従って抵抗力付与機構とは例えば関節の物理的な粘性抵抗を調整可能な粘性ダンパなどが相当する。関節の物理的な抵抗力を調整する(即ち多関節アームが揺動する際の運動エネルギを散逸させる程度を調整する)ことで多関節アームを揺動し易くすることもできればし難くすることもできる。抵抗力付与機構は、多関節アームが揺動する際の運動エネルギを散逸させるものなので、対象物が許容範囲から外れた際に抵抗力を大きくしても作業者が操作力を加えた方向と反対向きに対象物が移動する不自然な動作は生じない。作業者は強い違和感を覚えることがない。
When using this work assistance device, the object is attached to the articulated arm. The operator applies operating force to a part of the articulated arm. The operation force may be applied to a part of the articulated arm by applying the operation force to the object attached to the articulated arm.
Since this work assisting device includes a gravity compensation mechanism, the worker is not required to support the gravity acting on the object and the articulated arm. Unless an operating force is applied, the articulated arm does not swing in the vertical direction, and the position of the object is maintained. The operator can move the object by applying a small operating force.
When the object moves outside the allowable range, a strong resistance force acts on the joint of the multi-joint arm by the resistance force applying mechanism and the first control device. The operator is less likely to move the object than when the object is within the allowable range. The object becomes difficult to move with the operation force that the operator has applied so far. It is possible to make it difficult to move the object in the direction in which the object is out of the allowable range. Further, the worker who has received a large resistance recognizes that the object is operating outside the allowable range, and performs an operation that naturally reduces the operating force. Together, it is possible to prevent the object from greatly deviating from the allowable range.
In the above apparatus, a resistance applying mechanism that applies a resistance that can adjust the ease of swinging or the difficulty of swinging of the multi-joint arm is used. The resistance force imparting mechanism does not generate force actively like an actuator, but a mechanism that dissipates the kinetic energy of an object with respect to the movement of the object, such as physical viscous resistance force or frictional resistance force. Use. Accordingly, the resistance applying mechanism corresponds to, for example, a viscous damper that can adjust the physical viscous resistance of the joint. Adjusting the physical resistance of the joint (that is, adjusting the degree to which the kinetic energy is dissipated when the multi-joint arm swings) can make the multi-joint arm easy to swing or difficult to swing. it can. The resistance force imparting mechanism dissipates the kinetic energy when the articulated arm swings, so the direction in which the operator applies operating force even if the resistance force is increased when the object is out of the allowable range. An unnatural movement in which the object moves in the opposite direction does not occur. The worker does not feel a strong sense of incongruity.

対象物を水平方向に移動させればよい場合には、下記の作業補助装置を利用することができる。この作業補助装置は、水平面内で揺動する2以上の関節を有するとともに先端に対象物を取り付けることが可能な多関節アームと、前記操作力によって生じる関節周りの揺動に抵抗力を付与するとともに付与する抵抗力を増減調整可能な抵抗力付与機構と、対象物の位置を検出する位置検出装置と、対象物が位置することが許容される範囲を記憶する許容範囲記憶装置と、位置検出装置で検出された対象物の位置が許容範囲記憶装置に記憶されている許容範囲を外れた場合に抵抗力付与機構が付与する抵抗力を増加させるように抵抗力付与機構を制御する第1制御装置を備える。   When the object only needs to be moved in the horizontal direction, the following work assisting device can be used. This work assisting device has two or more joints that swing in a horizontal plane and can provide resistance to swinging around the joint caused by the operation force, and a multi-joint arm that can attach an object to the tip. A resistance force applying mechanism capable of increasing / decreasing the resistance force to be applied, a position detecting device for detecting the position of the object, an allowable range storage device for storing a range in which the object is allowed to be positioned, and position detection A first control that controls the resistance applying mechanism to increase the resistance applied by the resistance applying mechanism when the position of the object detected by the apparatus deviates from the allowable range stored in the allowable range storage device. Equipment.

水平面内でのみ揺動する多関節アームを利用すれば、その多関節アーム自身が、重力によって多関節アームが鉛直方向に揺動することを抑制する重力補償機構を内蔵していることになる。多関節アームとは別に重力補償機構を用意する必要がない。作業者には、対象物と多関節アームに作用する重力を支えることが求められない。作業者は、小さな操作力を加えることで、対象物を水平面内で自在に移動させることができる。
この作業補助装置でも、対象物が許容範囲を外れて移動する場合には、抵抗力付与機構と第1制御装置とによって、多関節アームが揺動する際に関節に強い抵抗力が作用する。作業者は対象物が許容範囲内にあるときよりも対象物を移動させ難くなる。それまでに作業者が加えていた操作力では対象物が移動し難くなる。対象物が許容範囲から外れる方向には対象物を移動し難くすることができる。また大きな抵抗力を受けた作業者は、対象物が許容範囲から外れる操作をしていることを認識し、自然に操作力を弱める操作を行なう。両者が相俟って、対象物が許容範囲から大きく外れることを抑制することができる。
上記構成では、多関節アームの揺動のし易さ乃至は揺動のし難さを物理的に付与する抵抗力付与機構を用いる。抵抗力付与機構は、多関節アームが揺動する際の運動エネルギを散逸させるものなので、対象物が許容範囲から外れた際に抵抗力を大きくしても作業者が操作力を加えた方向と反対向きに対象物が移動する不自然な動作は生じない。作業者は強い違和感を覚えることがない。
If a multi-joint arm that swings only in a horizontal plane is used, the multi-joint arm itself incorporates a gravity compensation mechanism that suppresses the swing of the multi-joint arm in the vertical direction due to gravity. It is not necessary to prepare a gravity compensation mechanism separately from the articulated arm. The operator is not required to support the gravity acting on the object and the articulated arm. The operator can move the object freely in a horizontal plane by applying a small operating force.
Even in this work auxiliary device, when the object moves out of the allowable range, a strong resistance force acts on the joint when the multi-joint arm swings by the resistance force applying mechanism and the first control device. The operator is less likely to move the object than when the object is within the allowable range. The object becomes difficult to move with the operating force that the operator has applied so far. It is possible to make it difficult to move the object in the direction in which the object is out of the allowable range. Also, the worker who has received a large resistance recognizes that the object is operating outside the allowable range, and naturally performs an operation that weakens the operating force. Together, it is possible to prevent the object from greatly deviating from the allowable range.
In the above configuration, a resistance force applying mechanism that physically imparts the ease of swinging or the difficulty of swinging of the articulated arm is used. The resistance force imparting mechanism dissipates the kinetic energy when the articulated arm swings, so the direction in which the operator applies operating force even if the resistance force is increased when the object is out of the allowable range. An unnatural movement in which the object moves in the opposite direction does not occur. The worker does not feel a strong sense of incongruity.

第1制御装置は、対象物の位置から許容範囲までの距離が長くなるほど抵抗力付与機構が付与する抵抗力を増加させることが好ましい。この場合、対象物の位置から許容範囲までの距離が長くなるほど、対象物を移動させ難くなるので、対象物が許容範囲から大きく外れることを防止できる。   The first control device preferably increases the resistance force applied by the resistance force applying mechanism as the distance from the position of the object to the allowable range becomes longer. In this case, the longer the distance from the position of the object to the allowable range, the more difficult it is to move the object, so that the object can be prevented from greatly deviating from the allowable range.

また、第1制御装置は、対象物の位置が許容範囲から離れる速度が大きいほど抵抗力付与機構が付与する抵抗力を増加させることが好ましい。
対象物の位置が許容範囲から離れる速度が大きいほど、対象物は移動し難くなるので、対象物が許容範囲から大きく外れることを防止することができる。
Moreover, it is preferable that a 1st control apparatus increases the resistance force which a resistance-force provision mechanism provides, so that the speed which the position of a target object leaves | separates from an allowable range is large.
The greater the speed at which the position of the object moves away from the allowable range, the more difficult the object moves, so that the object can be prevented from greatly deviating from the allowable range.

上記の作業補助装置は、対象物の移動方向を検出する移動方向検出装置と、移動方向検出装置によって検出された対象物の移動方向が許容範囲へ近づく方向の場合には、抵抗力付与機構が付与する抵抗力を第1制御装置によって調整される抵抗力から低減させる第2制御装置をさらに備えることが好ましい。
上記構成によれば、対象物の移動方向が許容範囲へ近づく方向である場合には、対象物の位置が許容範囲外であっても、抵抗力付与機構が多関節アームの関節に付与する抵抗力を低減するように制御される。従って対象物が許容範囲外にあっても許容範囲へ戻す方向には小さな操作力で対象物を移動させることができる。許容範囲から外れた対象物を小さな操作力で許容範囲内に戻すことができる。
The work assist device includes a movement direction detection device that detects the movement direction of the object, and a resistance applying mechanism when the movement direction of the object detected by the movement direction detection device approaches a permissible range. It is preferable to further include a second control device that reduces the resistance force to be applied from the resistance force adjusted by the first control device.
According to the above configuration, when the moving direction of the object is close to the allowable range, even if the position of the object is outside the allowable range, the resistance applied by the resistance applying mechanism to the joint of the multi-joint arm Controlled to reduce force. Therefore, even if the object is out of the allowable range, the object can be moved with a small operating force in the direction to return to the allowable range. An object outside the allowable range can be returned to the allowable range with a small operating force.

抵抗力付与機構は、可変粘性ダンパ、ER流体ダンパ、MR流体ダンパ、磁性流体ダンパのいずれかであってよい。また摩擦抵抗力が調整可能な摩擦ブレーキ、パウダブレーキ、ヒステリシスブレーキ、ER流体ブレーキ、MR流体ブレーキ、磁性流体ブレーキのいずれかであってもよい。これらのダンパやブレーキは能動的な力を発生させるものではない。いずれの場合も多関節アームが揺動する際の運動エネルギを散逸させることによって、関節の揺動のし難さを調整するものである。アクチュエータによって関節に能動的なトルクを加えるものでないために、作業者が操作力を加えた方向と反対向きに対象物が移動する不自然な動作は生じない。また、上記ダンパやブレーキは、関節に能動的なトルクを加えるものでないために誤作動時における安全性が高い。   The resistance force applying mechanism may be any one of a variable viscosity damper, an ER fluid damper, an MR fluid damper, and a magnetic fluid damper. Further, any one of a friction brake, a powder brake, a hysteresis brake, an ER fluid brake, an MR fluid brake, and a magnetic fluid brake with adjustable frictional resistance may be used. These dampers and brakes do not generate an active force. In either case, the difficulty of rocking the joint is adjusted by dissipating kinetic energy when the multi-joint arm rocks. Since the actuator does not apply an active torque to the joint, an unnatural movement in which the object moves in the direction opposite to the direction in which the operator applies the operating force does not occur. In addition, the damper and the brake do not apply active torque to the joint, and therefore have high safety during malfunction.

本発明によれば、作業者には対象物に作用する重力を支える操作が必要とされない。対象物が許容範囲にある限り、軽い操作力で重量のある対象物を簡単に移動させることができる。作業者が対象物を許容範囲から外れた方向に移動する操作を行なうと、多関節アームを揺動させる操作に強い抵抗力が作用する。対象物が許容範囲から外れた場合には作業者は対象物を移動させ難くなる。さらに、作業者は強い抵抗力を受けることで対象物が許容範囲から外れたことを認識し、その操作を自然に停止することができる。両者が相俟って、対象物が許容範囲から大きく外れることを抑制することができる。
本発明の作業補助装置によると、作業者は許容範囲内では重力から開放されたように自在に対象物を移動させることができる一方、対象物の位置が許容範囲から外れた場合には作業者は強い抵抗力を受ける。対象物が許容範囲から大きく外れることを防止するとともに許容範囲内で自在に対象物を移動させることができる。
本発明の作業補助装置によると、対象物が許容範囲から外れた場合に、作業者が加える操作力の方向とは反対の方向に対象物が移動することがない。作業者が操作力を加えた方向と反対向きに対象物が移動する不自然な動作は生じない。作業者は強い違和感を覚えることがない。
According to the present invention, the operator does not need an operation for supporting the gravity acting on the object. As long as the object is within the allowable range, the heavy object can be easily moved with a light operating force. When the operator performs an operation of moving the object in a direction outside the allowable range, a strong resistance acts on the operation of swinging the articulated arm. When the object is out of the allowable range, it is difficult for the operator to move the object. Furthermore, the operator can recognize that the object has fallen out of the allowable range by receiving a strong resistance, and can naturally stop the operation. Together, it is possible to prevent the object from greatly deviating from the allowable range.
According to the work assistance device of the present invention, an operator can freely move an object as if it is released from gravity within an allowable range, but if the position of the object is out of the allowable range, the worker can move the object. Receives strong resistance. It is possible to prevent the object from greatly deviating from the allowable range and move the object freely within the allowable range.
According to the work assistance device of the present invention, when the object is out of the allowable range, the object does not move in the direction opposite to the direction of the operation force applied by the operator. There is no unnatural movement in which the object moves in the direction opposite to the direction in which the operator applies the operating force. The worker does not feel a strong sense of incongruity.

実施例の主要な特徴を列記する。
(第1形態) 作業補助装置は、作業者が加える操作力の方向を検出する操作力方向検出装置を有し、抵抗力付与機構の制御装置は、操作力の方向が許容範囲へ近づく方向の場合には、対象物の位置が許容範囲外であっても多関節アームの関節に付与する抵抗力を弱めるように制御する。
(第2形態) 操作力方向検出装置は、多関節アームに設けられているとともに作業者が操作する操作子に取り付けられているに力センサで実現される。
(第3形態) 操作力方向検出装置は、多関節アームに設けられているとともに作業者が操作するジョイスティックタイプの操作子によって実現される。
The main features of the examples are listed.
(First Form) The work assist device has an operation force direction detection device that detects the direction of the operation force applied by the worker, and the control device of the resistance force applying mechanism has a direction in which the direction of the operation force approaches the allowable range. In this case, control is performed so as to weaken the resistance force applied to the joint of the multi-joint arm even if the position of the object is outside the allowable range.
(2nd form) The operating force direction detection apparatus is implement | achieved by the force sensor attached to the operation element which is provided in the multi-joint arm and the operator operates.
(Third Embodiment) The operating force direction detection device is realized by a joystick type operator that is provided on the articulated arm and is operated by an operator.

図1に本発明の一実施例に係わる作業補助装置10の概略図を示す。この作業補助装置10は、塗布器具30を用いてフロントガラスWの周囲に設定されている塗布ラインLに沿って接着剤を塗布する作業を補助する装置である。フロントガラスWはワーク支持装置24によって支持されている。フロントガラスWの周囲に設定されている接着剤を塗布すべき塗布ラインLを以下では塗布器具30の目標軌道Lと称する。
作業補助装置10は、対象物である塗布器具30を支持する多関節アーム11と、多関節アーム11を制御するコントローラ22を備える。
FIG. 1 is a schematic view of a work assistance device 10 according to an embodiment of the present invention. The work assisting device 10 is a device that assists the work of applying the adhesive along the coating line L set around the windshield W using the coating tool 30. The windshield W is supported by the work support device 24. The application line L on which the adhesive set around the windshield W is to be applied is hereinafter referred to as a target trajectory L of the application tool 30.
The work assisting device 10 includes a multi-joint arm 11 that supports an applicator 30 that is a target, and a controller 22 that controls the multi-joint arm 11.

多関節アーム11の基部13は床に固定されている。基部13は鉛直方向に固定されている鉛直ポール13bを備えている。多関節アーム11は、リンク12a、12b、12cを備えている。鉛直ポール13bに対して関節14aによってリンク12aが連結されている。関節14aはリンク12aが水平面内で揺動するようにリンク12aを支えている。リンク12aに対して関節14bによってリンク12bが連結されている。関節14bはリンク12bが水平面内で揺動するようにリンク12bを支えている。リンク12bに対して関節14cによってリンク12cが連結されている。関節14cはリンク12cが水平面内で揺動するようにリンク12cを支えている。
関節14aはまた、鉛直ポール13bに沿って鉛直方向にも揺動可能である。即ち、関節14aは水平面内での回転と鉛直方向への直動の2自由度を有する関節である。従ってリンク12a、12b、12cの水平面の高さは、可変である。
リンク12b、12cは水平面内でのみ揺動可能である。また、リンク12aは水平面内で回転方向に揺動可能である。従って、リンク12aが鉛直ポール13に沿った鉛直方向に揺動しない限り、リンク12a、12b、12cと対象物30に作用する重力によって、リンク12b、12cが鉛直方向に揺動することはない。
The base 13 of the articulated arm 11 is fixed to the floor. The base 13 includes a vertical pole 13b fixed in the vertical direction. The multi-joint arm 11 includes links 12a, 12b, and 12c. A link 12a is connected to the vertical pole 13b by a joint 14a. The joint 14a supports the link 12a so that the link 12a swings in a horizontal plane. The link 12b is connected to the link 12a by a joint 14b. The joint 14b supports the link 12b so that the link 12b swings in a horizontal plane. The link 12c is connected to the link 12b by a joint 14c. The joint 14c supports the link 12c so that the link 12c swings in a horizontal plane.
The joint 14a can also swing in the vertical direction along the vertical pole 13b. That is, the joint 14a is a joint having two degrees of freedom of rotation in a horizontal plane and linear movement in the vertical direction. Accordingly, the heights of the horizontal surfaces of the links 12a, 12b, and 12c are variable.
The links 12b and 12c can swing only in a horizontal plane. The link 12a can swing in the rotational direction within a horizontal plane. Therefore, unless the link 12a swings in the vertical direction along the vertical pole 13, the links 12b, 12c do not swing in the vertical direction due to gravity acting on the links 12a, 12b, 12c and the object 30.

多関節アーム11の基部13にはモータ36が固定されている。モータ36の回転軸Cには巻き車34が固定されている。巻き車34には、ワイヤ32の一端近傍が巻き付けられている。鉛直ポール13bの上端にはプーリ26が配置されている。ワイヤ32の他端近傍はプーリ26に掛けられた後でリンク12aに固定されている。ワイヤ32は、リンク12aを上方に引っ張っている。モータ36はワイヤ32を介してリンク12aに、多関節アーム11のリンク12aから先端までの質量に加わる重力と、リンク12cに取り付けられている塗布器具30の質量に加わる重力を足し合わせた重力に等しい力を加えるだけのトルクを発生するように制御されている。すなわち、多関節アーム11のリンク12aが重力によって下降する力と、ワイヤ32がリンク12aを上方に引き上げる力が等しい。リンク12a、12b、12cと、塗布器具30には、重力によって下降しようとする力と、モータ36によって引きあげられようとする力が作用している。両者はバランスしており、作業者が操作力を加えない限り、リンク12a、12b、12cと塗布器具30は、下降も上昇もしない。すなわち、モータ36とワイヤ32等によって、リンク12a、12b、12cと、塗布器具30に作用する重力を補償する重力補償機構が構成されており、その重力補償機構によって、多関節アーム11が重力によって鉛直方向に揺動することを抑制している。リンク12b、12cは、水平面内でしか揺動できないことから、重力補償機構がリンク12b、12cに直接的に作用する必要はない。
ここで、塗布器具30に鉛直方向下向きの操作力が加わると、モータ36が発生するトルクがワイヤ32を介して塗布器具30を含むリンク12aから先の質量(「塗布器具30を含むリンク12aから先の質量」を以下では塗布器具30等の質量と称する)を鉛直上方に引っ張る力が、重力と操作力の合力より相対的に小さくなる(モータ36がワイヤ32を引っ張る力と、塗布器具30等の質量に加わる重力と操作力との合力とのバランスが崩れる)。モータ36がワイヤ32を引っ張る力が前記合力より相対的に小さくなると、モータ36は発生しているトルクの方向とは逆方向に回転させられる。モータ36がトルクの方向とは逆向きに回転した分だけ巻き車34に巻かれているワイヤが巻き車34から解かれる。その結果、塗布器具30は操作力の方向、即ち鉛直下方に移動することになる。逆に塗布器具30に鉛直方向上向きの操作力が加わると、モータ36が発生するトルクがワイヤ32を介して塗布器具30等の質量を鉛直上方に引っ張る力が、重力と操作力の合力より相対的に大きくなる(モータ36がワイヤ32を引っ張る力と、塗布器具30等に加わる重力と操作力との合力とのバランスが崩れる)。モータ36がワイヤ32を引っ張る力が前記合力より相対的に大きくなると、モータ36は発生しているトルクによりトルク方向に巻き車34を回転させる。ワイヤ32は巻き車34に巻かれていく。その結果、塗布器具30は操作力の方向、即ち鉛直上方に移動することになる。
塗布器具30を鉛直方向に移動させる際の操作力には、塗布器具30等に作用する重力を支える力が含まれない。小さな操作力で塗布器具30を鉛直方向に移動させることができる。
A motor 36 is fixed to the base 13 of the articulated arm 11. A winding wheel 34 is fixed to the rotation shaft C of the motor 36. The vicinity of one end of the wire 32 is wound around the winding wheel 34. A pulley 26 is disposed at the upper end of the vertical pole 13b. The vicinity of the other end of the wire 32 is hooked on the pulley 26 and then fixed to the link 12a. The wire 32 pulls the link 12a upward. The motor 36 is added to the link 12a via the wire 32 by adding the gravity applied to the mass from the link 12a to the tip of the articulated arm 11 and the gravity applied to the mass of the applicator 30 attached to the link 12c. It is controlled so as to generate torque that applies equal force. That is, the force by which the link 12a of the articulated arm 11 is lowered by gravity is equal to the force by which the wire 32 pulls the link 12a upward. The links 12 a, 12 b, 12 c and the applicator 30 are subjected to a force that is lowered by gravity and a force that is to be pulled up by the motor 36. Both are balanced, and unless the operator applies operating force, the links 12a, 12b, 12c and the applicator 30 are neither lowered nor raised. That is, the motor 36, the wire 32, and the like constitute a gravity compensation mechanism that compensates for the gravity acting on the links 12a, 12b, 12c and the applicator device 30, and the multi-joint arm 11 is caused by gravity by the gravity compensation mechanism. Oscillating in the vertical direction is suppressed. Since the links 12b and 12c can swing only in a horizontal plane, the gravity compensation mechanism does not need to act directly on the links 12b and 12c.
Here, when a vertical downward operating force is applied to the applicator 30, the torque generated by the motor 36 is transmitted from the link 12 a including the applicator 30 through the wire 32 to the mass (“from the link 12 a including the applicator 30). The force that pulls the “prior mass” in the following is referred to as the mass of the applicator 30 or the like) is relatively smaller than the resultant force of gravity and operating force (the force that the motor 36 pulls the wire 32 and the applicator 30). The balance between the gravity applied to the mass and the resultant force of the operation force is lost). When the force with which the motor 36 pulls the wire 32 is relatively smaller than the resultant force, the motor 36 is rotated in the direction opposite to the direction of the generated torque. The wire wound around the winding wheel 34 by the amount that the motor 36 is rotated in the direction opposite to the direction of torque is released from the winding wheel 34. As a result, the applicator 30 moves in the direction of the operating force, that is, vertically downward. Conversely, when a vertical upward operating force is applied to the applicator 30, the torque generated by the motor 36 pulls the mass of the applicator 30 etc. vertically upward via the wire 32, relative to the resultant force of gravity and operating force. (The balance between the force by which the motor 36 pulls the wire 32 and the resultant force of the gravity applied to the applicator 30 and the operation force is lost). When the force with which the motor 36 pulls the wire 32 is relatively larger than the resultant force, the motor 36 rotates the winding wheel 34 in the torque direction by the generated torque. The wire 32 is wound around the winding wheel 34. As a result, the applicator 30 moves in the direction of the operating force, that is, vertically upward.
The operation force when moving the applicator 30 in the vertical direction does not include a force that supports gravity acting on the applicator 30 or the like. The applicator 30 can be moved in the vertical direction with a small operating force.

関節14bはリンク12bを水平方向に回転させる関節である。同様に関節14cはリンク12cを水平方向に回転させる関節である。作業者が塗布器具30に対して水平方向の操作力を加えると、塗布器具30は水平方向に移動する。塗布器具30の鉛直方向の位置は変わらない。
多関節アーム11は、作業者が加える操作力に従って、塗布器具30を鉛直方向にも水平方向にも移動させることができる。このときモータ36が塗布器具30等の質量に加わる重力を補償している。作業者には塗布器具30の自重等を支える力が要求されない。作業者は軽い操作力で、塗布器具30を鉛直方向にも水平方向にも移動させることができる。
The joint 14b is a joint that rotates the link 12b in the horizontal direction. Similarly, the joint 14c is a joint that rotates the link 12c in the horizontal direction. When the operator applies a horizontal operation force to the applicator 30, the applicator 30 moves in the horizontal direction. The vertical position of the applicator 30 does not change.
The multi-joint arm 11 can move the applicator 30 both in the vertical direction and in the horizontal direction according to the operating force applied by the operator. At this time, the motor 36 compensates the gravity applied to the mass of the applicator 30 and the like. The operator is not required to have a force that supports the weight of the applicator 30. An operator can move the applicator 30 both vertically and horizontally with a light operating force.

多関節アーム11の関節14a、14b、14cの夫々には位置センサ15a、15b、15cが備えられている。位置センサ群15はエンコーダ等である。なお、回転と直動の2自由度を有する関節14aに取り付けられた位置センサ15aは、鉛直ポール13bに対するリンク12aの回転角度と、鉛直ポール13bに対するリンク12aの鉛直方向の位置を検出する。位置センサ群15が出力する値と多関節アーム11のリンク群12の寸法データから、幾何学的な計算によって、絶対座標系における塗布器具30の位置Pの座標を求めることができる。以下、位置センサ群や関節群などを総称する場合は、符号の添え字a,b,cを省略して説明する。   Position sensors 15a, 15b, and 15c are provided in the joints 14a, 14b, and 14c of the multi-joint arm 11, respectively. The position sensor group 15 is an encoder or the like. The position sensor 15a attached to the joint 14a having two degrees of freedom of rotation and linear motion detects the rotation angle of the link 12a with respect to the vertical pole 13b and the position of the link 12a with respect to the vertical pole 13b in the vertical direction. From the value output from the position sensor group 15 and the dimension data of the link group 12 of the articulated arm 11, the coordinates of the position P of the applicator 30 in the absolute coordinate system can be obtained by geometric calculation. Hereinafter, when collectively referring to a position sensor group, a joint group, and the like, description will be made by omitting the suffixes a, b and c.

関節14a、14b、14cの夫々には、夫々の関節を揺動させることに対して抵抗力を付与する可変ダンパ16a、16b、16cが配置されている。可変ダンパ群16が関節群14の夫々に付与する抵抗力を調整することによって、リンク先端に支持された塗布器具30を作業者が移動させる際の移動のし易さ乃至は移動のし難さを調整できる。本実施例の作業補助装置10では、多関節アーム11によって塗布器具30等の質量に加わる重力を補償しているので、作業者は塗布器具30の自重を支える力を要することなく小さな操作力で塗布器具30を移動させることができる。その一方で、可変ダンパ群16が各関節14に付与する抵抗力を調整することで、作業者が塗布器具30を移動させる際の移動のし易さ乃至は移動のし難さを調整することができる。   Each of the joints 14a, 14b, and 14c is provided with variable dampers 16a, 16b, and 16c that impart resistance to the rocking of the joints. By adjusting the resistance force that the variable damper group 16 applies to each of the joint groups 14, it is easy or difficult for the operator to move the applicator 30 supported on the tip of the link. Can be adjusted. In the work assistance device 10 of the present embodiment, the gravity applied to the mass of the applicator 30 or the like is compensated by the multi-joint arm 11, so that the operator can operate with a small operating force without requiring a force to support the weight of the applicator 30. The applicator 30 can be moved. On the other hand, by adjusting the resistance force applied to each joint 14 by the variable damper group 16, the ease of movement or the difficulty of movement when the operator moves the applicator 30 is adjusted. Can do.

次に本実施例の作業補助装置10の動作についてその概要を説明する。
コントローラ22には、塗布器具30が位置することが許容される許容範囲50を示すデータが設定されている。許容範囲50は、目標軌道Lを包含する範囲に設定されている。許容範囲50の両側には、移動制限範囲52Lと52Rが設定されている。移動制限範囲52Lと52Rは、塗布器具30がその範囲内になるべく入らないようにしたい範囲である。なお、図1では移動制限範囲52Lと52RはフロントガラスWの面に沿った面として描いてあるが、実際には鉛直方向に伸びる壁のように設定されている。
作業者は塗布器具30を目標軌道Lに沿って許容範囲50内で自由に移動させることができる。塗布器具30の位置が許容範囲50内にあるときは、コントローラ22は可変ダンパ群16が関節群14に付与する抵抗力の値を小さく設定する。これにより作業者は小さな力で塗布器具30を移動させることができる。
一方、塗布器具30が許容範囲50から外れた際には(即ち塗布器具30の位置が移動制限範囲52L又は52Rに位置する際には)、コントローラ22は可変ダンパ群16が関節群14に付与する抵抗力の値を大きく設定する。これにより塗布器具30が許容範囲50から外れた際には作業者は塗布器具30を移動させ難くなる。従って塗布器具30を許容範囲から大きく外れることを防止することができる。
Next, the outline | summary is demonstrated about operation | movement of the work assistance apparatus 10 of a present Example.
The controller 22 is set with data indicating an allowable range 50 in which the applicator 30 is allowed to be located. The allowable range 50 is set to a range that includes the target trajectory L. On both sides of the allowable range 50, movement restriction ranges 52L and 52R are set. The movement restriction ranges 52L and 52R are ranges where it is desired to prevent the applicator 30 from entering the range as much as possible. In FIG. 1, the movement restriction ranges 52L and 52R are drawn as surfaces along the surface of the windshield W, but are actually set like walls extending in the vertical direction.
The operator can freely move the applicator 30 along the target trajectory L within the allowable range 50. When the position of the applicator 30 is within the allowable range 50, the controller 22 sets the value of the resistance force that the variable damper group 16 applies to the joint group 14 to be small. Thereby, the operator can move the applicator 30 with a small force.
On the other hand, when the applicator 30 is out of the allowable range 50 (that is, when the position of the applicator 30 is in the movement restriction range 52L or 52R), the controller 22 gives the variable damper group 16 to the joint group 14. Set a large resistance value. This makes it difficult for the operator to move the applicator 30 when the applicator 30 is out of the allowable range 50. Accordingly, it is possible to prevent the applicator 30 from greatly deviating from the allowable range.

次に図2のブロック図を用いて作業補助装置10を説明する。
多関節アーム11の先端には塗布器具30が取り付けられている。また多関節アーム11は、位置センサ群15と可変ダンパ群16を有する。なお図2には多関節アーム11のリンク群12は図示を省略してある。
コントローラ22の内部には、位置センサ群15の出力値が入力される位置/速度算出部40と、ダンパ制御部42と許容範囲データ記憶部44を有する。
許容範囲データ記憶部44には、図1に示した許容範囲50と、移動制限範囲52Lと52Rの位置関係のデータが記憶されている。
位置/速度算出部40では、まず位置センサ群15から送られた各関節14の回転角(及び鉛直ポール13bに対するリンク12aの鉛直方向の位置)と多関節アーム11のリンクの幾何学的構造から塗布器具30の位置を算出する。次に塗布器具30の位置の経時的変化から塗布器具30の速度を算出する。
算出された塗布器具30の位置と速度はダンパ制御部42へ送られる。ダンパ制御部42は、許容範囲データ記憶部44に記憶されたデータを参照して現在の塗布器具30の位置が許容範囲50内にあるか否かを判断する。塗布器具30の位置が許容範囲50内である場合には、可変ダンパ群16に対して、各関節14に付与する抵抗力が小さくなるように指令値を出力する。一方、塗布器具30の位置が許容範囲50外である場合には、可変ダンパ群16に対して、各関節14に付与する抵抗力が大きくなるように指令値を出力する。このときダンパ制御部42は可変ダンパ群16に対して、塗布器具30と許容範囲50との距離が大きくなるほど各関節14に付与する抵抗力が大きくなるような指令値を出力する。なお、可変ダンパ制御部42は、塗布器具30の移動速度の方向が許容範囲50の方向へ向いている場合には、塗布器具30が許容範囲50外であっても各関節14の抵抗力が小さくなるように可変ダンパ群16に対して指令値を出力する。
Next, the work assistance apparatus 10 will be described with reference to the block diagram of FIG.
An applicator 30 is attached to the tip of the articulated arm 11. The articulated arm 11 has a position sensor group 15 and a variable damper group 16. In FIG. 2, the link group 12 of the articulated arm 11 is not shown.
The controller 22 includes a position / speed calculation unit 40 to which an output value of the position sensor group 15 is input, a damper control unit 42, and an allowable range data storage unit 44.
The allowable range data storage unit 44 stores data on the positional relationship between the allowable range 50 shown in FIG. 1 and the movement limit ranges 52L and 52R.
In the position / velocity calculation unit 40, first, based on the rotation angle of each joint 14 (and the vertical position of the link 12a with respect to the vertical pole 13b) sent from the position sensor group 15 and the geometric structure of the link of the multi-joint arm 11. The position of the applicator 30 is calculated. Next, the speed of the applicator 30 is calculated from the change over time of the position of the applicator 30.
The calculated position and speed of the applicator 30 are sent to the damper controller 42. The damper control unit 42 determines whether the current position of the applicator 30 is within the allowable range 50 with reference to the data stored in the allowable range data storage unit 44. When the position of the applicator 30 is within the allowable range 50, a command value is output to the variable damper group 16 so that the resistance force applied to each joint 14 is reduced. On the other hand, when the position of the applicator 30 is outside the allowable range 50, a command value is output to the variable damper group 16 so that the resistance force applied to each joint 14 is increased. At this time, the damper control unit 42 outputs a command value to the variable damper group 16 such that the resistance force applied to each joint 14 increases as the distance between the applicator 30 and the allowable range 50 increases. Note that when the direction of the moving speed of the applicator 30 is in the allowable range 50, the variable damper control unit 42 has the resistance of each joint 14 even if the applicator 30 is outside the allowable range 50. A command value is output to the variable damper group 16 so as to decrease.

次にコントローラ22内での上記の処理を図3のフローチャート図により説明する。
まずステップS300で塗布器具30の位置と速度を取得する。次にステップS302で塗布器具30の位置は許容範囲50外であるか否かを判断する。
塗布器具30の位置が許容範囲50外であると判断された場合(ステップS302:YES)、次にステップS304で塗布器具30の移動方向(即ち塗布器具30の速度の方向)が許容範囲50から離れる方向であるか否かが判断される。塗布器具30の移動方向が許容範囲50から離れる方向である場合(ステップS304:YES)、ステップS306により塗布器具30に対する抵抗力FAを設定する。抵抗力FAについては図4を用いて後述する。
次にステップS308では、ステップS306で設定された抵抗力FAを各可変ダンパ16が発生すべき抵抗力に変換する。そしてステップS310により変換された抵抗力を指令値として各可変ダンパ16へ出力する。
一方、ステップS302で塗布器具30の位置が許容範囲50内であると判断された場合(ステップS302:NO)又はステップS304で塗布器具30の移動方向が許容範囲50から離れる方向でないと判断された場合(ステップS304:NO)、次にステップS312に移り塗布器具30に対する抵抗力FBを設定する。設定された抵抗力FBはステップS308により各可変ダンパ16が発生すべき抵抗力に変換される。そしてステップS310により変換された抵抗力は各可変ダンパ16への指令値として出力される。以上の処理を制御周期毎に繰り返す。
なお、ステップS306で設定される塗布器具30に対する抵抗力FAはステップS312で設定される抵抗力FBよりも大きな値に設定される。
また図3のステップS300の塗布器具30の位置と速度を取得する処理は位置センサ群15(図1参照)とコントローラ22内の位置/速度算出部(図2参照)により実行される。図3のステップS300以外の処理は図2に示すダンパ制御部42で実行される。
Next, the above processing in the controller 22 will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, in step S300, the position and speed of the applicator 30 are acquired. Next, in step S302, it is determined whether or not the position of the applicator 30 is outside the allowable range 50.
When it is determined that the position of the applicator 30 is out of the allowable range 50 (step S302: YES), the moving direction of the applicator 30 (that is, the speed direction of the applicator 30) is changed from the allowable range 50 in step S304. It is determined whether the direction is away. When the moving direction of the applicator 30 is a direction away from the allowable range 50 (step S304: YES), a resistance force FA to the applicator 30 is set in step S306. The resistance force FA will be described later with reference to FIG.
Next, in step S308, the resistance force FA set in step S306 is converted into a resistance force that each variable damper 16 should generate. Then, the resistance force converted in step S310 is output to each variable damper 16 as a command value.
On the other hand, when it is determined in step S302 that the position of the applicator 30 is within the allowable range 50 (step S302: NO), or in step S304, it is determined that the moving direction of the applicator 30 is not a direction away from the allowable range 50. In the case (step S304: NO), the process proceeds to step S312 to set the resistance force FB for the applicator 30. The set resistance force FB is converted into a resistance force to be generated by each variable damper 16 in step S308. The resistance force converted in step S310 is output as a command value to each variable damper 16. The above processing is repeated every control cycle.
In addition, the resistance force FA with respect to the applicator 30 set in step S306 is set to a value larger than the resistance force FB set in step S312.
3 is performed by the position sensor group 15 (see FIG. 1) and the position / velocity calculation unit (see FIG. 2) in the controller 22. Processing other than step S300 in FIG. 3 is executed by the damper control unit 42 shown in FIG.

次に図4によって塗布器具30が許容範囲50外にある場合の塗布器具30に対する抵抗力について説明する。なお、図4は説明を簡単にするために塗布器具の移動方向を紙面上の2次元に限定した。また絶対座標系としてx軸、y軸の方向を図4に示す通りに設定した。また図4では目標軌道Lを含み目標軌道Lに沿って塗布器具30の位置の許容範囲50が設定されており、許容範囲50の両側に移動制限範囲52Lと52Rが設定されている。目標軌道Lの方向は図4のx軸と平行にとってある。また移動制限範囲52L、52Rと許容範囲50との境界もx軸と平行にとってある。
図4では塗布器具30の位置を点Pで代表させてある。図4の状態では、塗布器具30の位置Pは、許容範囲50から距離dPyだけ外れた位置にある。
また、作業者が塗布器具30に加える操作力をFIで示してある。図4では操作力FIが加えられる塗布器具30の位置を点Sで示してある。塗布器具30に操作力FIが加えられると多関節アーム11の関節群14は操作力FIに従って揺動する。その結果、塗布器具30は操作力FIと同じ方向であるVPの方向へ移動する。矢印VPはまた、塗布器具30の移動速度も表す。VPyは塗布器具30の速度VPのy軸方向の速度成分を表している。従って図4の状態は、塗布器具30が許容範囲50から速度成分VPyで離れていく状態を示してある。
Next, the resistance force to the applicator 30 when the applicator 30 is outside the allowable range 50 will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the moving direction of the applicator is limited to two dimensions on the paper surface in order to simplify the explanation. In addition, the x-axis and y-axis directions were set as shown in FIG. 4 as an absolute coordinate system. In FIG. 4, the allowable range 50 of the position of the applicator 30 is set along the target trajectory L including the target trajectory L, and movement restriction ranges 52 </ b> L and 52 </ b> R are set on both sides of the allowable range 50. The direction of the target trajectory L is parallel to the x-axis in FIG. The boundaries between the movement restriction ranges 52L and 52R and the allowable range 50 are also parallel to the x axis.
In FIG. 4, the position of the applicator 30 is represented by a point P. In the state of FIG. 4, the position P of the applicator 30 is at a position deviated from the allowable range 50 by the distance dPy.
In addition, the operation force applied to the applicator 30 by the operator is indicated by FI. In FIG. 4, the position of the applicator 30 to which the operating force FI is applied is indicated by a point S. When the operating force FI is applied to the applicator 30, the joint group 14 of the multi-joint arm 11 swings according to the operating force FI. As a result, the applicator 30 moves in the direction of VP, which is the same direction as the operating force FI. The arrow VP also represents the moving speed of the applicator 30. VPy represents a speed component in the y-axis direction of the speed VP of the applicator 30. Therefore, the state of FIG. 4 shows a state where the applicator 30 moves away from the allowable range 50 by the velocity component VPy.

図4の状態における作業補助装置10の動作を図3のフローチャートと対比させて説明する。図4では塗布器具30の位置Pは許容範囲からdPyだけ外れた位置にある。従って図3のステップS302の判断はYESとなる。また塗布器具30は速度成分VPyで許容範囲50から離れる方向に移動している。従って図3のステップS304での判断もYESとなる。よって次に図3のステップS306により塗布器具30に対する抵抗力FAが設定される。抵抗力FAは次の第1式で設定される。
FA=−(a1×dPy+a2×VPy+Fc) ・・・(1)
ここでa1、a2は所定の正の値を有する係数である。またFcは所定の正の値を有する定数である。右辺全体がかっこで括られてマイナスの符号が付してあるのは、塗布器具30の位置Pの移動方向を正にとった場合に、抵抗力FAは、塗布器具30の位置Pの移動方向とは逆の方向に作用するからである。
第1式の右辺第1項は、塗布器具30の位置Pから許容範囲50までの距離dPyに比例した大きさの抵抗力成分を示す。第2項は、塗布器具30が許容範囲50から離れていく方向の速度成分VPyに比例した大きさの抵抗力成分を示す。従って塗布器具30と許容範囲50との距離が大きくなるほど塗布器具30に加えられる操作力FIに対する抵抗力FAは大きい値となる。同様に塗布器具30が許容範囲50から離れる方向の速度成分が大きくなるほど塗布器具30に加えられる操作力FIに対する抵抗力FAは大きい値となる。
本実施例では、作業者が塗布器具30を操作する位置Sで、設定された抵抗力FAが発生するように可変ダンパ群16を制御する。これにより作業者は、塗布器具30が許容範囲50から外れた場合に塗布器具30を移動させ難くすることができる。
抵抗力FAの大きさと発生させるべき位置が決まると図3のステップS308によって、塗布器具30を作業者が操作する位置Sで抵抗力FAを実現するために各可変ダンパ16が各関節14に付与すべき抵抗力の大きさに変換される。この変換は、良く知られている多関節アーム11の所定の位置(図4では位置S)に発生させる力と各関節が発生させる力(本実施例の場合は抵抗力に相当する)の変換式により算出することができる。そしてステップS310により、変換された抵抗力を指令値として各可変ダンパ16への指令値が出力される。その結果、図4に示すように塗布器具30を作業者が操作する位置Sで操作力FIとは反対の方向を向く抵抗力FAが実現される。
なお抵抗力FAは、可変ダンパ群16によって、各関節14に物理的な粘性抵抗力や摩擦抵抗力を塗布器具30が許容範囲50内に位置するときよりも強く付与することによって実現される。各関節14に付与する物理的な粘性抵抗力や摩擦抵抗力は多関節アーム11の運動エネルギを散逸させるものなのでインピーダンス制御における反力のように塗布器具30を能動的に移動させる力とはならない。同様の理由で抵抗力FAは操作力FI以上とはならない。それゆえ、インピーダンス制御の際に発生する可能性がある反力と操作力の差による振動現象を生ずることなく作業者は塗布器具30を安定して操作することが可能となる。また、操作力と逆方向に塗布器具30が移動する現象も生じない。さらに可変ダンパ群16は各関節14に物理的な粘性抵抗力や摩擦抵抗力を付与するものであるので可変ダンパ16やコントローラ22に不具合が生じても多関節アーム11が予想外の力を発生することがない。より安全性の高い作業補助装置10を実現することができる。
The operation of the work auxiliary device 10 in the state of FIG. 4 will be described in comparison with the flowchart of FIG. In FIG. 4, the position P of the applicator 30 is at a position deviated by dPy from the allowable range. Therefore, the determination in step S302 in FIG. The applicator 30 moves in a direction away from the allowable range 50 by the velocity component VPy. Accordingly, the determination in step S304 in FIG. 3 is also YES. Therefore, next, the resistance FA with respect to the applicator 30 is set in step S306 of FIG. The resistance force FA is set by the following first formula.
FA = − (a1 × dPy + a2 × VPy + Fc) (1)
Here, a1 and a2 are coefficients having a predetermined positive value. Fc is a constant having a predetermined positive value. The entire right side is enclosed in parentheses and is given a minus sign. When the moving direction of the position P of the applicator 30 is positive, the resistance FA is the moving direction of the position P of the applicator 30. This is because it acts in the opposite direction.
The first term on the right side of the first equation represents a resistance component having a magnitude proportional to the distance dPy from the position P of the applicator 30 to the allowable range 50. The second term represents a resistance component having a magnitude proportional to the velocity component VPy in the direction in which the applicator 30 moves away from the allowable range 50. Therefore, as the distance between the applicator 30 and the allowable range 50 increases, the resistance force FA with respect to the operating force FI applied to the applicator 30 becomes a larger value. Similarly, the resistance force FA with respect to the operating force FI applied to the applicator 30 increases as the speed component in the direction in which the applicator 30 moves away from the allowable range 50 increases.
In the present embodiment, the variable damper group 16 is controlled so that the set resistance force FA is generated at the position S where the operator operates the applicator 30. Thereby, the operator can make it difficult to move the applicator 30 when the applicator 30 is out of the allowable range 50.
When the magnitude of the resistance force FA and the position to be generated are determined, each variable damper 16 is applied to each joint 14 in order to realize the resistance force FA at the position S where the operator operates the applicator 30 in step S308 of FIG. It is converted into the magnitude of resistance to be applied. This conversion is performed by converting a force generated at a predetermined position (position S in FIG. 4) of the well-known articulated arm 11 and a force generated by each joint (corresponding to a resistance force in this embodiment). It can be calculated by an equation. In step S310, a command value to each variable damper 16 is output using the converted resistance force as a command value. As a result, as shown in FIG. 4, a resistance force FA is realized that is directed in a direction opposite to the operation force FI at the position S where the operator operates the applicator 30.
The resistance force FA is realized by applying a physical viscous resistance force or frictional resistance force to each joint 14 by the variable damper group 16 more strongly than when the applicator 30 is located within the allowable range 50. The physical viscous resistance and frictional resistance applied to each joint 14 dissipate the kinetic energy of the multi-joint arm 11, and thus do not become a force that actively moves the applicator 30 as a reaction force in impedance control. . For the same reason, the resistance force FA does not exceed the operation force FI. Therefore, the operator can stably operate the applicator 30 without causing a vibration phenomenon due to the difference between the reaction force and the operation force that may occur during impedance control. Further, the phenomenon that the applicator 30 moves in the direction opposite to the operating force does not occur. Further, since the variable damper group 16 applies physical viscous resistance force and frictional resistance force to each joint 14, the multi-joint arm 11 generates an unexpected force even if a malfunction occurs in the variable damper 16 or the controller 22. There is nothing to do. The work assistance device 10 with higher safety can be realized.

次に図5により別の状態にある塗布器具30に対して作業補助装置10が発生する抵抗力について説明する。図5において図4と同じ符号は同じ部品を示す。図5の状態は、塗布器具30の位置Pは図4と同じ位置であるが、塗布器具30に加えられる操作力FIの方向が図4とは異なる。図5では操作力FI2は許容範囲50の方向を向いている。従ってこの操作力FI2によって塗布器具30の位置Pの速度VP2は許容範囲50へ近づく方向の速度成分VPy2を有する。この場合には塗布器具30の位置Pが許容範囲50外にあっても図3のステップS304の判断がNOとなる。従って次に図3のステップS312により塗布器具30に対する抵抗力FBが設定される。抵抗力FBは次の第2式で設定される。
FB=−Fc ・・・(2)
ここでFcは第1式で用いたFcと同じ定数である。即ち、図3のステップS312で設定される抵抗力FBは常にステップS306で設定される抵抗力FAより小さく設定される。なお、右辺にマイナスの符号が付してあるのは、第1式と同様に、塗布器具30の位置Pの移動方向を正にとった場合に、抵抗力FAは、塗布器具30の位置Pの移動方向とは逆の方向に作用するからである。
ステップS312で設定された抵抗力FBは抵抗力FAのときと同様に図3のステップS308によって、抵抗力FBを実現するために各可変ダンパ16が各関節14に付与すべき抵抗力の大きさに変換される。そしてステップS310により、変換された抵抗力を指令値として各可変ダンパ16への指令値が出力される。その結果、図5に示すように、操作子18の位置Sで操作力FI2とは反対の方向を向く抵抗力FBが実現される。抵抗力FBは抵抗力FAより小さいので作業者はFAに抗するより小さな操作力で塗布器具30を許容範囲50の方向へ移動させることができる。
Next, the resistance force generated by the work assisting device 10 with respect to the applicator 30 in another state will be described with reference to FIG. 5, the same reference numerals as those in FIG. 4 denote the same components. In the state of FIG. 5, the position P of the applicator 30 is the same as that in FIG. 4, but the direction of the operating force FI applied to the applicator 30 is different from that in FIG. 4. In FIG. 5, the operating force FI <b> 2 faces the allowable range 50. Therefore, the speed VP2 at the position P of the applicator 30 has a speed component VPy2 in a direction approaching the allowable range 50 by the operating force FI2. In this case, even if the position P of the applicator 30 is outside the allowable range 50, the determination in step S304 in FIG. Therefore, next, the resistance FB with respect to the applicator 30 is set in step S312 of FIG. The resistance force FB is set by the following second equation.
FB = −Fc (2)
Here, Fc is the same constant as Fc used in the first equation. That is, the resistance force FB set in step S312 of FIG. 3 is always set smaller than the resistance force FA set in step S306. Note that the minus sign is attached to the right side in the same way as in the first formula, when the moving direction of the position P of the applicator 30 is positive, the resistance force FA is equal to the position P of the applicator 30. This is because it acts in the direction opposite to the moving direction of.
The resistance force FB set in step S312 is the magnitude of the resistance force that each variable damper 16 should apply to each joint 14 in order to realize the resistance force FB in step S308 of FIG. Is converted to In step S310, a command value to each variable damper 16 is output using the converted resistance force as a command value. As a result, as shown in FIG. 5, a resistance force FB that faces the direction opposite to the operation force FI <b> 2 at the position S of the operation element 18 is realized. Since the resistance force FB is smaller than the resistance force FA, the operator can move the applicator 30 in the direction of the allowable range 50 with a smaller operation force against the FA.

なお、塗布器具30の位置Pが許容範囲内にある場合には図3に示すステップS302の判断がNOとなりステップS312が実行される。従って塗布器具30の位置Pが許容範囲内にある場合にも塗布器具30に対する抵抗力FBは第2式と同じ値となる。抵抗力FB(=Fc)は予め小さい値に設定されており、作業者は小さい操作力で塗布器具30を移動させることができる。   When the position P of the applicator 30 is within the allowable range, the determination in step S302 shown in FIG. 3 is NO and step S312 is executed. Therefore, even when the position P of the applicator 30 is within the allowable range, the resistance force FB with respect to the applicator 30 has the same value as the second formula. The resistance force FB (= Fc) is set to a small value in advance, and the operator can move the applicator 30 with a small operation force.

以上により作業者は塗布器具30を目標軌道Lに沿って移動させる場合、塗布器具30の位置Pが許容範囲50から外れると作業者は塗布器具30の位置Pが許容範囲50内に位置する場合よりも大きな抵抗力を受けることになる。よって作業補助装置10は、作業者が塗布器具30を許容範囲50から大きく外すことを防止することができる。
その際、抵抗力FAは、各関節14に付与される粘性や摩擦抵抗などの物理的な特性によって生じさせるものであるので、インピーダンス制御における反力のように塗布器具30を能動的に移動させる力とはならない。従ってインピーダンス制御の際に発生する可能性がある反力と操作力の差による振動現象を生ずることなく作業者は塗布器具30を安定して操作することが可能となる。また、操作力と逆方向に塗布器具30が移動する現象も生じない。作業者は塗布器具30の位置が許容範囲50から外れた場合でも上述したインピーダンス制御による振動現象を生じることなく、対象物を安定して許容範囲50内に移動させることができる。
さらに図3に示したフローチャートの処理は制御周期毎に実行される。よって作業者は図4に示すように塗布器具30の位置Pが許容範囲を外れたことを認識した場合には図5に示すように操作力FI2を許容範囲50側へ向けることによって、操作力FI2に対する抵抗力を図4に示した状態での抵抗力FAよりも小さな抵抗力FBとすることができる。従って小さな抵抗力FBに抗するだけの小さな操作力によって対象物を許容範囲50内に移動させることができる。
As described above, when the operator moves the applicator 30 along the target trajectory L, when the position P of the applicator 30 deviates from the allowable range 50, the operator places the position P of the applicator 30 within the allowable range 50. Will receive greater resistance. Therefore, the work assisting device 10 can prevent the worker from greatly removing the applicator 30 from the allowable range 50.
At this time, since the resistance force FA is generated by physical characteristics such as viscosity and frictional resistance applied to each joint 14, the applicator 30 is actively moved like a reaction force in impedance control. It doesn't help. Accordingly, the operator can stably operate the applicator 30 without causing a vibration phenomenon due to the difference between the reaction force that may occur during impedance control and the operation force. Further, the phenomenon that the applicator 30 moves in the direction opposite to the operating force does not occur. Even when the position of the applicator 30 is out of the allowable range 50, the operator can stably move the object within the allowable range 50 without causing the vibration phenomenon due to the impedance control described above.
Further, the process of the flowchart shown in FIG. 3 is executed for each control cycle. Therefore, when the operator recognizes that the position P of the applicator 30 is out of the allowable range as shown in FIG. 4, the operating force FI2 is directed toward the allowable range 50 as shown in FIG. The resistance force to FI2 can be set to a resistance force FB smaller than the resistance force FA in the state shown in FIG. Accordingly, the object can be moved within the allowable range 50 with a small operating force that resists the small resistance force FB.

なお、図4と図5の説明は2次元に限定したが塗布器具30が移動する方向を3次元に拡張しても同様である。図1に示すモータ36によって、塗布器具30は重力に対してバランスされて多関節アーム11に取り付けられている。従って鉛直方向の移動についても上記図4と図5で説明した作用と同じ作用を得ることができる。
また、上記実施例の可変ダンパ群16とは、より具体的にはER流体ダンパやMR流体ダンパを用いることができる。または摩擦ブレーキを用いてもよい。摩擦ブレーキの一種としてはパウダブレーキなどがある。
4 and 5 are limited to two dimensions, the same applies even if the direction in which the applicator 30 moves is expanded to three dimensions. The applicator 30 is attached to the articulated arm 11 by being balanced with respect to gravity by the motor 36 shown in FIG. Therefore, the same operation as that described with reference to FIGS. 4 and 5 can be obtained for the movement in the vertical direction.
More specifically, an ER fluid damper or an MR fluid damper can be used as the variable damper group 16 of the above embodiment. Alternatively, a friction brake may be used. One type of friction brake is a powder brake.

上記実施例では、図1に示すモータ36と巻き車34とワイヤ32とプーリ26と関節群14とリンク群12によって、塗布器具30等の質量に作用する重力を補償するように構成されている。従って図1に示すモータ36と巻き車34とワイヤ32とプーリ26と関節群14とリンク群12が請求項の「重力補償機構」の一態様に相当する。即ち本実施例の「重力補償機構」は、多関節アーム11の一部を共用する構成である。また図3のフローチャートにおけるステップS306を実行する際のダンパ制御部42(図2参照)が請求項の「第1制御装置」の一態様に相当する。さらに図3のフローチャート図におけるステップS304の判断がNOとなりステップS312を実行する際のダンパ制御部42が請求項の「第2制御装置」の一態様に相当する。また、図2に示す位置センサ群15と、塗布器具30の位置を算出する際の位置/速度算出部40が請求項の「位置検出装置」の一態様に相当する。図2に示す許容範囲データ記憶部44が請求項の「許容範囲記憶装置」の一態様に相当する。さらに図2に示す可変ダンパ群16が請求項の「抵抗力付与機構」の一態様に相当する。また、図2に示す位置センサ群15と、塗布器具30の移動速度(即ち塗布器具30の移動方向)を算出する際の位置/速度算出部40が請求項の「移動方向検出装置」の一態様に相当する。
なお、図2に示すコントローラ22内の位置/速度算出部40やダンパ制御部42は、夫々独立した装置として実現してもよいし、コンピュータによって処理されるプログラムとして実現してもよい。
In the embodiment described above, the motor 36, the winding wheel 34, the wire 32, the pulley 26, the joint group 14, and the link group 12 shown in FIG. . Therefore, the motor 36, the winding wheel 34, the wire 32, the pulley 26, the joint group 14, and the link group 12 shown in FIG. 1 correspond to one aspect of the “gravity compensation mechanism” in the claims. That is, the “gravity compensation mechanism” of the present embodiment is configured to share a part of the articulated arm 11. Further, the damper control unit 42 (see FIG. 2) when executing step S306 in the flowchart of FIG. 3 corresponds to one aspect of the “first control device” in the claims. Further, the determination in step S304 in the flowchart of FIG. 3 is NO, and the damper control unit 42 when executing step S312 corresponds to one aspect of the “second control device” in the claims. Further, the position sensor group 15 shown in FIG. 2 and the position / velocity calculation unit 40 for calculating the position of the applicator 30 correspond to one aspect of the “position detection device” in the claims. The permissible range data storage unit 44 shown in FIG. 2 corresponds to an aspect of the “permissible range storage device” in the claims. Further, the variable damper group 16 shown in FIG. 2 corresponds to one aspect of the “resistance force applying mechanism” in the claims. The position sensor group 15 shown in FIG. 2 and the position / velocity calculating unit 40 for calculating the moving speed of the applicator 30 (that is, the moving direction of the applicator 30) are one of the “moving direction detection devices” in the claims. Corresponds to the embodiment.
Note that the position / velocity calculation unit 40 and the damper control unit 42 in the controller 22 shown in FIG. 2 may be realized as independent devices or as programs processed by a computer.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.

例えば、塗布器具30を水平面内で移動させればよい場合には、図1の多関節アーム11の関節14aを鉛直ポール13bに沿った方向に直動揺動せずに水平方向の回転揺動のみを許容する1自由度の回転関節に変更する。これによって塗布器具30は鉛直方向には移動しない。この場合、塗布器具30は、回転関節14a、14b、14cおよびリンク12a、12b、12cによって水平方向のみ移動が可能である。この場合には、多関節アーム自身が、重力によって塗布器具30が鉛直方向に揺動することを抑制する重力補償機構を内蔵していることになる。独立した重力補償機構は不要となる。
また、目標軌道Lに対して塗布器具(対象物)30の方向が決まっている場合には、塗布器具30が回転してもよい角度範囲を記憶する記憶部を設けても良い。そして塗布器具30の回転角が上記角度範囲を外れた場合に塗布器具30を回転させる方向に対して各関節に付与する抵抗力を増加させるように制御してもよい。
また本実施例では、重力補償機構としてモータ36と巻き車34の代わりにワイヤ32のリンク12aに固定されている端部とは反対の端部に関節群14とリンク群12と塗布器具30の質量と同じ質量のカウンタウエイトを固定してもよい。そのような構成によっても、重力によって対象物を取り付けた多関節アームが鉛直方向に揺動することを抑制する重力補償機構を構成することができる。またモータ36の代わりに空気圧を用いることによって、重力によって対象物を取り付けた多関節アームが鉛直方向に揺動することを抑制する重力補償機構を構成してもよい。
For example, when the applicator 30 only needs to be moved in a horizontal plane, the joint 14a of the multi-joint arm 11 in FIG. 1 is not directly oscillated in the direction along the vertical pole 13b, but only rotationally oscillated in the horizontal direction. Is changed to a rotary joint with one degree of freedom. Thereby, the applicator 30 does not move in the vertical direction. In this case, the applicator 30 can be moved only in the horizontal direction by the rotary joints 14a, 14b, 14c and the links 12a, 12b, 12c. In this case, the articulated arm itself has a built-in gravity compensation mechanism that suppresses the applicator device 30 from swinging in the vertical direction due to gravity. An independent gravity compensation mechanism is not required.
In addition, when the direction of the applicator (target object) 30 is determined with respect to the target trajectory L, a storage unit that stores an angle range in which the applicator 30 may rotate may be provided. And when the rotation angle of the applicator 30 deviates from the above-mentioned angle range, it may be controlled to increase the resistance force applied to each joint in the direction in which the applicator 30 is rotated.
In this embodiment, the joint group 14, the link group 12, and the applicator 30 are arranged at the end opposite to the end fixed to the link 12 a of the wire 32 instead of the motor 36 and the winding wheel 34 as a gravity compensation mechanism. A counterweight having the same mass as the mass may be fixed. Even with such a configuration, it is possible to configure a gravity compensation mechanism that suppresses the swing of the articulated arm to which the object is attached due to gravity in the vertical direction. Moreover, you may comprise the gravity compensation mechanism which suppresses rocking | fluctuation of the articulated arm to which the target object was attached by gravity by using air pressure instead of the motor 36.

また実施例では塗布器具30の位置に発生させるべき抵抗力FAとFBを第1式と第2式で与えたが、抵抗力FAとFBを与える式はこれらの式に限られない。対象物が許容範囲外にあるときの抵抗力FAが対象物が許容範囲内にあるときの抵抗力FBより小さい値となるように設定されるものであればよい。
例えば、抵抗力FAを目標軌道Lに沿った方向の成分と目標軌道Lに直交する成分とに分解する。例えば図4を例とすると、図4の抵抗力FAを、目標軌道Lに沿った方向、即ち図4に示すx軸方向の成分FAxと、目標軌道Lと直交する方向、即ち図4に示すy軸方向の成分FAyに分解する。そして、FAx=0、FAy=−(a1×dPy+a2×VPy+Fc)とすることも好適である。あるいは上記FAx=0を、FAx=−Fcとしてもよい。ここで記号a1、dPy、a2、VPy、Fcは、第1式で説明したものと同じ意味である。上記式のように抵抗力FAを設定すると、目標軌道Lに沿った方向には塗布器具30を移動させ易くなる一方、目標軌道Lと直交する方向には塗布器具30を移動させ難くすることができる。即ち塗布器具30を、目標軌道から外れ難くすると同時に目標軌道に沿った方向には移動させ易くすることができる。
In the embodiment, the resistance forces FA and FB to be generated at the position of the applicator 30 are given by the first formula and the second formula, but the formulas giving the resistance forces FA and FB are not limited to these formulas. What is necessary is just to be set so that the resistance force FA when the object is outside the allowable range is smaller than the resistance force FB when the object is within the allowable range.
For example, the resistance force FA is decomposed into a component in a direction along the target trajectory L and a component orthogonal to the target trajectory L. For example, taking FIG. 4 as an example, the resistance force FA of FIG. 4 is shown in the direction along the target trajectory L, that is, the component FAx in the x-axis direction shown in FIG. It is decomposed into a component FAy in the y-axis direction. It is also preferable that FAx = 0 and FAy = − (a1 × dPy + a2 × VPy + Fc). Alternatively, FAx = 0 may be set to FAx = −Fc. Here, the symbols a1, dPy, a2, VPy, and Fc have the same meaning as described in the first formula. When the resistance force FA is set as in the above formula, the applicator 30 can be easily moved in the direction along the target trajectory L, while the applicator 30 is difficult to move in the direction orthogonal to the target trajectory L. it can. That is, the applicator device 30 can be easily moved in the direction along the target trajectory while making it difficult for the applicator 30 to deviate from the target trajectory.

また、作業補助装置は、作業者が加える操作力の方向を検出する操作方向検出装置をさらに有し、第2制御装置は、操作力の方向が許容範囲へ近づく方向の場合には対象物の位置が許容範囲外であっても各揺動部に付与する抵抗力を弱めるように抵抗力付与機構を制御するように構成することも好ましい。
操作方向検出装置は、例えば作業者が多関節アームを操作する際に操作する操作子に力センサを取り付けることで実現できる。力センサよって、作業者が操作子に加える操作力の方向を検出することができる。または操作子がジョイスティックのように各方向に揺動可能になっている構造によっても実現できる。操作子の揺動した方向が作業者が加える操作力の方向に相当する。従って操作子が揺動した方向を検出することで作業者が加える操作力の方向を検出することができる。
上記構成によれば、対象物が許容範囲外に位置して抵抗力が強まった場合でも、対象物が移動しない程度の小さな操作力を許容範囲の方向に加えるだけで抵抗力付与機構が揺動部に付与する抵抗力を弱めることができる。抵抗力付与機構が付与する抵抗力が弱くなれば作業者は対象物を容易に許容範囲へ戻すことができる。
The work auxiliary device further includes an operation direction detection device that detects the direction of the operation force applied by the operator, and the second control device is configured to detect the object when the direction of the operation force approaches a permissible range. It is also preferable that the resistance applying mechanism is controlled so as to weaken the resistance applied to each oscillating portion even if the position is outside the allowable range.
The operation direction detection device can be realized, for example, by attaching a force sensor to an operator that is operated when an operator operates an articulated arm. The direction of the operating force applied by the operator to the operator can be detected by the force sensor. Alternatively, it can be realized by a structure in which the operation element can swing in each direction like a joystick. The direction in which the operator swings corresponds to the direction of the operating force applied by the operator. Therefore, the direction of the operating force applied by the operator can be detected by detecting the direction in which the operator swings.
According to the above configuration, even when the object is located outside the allowable range and the resistance is increased, the resistance applying mechanism can be swung only by applying a small operating force that does not move the object in the direction of the allowable range. The resistance applied to the part can be weakened. If the resistance force applied by the resistance force application mechanism becomes weak, the operator can easily return the object to the allowable range.

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

本発明の実施例の作業補助装置10の概略図である。It is the schematic of the work assistance apparatus 10 of the Example of this invention. 作業補助装置10のブロック図である。1 is a block diagram of a work assistance device 10. FIG. 作業補助装置10の処理を示すフローチャート図である。FIG. 4 is a flowchart showing processing of the work assistance device 10. 塗布器具が許容範囲外にあるときの様子を模式的に示した図である(1)。It is the figure which showed typically a mode when an applicator is outside an allowable range (1). 塗布器具が許容範囲外にあるときの様子を模式的に示した図である(2)。It is the figure which showed typically a mode when an applicator is outside an allowable range (2).

符号の説明Explanation of symbols

10:作業補助装置
11:多関節アーム
12a、12b、12c:リンク
13:多関節アーム基部
13b:鉛直ポール
14a、14b、14c:関節
15a、15b、15c:位置センサ
16a、16b、16c:可変ダンパ
22:コントローラ
24:ワーク支持装置
30:塗布器具(対象物)
50:許容範囲
52R、52L:移動制限範囲
40:位置/速度算出部
42:ダンパ制御部
48:許容範囲データ記憶部
W:フロントガラス
L:塗布ライン(目標軌道)
10: Work auxiliary device 11: Articulated arms 12a, 12b, 12c: Link 13: Articulated arm base 13b: Vertical poles 14a, 14b, 14c: Joints 15a, 15b, 15c: Position sensors 16a, 16b, 16c: Variable damper 22: Controller 24: Work support device 30: Application tool (object)
50: Allowable ranges 52R, 52L: Movement limit range 40: Position / velocity calculation unit 42: Damper control unit 48: Allowable range data storage unit W: Windshield L: Application line (target trajectory)

Claims (7)

作業者が多関節アームの一部に操作力を加えることによって、多関節アームに取り付けられている対象物を移動させる装置であり、
2以上の関節を有するとともに、先端に対象物を取り付けることが可能な多関節アームと、
対象物と多関節アームに作用する重力を補償し、重力によって多関節アームが鉛直方向に揺動することを抑制する重力補償機構と、
前記操作力によって生じる関節周りの揺動に抵抗力を付与するとともに、付与する抵抗力を増減調整可能な抵抗力付与機構と、
対象物の位置を検出する位置検出装置と、
対象物が位置することが許容される範囲を記憶する許容範囲記憶装置と、
位置検出装置で検出された対象物の位置が、許容範囲記憶装置に記憶されている許容範囲を外れた場合に、抵抗力付与機構が付与する抵抗力を増加させるように抵抗力付与機構を制御する第1制御装置と、
を備えることを特徴とする作業補助装置。
It is a device that moves an object attached to a multi-joint arm by applying an operating force to a part of the multi-joint arm.
An articulated arm having two or more joints and capable of attaching an object to the tip;
A gravity compensation mechanism that compensates for gravity acting on the object and the articulated arm and suppresses the swing of the articulated arm in the vertical direction due to gravity;
A resistance force applying mechanism that applies resistance to swinging around the joint caused by the operation force, and that can increase or decrease the resistance to be applied;
A position detection device for detecting the position of the object;
An allowable range storage device for storing a range in which the object is allowed to be located;
When the position of the object detected by the position detection device is outside the allowable range stored in the allowable range storage device, the resistance applying mechanism is controlled to increase the resistance applied by the resistance applying mechanism. A first control device,
A work auxiliary device comprising:
作業者が多関節アームの一部に操作力を加えることによって、多関節アームに取り付けられている対象物を移動させる装置であり、
水平面内で揺動する2以上の関節を有するとともに、先端に対象物を取り付けることが可能な多関節アームと、
前記操作力によって生じる関節周りの揺動に抵抗力を付与するとともに、付与する抵抗力を増減調整可能な抵抗力付与機構と、
対象物の位置を検出する位置検出装置と、
対象物が位置することが許容される範囲を記憶する許容範囲記憶装置と、
位置検出装置で検出された対象物の位置が、許容範囲記憶装置に記憶されている許容範囲を外れた場合に、抵抗力付与機構が付与する抵抗力を増加させるように抵抗力付与機構を制御する第1制御装置と、
を備えることを特徴とする作業補助装置。
It is a device that moves an object attached to a multi-joint arm by applying an operating force to a part of the multi-joint arm.
A multi-joint arm having two or more joints that swing in a horizontal plane and capable of attaching an object to the tip;
A resistance force applying mechanism that applies resistance to swinging around the joint caused by the operation force, and that can increase or decrease the resistance to be applied;
A position detection device for detecting the position of the object;
An allowable range storage device for storing a range in which the object is allowed to be located;
When the position of the object detected by the position detection device is outside the allowable range stored in the allowable range storage device, the resistance applying mechanism is controlled to increase the resistance applied by the resistance applying mechanism. A first control device,
A work auxiliary device comprising:
第1制御装置は、対象物の位置から許容範囲までの距離が長くなるほど抵抗力付与機構が付与する抵抗力を増加させることを特徴とする請求項1又は2に記載の作業補助装置。   The work assisting device according to claim 1, wherein the first control device increases the resistance force applied by the resistance force applying mechanism as the distance from the position of the object to the allowable range becomes longer. 第1制御装置は、対象物の位置が許容範囲から離れる速度が大きいほど抵抗力付与機構が付与する抵抗力を増加させることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の作業補助装置。   The work according to any one of claims 1 to 3, wherein the first control device increases the resistance force applied by the resistance force applying mechanism as the speed at which the position of the object moves away from the allowable range is higher. Auxiliary device. 対象物の移動方向を検出する移動方向検出装置と、
移動方向検出装置によって検出された対象物の移動方向が、許容範囲に近づく方向である場合には、抵抗力付与機構が付与する抵抗力を、第1制御装置によって調整される抵抗力から低減させる第2制御装置と、
が付加されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の作業補助装置。
A moving direction detection device for detecting the moving direction of the object;
When the moving direction of the object detected by the moving direction detection device is a direction approaching the allowable range, the resistance force applied by the resistance force applying mechanism is reduced from the resistance force adjusted by the first control device. A second control device;
The work assisting device according to claim 1, further comprising:
前記抵抗力付与機構は、可変粘性ダンパ、ER流体ダンパ、MR流体ダンパ、磁性流体ダンパのいずれかであることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の作業補助装置。   The work assisting device according to any one of claims 1 to 5, wherein the resistance force applying mechanism is any one of a variable viscosity damper, an ER fluid damper, an MR fluid damper, and a magnetic fluid damper. 前記抵抗力付与機構は、摩擦抵抗力が調整可能な摩擦ブレーキ、パウダブレーキ、ヒステリシスブレーキ、ER流体ブレーキ、MR流体ブレーキ、磁性流体ブレーキのいずれかであることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の作業補助装置。   6. The resistance applying mechanism according to claim 1, wherein the resistance applying mechanism is any one of a friction brake, a powder brake, a hysteresis brake, an ER fluid brake, an MR fluid brake, and a magnetic fluid brake capable of adjusting a friction resistance force. The work auxiliary device according to any one of the above.
JP2005291153A 2005-10-04 2005-10-04 Work assisting device Pending JP2007098507A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005291153A JP2007098507A (en) 2005-10-04 2005-10-04 Work assisting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005291153A JP2007098507A (en) 2005-10-04 2005-10-04 Work assisting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007098507A true JP2007098507A (en) 2007-04-19

Family

ID=38025951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005291153A Pending JP2007098507A (en) 2005-10-04 2005-10-04 Work assisting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007098507A (en)

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009208170A (en) * 2008-02-29 2009-09-17 Toyota Motor Corp Power assisting device and its control method
JP4917700B1 (en) * 2011-09-27 2012-04-18 繁 中島 Printing device
WO2013187469A1 (en) 2012-06-13 2013-12-19 オリンパス株式会社 Linear motion mechanism with gravity compensation, operation input device and surgery assistance system
US9161772B2 (en) 2011-08-04 2015-10-20 Olympus Corporation Surgical instrument and medical manipulator
US9218053B2 (en) 2011-08-04 2015-12-22 Olympus Corporation Surgical assistant system
US9244524B2 (en) 2011-08-04 2016-01-26 Olympus Corporation Surgical instrument and control method thereof
US9244523B2 (en) 2011-08-04 2016-01-26 Olympus Corporation Manipulator system
US9423869B2 (en) 2011-08-04 2016-08-23 Olympus Corporation Operation support device
WO2016136614A1 (en) * 2015-02-26 2016-09-01 オリンパス株式会社 Operation input device and medical manipulator system
US9477301B2 (en) 2011-08-04 2016-10-25 Olympus Corporation Operation support device and assembly method thereof
US9519341B2 (en) 2011-08-04 2016-12-13 Olympus Corporation Medical manipulator and surgical support apparatus
US9524022B2 (en) 2011-08-04 2016-12-20 Olympus Corporation Medical equipment
US9568992B2 (en) 2011-08-04 2017-02-14 Olympus Corporation Medical manipulator
US9632573B2 (en) 2011-08-04 2017-04-25 Olympus Corporation Medical manipulator and method of controlling the same
US9632577B2 (en) 2011-08-04 2017-04-25 Olympus Corporation Operation support device and control method thereof
US9671860B2 (en) 2011-08-04 2017-06-06 Olympus Corporation Manipulation input device and manipulator system having the same
JP2017523058A (en) * 2014-05-27 2017-08-17 コミサリヤ ア レネルジ アトミク エ ウ エネルジ アルタナティブ Cobotic manipulator
KR101786105B1 (en) * 2011-08-18 2017-10-18 현대자동차주식회사 Method for controlling wearable robot
US9851782B2 (en) 2011-08-04 2017-12-26 Olympus Corporation Operation support device and attachment and detachment method thereof
WO2018045474A1 (en) * 2016-09-09 2018-03-15 Kal Tire Gravity assist system
WO2020040015A1 (en) * 2018-08-24 2020-02-27 国立大学法人 東京大学 Robot assistance device and robot assistance system
KR102633280B1 (en) * 2023-07-17 2024-02-07 주식회사 신영건드릴 Multiaxial Tapping Machine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0288186A (en) * 1988-09-27 1990-03-28 Toshiba Corp Master slave manipulator
JPH10187221A (en) * 1996-11-08 1998-07-14 Nissan Motor Co Ltd Assistant arm having track regulation function
JP2000279463A (en) * 1999-03-31 2000-10-10 Sanyo Electric Co Ltd Training device for superior limb function recovery
JP2005028492A (en) * 2003-07-10 2005-02-03 Honda Motor Co Ltd Method for setting parts conveyance area

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0288186A (en) * 1988-09-27 1990-03-28 Toshiba Corp Master slave manipulator
JPH10187221A (en) * 1996-11-08 1998-07-14 Nissan Motor Co Ltd Assistant arm having track regulation function
JP2000279463A (en) * 1999-03-31 2000-10-10 Sanyo Electric Co Ltd Training device for superior limb function recovery
JP2005028492A (en) * 2003-07-10 2005-02-03 Honda Motor Co Ltd Method for setting parts conveyance area

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009208170A (en) * 2008-02-29 2009-09-17 Toyota Motor Corp Power assisting device and its control method
US9632573B2 (en) 2011-08-04 2017-04-25 Olympus Corporation Medical manipulator and method of controlling the same
US9671860B2 (en) 2011-08-04 2017-06-06 Olympus Corporation Manipulation input device and manipulator system having the same
US9568992B2 (en) 2011-08-04 2017-02-14 Olympus Corporation Medical manipulator
US9161772B2 (en) 2011-08-04 2015-10-20 Olympus Corporation Surgical instrument and medical manipulator
US9218053B2 (en) 2011-08-04 2015-12-22 Olympus Corporation Surgical assistant system
US9244524B2 (en) 2011-08-04 2016-01-26 Olympus Corporation Surgical instrument and control method thereof
US9244523B2 (en) 2011-08-04 2016-01-26 Olympus Corporation Manipulator system
US9423869B2 (en) 2011-08-04 2016-08-23 Olympus Corporation Operation support device
US9632577B2 (en) 2011-08-04 2017-04-25 Olympus Corporation Operation support device and control method thereof
US9477301B2 (en) 2011-08-04 2016-10-25 Olympus Corporation Operation support device and assembly method thereof
US9519341B2 (en) 2011-08-04 2016-12-13 Olympus Corporation Medical manipulator and surgical support apparatus
US9524022B2 (en) 2011-08-04 2016-12-20 Olympus Corporation Medical equipment
US9851782B2 (en) 2011-08-04 2017-12-26 Olympus Corporation Operation support device and attachment and detachment method thereof
KR101786105B1 (en) * 2011-08-18 2017-10-18 현대자동차주식회사 Method for controlling wearable robot
JP4917700B1 (en) * 2011-09-27 2012-04-18 繁 中島 Printing device
WO2013046344A1 (en) * 2011-09-27 2013-04-04 株式会社伊万里鉄鋼センター Printing device
US9737996B2 (en) 2012-06-13 2017-08-22 Olympus Corporation Linear driving mechanism with self-weight compensation, operation input device, and surgery assistance system
WO2013187469A1 (en) 2012-06-13 2013-12-19 オリンパス株式会社 Linear motion mechanism with gravity compensation, operation input device and surgery assistance system
JP2017523058A (en) * 2014-05-27 2017-08-17 コミサリヤ ア レネルジ アトミク エ ウ エネルジ アルタナティブ Cobotic manipulator
WO2016136614A1 (en) * 2015-02-26 2016-09-01 オリンパス株式会社 Operation input device and medical manipulator system
US10555786B2 (en) 2015-02-26 2020-02-11 Olympus Corporation Operation input device and medical manipulator system
JPWO2016136614A1 (en) * 2015-02-26 2017-04-27 オリンパス株式会社 Operation input device and medical manipulator system
WO2018045474A1 (en) * 2016-09-09 2018-03-15 Kal Tire Gravity assist system
WO2020040015A1 (en) * 2018-08-24 2020-02-27 国立大学法人 東京大学 Robot assistance device and robot assistance system
JPWO2020040015A1 (en) * 2018-08-24 2021-08-10 国立大学法人 東京大学 Robot support device and robot support system.
JP7126276B2 (en) 2018-08-24 2022-08-26 国立大学法人 東京大学 Robot-assisted device and robot-assisted system.
KR102633280B1 (en) * 2023-07-17 2024-02-07 주식회사 신영건드릴 Multiaxial Tapping Machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007098507A (en) Work assisting device
JP6430335B2 (en) Apparatus and method for controlling and adjusting multiple element systems
JP5417161B2 (en) Robot vibration control method and robot control apparatus
JP2009066685A (en) Robot device, and control method for robot device
JP5962340B2 (en) robot
JP6575200B2 (en) Robot, control device and robot system
JP5891718B2 (en) robot
JP5916583B2 (en) Weaving control device for articulated robot
JP6699843B2 (en) Robot arm control system
WO2013027250A1 (en) Robot system, robot, and robot control device
JP2005067747A (en) Control method and device of jib crane
WO2017026234A1 (en) Vibration control device, vibration control method, vibration control system, program, and recording medium
JP6417034B2 (en) Cobotic manipulator
JP4860277B2 (en) Vibration suppression control method and apparatus for multi-inertia resonance system
CN106426163A (en) Control apparatus of motor
JP5499865B2 (en) Generation method of speed command profile for articulated robot
JP2006231454A (en) Articulated arm mechanism
JP5703870B2 (en) Robot control device
JP2022539813A (en) Haptic Feedback of Robotic Manipulator End Effectors Across Different Orientation Ranges
JP2007038059A (en) Work assist apparatus
US10092368B2 (en) Medical apparatus with a medical optical appliance and a holding device and method for operating the medical apparatus
JP2011220380A (en) Actuator and robot
JP5633268B2 (en) Robot control device
JP2020168676A (en) Robot and brake control program of the same
JP6036476B2 (en) robot

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080325

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091203

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20091215

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A521 Written amendment

Effective date: 20100202

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100914