JP2015205370A - manipulator system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manipulator system capable of sufficiently moving joysticks in all directions when switched from speed control to position control, and also improving working efficiency.SOLUTION: A manipulator system 1 moves joysticks 13 and 14 from a neutral position P and accordingly performs movement control of capillaries 20 and 40. When the movement control of the capillary 20 by the joysticks 13 and 14 is switched from speed control to position control, the manipulator system 1 starts the position control at a point in time that the joysticks 13 and 14 enter a predetermined first operation region R1 lying around the neutral position P, including the neutral position P.

Description

本発明は、マニピュレータシステムに関する。   The present invention relates to a manipulator system.

例えば細胞を操作する作業や微細な異物を取り除く作業などの微細なものを取り扱う作業には、従来よりマニピュレータシステムが用いられている(特許文献1参照)。このマニピュレータシステムは、ジョイスティックを中立位置から傾斜させ、それに応じて針やキャピラリなどの操作部材を移動制御するものである。   For example, a manipulator system has been conventionally used for handling fine objects such as an operation of manipulating cells and an operation of removing fine foreign substances (see Patent Document 1). In this manipulator system, a joystick is tilted from a neutral position, and operation members such as needles and capillaries are moved and controlled accordingly.

上述のマニピュレータシステムには、ジョイスティックによる操作部材の操作性を上げるため、ジョイスティックの傾き角度に応じた速度で操作部材を動かす速度制御と、ジョイスティックの傾き角度に応じた位置に操作部材を動かす位置制御とに切り替え可能になっているものがある。この種のマニピュレータシステムでは、オペレータは適宜速度制御と位置制御を切り替えて操作部材を操作している。一般的に速度制御は、操作部材を大きく動かす際に便利であり、位置制御は、操作部材を小さく動かす際に便利である。   In the manipulator system described above, in order to improve the operability of the operation member by the joystick, speed control for moving the operation member at a speed corresponding to the tilt angle of the joystick and position control for moving the operation member to a position corresponding to the tilt angle of the joystick. There are things that can be switched to. In this type of manipulator system, the operator operates the operation member by appropriately switching between speed control and position control. Generally, speed control is convenient when the operation member is moved largely, and position control is convenient when the operation member is moved small.

ところで、速度制御を位置制御に切り替える際に、例えばボタン等による入力信号により直ちに切り替わると、その状態から位置制御が開始されることになる。例えばこのときにジョイスティックが大きく傾いていると、その後ジョイスティックをその傾いた方向に動かすことができる物理的な可動量が少なくなってしまう(特許文献2参照)。   By the way, when the speed control is switched to the position control, for example, if it is immediately switched by an input signal from a button or the like, the position control is started from that state. For example, if the joystick is greatly inclined at this time, the amount of physical movement by which the joystick can be subsequently moved in the inclined direction is reduced (see Patent Document 2).

特開2008−221423号公報JP 2008-22214 A 特許第2687866号Japanese Patent No. 2687866

そこで、速度制御から位置制御に切り替える際に、ジョイスティックを一旦中立位置に戻してから位置制御を開始することを考えている。   Therefore, when switching from speed control to position control, it is considered that the position control is started after the joystick is once returned to the neutral position.

しかしながら、単純に、ジョイスティックを中立位置に戻してから位置制御を開始しようとすると、オペレータが中立位置を探るのに時間を要することがあり、作業効率上好ましくない。   However, if it is attempted to start position control after simply returning the joystick to the neutral position, it may take time for the operator to search for the neutral position, which is not preferable in terms of work efficiency.

本出願はかかる点に鑑みてなされたものであり、速度制御から位置制御に切り替えた際にジョイスティックをどの方向にも十分量動かすことができ、なおかつ作業効率も向上できるマニピュレータシステムを提供することをその目的とする。   The present application has been made in view of such points, and it is intended to provide a manipulator system that can move a joystick in a sufficient amount in any direction when switching from speed control to position control, and can also improve work efficiency. For that purpose.

上記目的を達成するための本発明には、ジョイスティックを中立位置から移動させて、それに応じて操作部材を移動制御するマニピュレータシステムであって、前記ジョイスティックによる操作部材の移動制御が速度制御から位置制御に切り替わる際に、前記ジョイスティックが、前記中立位置を含む当該中立位置周りの所定の第1の操作領域に入った時点で、位置制御を開始するように構成された、マニピュレータシステムが含まれる。   In order to achieve the above object, the present invention provides a manipulator system in which a joystick is moved from a neutral position and the operation member is controlled to move accordingly, and the movement control of the operation member by the joystick is controlled from speed control to position control. And a manipulator system configured to start position control when the joystick enters a predetermined first operation region around the neutral position including the neutral position.

前記位置制御を開始した、前記ジョイスティックが前記第1の操作領域に入った時の位置を制御上の原点としてもよい。   The position when the position control is started and the joystick enters the first operation area may be set as the control origin.

前記制御上の原点を前記ジョイスティックの中立位置に補正するようにしてもよい。   You may make it correct | amend the origin on the said control to the neutral position of the said joystick.

前記制御上の原点の補正を、前記位置制御の開始後前記ジョイスティックが最初に停止した後に行うようにしてもよい。   The control origin may be corrected after the joystick first stops after the start of the position control.

前記ジョイスティックによる操作部材の移動制御が速度制御から位置制御に切り替わる際に、前記ジョイスティックが前記第1の操作領域内にある場合には、位置制御を直ちに開始するようにしてもよい。   When the movement control of the operation member by the joystick is switched from the speed control to the position control, if the joystick is in the first operation area, the position control may be started immediately.

前記ジョイスティックが前記第1の操作領域内にあり前記位置制御を直ちに開始した時の位置を制御上の原点とするようにしてもよい。   The position when the joystick is in the first operation area and the position control is immediately started may be set as the control origin.

前記ジョイスティックによる操作部材の移動制御が位置制御から速度制御に切り替わる際に、前記ジョイスティックが、前記中立位置を含む当該中立位置周りの所定の第2の操作領域に入り、その後前記第2の操作領域の外側に出た時点で、速度制御を開始するようにしてもよい。   When the movement control of the operation member by the joystick is switched from position control to speed control, the joystick enters a predetermined second operation area around the neutral position including the neutral position, and then the second operation area. You may make it start speed control when it comes out outside.

前記速度制御は、前記ジョイスティックが前記第2の操作領域の外側にあるときに有効になるようにしてもよい。   The speed control may be enabled when the joystick is outside the second operation area.

本発明によれば、速度制御から位置制御に切り替わった際にジョイスティックをすべての方向に十分量動かすことができ、なおかつ作業効率も向上できる。   According to the present invention, when the speed control is switched to the position control, the joystick can be moved in a sufficient amount in all directions, and the work efficiency can be improved.

マニピュレータシステムの構成の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of a structure of a manipulator system. ジョイスティックの説明図である。It is explanatory drawing of a joystick. マニピュレータシステムのコントローラを含むブロック図である。It is a block diagram including the controller of a manipulator system. 制御開始時のフローチャートである。It is a flowchart at the time of control start. 位置制御モードへの切り替え時の制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control at the time of switching to a position control mode. ジョイスティックの中立位置周りの第1の操作領域を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the 1st operation area | region around the neutral position of a joystick. 位置制御が開始される位置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the position where position control is started. 位置制御でジョイスティックを移動させた様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the joystick was moved by position control. 速度制御モードへの切り替え時の制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control at the time of switching to speed control mode. 第2の操作領域の外側から第2の操作領域に入り、再び第2の操作領域の外側にでる様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that it enters into a 2nd operation area | region from the outer side of a 2nd operation area | region, and comes out of the 2nd operation area | region again. 第2の操作領域への出入りの様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mode of entering / exiting to the 2nd operation area | region.

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態の一例について説明する。なお、図面の上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。さらに、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。また、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。   Hereinafter, an example of a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the positional relationship such as up, down, left, and right in the drawing is based on the positional relationship shown in the drawing unless otherwise specified. The dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios. Furthermore, the following embodiment is an illustration for explaining the present invention, and is not intended to limit the present invention only to the embodiment. The present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.

図1は、本実施の形態に係るマニピュレータシステム1の構成の概略を示す説明図である。マニピュレータシステム1は、例えば一対のマニピュレータ10、11と、顕微鏡ユニット12と、ジョイスティック13、14と、表示装置15と、コントローラ(制御装置)16と、作業台(図示せず)等を備えている。   FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of the configuration of a manipulator system 1 according to the present embodiment. The manipulator system 1 includes, for example, a pair of manipulators 10 and 11, a microscope unit 12, joysticks 13 and 14, a display device 15, a controller (control device) 16, a work table (not shown), and the like. .

マニピュレータ10は、例えば先端の操作部材としての管状或いは針状のキャピラリ20と、キャピラリ20を保持するピペット21と、ピペット21をZ軸方向に移動させるためのZ軸テーブル22と、ピペット21をX−Y軸方向に移動させるためのX−Y軸テーブル23を備えている。   The manipulator 10 includes, for example, a tubular or needle-like capillary 20 as an operating member at the tip, a pipette 21 that holds the capillary 20, a Z-axis table 22 for moving the pipette 21 in the Z-axis direction, and a pipette 21 that is X An XY axis table 23 for moving in the −Y axis direction is provided.

Z軸テーブル22は、Z軸駆動装置30によりピペット21の先端のキャピラリ20を上下動できる。また、X−Y軸テーブル23は、X−Y軸駆動装置31によりピペット21の先端のキャピラリ20をX方向及びY方向に移動できる。また、ピペット21とZ軸テーブル22との間には、圧電アクチュエータが設けられており、ピペット21をZ軸テーブル22に対し、前後(ピペット21の軸方向)に微動させることができる。   The Z-axis table 22 can move the capillary 20 at the tip of the pipette 21 up and down by a Z-axis drive device 30. The XY axis table 23 can move the capillary 20 at the tip of the pipette 21 in the X direction and the Y direction by an XY axis driving device 31. Further, a piezoelectric actuator is provided between the pipette 21 and the Z-axis table 22, and the pipette 21 can be finely moved back and forth (in the axial direction of the pipette 21) with respect to the Z-axis table 22.

マニピュレータ11は、マニピュレータ10と同様に、キャピラリ40、ピペット41、Z軸テーブル42、X−Y軸テーブル43、Z軸駆動装置44、X−Y軸駆動装置45等を備えている。マニピュレータ10は、例えばキャピラリ20によって被作業物を保持するために用いられ、マニュピュレータ11は、例えばキャピラリ40によって被作業物を作業するために用いられる。   Similar to the manipulator 10, the manipulator 11 includes a capillary 40, a pipette 41, a Z-axis table 42, an XY axis table 43, a Z-axis drive device 44, an XY-axis drive device 45, and the like. The manipulator 10 is used, for example, to hold the work piece by the capillary 20, and the manipulator 11 is used, for example, to work the work piece by the capillary 40.

顕微鏡ユニット12は、例えば撮像手段としてのカメラ50と、顕微鏡51を備えている。これにより、作業台上の被作業物を撮影したり拡大して見ることができる。なお、顕微鏡ユニット12に、被作業物に光を照射する光源を設けてもよい。   The microscope unit 12 includes, for example, a camera 50 as an imaging unit and a microscope 51. As a result, the work on the work table can be photographed or enlarged. Note that the microscope unit 12 may be provided with a light source for irradiating the work with light.

ジョイスティック13、14は、図2に示す中立位置Pから任意の方向に傾け可能なハンドル60を備えている。ハンドル60には、キャピラリ20、40の速度制御と位置制御とを切り替えるための切り替え手段としてのボタン61が設けられている。ボタン61を押したときに速度制御となり、ボタン61を離したときに位置制御となる。また、ジョイスティック13、14は、マニピュレータシステム1の上記各種駆動装置や各種機能を実行するための多数のボタン(図示せず)を備えている。ジョイスティック13、14は、例えば角度センサを有しており、ハンドル60の傾き角度を検出し、後述のコントローラ16に出力できる。ジョイスティック13は、例えばマニピュレータ10側を操作し、ジョイスティック14はマニピュレータ11側を操作する。   The joysticks 13 and 14 include a handle 60 that can be tilted in any direction from the neutral position P shown in FIG. The handle 60 is provided with a button 61 as switching means for switching between speed control and position control of the capillaries 20 and 40. Speed control is performed when the button 61 is pressed, and position control is performed when the button 61 is released. In addition, the joysticks 13 and 14 include the above-described various driving devices and various buttons (not shown) for executing various functions of the manipulator system 1. The joysticks 13 and 14 have, for example, an angle sensor, and can detect the tilt angle of the handle 60 and output it to the controller 16 described later. For example, the joystick 13 operates the manipulator 10 side, and the joystick 14 operates the manipulator 11 side.

表示装置15は、例えばタッチパネルなどのタブレットPCや液晶ディスプレイであり、カメラ50で取得した顕微鏡画像や各種制御用画面を表示できる。表示装置15には、速度制御と位置制御の切り替え情報等を表示してもよい。   The display device 15 is, for example, a tablet PC such as a touch panel or a liquid crystal display, and can display a microscope image acquired by the camera 50 and various control screens. The display device 15 may display speed control and position control switching information and the like.

作業台は、マニピュレータ10、11の中央に設けられ、例えば被作業物が収容されたシャーレ70などを固定できる。   The work table is provided at the center of the manipulators 10 and 11, and can fix, for example, a petri dish 70 in which work pieces are stored.

コントローラ16は、例えばCPUやメモリなどを備えたコンピュータであり、所定プログラムに基づいて各種制御を実行できる。図3は、コントローラ16に対する信号の出入りを示すブロック図である。コントローラ16は、例えばジョイスティック13、14、表示装置15及びカメラ50から出力された信号を受信でき、また、マニピュレータ10、11等に対し駆動信号等を出力できる。   The controller 16 is a computer including, for example, a CPU and a memory, and can execute various controls based on a predetermined program. FIG. 3 is a block diagram showing signal input / output to / from the controller 16. The controller 16 can receive signals output from, for example, the joysticks 13 and 14, the display device 15, and the camera 50, and can output drive signals and the like to the manipulators 10 and 11.

より具体的にはコントローラ16は、以下の制御を実行する。コントローラ16は、ジョイスティック13、14を中立位置Pから移動させて、それ応じて操作部材であるキャピラリ20、40を移動制御する。図4に示すように制御が開始されると、ジョイスティック13、14のボタン61が押されているか否か、すなわちボタン61が押されたときの信号が出力されているか否か確認される。   More specifically, the controller 16 performs the following control. The controller 16 moves the joysticks 13 and 14 from the neutral position P and controls the movement of the capillaries 20 and 40 that are operation members accordingly. When the control is started as shown in FIG. 4, it is confirmed whether or not the button 61 of the joysticks 13 and 14 is pressed, that is, whether or not a signal when the button 61 is pressed is output.

ボタン61が押されている場合には、速度制御モードとなり、ボタン61が押されていない場合には、位置制御モードとなる。   When the button 61 is pressed, the speed control mode is set, and when the button 61 is not pressed, the position control mode is set.

例えば速度制御モードでは、オペレータがジョイスティック13、14を傾けた大きさ(角度)に応じた速度でキャピラリ20、40が移動する。すなわち、ジョイスティック13、14を大きく傾けると、その傾けた方向に大きな速度でキャピラリ20、40が移動し、ジョイスティック13、14を小さく傾けると、その傾けた方向に小さな速度でキャピラリ20、40が移動する。ジョイスティック13、14の傾きを戻すと、キャピラリ20、40の移動が停止する。   For example, in the speed control mode, the capillaries 20 and 40 move at a speed corresponding to the magnitude (angle) by which the operator tilts the joysticks 13 and 14. That is, when the joysticks 13 and 14 are tilted greatly, the capillaries 20 and 40 move at a large speed in the tilted direction, and when the joysticks 13 and 14 are tilted small, the capillaries 20 and 40 move at a small speed in the tilted direction. To do. When the tilt of the joysticks 13 and 14 is returned, the movement of the capillaries 20 and 40 stops.

位置制御モードでは、オペレータがジョイスティック13、14を傾けた大きさ(角度)に応じた位置にキャピラリ20、40が移動する。すなわち、ジョイスティック13、14を傾けた量に応じて、キャピラリ20、40が移動して停止する。   In the position control mode, the capillaries 20 and 40 move to positions corresponding to the magnitude (angle) of the tilt of the joysticks 13 and 14 by the operator. That is, the capillaries 20 and 40 move and stop according to the amount of tilting the joysticks 13 and 14.

また、コントローラ16は、速度制御モードから位置制御モードに切り替わる際と、位置制御モードから速度制御モードに切り替わる際に以下の制御を実行する。   The controller 16 executes the following control when switching from the speed control mode to the position control mode and when switching from the position control mode to the speed control mode.

図5には、速度制御モードから位置制御モードに切り替わる際に行われる制御のフローチャートを示す。オペレータの指がボタン61から離され、コントローラ16でボタン61からの出力信号が検出されなくなると、速度制御モードから位置制御モードに切り替えられる。位置制御モードに切り替えられた際には、先ずジョイスティック13、14が、中立位置Pを含む所定の第1の操作領域R1にあるか否か確認される。この操作領域R1は、例えば図6に示すようにジョイスティック13、14の中立位置Pを中心とした円形領域であり、その大きさは任意に設定できる。なお、図の座標は、ジョイスティックの傾き角度の大きさと方向をX−Y座標に表したものである。   FIG. 5 shows a flowchart of control performed when the speed control mode is switched to the position control mode. When the operator's finger is released from the button 61 and the controller 16 no longer detects the output signal from the button 61, the speed control mode is switched to the position control mode. When the mode is switched to the position control mode, first, it is confirmed whether or not the joysticks 13 and 14 are in the predetermined first operation region R1 including the neutral position P. The operation area R1 is a circular area centered on the neutral position P of the joysticks 13 and 14 as shown in FIG. 6, for example, and the size thereof can be set arbitrarily. Note that the coordinates in the figure represent the magnitude and direction of the tilt angle of the joystick in XY coordinates.

ジョイスティック13、14が所定の操作領域R1内にない場合には、オペレータがジョイスティック13、14を中立位置P側に戻し、ジョイスティック13、14が操作領域R1内に入るまで、位置制御を無効(ジョイスティック13、14を動かしてもキャピラリ20、40が動かない状態)とする。ジョイスティック13、14が所定の操作領域R1内に入ると、その時点で位置制御が有効となり位置制御が開始される。このとき、図7に示すようにジョイスティック13、14が所定の操作領域R1に入って位置制御が開始された位置、例えば(X’,Y’)を制御(ソフトウェア座標)上の原点として位置制御を行う。すなわち、このときの動作は、中立位置Pを原点とするハードウェア座標上の位置(X’,Y’)をソフトウェア座標上の原点とし、ジョイスティック13、14のそのソフトウェア座標上の原点からの傾き角度量及び傾き方向に応じた位置にキャピラリ20、40が移動する。このとき、一時的にハードウェア座標上の原点とソフトウェア座標上の原点は異なっている。   If the joysticks 13 and 14 are not within the predetermined operation region R1, the operator returns the joysticks 13 and 14 to the neutral position P side, and position control is disabled until the joysticks 13 and 14 enter the operation region R1 (joystick 13 and 14, the capillaries 20 and 40 do not move). When the joysticks 13 and 14 enter the predetermined operation region R1, the position control becomes valid at that time and the position control is started. At this time, as shown in FIG. 7, the position control is performed using the position where the joysticks 13 and 14 enter the predetermined operation region R1 and the position control is started, for example, (X ′, Y ′) as the origin on the control (software coordinates). I do. That is, in this operation, the position (X ′, Y ′) on the hardware coordinates with the neutral position P as the origin is the origin on the software coordinates, and the joysticks 13 and 14 are tilted from the origin on the software coordinates. The capillaries 20 and 40 move to positions corresponding to the angle amount and the tilt direction. At this time, the origin on the hardware coordinates temporarily differs from the origin on the software coordinates.

位置制御の開始後、ジョイスティック13、14が最初に停止した後に、制御上の原点を中立位置Pに補正する。例えば図8に示すように次の操作時にジョイスティック13、14を、ハードウェア座標上の例えば位置(C,D)まで動かした場合、ソフトウェア座標上でも位置(C,D)となるように、ソフトウェア座標を補正する。よって、その後のジョイスティック13、14の操作は、ハードウェア座標上の原点(中立位置P)とソフトウェア座標上の原点とが一致した状態で行われる。なお、この補正時の操作のみ、ジョイスティック13、14の操作量とキャピラリ20、40の操作量が異なるが、操作領域R1の設定により、オペレータが体感できないほどわずかな差とすることで問題とならない。   After the joysticks 13 and 14 are first stopped after the start of the position control, the control origin is corrected to the neutral position P. For example, as shown in FIG. 8, when the joysticks 13 and 14 are moved to, for example, the position (C, D) on the hardware coordinates during the next operation, the software is set so that the position (C, D) is also on the software coordinates. Correct the coordinates. Therefore, the subsequent operation of the joysticks 13 and 14 is performed in a state where the origin on the hardware coordinates (neutral position P) coincides with the origin on the software coordinates. Note that the operation amount of the joysticks 13 and 14 and the operation amount of the capillaries 20 and 40 are different only in the operation at the time of correction. However, there is no problem by setting the operation region R1 so that the difference is so small that the operator cannot feel. .

一方、位置制御モードに切り替えられたときに、ジョイスティック13、14が所定の操作領域R1内にあった場合には、直ちに位置制御が有効となり位置制御が開始される。このとき、位置制御が開始された位置を制御上の原点(ソフトウェア座標上の原点)として位置制御を行う。すなわち、ジョイスティック13、14のそのソフトウェア座標上の原点からの傾き角度量及び傾き方向に応じた位置にキャピラリ20、40が移動する。なお、その後、ソフトウェア座標上の原点を中立位置Pに戻すように補正してもよいし、補正しなくてもよい。   On the other hand, when the joysticks 13 and 14 are in the predetermined operation area R1 when the position control mode is switched, the position control is immediately enabled and the position control is started. At this time, the position control is performed with the position where the position control is started as the control origin (the origin on the software coordinates). That is, the capillaries 20 and 40 move to positions corresponding to the tilt angle amount and tilt direction from the origin on the software coordinates of the joysticks 13 and 14. After that, the origin on the software coordinates may be corrected to return to the neutral position P or may not be corrected.

次に、図9には、位置制御モードから速度制御モードに切り替わる際に行われる制御のフローチャートを示す。オペレータによりボタン61が押され、ボタン61からの出力信号をコントローラ16で検出すると、位置制御モードから速度制御モードに切り替えられる。先ずジョイスティック13、14が、中立位置Pを含む所定の第2の操作領域R2にあるか否か確認される。この操作領域R2は、例えば図10に示すようにジョイスティック13、14の中立位置Pを中心とした円形領域であり、その大きさは任意に設定できる。なお、第1の操作領域R1と第2の操作領域R2は同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。また、第1の操作領域R1は、第1の操作領域R2より広くてもよいし、狭くてもよい。   Next, FIG. 9 shows a flowchart of control performed when the position control mode is switched to the speed control mode. When the button 61 is pressed by the operator and an output signal from the button 61 is detected by the controller 16, the position control mode is switched to the speed control mode. First, it is confirmed whether or not the joysticks 13 and 14 are in a predetermined second operation region R2 including the neutral position P. For example, as shown in FIG. 10, the operation region R2 is a circular region centered on the neutral position P of the joysticks 13 and 14, and the size thereof can be arbitrarily set. The first operation area R1 and the second operation area R2 may be the same or different. The first operation region R1 may be wider or narrower than the first operation region R2.

ジョイスティック13、14が所定の操作領域R2内にない場合には、オペレータがジョイスティック13、14を中立位置P側に戻し、ジョイスティック13、14が操作領域R2内に入るまで、速度制御を無効(キャピラリ20、40が動かない状態)とする。オペレータの操作がジョイスティック13、14を戻し、ジョイスティック13、14が所定の操作領域R2内に入ると、次に、速度制御を無効にしたまま、ジョイスティック13、14が所定の操作領域R2から出たか否かが確認される。ジョイスティック13、14が所定の操作領域R2から出ていない場合には、オペレータの操作によりジョイスティック13、14が操作領域R2から出るまで、速度制御の無効を維持する。すなわち、ジョイスティック13、14が操作領域R2内にある限り速度制御が行われない。   When the joysticks 13 and 14 are not within the predetermined operation region R2, the operator returns the joysticks 13 and 14 to the neutral position P side, and speed control is disabled until the joysticks 13 and 14 enter the operation region R2 (capillary 20 and 40 do not move). When the operation of the operator returns the joysticks 13 and 14 and the joysticks 13 and 14 enter the predetermined operation region R2, next, whether the joysticks 13 and 14 have exited the predetermined operation region R2 with the speed control disabled. It is confirmed whether or not. When the joysticks 13 and 14 are not out of the predetermined operation area R2, the invalidity of the speed control is maintained until the joysticks 13 and 14 come out of the operation area R2 by the operation of the operator. That is, the speed control is not performed as long as the joysticks 13 and 14 are within the operation region R2.

ジョイスティック13、14が所定の操作領域R2から出た場合には、その時点で速度制御が有効となり速度制御が開始される。その後、速度制御は、ジョイスティック13、14が所定の操作領域R2の外側にある場合に有効となり、操作領域R2内に入った場合に無効となる。よって、操作領域R2がいわゆる不感帯となり、図11に示すようにオペレータの操作により操作領域R2に入るたびに速度制御が無効となる。これにより、オペレータがジョイスティック13、14を傾けてキャピラリ20、40を移動させた後、ジョイスティック13、14を操作領域R2内の不感帯に戻すことにより、キャピラリ20、40の移動を停止できる。   When the joysticks 13 and 14 are out of the predetermined operation region R2, the speed control is valid at that time and the speed control is started. Thereafter, the speed control is enabled when the joysticks 13 and 14 are outside the predetermined operation area R2, and is disabled when the joysticks 13 and 14 enter the operation area R2. Therefore, the operation area R2 becomes a so-called dead zone, and the speed control becomes invalid every time the operation area R2 is entered by the operator's operation as shown in FIG. Thus, after the operator tilts the joysticks 13 and 14 to move the capillaries 20 and 40, the movement of the capillaries 20 and 40 can be stopped by returning the joysticks 13 and 14 to the dead zone in the operation region R2.

本実施の形態によれば、ジョイスティック13、14によるキャピラリ20、40の移動制御が、速度制御から位置制御に切り替わる際に、ジョイスティック13、14が、中立位置Pを含む当該中立位置周りの所定の第1の操作領域R1に入った時点で、位置制御が開始される。これにより、速度制御で例えばジョイスティック13、14が大きく傾いている場合であっても、一旦中立位置Pに近い操作領域R1に戻った後、位置制御が開始されるので、その後の位置制御においてジョイスティック13、14をすべての方向に十分量動かすことができる。また、ジョイスティック13、14を中立位置P側に戻す際に、所定の操作領域R1に戻せばよいので、オペレータが中立位置Pを探る必要はなく、作業効率も向上できる。   According to the present embodiment, when the movement control of the capillaries 20 and 40 by the joysticks 13 and 14 is switched from the speed control to the position control, the joysticks 13 and 14 have the predetermined positions around the neutral position including the neutral position P. Position control is started when the first operation region R1 is entered. As a result, even if the joysticks 13 and 14 are greatly inclined in the speed control, for example, the position control is started after returning to the operation region R1 close to the neutral position P. Therefore, the joystick is used in the subsequent position control. 13, 14 can be moved a sufficient amount in all directions. Further, when the joysticks 13 and 14 are returned to the neutral position P side, they need only be returned to the predetermined operation region R1, so that the operator does not need to search for the neutral position P, and the work efficiency can be improved.

本実施の形態では、ジョイスティック13、14が第1の操作領域R1に入った時の位置制御が開始された時の位置を制御上の原点とするので、ジョイスティック13、14が操作領域R1に入ったらそのまま位置制御を行い、キャピラリ20、40を好適に操作できる。また、その後制御上の原点を中立位置Pに補正するので、複数回位置制御に切り替えているうちに制御上の原点が中立位置Pから次第にずれることを防止できる。   In the present embodiment, since the position when the position control is started when the joysticks 13 and 14 enter the first operation region R1 is used as the control origin, the joysticks 13 and 14 enter the operation region R1. Then, the position control is performed as it is, and the capillaries 20 and 40 can be suitably operated. Further, since the control origin is corrected to the neutral position P thereafter, the control origin can be prevented from gradually shifting from the neutral position P while switching to the position control a plurality of times.

制御上の原点の補正を、位置制御の開始後ジョイスティック13、14が最初に停止した後に行うので、早い段階で、制御上の原点と中立位置P(ハードウェア座標上の原点)との位置ずれを解消できる。なお、「最初に停止した後」には、ジョイスティック13、14の次の操作の前や、次の操作時が含まれる。   Since the control origin is corrected after the joysticks 13 and 14 are first stopped after the start of the position control, the positional deviation between the control origin and the neutral position P (the origin on the hardware coordinates) is early. Can be eliminated. Note that “after first stopping” includes the time before the next operation of the joysticks 13 and 14 and the time of the next operation.

本実施の形態では、移動制御が速度制御から位置制御に切り替わる際に、ジョイスティック13、14が操作領域R1内にある場合には、位置制御を直ちに開始できる。また、その際、位置制御が開始された時の位置を制御上の原点としている。よって、キャピラリ20、40を直ちになおかつ好適に操作できる。なお、この場合の制御上の原点は、その後中立位置Pに補正してもよい。   In the present embodiment, when the movement control is switched from the speed control to the position control, if the joysticks 13 and 14 are within the operation region R1, the position control can be started immediately. At that time, the position when the position control is started is set as the control origin. Therefore, the capillaries 20 and 40 can be operated immediately and preferably. Note that the control origin in this case may be corrected to the neutral position P thereafter.

本実施の形態では、位置制御から速度制御に切り替わる際に、ジョイスティック13、14が、中立位置Pを含む所定の第2の操作領域R2に入り、その後操作領域R2の外側に出た時点で、速度制御が開始されるので、仮に位置制御でジョイスティック13、14が大きく傾いている場合であっても、一旦中立位置Pに近い操作領域R2に戻った後、速度制御が開始されるので、その速度制御においてジョイスティック13、14をすべての方向に十分量動かすことができる。   In the present embodiment, when the position control is switched to the speed control, when the joysticks 13 and 14 enter the predetermined second operation region R2 including the neutral position P, and then go outside the operation region R2, Since the speed control is started, even if the joysticks 13 and 14 are greatly tilted by the position control, the speed control is started after returning to the operation region R2 close to the neutral position P. In speed control, the joysticks 13 and 14 can be moved by a sufficient amount in all directions.

また、速度制御は、ジョイスティック13、14が操作領域R2の外側にあるときに有効になるので、中立位置P周りにジョイススティック13、14の操作に反応しない不感帯が設けられ、速度制御時のキャピラリ20、40の停止動作を行いやすくなる。   Further, since the speed control is effective when the joysticks 13 and 14 are outside the operation region R2, a dead zone that does not react to the operation of the joysticks 13 and 14 is provided around the neutral position P, and the capillary during speed control is provided. 20 and 40 can be easily stopped.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood.

例えば以上の実施の形態で記載したマニピュレータシステム1の構成はこれに限られない。マニピュレータシステム1は、顕微鏡を直接見ながら作業を行うこともできるし、表示装置15を見ながら作業を行うこともできる。マニピュレータシステム1は、ジョイススティック13、14がキャピラリ20、40を有線や無線、又はネットワークを通じて遠隔操作するものであってもよい。操作部材はキャピラリに限られず、目的に応じて他のものであってもよい。操作領域R1、R2の形状は必ずしも円形である必要はなく、方形等の他の形状であってもよい。また、中立位置Pは、必ずしも操作領域R1、R2の中心である必要はない。   For example, the configuration of the manipulator system 1 described in the above embodiment is not limited to this. The manipulator system 1 can work while looking directly at the microscope, or can work while looking at the display device 15. The manipulator system 1 may be one in which the joysticks 13 and 14 remotely operate the capillaries 20 and 40 through wire, wireless, or a network. The operation member is not limited to the capillary, but may be other members depending on the purpose. The shapes of the operation regions R1 and R2 are not necessarily circular, and may be other shapes such as a square. Further, the neutral position P is not necessarily the center of the operation areas R1 and R2.

本発明は、 速度制御から位置制御に切り替わった際にジョイスティックをすべての方向に十分量動かすことができ、なおかつ作業効率も向上可能なマニピュレータシステムを提供する際に有用である。   The present invention is useful in providing a manipulator system capable of moving a joystick in a sufficient amount in all directions when switching from speed control to position control and improving work efficiency.

1 マニピュレータシステム
10、11 マニピュレータ
12 顕微鏡ユニット
13、14 ジョイスティック
15 表示装置
16 コントローラ
20、40 キャピラリ
P 中立位置
R1、R2 操作領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Manipulator system 10, 11 Manipulator 12 Microscope unit 13, 14 Joystick 15 Display apparatus 16 Controller 20, 40 Capillary P Neutral position R1, R2 Operation area

Claims (8)

ジョイスティックを中立位置から移動させて、それに応じて操作部材を移動制御するマニピュレータシステムであって、
前記ジョイスティックによる操作部材の移動制御が速度制御から位置制御に切り替わる際に、前記ジョイスティックが、前記中立位置を含む当該中立位置周りの所定の第1の操作領域に入った時点で、位置制御を開始するように構成された、マニピュレータシステム。
A manipulator system that moves a joystick from a neutral position and controls movement of an operation member accordingly,
When the movement control of the operation member by the joystick is switched from speed control to position control, the position control is started when the joystick enters a predetermined first operation region around the neutral position including the neutral position. A manipulator system configured to
前記位置制御を開始した、前記ジョイスティックが前記第1の操作領域に入った時の位置を制御上の原点とする、請求項1に記載のマニピュレータシステム。   2. The manipulator system according to claim 1, wherein the position control is started, and a position when the joystick enters the first operation area is set as a control origin. 前記制御上の原点を前記ジョイスティックの中立位置に補正する、請求項2に記載のマニピュレータシステム。   The manipulator system according to claim 2, wherein the control origin is corrected to a neutral position of the joystick. 前記制御上の原点の補正を、前記位置制御の開始後前記ジョイスティックが最初に停止した後に行う、請求項3に記載のマニピュレータシステム。   The manipulator system according to claim 3, wherein the control origin is corrected after the joystick first stops after the start of the position control. 前記ジョイスティックによる操作部材の移動制御が速度制御から位置制御に切り替わる際に、前記ジョイスティックが前記第1の操作領域内にある場合には、位置制御を直ちに開始する、請求項1〜4のいずれかに記載のマニピュレータシステム。   5. When the movement control of the operation member by the joystick is switched from speed control to position control, if the joystick is in the first operation area, the position control is immediately started. The manipulator system described in. 前記ジョイスティックが前記第1の操作領域内にあり前記位置制御を直ちに開始した時の位置を制御上の原点とする、請求項5に記載のマニピュレータシステム。   The manipulator system according to claim 5, wherein a position when the joystick is in the first operation area and the position control is immediately started is set as a control origin. 前記ジョイスティックによる操作部材の移動制御が位置制御から速度制御に切り替わる際に、前記ジョイスティックが、前記中立位置を含む当該中立位置周りの所定の第2の操作領域に入り、その後前記第2の操作領域の外側に出た時点で、速度制御を開始する、請求項1〜6のいずれかに記載のマニピュレータシステム。   When the movement control of the operation member by the joystick is switched from position control to speed control, the joystick enters a predetermined second operation area around the neutral position including the neutral position, and then the second operation area. The manipulator system according to any one of claims 1 to 6, wherein speed control is started at the time when the outer side of the manipulator is moved outside. 前記速度制御は、前記ジョイスティックが前記第2の操作領域の外側にあるときに有効になる、請求項7に記載のマニピュレータシステム。   The manipulator system according to claim 7, wherein the speed control is effective when the joystick is outside the second operation area.
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