JP2016224813A - Wearable input operation device - Google Patents

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佐藤 康博
Yasuhiro Sato
康博 佐藤
青野 隆
Takashi Aono
隆 青野
修彦 桑島
Nobuhiko Kuwajima
修彦 桑島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a hand to be set free when requiring a hand work, and to enable a quick retraction of the hand when requiring a remote operation.SOLUTION: A grip controller 1 is configured to comprise: a main body part 2 that is attached to a wrist with a glove 3; a rotation drive unit 4 in the main body part 2; a rotating arm 5 that is coupled to the rotation drive unit 4, and is rotatable in an in-plane orthogonal to a back of a hand beside a small finger side of the wrist; and a columnar grip 6 that is attached to a tip end of the rotating arm 5 in a direction crossing the rotating arm 5, and is movable to a position facing a palm of the hand and at a position facing an inner side of a forearm accompanied by rotating of the rotating arm 5. In the glove 3, a switch 7 is provided that rotates the rotating arm 5 via the rotation drive unit 4. In the grip 6, first to third push buttons 8 to 10, and the like are provided that enable an input operation by the finger. In the main body part 2, a transmission unit 12 is provided that transmits a signal in accordance with the input operation.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、建設機械、荷役機械を含む産業機械の遠隔操作に用いることができるウェアラブル(身体着装式)入力操作装置に関する。   The present invention relates to a wearable (body-worn type) input operation device that can be used for remote operation of industrial machines including construction machines and cargo handling machines.

従来、建設業界では、クレーンや台車を含む各種機械の遠隔操作用に、ペンダントスイッチやジョイスティック型コントローラなどが使用されている。   Conventionally, in the construction industry, pendant switches and joystick controllers are used for remote control of various machines including cranes and carts.

特許文献1には、乗り物の運転操作時に操作され、運転者の手及び前腕を用いて各種操作を行う入力操作装置として、コ字状のグリップを把持する方式の入力操作装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses an input operation device that grips a U-shaped grip as an input operation device that is operated during a driving operation of a vehicle and performs various operations using a driver's hand and forearm. .

特開2006−155228号公報JP 2006-155228 A

しかしながら、ペンダントスイッチやジョイスティック型コントローラは、次のような問題点がある。
荷物の玉掛けなどの介助(手作業)も操作者が行う場合、ペンダントスイッチ等を一旦どこかに置いたりしなければならず、また、操作時には、そのスイッチ位置を確認してから操作しなければならない。また、肩や首から下げる場合もあるが、大きく重いので、扱いにくい。
However, pendant switches and joystick controllers have the following problems.
When the operator also performs assistance (manual work) such as slinging the luggage, the pendant switch etc. must be temporarily placed somewhere, and the operation must be performed after confirming the switch position. Don't be. Moreover, it may be lowered from the shoulder or neck, but it is difficult to handle because it is large and heavy.

また、特許文献1に記載の入力操作装置は、車両の運転用であって、車両に装備されるものであるので、フィールドでの作業用には不向きである。   Moreover, since the input operation device described in Patent Document 1 is for driving a vehicle and is mounted on the vehicle, it is not suitable for work in the field.

本発明は、このような実状に鑑み、手作業が必要な時(遠隔操作時以外)は手をフリーにでき、遠隔操作が必要なときはすぐに手の中に取り込むことができるウェアラブル入力操作装置を提供することを課題とする。   In view of such a situation, the present invention is a wearable input operation that allows a hand to be freed when manual operation is required (other than during remote operation) and can be immediately taken into the hand when remote operation is required. It is an object to provide an apparatus.

上記の課題を解決するために、本発明に係るウェアラブル入力操作装置は、
操作者の手首への取付部を有する本体部と、
前記本体部に設けられ、操作者のスイッチ操作により動作する回転駆動部と、
前記回転駆動部に連結され、手首の小指側の側方にて手の甲と直交する面内を回動可能な回動アームと、
前記回動アームの先端に前記回動アームと交差する方向に取付けられ、前記回動アームの回動に伴って、手の平に相対する位置と前腕の内側に相対する位置とに移動可能な円柱状のグリップと、
前記グリップに配置され、指による入力操作が可能な入力操作部と、
前記入力操作部での入力操作に応じた信号を発信する発信部と、
を含んで構成される。
また、音声入力装置を更に含んで構成され、前記発信部が、前記入力操作部からの操作入力と前記音声入力装置からの音声入力とに応じた信号を発信するようにしてもよい。
In order to solve the above-described problem, a wearable input operation device according to the present invention includes:
A main body having an attachment to the wrist of the operator;
A rotation drive unit provided in the main body unit and operated by an operator's switch operation;
A rotation arm connected to the rotation drive unit and capable of rotating in a plane orthogonal to the back of the hand on the side of the wrist on the little finger side;
A columnar shape that is attached to the tip of the pivot arm in a direction crossing the pivot arm and is movable to a position facing the palm and a position facing the inner side of the forearm as the pivot arm pivots. The grip of
An input operation unit arranged on the grip and capable of an input operation with a finger;
A transmitter for transmitting a signal corresponding to an input operation at the input operation unit;
It is comprised including.
Moreover, it may be configured to further include a voice input device, and the transmission unit may transmit a signal corresponding to an operation input from the input operation unit and a voice input from the voice input device.

本発明によれば、手作業が必要なときは、グリップを前腕の内側に待機させて、両手をフリーにすることができ、両手で介助することが可能となる。また、遠隔操作時は、グリップを手の平に相対する位置に移動させて、把持することができ、入力操作部を指で操作することによって、遠隔操作可能となる。   According to the present invention, when manual work is required, the grip can be kept on the inner side of the forearm, both hands can be freed, and both hands can be assisted. Further, at the time of remote operation, the grip can be moved to a position facing the palm of the hand and grasped, and the remote operation can be performed by operating the input operation unit with a finger.

本発明の一実施形態を示すウェアラブル入力操作装置(グリップコントローラ)の平面図及び側面図The top view and side view of the wearable input operation device (grip controller) which show one Embodiment of this invention グリップの断面図Cross section of grip 第1の押釦スイッチの拡大断面図Enlarged sectional view of the first pushbutton switch システム構成例を示す図Diagram showing an example system configuration 使用例を示す図Figure showing usage example

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図1は本発明に係るウェアラブル入力操作装置(グリップコントローラ)の一実施形態を示し、(A)は平面図、(B)は側面図である。尚、図示のグリップコントローラは右手用である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
1A and 1B show an embodiment of a wearable input operation device (grip controller) according to the present invention, where FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a side view. The illustrated grip controller is for the right hand.

グリップコントローラ1は、その本体部2を操作者の手首に取付けて使用する。
従って、本体部2は操作者の手首への取付部を有し、本実施形態では、操作者の手首への取付部として、指先無しタイプの手袋(グローブ)3が用いられる。そして、この手袋3の手首内側の部位に、ケース状の本体部2が一体的に装着される。これにより、操作者が手袋3をはめることで、手首の内側に本体部2が配置される。
The grip controller 1 is used by attaching the main body 2 to the wrist of the operator.
Therefore, the main body 2 has an attachment portion to the operator's wrist, and in this embodiment, a fingertipless glove (glove) 3 is used as the attachment portion to the operator's wrist. And the case-like main-body part 2 is integrally attached to the inner part of the wrist of the glove 3. Thereby, when the operator wears the glove 3, the main body 2 is disposed inside the wrist.

本体部2は、ケース状で、その中に、回転駆動部4と発信部12とを収納する。この他、電池等も収納する。   The main body 2 is in a case shape, and the rotation driving unit 4 and the transmission unit 12 are accommodated therein. In addition, batteries and the like are also stored.

回転駆動部4としては、モータ及び減速機構が設けられ、その出力軸は、本体部2の小指側のケース側部から突出する方向に配置されている。この出力軸に回動アーム5(その回転中心軸部5a)が連結される。   As the rotation drive unit 4, a motor and a speed reduction mechanism are provided, and an output shaft thereof is arranged in a direction protruding from the case side part on the little finger side of the main body part 2. The rotation arm 5 (the rotation center shaft portion 5a) is connected to the output shaft.

回動アーム5は、その両端部が同じ方向に直角に折り曲げられて、一方(基端側)が回転中心軸部5a、他方(先端側)がグリップ取付軸部5bをなす。
回動アーム5の回転中心軸部5aは、回転駆動部4の出力軸に連結されている。従って、回動アーム5は、回転中心軸部5aにて回転駆動部4の出力軸に連結され、手首の小指側の側方にて手の甲と直交する面内を回動可能である。
Both ends of the rotating arm 5 are bent at right angles in the same direction, and one (base end side) forms the rotation center shaft portion 5a, and the other (tip end side) forms the grip attachment shaft portion 5b.
The rotation center shaft portion 5 a of the rotation arm 5 is connected to the output shaft of the rotation drive unit 4. Therefore, the rotation arm 5 is connected to the output shaft of the rotation drive unit 4 at the rotation center shaft portion 5a, and can rotate in a plane perpendicular to the back of the hand on the side of the wrist on the little finger side.

回動アーム5のグリップ取付軸部5bには、円柱状(円筒状)のグリップ6が取付けられる。
従って、グリップ6は、回動アーム5の先端に回動アーム5と交差する方向に取付けられ、回動アーム5の回動に伴って、手の平に相対する位置(グリップ位置)と、前腕(手首から肘までの間)の内側に相対する位置(待避位置)とに移動可能である。
尚、グリップ6は基本的には円柱状(円筒状)であるが、単純な形状ではなく、図2に示されるように、人差し指を置く部位と中指を置く部位はそれぞれ凹ませ、これらの間に境界をなす稜線部6cを設けるなど、握りやすく、手になじむ形状にしてある。
A columnar (cylindrical) grip 6 is attached to the grip attachment shaft portion 5 b of the rotating arm 5.
Accordingly, the grip 6 is attached to the tip of the rotating arm 5 in a direction intersecting the rotating arm 5, and the position facing the palm (grip position) and the forearm (wrist) as the rotating arm 5 rotates. It is possible to move to a position (a retreat position) opposite to the inside (between the arm and the elbow).
The grip 6 is basically cylindrical (cylindrical), but it is not a simple shape. As shown in FIG. 2, the part where the index finger is placed and the part where the middle finger is placed are respectively recessed, For example, a ridge line portion 6c that forms a boundary is provided so that it is easy to grip and fits into the hand.

回転駆動部4は、操作者のスイッチ操作により動作する。このため、回転駆動部4の動作を指示するスイッチとして、手袋3の人差し指の側部に対応する部位に、スイッチ7(ES)が配置される。このスイッチ7は親指により操作可能である。
このスイッチ7からの配線は手袋3内に引き通されて本体部2内の回転駆動部(モータ)4につながっている。従って、スイッチ7は回転駆動部4の動作を指示することでグリップ6を移動させるスイッチ(グリップ移動用スイッチ)となる。尚、このスイッチ7は誤操作を防止するために2秒程度の長押しでONとなるようにするとよい。
The rotation drive unit 4 is operated by an operator's switch operation. For this reason, the switch 7 (ES) is disposed as a switch for instructing the operation of the rotation driving unit 4 at a portion corresponding to the side of the index finger of the glove 3. This switch 7 can be operated with a thumb.
The wiring from the switch 7 is drawn into the glove 3 and connected to the rotation drive unit (motor) 4 in the main body 2. Accordingly, the switch 7 becomes a switch (grip moving switch) for moving the grip 6 by instructing the operation of the rotation driving unit 4. The switch 7 should be turned on by pressing it for about 2 seconds in order to prevent erroneous operation.

例えば、グリップ移動用スイッチ7を長押しすると、回転駆動部(モータ)4が正転し、回動アーム5及びグリップ6が回転中心軸部5aの周りに図1(B)で時計方向に回動し、グリップ6が手の平に相対するグリップ位置に移動して、停止する。このとき、グリップ6に設けられる後述の各スイッチが操作可能となる。
グリップ移動用スイッチ7をもう一度長押しすると、回転駆動部(モータ)4が逆転し、回動アーム5及びグリップ6が回転中心軸部5aの周りに図1(B)で反時計方向に回動し、グリップ6が前腕の内側に相対する待避位置に移動して、停止する。このとき、グリップ6に設けられる後述の各スイッチは操作不能となる。
尚、正転用のスイッチと逆転用のスイッチとを別々に設けてもよい。また、グリップ位置への移動をモータにより行い、待避位置への移動は復帰用のスプリングにより行うようにしてもよい。
For example, when the grip movement switch 7 is pressed long, the rotation drive unit (motor) 4 rotates in the forward direction, and the rotating arm 5 and the grip 6 rotate around the rotation center shaft portion 5a in the clockwise direction in FIG. The grip 6 moves to a grip position opposite to the palm and stops. At this time, each switch described later provided on the grip 6 can be operated.
When the grip moving switch 7 is pressed again for a long time, the rotation drive unit (motor) 4 is reversed, and the rotation arm 5 and the grip 6 are rotated counterclockwise in FIG. 1B around the rotation center shaft portion 5a. Then, the grip 6 moves to a retracted position facing the inner side of the forearm and stops. At this time, each switch described later provided on the grip 6 becomes inoperable.
Note that a forward switch and a reverse switch may be provided separately. The movement to the grip position may be performed by a motor, and the movement to the retracted position may be performed by a return spring.

グリップ6には、図2にも示されるように、指による入力操作が可能な入力操作部として、第1〜第3の押釦スイッチ8〜10が配置される。
第1の押釦スイッチ8(AS)は、グリップ6の親指側の端面に配置されて、親指により押込み操作可能である。
第2の押釦スイッチ9(BS)は、グリップ6の周面に配置されて、人差し指により押込み操作可能である。
第3の押釦スイッチ10(CS)は、グリップ6の周面に配置されて、中指により押込み操作可能である。
As shown in FIG. 2, the grip 6 is provided with first to third push button switches 8 to 10 as input operation units capable of performing an input operation with a finger.
The first push button switch 8 (AS) is disposed on the end surface of the grip 6 on the thumb side and can be pushed by the thumb.
The second push button switch 9 (BS) is disposed on the peripheral surface of the grip 6 and can be pushed by an index finger.
The third push button switch 10 (CS) is disposed on the peripheral surface of the grip 6 and can be pushed by the middle finger.

第1の押釦スイッチ8は、一定量の押込みで、準備位置となり、準備位置から更に押込むと、押込み量に応じた信号を出力するアナログスイッチである。
第2及び第3の押釦スイッチ9、10は、押込み量に応じた信号を出力するアナログスイッチである。
ここにおいて、第1の押釦スイッチ8の準備位置以上で、第2及び第3の押釦スイッチ9、10の実際の出力(及び、後述する音声入力装置からの音声認識)が可能となるように構成される。
また、これらの押釦スイッチ8〜10は、全て自動復帰式で、指等を離した際には瞬時に(数十ミリ秒で)戻り、全ての操作内容がキャンセルされる。
The first push button switch 8 is an analog switch that becomes a preparation position when a certain amount of depression is performed, and outputs a signal corresponding to the depression amount when further depressed from the preparation position.
The second and third pushbutton switches 9 and 10 are analog switches that output a signal corresponding to the push amount.
Here, it is configured so that actual output of the second and third pushbutton switches 9 and 10 (and voice recognition from a voice input device to be described later) can be performed above the preparation position of the first pushbutton switch 8. Is done.
Further, these push button switches 8 to 10 are all of an automatic return type, and return instantly (in several tens of milliseconds) when a finger or the like is released, and all operation contents are cancelled.

第1の押釦スイッチ8の具体的構成を図3により説明する。
第1の押釦スイッチ8は、有底円筒状の本体ケース21と、基端部が本体ケース21内に摺動自在に挿入され先端部が本体ケース21の開口部より突出する可動部(押釦部)22と、本体ケース21内に収納されて可動部22を突出方向に付勢するスプリング23とを含んで構成される。
A specific configuration of the first pushbutton switch 8 will be described with reference to FIG.
The first pushbutton switch 8 includes a bottomed cylindrical main body case 21 and a movable portion (pushbutton portion) whose base end portion is slidably inserted into the main body case 21 and whose distal end protrudes from the opening of the main body case 21. ) 22 and a spring 23 housed in the main body case 21 and biasing the movable portion 22 in the protruding direction.

ここにおいて、可動部22の外周面には、円周方向の一位置にて摺動方向に延びる凹溝(ガイド溝)24が設けられ、また、他の位置にて同じく摺動方向に延びる凸条25が設けられる。   Here, the outer peripheral surface of the movable portion 22 is provided with a concave groove (guide groove) 24 extending in the sliding direction at one position in the circumferential direction, and also having a convex shape extending in the sliding direction at other positions. Article 25 is provided.

凹溝24に対しては、本体ケース21の開口部内周に、スプリング26により半径方向に突出付勢されたロックボール27が設けられる。このロックボール27はガイド溝としての凹溝24に嵌合し、可動部22の摺動方向を規制する。
また、凹溝24の途中には、それより深い半球状の係合凹部28が形成され、図3に示してあるように、可動部22を一定量押込むと、ロックボール27が係合凹部28に係合して、ロックされるようになっている。この位置が準備位置である。
可動部22を準備位置から更に強い力で押込むと、ロックが外れ、可動部22を更にストロークさせることができる。
For the concave groove 24, a lock ball 27 is provided on the inner periphery of the opening of the main body case 21 so as to protrude and urge in the radial direction by a spring 26. The lock ball 27 is fitted in the concave groove 24 as a guide groove, and regulates the sliding direction of the movable portion 22.
Further, a hemispherical engagement recess 28 deeper than that is formed in the middle of the recess 24, and as shown in FIG. 3, when the movable part 22 is pushed in a certain amount, the lock ball 27 is engaged with the engagement recess 28. 28 is engaged and locked. This position is a preparation position.
When the movable part 22 is pushed from the preparation position with a stronger force, the lock is released and the movable part 22 can be further stroked.

凸条25に対しては、本体ケース21内に検知スイッチ29が設けられる。この検知スイッチ29は、可動部22を一定量押込んで、準備位置となると、凸条25が接触してONとなり、可動部22を更に押込んでいる状態でも、凸条25が接触しつづけてON状態を維持する。   A detection switch 29 is provided in the main body case 21 for the ridge 25. This detection switch 29 is turned on when the movable portion 22 is pushed in a certain amount and is in the preparation position, and the convex strip 25 is in contact with the detection switch 29, and even if the movable portion 22 is further pushed in, the detection switch 29 is kept on. Maintain state.

本体ケース21にはまたスライド式の可変抵抗30が設けられる。そして、可動部22側に接触子31が設けられ、可動部22の移動に伴って接触子31は可変抵抗30上を摺動しつつ移動する。
従って、可動部22を準備位置から更に押込むと、押込み量に応じて、可変抵抗30上の接触子31の位置が変化し、抵抗値の変化によって、接触子31から取り出される電圧(ポテンショメータ出力)が変化する。
The body case 21 is also provided with a slide type variable resistor 30. A contact 31 is provided on the movable portion 22 side, and the contact 31 moves while sliding on the variable resistor 30 as the movable portion 22 moves.
Accordingly, when the movable portion 22 is further pushed from the preparation position, the position of the contact 31 on the variable resistor 30 changes according to the push amount, and the voltage (potentiometer output) taken out from the contact 31 by the change in the resistance value. ) Will change.

従って、第1の押釦スイッチ8は、一定量以上押込まれることによりON信号を出力する第1の機能と、押込み量に応じてリニアに変化する信号を出力する第2の機能とを有している。第1の機能は、本入力操作装置のメインスイッチとして機能させ、これにより本入力操作装置の更なる操作を可能とする準備位置の確定に用いることができる。第2の機能は、操作対象機械について予め定めた動作、あるいは後述する音声入力装置により選択した動作の制御に用いることができる。   Therefore, the first pushbutton switch 8 has a first function that outputs an ON signal when pressed more than a certain amount, and a second function that outputs a signal that changes linearly according to the amount of pressing. ing. The first function can be used as a main switch of the input operation device, thereby determining a preparation position that allows further operation of the input operation device. The second function can be used for controlling a predetermined operation for the operation target machine or an operation selected by a voice input device described later.

第2及び第3の押釦スイッチ9、10については、具体例の開示は省略するが、図3中の可変抵抗30及び接触子31と同様の構成を備えるようにして、押込み量に応じてリニアに変化する信号を出力する機能を持たせればよい。   Although specific examples of the second and third pushbutton switches 9 and 10 are omitted, the configuration is the same as that of the variable resistor 30 and the contact 31 in FIG. It suffices to provide a function of outputting a signal that changes to the above.

グリップ6は、その中心軸周りに回動可能に構成される。
グリップ6には、また、入力操作部として、図2に示されるように、グリップ6自体をその中心軸(グリップ取付軸部5b)周りに回動することにより入力操作が可能なロータリースイッチ(回動操作スイッチ)11が設けられる。
ロータリースイッチ11(DS)は、グリップ6の回動操作(及び回動操作量)に応じた信号を出力するアナログスイッチである。
The grip 6 is configured to be rotatable around its central axis.
Further, as shown in FIG. 2, the grip 6 has a rotary switch (rotary switch) that allows an input operation by rotating the grip 6 itself around its central axis (grip mounting shaft portion 5b) as shown in FIG. Dynamic operation switch) 11 is provided.
The rotary switch 11 (DS) is an analog switch that outputs a signal corresponding to the rotation operation (and the rotation operation amount) of the grip 6.

ロータリースイッチ11の具体的構成を図2により説明する。
グリップ6(グリップ6を構成する枠部材6a、6b)は、回動アーム5のグリップ取付軸部5bに、回動可能に支持されていて、グリップ取付軸部5bに固定の固定具41と枠部材6aとの間に介装したねじりスプリング42で初期位置(中立位置)に付勢されている。従って、グリップ6は、これを手で把持して、ねじりスプリング42の付勢力に抗して前回転と後回転との両方の回動操作が可能となっている。
A specific configuration of the rotary switch 11 will be described with reference to FIG.
The grip 6 (frame members 6a and 6b constituting the grip 6) is rotatably supported by the grip mounting shaft portion 5b of the rotating arm 5, and a fixture 41 and a frame fixed to the grip mounting shaft portion 5b. A torsion spring 42 interposed between the member 6a and the member 6a is urged to an initial position (neutral position). Therefore, the grip 6 can be gripped by hand and can be rotated both forward and backward against the urging force of the torsion spring 42.

グリップ取付軸部5bにはまた、高部及び低部を有するカム形状の被検知部材43が設けられる。そして、枠部材6bに固定して、被検知部材43に相対するグリップ回転方向検知スイッチ44が設けられる。この検知スイッチ44により、グリップ6の前回転と後回転とを検知可能である。
また、グリップ取付軸部5bの相対回転は歯車45により可変抵抗46に伝達される。グリップ6を回動すると、回動量に応じて、可変抵抗46の抵抗値が変化し、可変抵抗46から出力される電圧(ポテンショメータ出力)が変化する。従って、これがロータリースイッチ11として機能する。
The grip attachment shaft portion 5b is also provided with a cam-shaped detected member 43 having a high portion and a low portion. A grip rotation direction detection switch 44 that is fixed to the frame member 6 b and is opposed to the detected member 43 is provided. The detection switch 44 can detect the forward rotation and the rear rotation of the grip 6.
Further, the relative rotation of the grip attachment shaft portion 5 b is transmitted to the variable resistor 46 by the gear 45. When the grip 6 is rotated, the resistance value of the variable resistor 46 is changed according to the rotation amount, and the voltage (potentiometer output) output from the variable resistor 46 is changed. Accordingly, this functions as the rotary switch 11.

グリップ6に設けられた第1〜第3の押釦スイッチ8〜10及びロータリースイッチ11からの配線は、グリップ6から回動アーム5の中空部に引き通されて本体部2に至り、発信部12に接続される。但し、グリップ6側から本体部2側へ、ブルートゥース(登録商標)などの近距離無線通信を用いてもよい。   Wirings from the first to third push button switches 8 to 10 and the rotary switch 11 provided on the grip 6 are led from the grip 6 to the hollow portion of the rotating arm 5 to reach the main body 2, and the transmitter 12. Connected to. However, near field communication such as Bluetooth (registered trademark) may be used from the grip 6 side to the main body 2 side.

発信部12は、グリップ6の入力操作部(第1〜第3の押釦スイッチ8〜10及び回動操作スイッチ11)での入力操作に応じた信号を発信し、クレーンや台車を含む各種機械を操作する。あるいは、後述するメインユニット200に対し、入力操作に応じた信号を発信し、メインユニット200を介して、間接的に各種機械を操作する。   The transmission unit 12 transmits a signal corresponding to an input operation at the input operation unit (the first to third push button switches 8 to 10 and the rotation operation switch 11) of the grip 6, and transmits various machines including a crane and a carriage. Manipulate. Alternatively, a signal corresponding to an input operation is transmitted to the main unit 200 described later, and various machines are operated indirectly via the main unit 200.

次に上記実施形態のグリップコントローラ1の使用方法について説明する。
操作者は、手袋3をはめることで、本体部2を手首の内側に装着する。使用しないときは、回動アーム5及びグリップ6を図1(B)で反時計方向に回動させて、グリップ6を前腕の内側に待機させる。これにより、手作業が可能となる。
使用するときは、グリップ移動用スイッチ7の操作により、回動アーム5及びグリップ6を図1(B)で時計方向に回動させて、グリップ6を手の平に相対させる。これにより、グリップ6を把持して操作することにより、各種機械の操作が可能となる。
Next, the usage method of the grip controller 1 of the said embodiment is demonstrated.
The operator wears the glove 3 to attach the main body 2 to the inside of the wrist. When not in use, the rotating arm 5 and the grip 6 are rotated counterclockwise in FIG. 1B, and the grip 6 is placed on the inner side of the forearm. This allows manual work.
When used, the rotation arm 5 and the grip 6 are rotated clockwise in FIG. 1B by the operation of the grip movement switch 7, and the grip 6 is made to face the palm. Thereby, operation of various machines becomes possible by gripping and operating the grip 6.

例えば、親指用の第1の押釦スイッチ8は、一定量の押込みで、準備位置となり、これによって、他のスイッチ9、10、11の実質的な操作が可能となる。また、準備位置からの押込み量に応じて、操作対象機械について予め定めた動作、あるいは後述する音声入力装置により選択した動作の制御、例えばクレーン等のワイヤの巻上げ動作(又は巻下げ動作)のスピードコンロトールが可能となる。
また、人差し指用の第2の押釦スイッチ9は、例えばクローラの左走行に用いることができ、押込み量に応じた左走行のスピードコントロールが可能となる。
また、中指用の第3の押釦スイッチ10は、例えばクローラの右走行に用いることができ、押込み量に応じた右走行のスピードコントロールが可能となる。
ロータリースイッチ11は、例えばクレーン等のブームの起伏操作に用いることができ、前に回す(又は後に回す)ことにより、クレーン等のブームを伏せる(又は起こす)等の操作のスピードコントロールが可能となる。
For example, the first push button switch 8 for the thumb is in a preparation position when it is pushed in a certain amount, so that the other switches 9, 10, 11 can be substantially operated. Further, the speed of a predetermined operation for the operation target machine or an operation selected by a voice input device to be described later, for example, a winding operation (or a lowering operation) of a wire such as a crane, depending on the pushing amount from the preparation position. A control is possible.
Further, the second push button switch 9 for the index finger can be used, for example, for the left travel of the crawler, and the speed control of the left travel according to the pushing amount can be performed.
Moreover, the third push button switch 10 for the middle finger can be used, for example, for the right traveling of the crawler, and the speed control of the right traveling according to the pressing amount can be performed.
The rotary switch 11 can be used, for example, for raising and lowering a boom such as a crane, and by turning forward (or turning later), speed control of an operation such as lowering (or raising) a boom such as a crane can be performed. .

また、上記実施形態のグリップコントローラ1には、図1に示した右手用の他、左手用があり、両方を装着することで、介助等をしている際、空いている方の手のグリップコントローラを用いて操作することで、より便利となる。
この場合、右手用の装置と左手用の装置は、先にグリップ位置に移動させたものが優先し、同時にグリップ位置になることはない。
尚、左手用の装置は右手用の装置と対称形状であるが、右手用の場合に、人差し指用のスイッチが左走行用、中指用のスイッチが右走行用であるとすると、左手用の場合は、人差し指用のスイッチが右走行用、中指用のスイッチが左走行用となるようにする。より直感的な操作を可能とするためである。
In addition to the right hand shown in FIG. 1, the grip controller 1 of the above embodiment has a left hand. When both are attached, when the user is assisting, the grip of the free hand is held. It becomes more convenient to operate using the controller.
In this case, the right-hand device and the left-hand device that are first moved to the grip position have priority, and do not become the grip position at the same time.
The device for the left hand is symmetrical to the device for the right hand, but in the case of the right hand, if the index finger switch is for left travel and the middle finger switch is for right travel, The index finger switch is for right travel and the middle finger switch is for left travel. This is to enable a more intuitive operation.

次に、右手用及び左手用のグリップコントローラと音声入力装置及びメインユニットとを組み合わせて使用する場合について、図4及び図5を参照して、説明する。
操作者は、右手用のグリップコントローラ1と左手用のグリップコントローラ1’の両方を装着して使用する。また、音声入力装置として、頬や喉にセットされる骨伝導方式のマイク101を有する音声入力用のヘッドセット100を頭部に装着して使用する。また同時に、ベルト付き、又はベルトに挟む方式のメインユニット200を腰に装着して使用する。
Next, the case where the right hand and left hand grip controllers are used in combination with the voice input device and the main unit will be described with reference to FIGS.
The operator wears and uses both the grip controller 1 for the right hand and the grip controller 1 'for the left hand. As a voice input device, a voice input headset 100 having a bone conduction microphone 101 set on the cheek or throat is worn on the head. At the same time, the main unit 200 with a belt or sandwiched between the belts is worn on the waist and used.

グリップコントローラ1、1’からの信号(発信部12から発信されるスイッチ8〜11の信号)は、メインユニット200に無線(又は有線)で入力される。   Signals from the grip controllers 1, 1 ′ (signals from the switches 8 to 11 transmitted from the transmission unit 12) are input to the main unit 200 wirelessly (or wired).

ヘッドセット100は、音声による操作をも可能とするために設けられる。このため、音声入力として、例えば巻上げ、巻下げを意味する「アップ」、「ダウン」等をティーチングでき、ティーチング後にこれらを認識できるようになる。ヘッドセット100で認識した情報は、メインユニット200に無線(又は有線)で入力される。
尚、誤操作を防止するため、第1の押釦スイッチ8が準備位置にある場合のみ、音声入力可能とし、その音声入力により動作が選択される。その際、グリップ6の振動子47(図2参照)を動作させ、動作が選択されたことを表現するとよい。
Headset 100 is provided to enable voice operation. For this reason, as voice input, for example, “up”, “down” or the like, which means winding or lowering, can be taught, and these can be recognized after teaching. Information recognized by the headset 100 is input to the main unit 200 wirelessly (or by wire).
In order to prevent erroneous operation, only when the first push button switch 8 is in the preparation position, voice input is possible, and the operation is selected by the voice input. At this time, the vibrator 47 (see FIG. 2) of the grip 6 may be operated to express that the operation has been selected.

メインユニット200は、発信部201を有し、右手用のグリップコントローラ1又は左手用のグリップコントローラ1’からの操作入力、及び、ヘッドセット100からの音声入力に応じ、クレーンや台車を含む各種機械に対し操作信号を発信する。   The main unit 200 includes a transmission unit 201, and various machines including a crane and a carriage in response to an operation input from the right-hand grip controller 1 or the left-hand grip controller 1 ′ and a voice input from the headset 100. An operation signal is transmitted to.

上記のように音声入力装置(ヘッドセット100)を併用することで、親指用の第1の押釦スイッチ8の準備位置で、音声入力による「巻上げ」、「巻下げ」の指示が可能となる。このとき、「巻上げ」又は「巻下げ」の指示が認識されたことを確認させるため、グリップ6の振動子47(図2参照)を動作させる。建設機械側に「巻上げ」又は「巻下げ」の表示をさせることも有効である。指示後に、第1の押釦スイッチ8を更に押込むと、音声入力で選択された操作(巻上げ、巻下げ)のスピードコントロールが可能となる。   By using the voice input device (headset 100) in combination as described above, it is possible to instruct “lifting” and “lowering” by voice input at the preparation position of the first push button switch 8 for the thumb. At this time, the vibrator 47 (see FIG. 2) of the grip 6 is operated in order to confirm that the “winding” or “winding” instruction has been recognized. It is also effective to display “winding” or “lowering” on the construction machine side. When the first pushbutton switch 8 is further depressed after the instruction, the speed control of the operation (winding / lowering) selected by voice input becomes possible.

メインユニット200を用いることで、右手用のグリップコントローラ1と左手用のグリップコントローラ1’とを干渉させることなく、協調制御することができる。
また、メインユニット200に予備のスイッチ、例えば後退用のスイッチを装備させておくことで、更に複雑な操作が可能となる。
By using the main unit 200, the right-hand grip controller 1 and the left-hand grip controller 1 'can be cooperatively controlled without causing interference.
Further, by providing the main unit 200 with a spare switch, for example, a backward switch, a more complicated operation can be performed.

グリップコントローラ1、1’及び音声入力装置(ヘッドセット100)はまた、次のように設定して、トラッククレーンやジブクレーン等のクレーン操作を好適に行うことができる。
第1の押釦スイッチ8は、各操作のメインスイッチとして使用すると共に、音声入力での巻上げ・巻下げ操作のスピードコントロールに使用する。すなわち、一定量の押込みによる準備位置で他のスイッチが操作可能となり、それ以降の押込みで、音声入力で選択した操作の速度を可変できる。
第2の押釦スイッチ9は、クレーンの左旋回に用い、深く押すことにより速度を上昇できる。
第3の押釦スイッチ10は、クレーンの右旋回に用い、深く押すことにより速度を上昇できる。
ロータリースイッチ11は、クレーンブームの起伏(奥に回すと伏せ、手前に回すと起こす)に用い、また角度でスピードコントロールを行う。
ヘッドセット100による音声入力は、クレーンの巻上げ、巻下げの選択に使用する。
The grip controllers 1, 1 ′ and the voice input device (headset 100) can also be suitably set to perform crane operations such as truck cranes and jib cranes as follows.
The first pushbutton switch 8 is used as a main switch for each operation, and is used for speed control of a hoisting / lowering operation by voice input. That is, the other switches can be operated at the preparation position by pressing a certain amount, and the speed of the operation selected by voice input can be varied by the subsequent pressing.
The second pushbutton switch 9 is used for turning the crane to the left and can be increased in speed by being pushed deeply.
The third push button switch 10 is used for turning the crane to the right, and can be increased in speed by being pushed deeply.
The rotary switch 11 is used for raising and lowering the crane boom (when it is turned to the back, it is raised when it is turned to the front), and speed control is performed at an angle.
Voice input by the headset 100 is used to select crane lifting or lowering.

本実施形態によれば、グリップコントローラ1を容易に手放したり、手に戻すことができるため、手での荷物の介助等が容易となり、機械を使用しての作業が効率的に行える。
また、広範囲の機械に使用が可能で、これにより従来人力に頼っていた場内横移動・小運搬(壁材ボード等の台車による運搬や鉄筋の人力による間配り等)を機械化できるため、現場の生産性向上に寄与できる。
また、現在、現場の繰り返し作業の機械化、生産性向上が求められており、このための重要なツールになると考えられる。このことにより、特に、建設業界の待遇改善、ひいては若年労働者の確保や女性労働者の入場を促進できる。
According to the present embodiment, since the grip controller 1 can be easily released or returned to the hand, it is easy to assist the load with the hand, and the work using the machine can be performed efficiently.
In addition, it can be used for a wide range of machines, which enables mechanization of on-site lateral movement and small transportation (transportation by means of carts such as wallboard boards and distribution of rebars by human power), which previously relied on human power. It can contribute to productivity improvement.
At present, there is a demand for mechanization and productivity improvement of repetitive work on site, and it is considered to be an important tool for this purpose. In particular, this can improve the treatment of the construction industry and, in turn, secure young workers and enter female workers.

従って、本発明に係るウェアラブル入力操作装置は、建設業界において建設機械及び荷役機械の遠隔操作に好適に用いることができるが、需要は、建設現場だけでなく、工場や屋外を含むフィールド全てで、産業機械一般の遠隔操作に用いることができる。また、狭義の産業に限らず、娯楽等まで、広範囲の活用が可能である。   Therefore, the wearable input operation device according to the present invention can be suitably used for remote operation of construction machines and cargo handling machines in the construction industry, but the demand is not only at the construction site but also in all fields including factories and outdoors. It can be used for remote control of industrial machines in general. In addition, it can be used in a wide range of applications such as entertainment as well as narrowly defined industries.

尚、上記実施形態では、グリップコントローラ1の本体部2の操作者の手首への取付部として、手袋3を用いたが、時計バンドのように、手首に巻付けて固定するバンドを用いてもよい。
また、回転駆動部4の動作を指示するスイッチは、手袋3に配置するタイプのスイッチ(図1中のスイッチ7)に限らず、各種タイプのスイッチを用いることができる。
In the above embodiment, the glove 3 is used as the attachment portion of the main body 2 of the grip controller 1 to the operator's wrist. However, a band that is wound around the wrist and fixed like a watch band may be used. Good.
Moreover, the switch which instruct | indicates operation | movement of the rotation drive part 4 is not restricted to the type of switch (switch 7 in FIG. 1) arrange | positioned at the glove 3, Various types of switches can be used.

以上のように、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。   As described above, the illustrated embodiment is merely an example of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiment described directly, and various modifications made by those skilled in the art within the scope of the claims. Needless to say, this includes improvements and changes.

1 グリップコントローラ(右手用)
1’グリップコントローラ(左手用)
2 本体部
3 手袋
4 回転駆動部
5 回動アーム
5a 回転中心軸部
5b グリップ取付軸部
6 グリップ
6a、6b 枠部材
6c 稜線部
7 グリップ移動用スイッチ(ES)
8 第1の押釦スイッチ(AS)
9 第2の押釦スイッチ(BS)
10 第3の押釦スイッチ(CS)
11 ロータリースイッチ(DS)
12 発信部
21 本体ケース
22 可動部
23 スプリング
24 凹溝(ガイド溝)
25 凸条
26 スプリング
27 ロックボール
28 係合凹部
29 検知スイッチ
30 可変抵抗
31 接触子
41 固定具
42 ねじりスプリング
43 カム形状の被検知部材
44 グリップ回転方向検知スイッチ
45 歯車
46 可変抵抗
47 振動子
100 ヘッドセット
101 骨伝導方式のマイク
200 メインユニット
201 発信部
1 Grip controller (for right hand)
1 'grip controller (for left hand)
2 Body part 3 Gloves 4 Rotation drive part 5 Rotating arm 5a Rotation center shaft part 5b Grip attachment shaft part 6 Grip 6a, 6b Frame member 6c Edge line part 7 Grip movement switch (ES)
8 First push button switch (AS)
9 Second push button switch (BS)
10 Third push button switch (CS)
11 Rotary switch (DS)
12 Transmitter 21 Body Case 22 Movable Part 23 Spring 24 Groove (Guide Groove)
25 Projection 26 Spring 27 Lock ball 28 Engaging recess 29 Detection switch 30 Variable resistance 31 Contact 41 Fixing tool 42 Torsion spring 43 Cam-shaped detected member 44 Grip rotation direction detection switch 45 Gear 46 Variable resistance 47 Vibrator 100 Head Set 101 Bone conduction microphone 200 Main unit 201 Transmitter

Claims (7)

操作者の手首への取付部を有する本体部と、
前記本体部に設けられ、操作者のスイッチ操作により動作する回転駆動部と、
前記回転駆動部に連結され、手首の小指側の側方にて手の甲と直交する面内を回動可能な回動アームと、
前記回動アームの先端に前記回動アームと交差する方向に取付けられ、前記回動アームの回動に伴って、手の平に相対する位置と前腕の内側に相対する位置とに移動可能な円柱状のグリップと、
前記グリップに配置され、指による入力操作が可能な入力操作部と、
前記入力操作部での入力操作に応じた信号を発信する発信部と、
を含んで構成されることを特徴とする、ウェアラブル入力操作装置。
A main body having an attachment to the wrist of the operator;
A rotation drive unit provided in the main body unit and operated by an operator's switch operation;
A rotation arm connected to the rotation drive unit and capable of rotating in a plane orthogonal to the back of the hand on the side of the wrist on the little finger side;
A columnar shape that is attached to the tip of the pivot arm in a direction crossing the pivot arm and is movable to a position facing the palm and a position facing the inner side of the forearm as the pivot arm pivots. The grip of
An input operation unit arranged on the grip and capable of an input operation with a finger;
A transmitter for transmitting a signal corresponding to an input operation at the input operation unit;
A wearable input operating device, comprising:
前記取付部は、手袋であることを特徴とする、請求項1記載のウェアラブル入力操作装置。   The wearable input operation device according to claim 1, wherein the attachment portion is a glove. 前記手袋の人差し指の側部に対応する部位に配置されて、親指により操作可能なスイッチを備え、
このスイッチが、前記回動アーム駆動用の前記回転駆動部の動作を指示するスイッチとなることを特徴とする、請求項2記載のウェアラブル入力操作装置。
It is arranged at a part corresponding to the side of the index finger of the glove and comprises a switch operable by the thumb,
The wearable input operation device according to claim 2, wherein the switch is a switch for instructing an operation of the rotation driving unit for driving the rotating arm.
前記入力操作部は、前記グリップの端面に配置されて親指により入力操作が可能な第1の押釦スイッチと、前記グリップの周面に配置されて人差し指及び中指によりそれぞれ入力操作が可能な第2及び第3の押釦スイッチと、を含んで構成されることを特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載のウェアラブル入力操作装置。   The input operation unit includes a first push button switch disposed on an end face of the grip and capable of an input operation with a thumb, and a second push button switch disposed on a peripheral surface of the grip and capable of an input operation with an index finger and a middle finger. The wearable input operation device according to claim 1, comprising a third pushbutton switch. 前記グリップは、その中心軸周りに回動可能に構成され、
前記入力操作部は、前記グリップを回動することにより入力操作が可能なロータリースイッチを更に含んで構成されることを特徴とする、請求項4記載のウェアラブル入力操作装置。
The grip is configured to be rotatable around its central axis,
The wearable input operation device according to claim 4, wherein the input operation unit further includes a rotary switch capable of performing an input operation by rotating the grip.
音声入力装置を更に含んで構成され、
前記発信部は、前記入力操作部からの操作入力と前記音声入力装置からの音声入力とに応じた信号を発信することを特徴とする、請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載のウェアラブル入力操作装置。
Further comprising a voice input device,
The said transmission part transmits the signal according to the operation input from the said input operation part, and the audio | voice input from the said audio | voice input apparatus, It is any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. Wearable input operation device.
前記発信部は、建設機械、荷役機械を含む産業機械に対し操作信号を発信することを特徴とする、請求項1〜請求項6のいずれか1つに記載のウェアラブル入力操作装置。   The wearable input operation device according to any one of claims 1 to 6, wherein the transmission unit transmits an operation signal to an industrial machine including a construction machine and a cargo handling machine.
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