JP2017052031A - ロボット操作装置、ロボット操作方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ところで、従来のロボット操作装置には、アームを比較的大きく動かす動作モード(以下、連続動作モードと称する)と、アームを最小単位または微小単位で動かす動作モード(以下、インチングモードと称する)が存在しており、大まかに位置決めするときには連続動作モードでアームを動かすことができ、精密に位置決めするときにはインチングモードに切り替えてアームを動かすことができるため、効率的に位置決め作業等を行うことができていた。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、動作モードを容易に切り替えることができるロボット操作装置を提供することにある。
また、タッチパネルを指でなぞるというユーザの操作に基づいて動作モードを切り替えることができるため、すなわち、最初の入力位置からの指の動かし方によって動作モードを切り替えることができるため、ロボットから目を離さなくても動作モードを切り替えるための操作を入力することができ、安全性を向上させることができる。
この場合、最初に操作を入力する位置は任意であることから、ロボットから目を離さなくても動作モードを切り替えるための操作を入力することができ、安全性を向上させることができる。
そして、動作モードの切り替えと動作態様の切り替えとを、拡大操作および縮小操作という共通の操作態様にて実現しているため、複雑な操作が不要となり、また、複数の操作態様を覚える必要もなくなるため、操作性を向上させることができる。つまり、連続動作モードでは動作量や動作速度を縮小していけばインチングモードになり、インチングモードでは動作単位を拡大していけば連続動作になるといった、ユーザが感覚的にも理解し易い操作態様を提供することができる。
そして、操作態様検出部は、センサで検出される該ロボット操作装置の姿勢変化をその変化方向とともに検出し、動作モード切替部は、操作態様検出部によって検出された姿勢変化に予め対応付けられている動作モードに切り替える。
また、姿勢を変化させるという操作態様により動作モードを切り替えることができるため、ロボットから目を離さなくても、動作モードを切り替えるための操作を入力することができ、安全性を向上させることができる。
そして、動作モードの切り替えと動作態様の切り替えとを、姿勢の変化という共通の操作態様にて実現しているため、複雑な操作が不要となり、また、複数の操作態様を覚える必要もなくなるため、操作性を向上させることができる。
さらに、連続動作モードでは動作量や動作速度を縮小していけばインチングモードになり、インチングモードでは動作単位を拡大していけば連続動作になるといった、ユーザが感覚的にも理解し易い操作態様を提供することができる。
また、現在の動作モードから異なる動作モードに切り替えるため、例えば上記した拡大操作や縮小操作の操作態様や動作量や動作速度を変更する操作態様と組み合わせた場合において迅速に動作モードの切り替えが可能となり、作業効率をより一層向上させることができる。
ロボット操作装置は、基本的にはユーザが持って操作する。そのため、ユーザが動作モードを切り替えようとした場合以外であっても、振動等により意図しない姿勢変化が検出されるおそれがある。そして、例えばユーザがインチングモードであると思って操作した際に、実際には連続動作モードに切り替わっていたような場合には、ユーザの想定よりも大きくアームが動作してしまうおそれがある。
そこで、上記したように姿勢変化が検出された時間に基づいて動作モードの切り替えを判定することにより、単なる振動を動作モードの切り替え操作として誤検出してしまうおそれを低減することができる。
このように複数回の姿勢変化の検出により動作モードの切り替えを判定することにより、振動を動作モードの切り替え操作として誤検出してしまうおそれをより一層低減することができる。
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図1から図4を参照しながら説明する。
操作態様検出部11aは、ロボット操作装置4に対する操作態様を検出する。より具体的には、本実施形態の場合、操作態様検出部11aは、タッチパネル13にユーザが操作を入力した際の操作態様を検出する。
スピーカ16は、ユーザが行った操作に対する応答等を音声によりユーザに報知する。例えば、スピーカ16は、後述する動作モードが切り替わったこと等をユーザに報知する。
まず、操作態様検出部11aで検出する操作態様について説明する。
操作態様検出部11aは、2箇所に操作が入力され、その入力位置が互いに近づくようになぞられる操作(第1操作に相当する。以下、縮小操作と称する)を検出する。具体的には、図3(A)に示すように、点線で示す点P1、点P2に操作が入力され、タッチパネル13から指が離れること無く移動し、黒丸で示す点P1、点P2に指が移動したような操作態様である。本実施形態では、縮小操作は、インチングモードへの切り替えに対応付けられている。なお、最初に操作を入力する位置は、任意である。
これにより、容易にインチングモードと連続動作モードとを切り替えることができるようになる。この場合、指で操作する操作態様により動作モードを切り替わるため、ロボット2から目を離さなくても操作を入力することができる。
そのため、動作速度や動作量を変更できることが望ましい。また、可能な限りロボット2を見たままで、可能な限り簡単な操作で動作速度や動作量を変更できることが望ましい。また、インチングモード時にも、動作単位を変更できることが望ましい。
具体的には、連続動作モード時の動作速度や動作量に対しては、予め下限値が設定されている。この下限値は、連続動作モード時に許容される動作速度や動作量の下限を示す。また、インチング動作モード時の動作単位には、予め上限値が設定されている。この上限値は、インチングモード時に許容される動作単位の上限を示す。
これにより、簡単な操作で、各動作モードにおける動作態様(動作速度、動作量、動作単位)を変更することができる。
ロボット操作装置4は、入力されたユーザの操作がタッチパネル上での動きが予め定められている第1操作(実施形態における縮小操作)であるか、第1操作とは異なる動きで入力される第2操作(実施形態における拡大操作)であるかを検出し、検出した操作態様に予め対応付けられている動作モードに切り替える。
具体的には、ロボット操作装置4は、タッチパネル13上の2箇所に操作が入力されて各入力位置が互いに近づくようになぞられる縮小操作と、タッチパネル13上の2箇所に操作が入力されて各入力位置が互いに離間するようになぞられる拡大操作とを検出し、拡大操作または縮小操作が検出されると、検出された操作態様に予め対応付けられている動作モードに切り替える。これにより、簡単な操作で、容易にインチングモードと連続動作モードとを切り替えることができる。
また、ロボット操作装置4は、インチングモードにおいて拡大操作が入力された場合には、動作単位が上限値を上回るときには連続動作モードに切り替える一方、動作単位が上限値を下回るときには動作単位を増加させる。そして、ロボット操作装置4は、縮小操作が入力された場合には、動作単位を減少させる。
また、拡大操作と縮小操作とを動作モードの切り替えと動作態様の切り替えとに利用しているため、操作が共通化され、操作性を向上させることができる。この場合、連続動作モードでは動作量や動作速度を縮小していけばインチングモードになり、インチングモードでは動作単位を拡大していけば連続動作になるといった、ユーザが感覚的にも理解し易い操作態様を提供することができる。
以下、本発明の第2実施形態について図4から図6を参照しながら説明する。本実施形態では、動作モードを切り替える他の手法について説明する。
ロボット操作装置4は、図4に示すように、互いに直交する3つの座標軸(X軸、Y軸、Z軸)が設定されている。具体的には、X軸は、ロボット操作装置4を把持した状態でパネル平面の左右方向(図示左右方向)に延びて設けられており、Y軸は、ロボット操作装置4を把持した状態でパネル平面の上下方向(図示上下方向)に延びて設けられており、Z軸は、ロボット操作装置4を把持した状態でパネル平面の垂直方向(紙面に垂直)に延びて設けられている。なお、本実施形態では、ロボット操作装置4を縦長に把持した状態を基本としているが、縦長に把持した状態を基本とした場合でも基本的な考えは共通する。
また、図示は省略するが、Z軸を中心としてロボット操作装置4を右回り(把持した状態において時計回り)に傾けた際の傾き方向がZ+方向として設定され、ロボット操作装置4を左回り(把持した状態において反時計回り)に傾けた際の傾き方向がZ−方向として設定されている。なお、各回転方向の正負は、任意に設定できる。
そこで、本実施形態では、ロボット操作装置4の姿勢変化に基づいて、動作モードを切り替えている。
ロボット操作装置4は、Y−方向への姿勢変化に対して連続動作モードが対応付けられており、Y+方向への姿勢変化に対してインチングモードが対応付けられている。なお、姿勢変化と動作モードとの対応付けは一例であり、逆であってもよいし、他の方向への姿勢変化に対応付けてもよい。
具体的には、図5に矢印Sにて示すように、ロボット操作装置4を静止状態(実線にて示す状態)から一旦手前側(Y−方向)に姿勢を変化させた状態(点線にて示す状態)とし、その後に再び元の状態(実線にて示す状態)に戻すような操作が行われたとする。
このように、ロボット操作装置4を手前に扇ぐような操作により、動作モードが切り替わる。したがって、簡単な操作で動作モードを切り替えることができる。なお、図示は省略するが、ロボット操作装置4がY+方向に姿勢変化する操作が行われた場合には、動作モードは、インチングモードに切り替わる。
具体的には、ロボット操作装置4には、図6に示すように、慣性センサ14で検出するY−方向およびY+方向の加速度に対して、それぞれしきい値(基準値に相当する。本実施形態では加速度の絶対値)が設定されている。また、図6に示すグラフGは、図5に示した矢印Sで示す操作が行われたときの加速度の変化を示している。
ところで、連続動作モードでは、アームの動作速度や動作量(アームが動作する距離)が固定値であると、比較的大きく動作させる場合には何回も操作を入力する必要がある一方、比較的小さく動作させたい場合には微調整が困難になる。
そこで、動作モード切替部11bは、上記したY−方向への姿勢変化およびY+方向への姿勢変化を、連続動作モードでは動作速度や動作量を変更する操作としても扱い、インチングモードでは動作単位を変更する操作としても扱っている。
これにより、簡単な操作で、各動作モードにおける動作態様(動作速度、動作量、動作単位)を変更することができる。
ロボット操作装置4は、姿勢変化の方向(変化方向)を予め動作モードに対応付け、その変化方向への姿勢変化が検出されると、検出された変化方向に対応付けられている動作モードに切り替える。これにより、簡単な操作で、容易にインチングモードと連続動作モードとを切り替えることができる。
また、ロボット操作装置4は、インチングモードにおいて連続動作モードに対応付けられている変化方向への姿勢変化を検出した場合には、動作単位が上限値を上回るときには連続動作モードに切り替える一方、動作単位が上限値を下回るときには動作単位を増加させる。そして、ロボット操作装置4は、インチングモードに対応付けられている変化方向への姿勢変化を検出した場合には、動作単位を減少させる。
また、動作モードの切り替えと動作態様の切り替えとを共通の操作態様としているので、ユーザが操作を理解し易くなる。これにより、連続動作モードでは動作量や動作速度を縮小していけばインチングモードになり、インチングモードでは動作単位を拡大していけば連続動作になるといった、ユーザが感覚的にも理解し易い操作態様を提供することができる。
また、本実施形態では、姿勢変化が予め設定されている判定時間内に検出された場合に動作モードを切り替えるようにしているので、誤検出するおそれを低減することができる。
以下、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本実施形態のロボット操作装置の構成は第2実施形態と共通する。
本実施形態のロボット操作装置4では、操作態様検出部11aは、慣性センサ14により予め設定されている基準値を超える姿勢変化を操作態様として検出し、動作モード切替部11bは、操作態様検出部11aによって基準値を超える姿勢変化が検出された場合には、現在の動作モードが連続動作モードであればインチングモードに切り替える一方、現在の動作モードがインチングモードであれば連続動作モードに切り替える。
この場合、予め設定されている判定時間内に姿勢変化が検出された場合に動作モードを切り替えるようにしてもよい。これにより、誤検出するおそれを低減することができる。
本発明は、上記し且つ図面に記載した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用することができる。本発明は、例えば次のように変形あるいは拡張することができる。
第1実施形態では、拡大操作や縮小操作で動作量や動作速度あるいは単位動作を変更可能とする構成を併せて例示したが、動作量や動作速度あるいは単位動作を変更せず、単に動作モードを切り替える構成としても勿論よい。
第2実施形態では、姿勢変化の検出に応じて動作量や動作速度あるいは単位動作を変更可能とする構成を併せて例示したが、動作量や動作速度あるいは単位動作を変更せず、単に動作モードを切り替える構成であっても勿論よい。
実施形態ではロボット操作装置4をロボット専用のロボット操作装置4で構成したが、これに限らず、汎用のタブレット型端末(いわゆるタブレットPC)やスマートフォン(多機能携帯電話)等にロボット制御用のアプリケーションを導入してロボット操作装置4としてもよい。このような構成であっても、上記したロボット操作装置4と同等の機能を実現することができ、同様の効果を得ることができる。
各図で示したロボット操作装置4と人の手との対比は一例であり、ロボット操作装置4の大きさや形状を限定するものではない。また、ロボット操作装置4の上下左右は、画面の縦横の向きとは関係なく、任意に定義することができる。
Claims (9)
- ロボットを操作するためのロボット操作装置であって、
タッチパネルと、
該ロボット操作装置に対する操作態様を検出する操作態様検出部と、
前記操作態様検出部により検出された操作態様に基づいて、アームを連続的に動作させる連続動作モードと、アームを所定の動作単位で動作させるインチングモードとに動作モードを切り替える動作モード切替部と、を備え、
前記操作態様検出部は、前記タッチパネルに入力されたユーザの操作を前記操作態様として検出するものであり、前記タッチパネルに予め定められた動きで入力される第1操作と、前記第1操作とは異なる動きで入力される第2操作とを検出し、
前記動作モード切替部は、前記操作態様検出部によって前記第1操作または前記第2操作が検出されると、検出された操作態様に予め対応付けられている動作モードに切り替えることを特徴とするロボット操作装置。 - 前記第1操作は、前記タッチパネル上の任意の2箇所に操作が入力され、各入力位置を互いに近づくように動かす縮小操作であり、
前記第2操作は、前記タッチパネル上の任意の2箇所に操作が入力され、各入力位置を互いに離間するように動かす拡大操作であることを特徴とする請求項1記載のロボット操作装置。 - 前記動作モード切替部は、前記連続動作モードにおいて前記縮小操作が入力された場合、アームの動作量または動作速度が予め設定されている下限値を下回るときに前記インチングモードに切り替え、前記インチングモードにおいて前記拡大操作が入力された場合、前記動作単位が予め設定されている上限値を上回るときに前記連続動作モードに切り替えることを特徴とする請求項2記載のロボット操作装置。
- 前記動作モード切替部は、
前記連続動作モードにおいて、前記拡大操作が入力された場合にはアームの動作量または動作速度を増加させるとともに、前記縮小操作が入力された場合には、アームの動作量または動作速度が前記下限値を上回るときにはアームの動作量または動作速度を減少させる一方、アームの動作量または動作速度が前記下限値を下回るときには前記インチングモードに切り替え、
前記インチングモードにおいて、前記縮小操作が入力された場合には前記動作単位を減少させるとともに、前記拡大操作が入力された場合には、前記動作単位が前記上限値を上回るときには前記連続動作モードに切り替える一方、前記動作単位が前記上限値を下回るときには当該動作単位を増加させることを特徴とする請求項3記載のロボット操作装置。 - ロボットを操作するためのロボット操作装置であって、
タッチパネルと、
該ロボット操作装置の姿勢変化を検出するセンサと、
該ロボット操作装置に対する操作態様を検出する操作態様検出部と、
前記操作態様検出部により検出された操作態様に基づいて、アームを連続的に動作させる連続動作モードと、アームを所定の動作単位で動作させるインチングモードとに動作モードを切り替える動作モード切替部と、を備え、
前記操作態様検出部は、前記センサで検出される該ロボット操作装置の姿勢変化を、その変化方向とともに検出し、
前記動作モード切替部は、前記操作態様検出部によって検出された姿勢変化に予め対応付けられている動作モードに切り替えることを特徴とするロボット操作装置。 - 前記動作モード切替部は、
前記連続動作モードにおいて、当該連続動作モードに対応付けられている方向への姿勢変化が検出された場合には、アームの動作量または動作速度を増加させ、前記インチング動作モードに対応付けられている方向への姿勢変化が検出された場合には、アームの動作量または動作速度が予め設定されている下限値を上回るときにはアームの動作量または動作速度を減少させる一方、アームの動作量または動作速度が前記下限値を下回るときには前記インチングモードに切り替え、
前記インチングモードにおいて、当該インチング動作モードに対応付けられている方向への姿勢変化が検出された場合には、前記動作単位を減少させ、前記連続動作モードに対応付けられている変化方向への姿勢変化が検出された場合には、前記動作単位が予め設定されている上限値を上回るときには前記連続動作モードに切り替える一方、前記動作単位が前記上限値を下回るときには当該動作単位を増加させることを特徴とする請求項5記載のロボット操作装置。 - ロボットを操作するためのロボット操作装置であって、
タッチパネルと、
該ロボット操作装置の傾きを検出するセンサと、
該ロボット操作装置に対する操作態様を検出する操作態様検出部と、
前記操作態様検出部により検出された操作態様に基づいて、アームを連続的に動作させる連続動作モードと、アームを所定の動作単位で動作させるインチングモードとに動作モードを切り替える動作モード切替部と、を備え、
前記操作態様検出部は、前記センサで検出される該ロボット操作装置の予め設定されている基準値を超える姿勢変化を前記操作態様として検出し、
前記動作モード切替部は、前記操作態様検出部によって前記基準値を超える姿勢変化が検出された場合、現在の動作モードが前記連続動作モードであれば前記インチングモードに切り替える一方、現在の動作モードが前記インチングモードであれば前記連続動作モードに切り替えることを特徴とするロボット操作装置。 - 前記動作モード切替部は、該ロボット操作装置の姿勢変化が予め設定されている判定時間内に検出された場合、前記動作モードを切り替えることを特徴とする請求項5から7のいずれか一項記載のロボット操作装置。
- 前記動作モード切替部は、該ロボット操作装置の姿勢変化が前記判定時間内に複数回検出された場合、前記動作モードを切り替えることを特徴とする請求項8記載のロボット操作装置。
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