JP2021115654A - Master/slave robot control device - Google Patents

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Abstract

To enable a user to easily grasp a risk of a collision of a slave robot with an obstacle, in a master/slave robot control device, and to efficiently operate the slave robot.SOLUTION: A control device controls a master robot (20) operated on the basis of the magnitude and direction of force applied by a user, and a slave robot (30) performing action following the main robot. The control device is equipped with a setting portion (37) setting a virtual obstacle around the slave robot, and control portions (26 and 36) that continue the control of the master robot while regulating the operation in a first direction of the master robot operating the slave robot so as to push the virtual obstacle, when the slave robot collides with the virtual obstacle set by the setting portion.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ユーザにより加えられた力の大きさ及び方向に基づいて動作する主ロボットと、主ロボットに倣った動作を追従して行う従ロボットとを制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device that controls a main robot that operates based on the magnitude and direction of a force applied by a user and a slave robot that follows an operation that imitates the main robot.

従来、ユーザによりロボットに加えられた力の大きさ及び方向に基づいてロボットを動作させ、ロボットの動作を直接教示する制御装置がある（特許文献１参照）。 Conventionally, there is a control device that operates a robot based on the magnitude and direction of a force applied to the robot by a user and directly teaches the operation of the robot (see Patent Document 1).

特許第４８２２０６３号公報Japanese Patent No. 4822063

ところで、上記主ロボットと上記従ロボットとを備えるシステムにおいて、主ロボットの動作を通じて従ロボットの動作を制御すると、以下の問題が生じることに本願発明者は着目した。 By the way, the inventor of the present application has focused on the fact that in a system including the main robot and the slave robot, controlling the movement of the slave robot through the movement of the main robot causes the following problems.

すなわち、主ロボットの周囲環境と従ロボットの周囲環境とは異なるため、ユーザは、主ロボットを動作させる際に、障害物に従ロボットが衝突する危険性を把握することが困難である。また、従ロボットが障害物に接近する度に制御を中断すると、従ロボットを効率的に動作させることができない。 That is, since the surrounding environment of the main robot and the surrounding environment of the slave robot are different, it is difficult for the user to grasp the risk of the robot following an obstacle colliding with the robot when operating the main robot. Further, if the control is interrupted each time the slave robot approaches an obstacle, the slave robot cannot be operated efficiently.

本発明は、こうした課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、主従ロボットの制御装置において、障害物に従ロボットが衝突する危険性をユーザが把握し易くするとともに、従ロボットを効率的に動作させることにある。 The present invention has been made to solve these problems, and its main purpose is to make it easier for the user to grasp the danger of the robot following an obstacle colliding with the control device of the master-slave robot, and the slave robot. Is to operate efficiently.

上記課題を解決するための第１の手段は、
ユーザにより加えられた力の大きさ及び方向に基づいて動作する主ロボットと、前記主ロボットに倣った動作を追従して行う従ロボットと、を制御する制御装置であって、
前記従ロボットの周囲に仮想障害物を設定する設定部と、
前記設定部により設定された前記仮想障害物に前記従ロボットが衝突した場合に、前記仮想障害物を押すように前記従ロボットを動作させる前記主ロボットの第１方向への動作を規制しつつ、前記主ロボットの制御を継続する制御部と、
を備える。 The first means for solving the above problems is
A control device that controls a main robot that operates based on the magnitude and direction of a force applied by a user and a slave robot that follows an operation that imitates the main robot.
A setting unit that sets virtual obstacles around the slave robot,
When the slave robot collides with the virtual obstacle set by the setting unit, the slave robot is operated so as to push the virtual obstacle, while restricting the movement of the main robot in the first direction. A control unit that continues to control the main robot,
To be equipped.

上記構成によれば、主ロボットは、ユーザにより加えられた力の大きさ及び方向に基づいて動作する。従ロボットは、主ロボットに倣った動作を追従して行う。 According to the above configuration, the main robot operates based on the magnitude and direction of the force applied by the user. The slave robot follows the movement following the main robot.

ここで、設定部は、従ロボットの周囲に仮想障害物を設定する。仮想障害物は、例えば、従ロボットの周囲環境に実際に存在する実障害物と同じ位置に同じ大きさで設定してもよいし、実障害物よりも一回り大きく設定してもよい。そして、制御部は、設定部により設定された仮想障害物に従ロボットが衝突した場合に、仮想障害物を押すように従ロボットを動作させる主ロボットの第１方向への動作を規制する。このため、仮想障害物に従ロボットが衝突した場合に、従ロボットが仮想障害物を押すように動作することを規制することができる。さらに、主ロボットに力を加えているユーザは、主ロボットの第１方向への動作が規制されたことで、従ロボットが仮想障害物に衝突したこと、すなわち実障害物に従ロボットが衝突する危険性を把握することができる。 Here, the setting unit sets a virtual obstacle around the slave robot. For example, the virtual obstacle may be set at the same position and the same size as the actual obstacle that actually exists in the surrounding environment of the slave robot, or may be set one size larger than the actual obstacle. Then, when the robot collides with the virtual obstacle set by the setting unit, the control unit regulates the movement of the main robot in the first direction to push the virtual obstacle so as to push the virtual obstacle. Therefore, when the follower robot collides with the virtual obstacle, it is possible to regulate that the follower robot operates to push the virtual obstacle. Furthermore, for the user who is applying force to the main robot, the movement of the main robot in the first direction is restricted, so that the slave robot collides with a virtual obstacle, that is, the follower robot collides with the actual obstacle. You can understand the danger.

また、制御部は、仮想障害物に従ロボットが衝突した場合に、主ロボットの第１方向への動作を規制しつつ、主ロボットの制御を継続する。したがって、従ロボットが仮想障害物に衝突しても制御を中断しないようにすることができ、従ロボットを効率的に動作させることができる。 Further, when the robot collides with a virtual obstacle, the control unit continues to control the main robot while restricting the movement of the main robot in the first direction. Therefore, even if the slave robot collides with a virtual obstacle, the control can be prevented from being interrupted, and the slave robot can be operated efficiently.

仮想障害物に従ロボットが衝突した場合に、仮想障害物を押すように従ロボットを動作させる主ロボットの第１方向への動作を規制する際に、主ロボットの動作全体を規制することが考えられる。この場合、主ロボットが少しでも第１方向へ動作しようとすると主ロボットを動作させることができなくなるため、従ロボットを動作させる操作性が低下するおそれがある。 When the following robot collides with a virtual obstacle, when restricting the movement of the main robot in the first direction to move the following robot so as to push the virtual obstacle, it is conceivable to regulate the entire movement of the main robot. Be done. In this case, if the main robot tries to move in the first direction even a little, the main robot cannot be operated, so that the operability of operating the slave robot may be deteriorated.

この点、第２の手段では、前記制御部は、前記設定部により設定された前記仮想障害物に前記従ロボットが衝突した場合に、前記主ロボットの前記第１方向への動作を規制しつつ、前記仮想障害物に沿うように前記従ロボットを動作させる前記主ロボットの第２方向への動作を許容する。こうした構成によれば、仮想障害物に従ロボットが衝突した場合に、仮想障害物に沿うように従ロボットを動作させることができる。したがって、仮想障害物に近接する位置まで従ロボットを動作させることが容易となる。 In this respect, in the second means, the control unit regulates the operation of the main robot in the first direction when the slave robot collides with the virtual obstacle set by the setting unit. Allows the main robot to move in the second direction to move the slave robot along the virtual obstacle. According to such a configuration, when the follow-up robot collides with the virtual obstacle, the follow-up robot can be operated along the virtual obstacle. Therefore, it becomes easy to operate the slave robot to a position close to the virtual obstacle.

具体的には、第３の手段のように、前記制御部は、前記設定部により設定された前記仮想障害物に前記従ロボットが衝突した場合に、前記ユーザにより加えられた力を前記第１方向の成分を０にし且つ前記第２方向の成分を維持した第１変換力に変換し、前記第１変換力の大きさ及び方向に基づいて前記主ロボットを動作させる、といった構成を採用することができる。こうした構成によれば、仮想障害物に従ロボットが衝突した場合に、仮想障害物を押すように従ロボットを動作させることを規制し、且つ仮想障害物に沿うように従ロボットを動作させることを、簡単な演算により実現することができる。 Specifically, as in the third means, the control unit applies a force applied by the user when the slave robot collides with the virtual obstacle set by the setting unit. A configuration is adopted in which the component in the direction is set to 0, the component in the second direction is converted into a first conversion force that maintains the component, and the main robot is operated based on the magnitude and direction of the first conversion force. Can be done. According to such a configuration, when the follow-up robot collides with the virtual obstacle, the follow-up robot is regulated to push the virtual obstacle, and the follow-up robot is operated along the virtual obstacle. , Can be realized by simple calculation.

第４の手段では、前記制御部は、前記設定部により設定された前記仮想障害物に前記従ロボットが衝突し、且つ前記ユーザにより加えられた前記力の前記第１方向の成分が前記第２方向の成分よりも小さい場合に、前記ユーザにより加えられた前記力を、前記第１方向の成分を０にし且つ前記第２方向の成分を維持した第１変換力に変換し、前記第１変換力の大きさ及び方向に基づいて前記主ロボットを動作させ、前記設定部により設定された前記仮想障害物に前記従ロボットが衝突し、且つ前記ユーザにより加えられた前記力の前記第１方向の成分が前記第２方向の成分よりも大きい場合に、前記ユーザにより加えられた前記力を、前記第１方向の成分を０にし且つ前記第２方向の成分を縮小した第２変換力に変換し、前記第２変換力の大きさ及び方向に基づいて前記主ロボットを動作させる。 In the fourth means, in the control unit, the slave robot collides with the virtual obstacle set by the setting unit, and the component of the force applied by the user in the first direction is the second component. When it is smaller than the component in the direction, the force applied by the user is converted into a first conversion force in which the component in the first direction is set to 0 and the component in the second direction is maintained, and the first conversion is performed. The main robot is operated based on the magnitude and direction of the force, the slave robot collides with the virtual obstacle set by the setting unit, and the force applied by the user in the first direction. When the component is larger than the component in the second direction, the force applied by the user is converted into a second conversion force in which the component in the first direction is set to 0 and the component in the second direction is reduced. , The main robot is operated based on the magnitude and direction of the second conversion force.

上記構成によれば、仮想障害物に従ロボットが衝突し、且つユーザにより加えられた力の第１方向の成分が第２方向の成分よりも小さい場合に、第３の手段と同様の制御が行われる。このため、仮想障害物に従ロボットが衝突した場合に、仮想障害物を押すように従ロボットを動作させることを規制し、且つ仮想障害物に沿うように従ロボットを動作させることができる。一方、仮想障害物に従ロボットが衝突し、且つユーザにより加えられた力の第１方向の成分が第２方向の成分よりも大きい場合は、ユーザにより加えられた力の第２方向の成分が縮小された第２変換力の大きさ及び方向に基づいて、主ロボットが動作させられる。このため、ユーザは、従ロボットが仮想障害物に沿う方向よりも仮想障害物を押す方向に動作しようとしていることを把握し易くなるとともに、従ロボットを慎重に動作させることができる。 According to the above configuration, when the robot collides with a virtual obstacle and the component of the force applied by the user in the first direction is smaller than the component in the second direction, the same control as in the third means is performed. Will be done. Therefore, when the follower robot collides with the virtual obstacle, it is possible to regulate the operation of the follower robot to push the virtual obstacle and to operate the follower robot along the virtual obstacle. On the other hand, when the robot collides with a virtual obstacle and the component of the force applied by the user in the first direction is larger than the component of the second direction, the component of the force applied by the user in the second direction is large. The main robot is operated based on the magnitude and direction of the reduced second conversion force. Therefore, the user can easily grasp that the slave robot is trying to move in the direction of pushing the virtual obstacle rather than the direction along the virtual obstacle, and can move the slave robot carefully.

第５の手段では、前記制御部は、前記設定部により設定された前記仮想障害物に前記従ロボットが衝突した場合に、前記主ロボットの前記第１方向への動作を規制する際に前記主ロボットの動作全体を規制する。こうした構成よれば、仮想障害物に前記従ロボットが衝突した場合に、仮想障害物から離れるように従ロボットを動作させる主ロボットの動作しか許容されなくなる。このため、仮想障害物に従ロボットが衝突した場合に、仮想障害物から離れるように従ロボットを動作させることをユーザに促すことができる。 In the fifth means, when the slave robot collides with the virtual obstacle set by the setting unit, the control unit regulates the operation of the main robot in the first direction. Regulate the entire movement of the robot. According to such a configuration, when the slave robot collides with a virtual obstacle, only the operation of the main robot that operates the slave robot so as to move away from the virtual obstacle is allowed. Therefore, when the follow-up robot collides with the virtual obstacle, the user can be urged to operate the follow-up robot so as to move away from the virtual obstacle.

第６の手段は、
ユーザにより加えられた力の大きさ及び方向に基づいて動作する主ロボットと、前記主ロボットに倣った動作を追従して行う従ロボットと、を制御する制御装置であって、
前記主ロボットの周囲に仮想障害物を設定する設定部と、
前記設定部により設定された前記仮想障害物に前記主ロボットが衝突した場合に、前記仮想障害物を押す前記主ロボットの第１方向への動作を規制しつつ、前記主ロボットの制御を継続する制御部と、
を備える。 The sixth means is
A control device that controls a main robot that operates based on the magnitude and direction of a force applied by a user and a slave robot that follows an operation that imitates the main robot.
A setting unit that sets virtual obstacles around the main robot,
When the main robot collides with the virtual obstacle set by the setting unit, the control of the main robot is continued while restricting the movement of the main robot pushing the virtual obstacle in the first direction. Control unit and
To be equipped.

上記構成によれば、設定部は、主ロボットの周囲に仮想障害物を設定する。仮想障害物は、例えば、主ロボットと従ロボットとの大きさの違いを考慮して、従ロボットの周囲環境に実際に存在する実障害物の位置と大きさとに対応させて設定してもよいし、実障害物よりも一回り大きい大きさに対応させて設定してもよい。そして、制御部は、設定部により設定された仮想障害物に主ロボットが衝突した場合に、仮想障害物を押す主ロボットの第１方向への動作を規制する。このため、仮想障害物に主ロボットが衝突した場合、すなわち実障害物に従ロボットが衝突した又は衝突する危険が生じた場合に、従ロボットが実障害物を押すように動作することを規制することができる。さらに、主ロボットに力を加えているユーザは、主ロボットの第１方向への動作が規制されたことで、従ロボットが実障害物に衝突した又は衝突する危険が生じたことを把握することができる。 According to the above configuration, the setting unit sets a virtual obstacle around the main robot. The virtual obstacle may be set according to the position and size of the actual obstacle that actually exists in the surrounding environment of the slave robot, for example, in consideration of the difference in size between the main robot and the slave robot. However, it may be set corresponding to a size one size larger than the actual obstacle. Then, when the main robot collides with the virtual obstacle set by the setting unit, the control unit regulates the movement of the main robot pushing the virtual obstacle in the first direction. Therefore, when the main robot collides with a virtual obstacle, that is, when the subordinate robot collides with or is in danger of colliding with the actual obstacle, the subordinate robot is restricted from operating to push the actual obstacle. be able to. Furthermore, the user who is exerting force on the main robot should understand that the movement of the main robot in the first direction is restricted, so that the slave robot collides with or is in danger of colliding with an actual obstacle. Can be done.

また、制御部は、仮想障害物に主ロボットが衝突した場合に、主ロボットの第１方向への動作を規制しつつ、主ロボットの制御を継続する。したがって、主ロボットが仮想障害物に衝突しても制御を中断しないようにすることができ、従ロボットを効率的に動作させることができる。 Further, when the main robot collides with a virtual obstacle, the control unit continues to control the main robot while restricting the movement of the main robot in the first direction. Therefore, even if the main robot collides with a virtual obstacle, the control can be prevented from being interrupted, and the slave robot can be operated efficiently.

第７の手段では、前記従ロボットは、前記主ロボットよりも大型であり、前記制御装置は、前記従ロボットの動作の教示に用いられる。こうした構成によれば、従ロボットが主ロボットよりも大型であり、ユーザが従ロボットに力を加えて動作を直接教示することが難しい場合に、主ロボットの動作を通じて従ロボットの動作を教示することができる。 In the seventh means, the slave robot is larger than the main robot, and the control device is used to teach the operation of the slave robot. According to such a configuration, when the slave robot is larger than the main robot and it is difficult for the user to directly teach the movement by applying force to the slave robot, the movement of the slave robot is taught through the movement of the main robot. Can be done.

マスタロボットとスレーブロボットとを備えるシステムを示す模式図Schematic diagram showing a system including a master robot and a slave robot スレーブロボットのアームと仮想障害物との衝突状態を模式的に示す平面図Top view schematically showing the collision state between the arm of the slave robot and the virtual obstacle 第１実施形態において、図２の衝突状態でのマスタロボットのアームと、外力及びその成分を模式的に示す平面図In the first embodiment, a plan view schematically showing an arm of the master robot in the collision state of FIG. 2, an external force, and its components. 第２実施形態において、図２の衝突状態でのマスタロボットのアームと、外力の第１変換力とを模式的に示す平面図In the second embodiment, a plan view schematically showing an arm of the master robot in the collision state of FIG. 2 and a first conversion force of an external force. 第２実施形態において、図２の衝突状態でのマスタロボットのアームと、外力の第２変換力とを模式的に示す平面図In the second embodiment, a plan view schematically showing an arm of the master robot in the collision state of FIG. 2 and a second conversion force of an external force. 第３実施形態において、図２の衝突状態でのマスタロボットのアームと、外力の第３変換力とを模式的に示す平面図In the third embodiment, a plan view schematically showing an arm of the master robot in the collision state of FIG. 2 and a third conversion force of an external force. 第３実施形態において、図２の衝突状態でのマスタロボットのアームと、外力の第４変換力とを模式的に示す平面図In the third embodiment, a plan view schematically showing an arm of the master robot in the collision state of FIG. 2 and a fourth conversion force of an external force.

（第１実施形態）
以下、マスタロボットとスレーブロボットとを備えるシステムに適用される制御装置に具現化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 (First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment embodied in the control device applied to the system including the master robot and the slave robot will be described with reference to the drawings.

図１に示すように、システム１０は、マスタロボット２０とスレーブロボット３０とを備えている。 As shown in FIG. 1, the system 10 includes a master robot 20 and a slave robot 30.

マスタロボット２０（主ロボット）は、例えば６軸の垂直多関節型ロボットであり、基台（ベース）２１とアーム２２とを備えている。アーム２２の隣り合うリンクは、関節を介して相対回転可能に連結されている。各関節は、各関節に対応する各モータにより駆動される。 The master robot 20 (main robot) is, for example, a 6-axis vertical articulated robot, and includes a base 21 and an arm 22. Adjacent links of the arms 22 are rotatably connected via joints. Each joint is driven by each motor corresponding to each joint.

アーム２２の先端には、ハンド２３が取り付けられている。ハンド２３は、一対の爪２３Ａ，２３Ｂを備えており、爪２３Ａ，２３Ｂの間隔を拡大及び縮小する開閉動作を行う。爪２３Ａ，２３Ｂは、モータにより駆動される。 A hand 23 is attached to the tip of the arm 22. The hand 23 includes a pair of claws 23A and 23B, and performs an opening / closing operation for expanding and contracting the distance between the claws 23A and 23B. The claws 23A and 23B are driven by a motor.

基台２１の内部には、マスタロボット２０及びハンド２３の状態を記録する記録部２５、及びマスタロボット２０及びハンド２３の動作を制御する制御部２６が設けられている。制御部２６の機能は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、駆動回路、及び入出力インターフェース等を備えるコンピュータにより実現されている。 Inside the base 21, a recording unit 25 that records the state of the master robot 20 and the hand 23, and a control unit 26 that controls the operation of the master robot 20 and the hand 23 are provided. The function of the control unit 26 is realized by a computer including a CPU, a ROM, a RAM, a drive circuit, an input / output interface, and the like.

マスタロボット２０のリンク２２ａには、ハンド２３の開閉ボタン２２ｂ及び位置取込ボタン２２ｃが設けられている。制御部２６は、ユーザが開閉ボタン２２ｂ（操作部）の開部分を押している間、ハンド２３を第１速度で開く動作を実行する。制御部２６は、ユーザが開閉ボタン２２ｂの閉部分を押している間、ハンド２３を第２速度で閉じる動作を実行する。第２速度は、第１速度と同じ速度であってもよいし、第１速度よりも低い速度であってもよい。制御部２６は、ユーザが開閉ボタン２２ｂを押すことをやめた時のハンド２３の開閉位置を保持する。すなわち、ハンド２３は、ユーザにより開閉位置を変更して保持可能である。位置取込ボタン２２ｃについては後述する。 The link 22a of the master robot 20 is provided with an open / close button 22b and a position capture button 22c of the hand 23. The control unit 26 executes an operation of opening the hand 23 at the first speed while the user presses the open portion of the open / close button 22b (operation unit). The control unit 26 executes an operation of closing the hand 23 at the second speed while the user presses the closed portion of the open / close button 22b. The second speed may be the same speed as the first speed, or may be a speed lower than the first speed. The control unit 26 holds the open / close position of the hand 23 when the user stops pressing the open / close button 22b. That is, the hand 23 can be held by changing the opening / closing position by the user. The position capture button 22c will be described later.

マスタロボット２０の各関節には、各関節の回転角度を検出するエンコーダがそれぞれ設けられている。すなわち、エンコーダは、アーム２２の制御点の位置及び姿勢（以下、「アーム２２の位置及び姿勢」という）を検出する。制御点は、アーム２２の先端の中央に設定されている。また、アーム２２には、力覚センサやトルクセンサが設けられており、力覚センサやトルクセンサはアーム２２に作用する（加えられる）外力を検出する。外力は、各方向への力とモーメントとを含む。エンコーダ、力覚センサ、及びトルクセンサの検出結果は、制御部２６へ入力される。 Each joint of the master robot 20 is provided with an encoder that detects the rotation angle of each joint. That is, the encoder detects the position and orientation of the control point of the arm 22 (hereinafter, referred to as "position and orientation of the arm 22"). The control point is set at the center of the tip of the arm 22. Further, the arm 22 is provided with a force sensor and a torque sensor, and the force sensor and the torque sensor detect an external force acting (applied) to the arm 22. The external force includes a force and a moment in each direction. The detection results of the encoder, the force sensor, and the torque sensor are input to the control unit 26.

ハンド２３には、ハンド２３の開閉位置を検出するエンコーダが設けられている。また、ハンド２３には、ハンド２３の把持力を検出する力センサが設けられている。力センサは、爪２３Ａ，２３Ｂを駆動するモータに流れる電流を検出する電流センサや、爪２３Ａ，２３Ｂに作用する圧力を検出する圧力センサ等である。エンコーダ、及び力センサの検出結果は、制御部２６へ入力される。 The hand 23 is provided with an encoder that detects the open / closed position of the hand 23. Further, the hand 23 is provided with a force sensor that detects the gripping force of the hand 23. The force sensor is a current sensor that detects the current flowing through the motor that drives the claws 23A and 23B, a pressure sensor that detects the pressure acting on the claws 23A and 23B, and the like. The detection results of the encoder and the force sensor are input to the control unit 26.

制御部２６は、アーム２２に作用する外力に従って、アーム２２の位置及び姿勢を制御する。詳しくは、制御部２６は、アーム２２に作用する重力を補償するトルクを各関節のモータにより発生させるとともに、検出した外力の大きさ及び方向に基づいてアーム２２を動作させる力制御を行う。力制御では、外力の方向に、外力の大きさに応じて、制御点の位置及び姿勢の指令値を更新する。そして、制御部２６は、アーム２２に作用する外力がなくなった時のアーム２２の位置及び姿勢を保持する。すなわち、マスタロボット２０は、ユーザによりアーム２２の位置及び姿勢を変更して保持可能である。本実施形態では、ユーザは、ダイレクトティーチによりアーム２２を直接掴んで移動させることができ、そしてアーム２２の位置及び姿勢を保持することができる。 The control unit 26 controls the position and posture of the arm 22 according to the external force acting on the arm 22. Specifically, the control unit 26 generates torque for compensating the gravity acting on the arm 22 by the motors of each joint, and controls the force to operate the arm 22 based on the magnitude and direction of the detected external force. In force control, the command values of the position and attitude of the control point are updated in the direction of the external force according to the magnitude of the external force. Then, the control unit 26 holds the position and posture of the arm 22 when the external force acting on the arm 22 disappears. That is, the master robot 20 can change and hold the position and posture of the arm 22 by the user. In the present embodiment, the user can directly grasp and move the arm 22 by direct teach, and can hold the position and posture of the arm 22.

ユーザが位置取込ボタン２２ｃを押した時に、制御部２６は、各関節及びハンド２３のエンコーダ、力センサの検出結果に基づいて、その時のアーム２２の位置及び姿勢、ハンド２３の開閉位置、把持力、及び把持状態を、状態情報として記録部２５に記録させる。制御部２６は、ユーザが位置取込ボタン２２ｃを押す度に、状態情報を時系列に記録部２５に記録させる。すなわち、位置取込ボタン２２ｃ（操作部）は、アーム２２及びハンド２３の状態を記録する操作を受け付け、ユーザにより操作された場合に操作されたことを通知する。記録部２５は、位置取込ボタン２２ｃにより操作を受け付けた時に、各関節の及びハンド２３のエンコーダ、及び力センサによりそれぞれ検出されたアーム２２の位置及び姿勢、ハンド２３の開閉位置、把持力、及び把持状態を状態情報として時系列に記録する。したがって、ユーザは、アーム２２の移動、ハンド２３の開閉、及び位置取込を繰り返すことにより、アーム２２及びハンド２３の動作を教示することができる。 When the user presses the position capture button 22c, the control unit 26 determines the position and posture of the arm 22 at that time, the open / close position of the hand 23, and the grip based on the detection results of the encoder and the force sensor of each joint and the hand 23. The force and the gripping state are recorded in the recording unit 25 as state information. The control unit 26 causes the recording unit 25 to record the state information in chronological order each time the user presses the position acquisition button 22c. That is, the position capture button 22c (operation unit) accepts an operation for recording the state of the arm 22 and the hand 23, and notifies that the operation has been performed when operated by the user. When the recording unit 25 receives an operation by the position capture button 22c, the position and posture of the arm 22 detected by the encoder of each joint and the hand 23, and the force sensor, the opening / closing position of the hand 23, the gripping force, and the like. And the gripping state is recorded in chronological order as state information. Therefore, the user can teach the operation of the arm 22 and the hand 23 by repeating the movement of the arm 22, the opening and closing of the hand 23, and the position acquisition.

制御部２６は、記録部２５により時系列に記録された上記状態情報を再現するように、アーム２２及びハンド２３の動作を制御する。したがって、ユーザは、教示したアーム２２及びハンド２３の動作を、制御部２６により再現させることができる。これにより、ユーザは、マスタロボット２０によりワーク等に対して作業を実行させることができる。 The control unit 26 controls the operations of the arm 22 and the hand 23 so as to reproduce the state information recorded in time series by the recording unit 25. Therefore, the user can reproduce the taught operations of the arm 22 and the hand 23 by the control unit 26. As a result, the user can make the work or the like execute the work by the master robot 20.

マスタロボット２０には、ケーブル２９によってスレーブロボット３０が接続されている。スレーブロボット３０（従ロボット）は、マスタロボット２０と同型式（例えば６軸の垂直多関節型）でマスタロボット２０よりも大型のロボットである。スレーブロボット３０は、安全柵Ｇ内に設置されている。スレーブロボット３０は、マスタロボット２０よりも大型であること、マスタロボット２０と形状が若干異なること、開閉ボタン２２ｂ及び位置取込ボタン２２ｃを備えていないこと、設定部３７を備えていることを除いて、マスタロボット２０と同様の構成を備えている。スレーブロボット３０は、基台（ベース）３１とアーム３２とを備えている。アーム３２の先端には、ハンド（図示略）が取り付けられている。スレーブロボット３０の各関節（対応関節）は、マスタロボット２０の各関節に対応している。 A slave robot 30 is connected to the master robot 20 by a cable 29. The slave robot 30 (slave robot) is a robot of the same type as the master robot 20 (for example, a 6-axis vertical articulated type) and larger than the master robot 20. The slave robot 30 is installed in the safety fence G. Except that the slave robot 30 is larger than the master robot 20, has a slightly different shape from the master robot 20, does not have the open / close button 22b and the position capture button 22c, and has the setting unit 37. It has the same configuration as the master robot 20. The slave robot 30 includes a base 31 and an arm 32. A hand (not shown) is attached to the tip of the arm 32. Each joint (corresponding joint) of the slave robot 30 corresponds to each joint of the master robot 20.

基台３１の内部には、記録部３５、制御部３６、及び設定部３７が設けられている。記録部３５は、スレーブロボット３０及びハンドの状態を記録する。制御部３６は、スレーブロボット３０及びハンドの動作を制御する。設定部３７については後述する。制御部３６及び設定部３７の機能は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、駆動回路、及び入出力インターフェース等を備えるコンピュータにより実現されている。 A recording unit 35, a control unit 36, and a setting unit 37 are provided inside the base 31. The recording unit 35 records the state of the slave robot 30 and the hand. The control unit 36 controls the movements of the slave robot 30 and the hand. The setting unit 37 will be described later. The functions of the control unit 36 and the setting unit 37 are realized by a computer including a CPU, ROM, RAM, drive circuit, input / output interface, and the like.

スレーブロボット３０の各関節には、各関節の回転角度を検出するエンコーダがそれぞれ設けられている。すなわち、エンコーダは、アーム３２の制御点の位置及び姿勢（以下、「アーム３２の位置及び姿勢」という）を検出する。制御点は、アーム３２の先端の中央に設定されている。エンコーダの検出結果は、制御部３６へ入力される。 Each joint of the slave robot 30 is provided with an encoder that detects the rotation angle of each joint. That is, the encoder detects the position and orientation of the control point of the arm 32 (hereinafter, referred to as "position and orientation of the arm 32"). The control point is set at the center of the tip of the arm 32. The detection result of the encoder is input to the control unit 36.

ハンドには、ハンドの開閉位置を検出するエンコーダが設けられている。また、ハンドには、ハンドの把持力を検出する力センサが設けられている。エンコーダ、及び力センサの検出結果は、制御部３６へ入力される。 The hand is provided with an encoder that detects the open / closed position of the hand. Further, the hand is provided with a force sensor that detects the gripping force of the hand. The detection results of the encoder and the force sensor are input to the control unit 36.

マスタロボット２０の制御部２６は、マスタロボット２０の各関節及びハンド２３のエンコーダ、力センサ、開閉ボタン２２ｂ、及び位置取込ボタン２２ｃの検出結果を、スレーブロボット３０の制御部３６へ送信する。 The control unit 26 of the master robot 20 transmits the detection results of the encoder, the force sensor, the open / close button 22b, and the position capture button 22c of each joint and the hand 23 of the master robot 20 to the control unit 36 of the slave robot 30.

制御部３６は、スレーブロボット３０の各関節の角度を、マスタロボット２０の対応する各関節の角度に一致させるように、スレーブロボット３０の各関節のモータを制御する。詳しくは、制御部３６は、マスタロボット２０の各関節のエンコーダ、及びスレーブロボット３０の各関節のエンコーダの検出結果に基づいて、スレーブロボット３０の各関節のモータをフィードバック制御する。すなわち、スレーブロボット３０の各関節は、マスタロボット２０の各関節に倣った動きを追従して行う。制御部３６は、スレーブロボット３０の各関節及びハンドのエンコーダ、並びに力センサの検出結果を、マスタロボット２０の制御部２６へ送信する。なお、マスタロボット２０の制御部２６、並びにスレーブロボット３０の制御部３６及び設定部３７により、主従ロボットの制御装置が構成されている。 The control unit 36 controls the motor of each joint of the slave robot 30 so that the angle of each joint of the slave robot 30 matches the angle of each joint of the master robot 20. Specifically, the control unit 36 feedback-controls the motors of each joint of the slave robot 30 based on the detection results of the encoders of each joint of the master robot 20 and the encoders of each joint of the slave robot 30. That is, each joint of the slave robot 30 follows the movement following each joint of the master robot 20. The control unit 36 transmits the detection results of the encoders of the joints and hands of the slave robot 30 and the force sensor to the control unit 26 of the master robot 20. The control unit 26 of the master robot 20, the control unit 36 of the slave robot 30, and the setting unit 37 constitute a control device for the master-slave robot.

ユーザが位置取込ボタン２２ｃを押した時に、制御部３６は、スレーブロボット３０の各関節及びハンドのエンコーダの検出結果に基づいて、その時のアーム３２の位置及び姿勢、並びにハンドの開閉位置を、状態情報として記録部３５に記録させる。制御部３６は、ユーザが位置取込ボタン２２ｃを押す度に、状態情報を時系列に記録部３５に記録させる。記録部３５は、位置取込ボタン２２ｃにより操作を受け付けた時に、スレーブロボット３０の各関節及びハンドのエンコーダによりそれぞれ検出されたアーム３２の位置及び姿勢、並びにハンドの開閉位置を状態情報として時系列に記録する。したがって、ユーザは、マスタロボット２０のアーム２２の移動、ハンドの開閉、及び位置取込を繰り返すことにより、スレーブロボット３０のアーム３２及びハンドの動作を教示することができる。 When the user presses the position capture button 22c, the control unit 36 determines the position and posture of the arm 32 and the opening / closing position of the hand at that time based on the detection results of the encoders of each joint and the hand of the slave robot 30. The recording unit 35 is made to record as the state information. The control unit 36 causes the recording unit 35 to record the state information in chronological order each time the user presses the position acquisition button 22c. When the recording unit 35 receives an operation by the position capture button 22c, the recording unit 35 uses the position and posture of the arm 32 detected by the encoders of each joint of the slave robot 30 and the hand, and the opening / closing position of the hand as state information in a time series. Record in. Therefore, the user can teach the operation of the arm 32 and the hand of the slave robot 30 by repeating the movement of the arm 22 of the master robot 20, the opening and closing of the hand, and the position acquisition.

制御部３６は、記録部３５により時系列に記録された上記状態情報を再現するように、アーム３２及びハンドの動作を制御する。したがって、ユーザは、教示したアーム３２及びハンドの動作を、制御部３６により再現させることができる。これにより、ユーザは、スレーブロボット３０によりワーク等に対して作業を実行させることができる。 The control unit 36 controls the movements of the arm 32 and the hand so as to reproduce the state information recorded in time series by the recording unit 35. Therefore, the user can reproduce the taught movements of the arm 32 and the hand by the control unit 36. As a result, the user can have the slave robot 30 execute the work on the work or the like.

ここで、マスタロボット２０の周囲環境と、スレーブロボット３０の周囲環境とは異なる。このため、ユーザは、マスタロボット２０を動作させる際に、障害物にスレーブロボット３０が衝突する危険性を把握することが困難である。また、スレーブロボット３０が障害物に接近する度に制御を中断すると、スレーブロボット３０を効率的に動作させることができない。 Here, the surrounding environment of the master robot 20 and the surrounding environment of the slave robot 30 are different. Therefore, it is difficult for the user to grasp the risk of the slave robot 30 colliding with an obstacle when operating the master robot 20. Further, if the control is interrupted each time the slave robot 30 approaches an obstacle, the slave robot 30 cannot be operated efficiently.

この点、上記設定部３７は、スレーブロボット３０の周囲環境に実際に存在する実障害物の位置、形状、大きさ等を把握している。例えば、ユーザは、実障害物の位置、形状、大きさ等を、設定部３７に予め登録しておけばよい。そして、設定部３７は、スレーブロボット３０の周囲に仮想障害物Ｂ１，Ｂ２を設定する。ここでは、設定部３７は、実障害物と同じ位置に、実障害物と同じ形状で、実障害物よりも一回り大きく仮想障害物Ｂ１，Ｂ２を設定している。仮想障害物Ｂ１，Ｂ２は、スレーブロボット３０が衝突を避けるべき仮想的な障害物である。なお、モニタ等（表示装置）に、スレーブロボット３０のシミュレーション画像及び仮想障害物Ｂ１，Ｂ２を表示してもよいし、表示しなくてもよい。また、現実の景色に重ねて仮想画像を表示する眼鏡型表示装置において、仮想障害物Ｂ１，Ｂ２を、スレーブロボット３０に対応した位置に表示することもできる。 In this regard, the setting unit 37 grasps the position, shape, size, and the like of an actual obstacle that actually exists in the surrounding environment of the slave robot 30. For example, the user may register the position, shape, size, etc. of the actual obstacle in the setting unit 37 in advance. Then, the setting unit 37 sets the virtual obstacles B1 and B2 around the slave robot 30. Here, the setting unit 37 sets the virtual obstacles B1 and B2 at the same position as the actual obstacle, in the same shape as the actual obstacle, and one size larger than the actual obstacle. The virtual obstacles B1 and B2 are virtual obstacles that the slave robot 30 should avoid colliding with. The simulation image of the slave robot 30 and the virtual obstacles B1 and B2 may or may not be displayed on a monitor or the like (display device). Further, in the glasses-type display device that displays a virtual image superimposed on the actual scenery, the virtual obstacles B1 and B2 can be displayed at positions corresponding to the slave robot 30.

制御部３６は、スレーブロボット３０の各関節のエンコーダの検出結果、アーム３２の形状寸法、及び仮想障害物Ｂ１，Ｂ２の位置，形状，大きさ（位置等）に基づいて、アーム３２が仮想障害物Ｂ１，Ｂ２に衝突したか否かを判定する。図２は、スレーブロボット３０のアーム３２と仮想障害物Ｂ１との衝突状態を模式的に示す平面図である。図２に示すように、制御部３６は、アーム３２が仮想障害物Ｂ１に衝突したと判定した場合、衝突点Ｃにおける仮想障害物Ｂ１の外面Ｓに対する法線方向Ｎを算出する。詳しくは、仮想障害物Ｂ１の位置、形状、大きさ、及び衝突点Ｃの位置に基づいて、衝突点Ｃにおける外面Ｓに対する法線方向Ｎを算出する。そして、制御部３６は、衝突発生の情報と法線方向Ｎとを、マスタロボット２０の制御部２６へ送信する。 The control unit 36 sets the arm 32 as a virtual obstacle based on the detection result of the encoder of each joint of the slave robot 30, the shape and dimension of the arm 32, and the position, shape, and size (position, etc.) of the virtual obstacles B1 and B2. It is determined whether or not the objects B1 and B2 have collided with each other. FIG. 2 is a plan view schematically showing a collision state between the arm 32 of the slave robot 30 and the virtual obstacle B1. As shown in FIG. 2, when the arm 32 determines that the arm 32 has collided with the virtual obstacle B1, the control unit 36 calculates the normal direction N with respect to the outer surface S of the virtual obstacle B1 at the collision point C. Specifically, the normal direction N with respect to the outer surface S at the collision point C is calculated based on the position, shape, size of the virtual obstacle B1 and the position of the collision point C. Then, the control unit 36 transmits the collision occurrence information and the normal direction N to the control unit 26 of the master robot 20.

図３は、図２の衝突状態でのマスタロボット２０のアーム２２と、外力Ｆ１及びその成分Ｆ１ａ及びＦ１ｂを模式的に示す平面図である。スレーブロボット３０と位置基準を一致させた座標空間において、法線方向Ｎにａ軸をとり、ａ軸に垂直な方向にｂ軸をとっている。外力Ｆ１は、ユーザがマスタロボット２０に加えた力であり、その大きさ及び方向が力覚センサやトルクセンサにより検出される。外力Ｆ１のａ軸成分がＦ１ａであり、ｂ軸成分がＦ１ｂである。 FIG. 3 is a plan view schematically showing the arm 22 of the master robot 20 in the collision state of FIG. 2, the external force F1, and its components F1a and F1b. In a coordinate space in which the position reference is the same as that of the slave robot 30, the a-axis is taken in the normal direction N and the b-axis is taken in the direction perpendicular to the a-axis. The external force F1 is a force applied by the user to the master robot 20, and its magnitude and direction are detected by a force sensor or a torque sensor. The a-axis component of the external force F1 is F1a, and the b-axis component is F1b.

マスタロボット２０の制御部２６は、スレーブロボット３０の制御部３６から衝突発生の情報と法線方向Ｎとを受信した場合に、以下の制御を行う。制御部２６は、ｂ軸方向と外力Ｆ１の大きさ及び方向とに基づいて（ｂ軸と外力Ｆ１との角度、及び外力Ｆ１の大きさに基づいて）、外力Ｆ１のｂ軸成分Ｆ１ｂを算出する。そして、外力Ｆ１の大きさ及び方向に基づく力制御に代えて、ｂ軸成分Ｆ１ｂの大きさ及び方向に基づく力制御により、アーム２２を動作させる。換言すれば、外力Ｆ１を、ａ軸方向（第１方向）の成分を０にし且つｂ軸方向（第２方向）の成分を維持した第１変換力（＝Ｆ１ｂ）に変換し、第１変換力の大きさ及び方向に基づいてマスタロボット２０を動作させる。すなわち、制御部２６は、仮想障害物Ｂ１，Ｂ２を押すようにスレーブロボット３０を動作させるマスタロボット２０のａ軸方向への動作を規制しつつ、マスタロボット２０の制御を継続する。詳しくは、制御部２６は、マスタロボット２０の法線方向Ｎへの動作を規制しつつ、仮想障害物Ｂ１の外面Ｓに沿うようにスレーブロボット３０を動作させるマスタロボット２０の法線方向Ｎに垂直な方向（第２方向）への動作を許容する。 When the control unit 26 of the master robot 20 receives the collision occurrence information and the normal direction N from the control unit 36 of the slave robot 30, the following control is performed. The control unit 26 calculates the b-axis component F1b of the external force F1 based on the b-axis direction and the magnitude and direction of the external force F1 (based on the angle between the b-axis and the external force F1 and the magnitude of the external force F1). do. Then, instead of the force control based on the magnitude and direction of the external force F1, the arm 22 is operated by the force control based on the magnitude and direction of the b-axis component F1b. In other words, the external force F1 is converted into a first conversion force (= F1b) in which the component in the a-axis direction (first direction) is set to 0 and the component in the b-axis direction (second direction) is maintained, and the first conversion is performed. The master robot 20 is operated based on the magnitude and direction of the force. That is, the control unit 26 continues to control the master robot 20 while restricting the movement of the master robot 20 that operates the slave robot 30 so as to push the virtual obstacles B1 and B2 in the a-axis direction. Specifically, the control unit 26 regulates the movement of the master robot 20 in the normal direction N, and moves the slave robot 30 along the outer surface S of the virtual obstacle B1 in the normal direction N of the master robot 20. Allows movement in the vertical direction (second direction).

そして、スレーブロボット３０の制御部３６は、スレーブロボット３０の各関節の角度を、マスタロボット２０の対応する各関節の角度に一致させるように、スレーブロボット３０の各関節のモータを制御する。その結果、仮想障害物Ｂ１にスレーブロボット３０が衝突した場合に、スレーブロボット３０のアーム３２は、仮想障害物Ｂ１の外面Ｓに沿うように動作する。 Then, the control unit 36 of the slave robot 30 controls the motor of each joint of the slave robot 30 so that the angle of each joint of the slave robot 30 matches the angle of each joint of the master robot 20. As a result, when the slave robot 30 collides with the virtual obstacle B1, the arm 32 of the slave robot 30 operates along the outer surface S of the virtual obstacle B1.

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。 The present embodiment described in detail above has the following advantages.

・制御部２６は、設定部３７により設定された仮想障害物Ｂ１にスレーブロボット３０が衝突した場合に、仮想障害物Ｂ１を押すようにスレーブロボット３０を動作させるマスタロボット２０の法線方向Ｎ（ａ軸方向）への動作を規制する。このため、仮想障害物Ｂ１にスレーブロボット３０が衝突した場合に、スレーブロボット３０が仮想障害物Ｂ１を押すように動作すること、ひいては実障害物に衝突することを規制することができる。さらに、マスタロボット２０に力を加えているユーザは、マスタロボット２０の法線方向Ｎへの動作が規制されたことで、スレーブロボット３０が仮想障害物Ｂ１に衝突したこと、すなわち実障害物にスレーブロボット３０が衝突する危険性を把握することができる。 When the slave robot 30 collides with the virtual obstacle B1 set by the setting unit 37, the control unit 26 operates the slave robot 30 so as to push the virtual obstacle B1 in the normal direction N of the master robot 20 ( The movement in the a-axis direction) is regulated. Therefore, when the slave robot 30 collides with the virtual obstacle B1, it is possible to regulate that the slave robot 30 operates to push the virtual obstacle B1 and eventually collides with the actual obstacle. Further, the user who is exerting force on the master robot 20 can see that the slave robot 30 collides with the virtual obstacle B1 because the movement of the master robot 20 in the normal direction N is restricted, that is, the actual obstacle. It is possible to grasp the danger of the slave robot 30 colliding.

・制御部２６は、仮想障害物Ｂ１にスレーブロボット３０が衝突した場合に、マスタロボット２０の法線方向Ｎへの動作を規制しつつ、マスタロボット２０の制御を継続する。したがって、スレーブロボット３０が仮想障害物Ｂ１に衝突しても制御を中断しないようにすることができ、スレーブロボット３０を効率的に動作させることができる。 When the slave robot 30 collides with the virtual obstacle B1, the control unit 26 continues to control the master robot 20 while restricting the movement of the master robot 20 in the normal direction N. Therefore, even if the slave robot 30 collides with the virtual obstacle B1, the control can be prevented from being interrupted, and the slave robot 30 can be operated efficiently.

・制御部２６は、設定部３７により設定された仮想障害物Ｂ１にスレーブロボット３０が衝突した場合に、マスタロボット２０の法線方向Ｎへの動作を規制しつつ、仮想障害物Ｂ１に沿うようにスレーブロボット３０を動作させる、マスタロボット２０の法線方向Ｎに垂直な方向（ｂ軸方向）への動作を許容する。こうした構成によれば、仮想障害物Ｂ１にスレーブロボット３０が衝突した場合に、仮想障害物Ｂ１に沿うようにスレーブロボット３０を動作させることができる。したがって、仮想障害物Ｂ１に近接する位置までスレーブロボット３０を動作させることが容易となる。 When the slave robot 30 collides with the virtual obstacle B1 set by the setting unit 37, the control unit 26 regulates the movement of the master robot 20 in the normal direction N and follows the virtual obstacle B1. Allows the master robot 20 to operate in the direction perpendicular to the normal direction N (b-axis direction), which causes the slave robot 30 to operate. According to such a configuration, when the slave robot 30 collides with the virtual obstacle B1, the slave robot 30 can be operated along the virtual obstacle B1. Therefore, it becomes easy to operate the slave robot 30 to a position close to the virtual obstacle B1.

・制御部２６は、設定部３７により設定された仮想障害物Ｂ１にスレーブロボット３０が衝突した場合に、ユーザにより加えられた力を法線方向Ｎの成分を０にし且つ法線方向Ｎに垂直な方向の成分を維持した第１変換力に変換し、第１変換力の大きさ及び方向に基づいてマスタロボット２０を動作させる。こうした構成によれば、仮想障害物Ｂ１にスレーブロボット３０が衝突した場合に、仮想障害物Ｂ１を押すようにスレーブロボット３０を動作させることを規制し、且つ仮想障害物Ｂ１に沿うようにスレーブロボット３０を動作させることを、簡単な演算により実現することができる。 When the slave robot 30 collides with the virtual obstacle B1 set by the setting unit 37, the control unit 26 sets the force applied by the user to 0 in the normal direction N and is perpendicular to the normal direction N. The components in the same direction are converted into the first conversion force that maintains the components, and the master robot 20 is operated based on the magnitude and direction of the first conversion force. According to such a configuration, when the slave robot 30 collides with the virtual obstacle B1, the slave robot 30 is restricted from operating so as to push the virtual obstacle B1, and the slave robot is aligned with the virtual obstacle B1. It is possible to operate 30 by a simple calculation.

・スレーブロボット３０は、マスタロボット２０よりも大型であり、制御装置（制御部２６，３６、設定部３７）は、スレーブロボット３０の動作の教示に用いられる。こうした構成によれば、スレーブロボット３０がマスタロボット２０よりも大型であり、ユーザがスレーブロボット３０に力を加えて動作を直接教示することが難しい場合に、マスタロボット２０の動作を通じてスレーブロボット３０の動作を教示することができる。 The slave robot 30 is larger than the master robot 20, and the control devices (control units 26, 36, setting unit 37) are used to teach the operation of the slave robot 30. According to such a configuration, when the slave robot 30 is larger than the master robot 20 and it is difficult for the user to apply force to the slave robot 30 to directly teach the operation, the slave robot 30 can be operated through the operation of the master robot 20. Can teach the operation.

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、外力のａ軸成分がｂ軸成分よりも小さいか否かにより、力制御に用いる変換力を変更している。なお、第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。 (Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. In the present embodiment, the conversion force used for force control is changed depending on whether the a-axis component of the external force is smaller than the b-axis component. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図４は、図２の衝突状態でのマスタロボット２０のアーム２２と、外力Ｆ２の第１変換力Ｆ２ｃとを模式的に示す平面図である。Ｆ２ａは外力Ｆ２のａ軸成分であり、Ｆ２ｂは外力Ｆ２のｂ軸成分である。図４は、外力Ｆ２のａ軸成分Ｆ２ａがｂ軸成分Ｆ２ｂよりも小さい場合を示している。 FIG. 4 is a plan view schematically showing the arm 22 of the master robot 20 in the collision state of FIG. 2 and the first conversion force F2c of the external force F2. F2a is the a-axis component of the external force F2, and F2b is the b-axis component of the external force F2. FIG. 4 shows a case where the a-axis component F2a of the external force F2 is smaller than the b-axis component F2b.

この場合、マスタロボット２０の制御部２６は、ユーザにより加えられた力である外力Ｆ２を、ａ軸方向（第１方向）の成分を０にし且つｂ軸方向（第２方向）の成分を維持した第１変換力Ｆ２ｃに変換する。第１変換力Ｆ２ｃは、外力Ｆ２のｂ軸成分Ｆ２ｂと等しい。制御部２６は、外力Ｆ２の大きさ及び方向に基づく力制御に代えて、第１変換力Ｆ２ｃの大きさ及び方向に基づく力制御により、アーム２２を動作させる。そして、スレーブロボット３０の制御部３６は、スレーブロボット３０の各関節の角度を、マスタロボット２０の対応する各関節の角度に一致させるように、スレーブロボット３０の各関節のモータを制御する。 In this case, the control unit 26 of the master robot 20 sets the component of the external force F2, which is the force applied by the user, to 0 in the a-axis direction (first direction) and maintains the component in the b-axis direction (second direction). It is converted into the first conversion force F2c. The first conversion force F2c is equal to the b-axis component F2b of the external force F2. The control unit 26 operates the arm 22 by force control based on the magnitude and direction of the first conversion force F2c instead of force control based on the magnitude and direction of the external force F2. Then, the control unit 36 of the slave robot 30 controls the motor of each joint of the slave robot 30 so that the angle of each joint of the slave robot 30 matches the angle of each joint of the master robot 20.

図５は、図２の衝突状態でのマスタロボット２０のアーム２２と、外力Ｆ３の第２変換力Ｆ３ｃとを模式的に示す平面図である。Ｆ３ａは外力Ｆ３のａ軸成分であり、Ｆ３ｂは外力Ｆ３のｂ軸成分である。図５は、外力Ｆ３のａ軸成分Ｆ３ａがｂ軸成分Ｆ３ｂよりも大きい場合を示している。 FIG. 5 is a plan view schematically showing the arm 22 of the master robot 20 in the collision state of FIG. 2 and the second conversion force F3c of the external force F3. F3a is the a-axis component of the external force F3, and F3b is the b-axis component of the external force F3. FIG. 5 shows a case where the a-axis component F3a of the external force F3 is larger than the b-axis component F3b.

この場合、マスタロボット２０の制御部２６は、ユーザにより加えられた力である外力Ｆ３を、ａ軸方向（第１方向）の成分を０にし且つｂ軸方向（第２方向）の成分を縮小した第２変換力Ｆ３ｃに変換する。第２変換力Ｆ３ｃは、外力Ｆ３のｂ軸成分Ｆ３ｂに、ａ軸成分Ｆ３ａの大きさに対するｂ軸成分Ｆ３ｂの大きさの割合を掛けて算出する（Ｆ３ｃ＝Ｆ３ｂ×｜Ｆ３ｂ｜／｜Ｆ３ａ｜）。制御部２６は、外力Ｆ３の大きさ及び方向に基づく力制御に代えて、第２変換力Ｆ３ｃの大きさ及び方向に基づく力制御により、アーム２２を動作させる。そして、スレーブロボット３０の制御部３６は、スレーブロボット３０の各関節の角度を、マスタロボット２０の対応する各関節の角度に一致させるように、スレーブロボット３０の各関節のモータを制御する。 In this case, the control unit 26 of the master robot 20 sets the external force F3, which is a force applied by the user, to 0 in the a-axis direction (first direction) and reduces the component in the b-axis direction (second direction). It is converted into the second conversion force F3c. The second conversion force F3c is calculated by multiplying the b-axis component F3b of the external force F3 by the ratio of the size of the b-axis component F3b to the size of the a-axis component F3a (F3c = F3b × | F3b | / | F3a | ). The control unit 26 operates the arm 22 by force control based on the magnitude and direction of the second conversion force F3c instead of force control based on the magnitude and direction of the external force F3. Then, the control unit 36 of the slave robot 30 controls the motor of each joint of the slave robot 30 so that the angle of each joint of the slave robot 30 matches the angle of each joint of the master robot 20.

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第１実施形態と異なる利点のみを述べる。 The present embodiment described in detail above has the following advantages. Here, only the advantages different from those of the first embodiment will be described.

・仮想障害物Ｂ１にスレーブロボット３０が衝突し、且つユーザにより加えられた力（外力Ｆ２）のａ軸方向の成分（Ｆ２ａ）がｂ軸方向の成分（Ｆ２ｂ）よりも小さい場合に、第１実施形態と同様の制御が行われる。このため、仮想障害物Ｂ１にスレーブロボット３０が衝突した場合に、仮想障害物Ｂ１を押すようにスレーブロボット３０を動作させることを規制し、且つ仮想障害物Ｂ１に沿うようにスレーブロボット３０を動作させることができる。さらに、外力Ｆ２において、スレーブロボット３０を仮想障害物Ｂ１に向かわせる方向のａ軸成分Ｆ２ａが仮想障害物Ｂ１に沿わせる方向のｂ軸成分Ｆ２ｂよりも小さい場合は、仮想障害物Ｂ１に沿わせる方向のｂ軸成分Ｆ２ｂ（＝Ｆ２ｃ）に従って、スレーブロボット３０を動作させることができる。 When the slave robot 30 collides with the virtual obstacle B1 and the a-axis direction component (F2a) of the force (external force F2) applied by the user is smaller than the b-axis direction component (F2b), the first The same control as in the embodiment is performed. Therefore, when the slave robot 30 collides with the virtual obstacle B1, the slave robot 30 is restricted from operating so as to push the virtual obstacle B1, and the slave robot 30 is operated along the virtual obstacle B1. Can be made to. Further, in the external force F2, when the a-axis component F2a in the direction in which the slave robot 30 is directed toward the virtual obstacle B1 is smaller than the b-axis component F2b in the direction in which the slave robot 30 is directed toward the virtual obstacle B1, the slave robot 30 is aligned with the virtual obstacle B1. The slave robot 30 can be operated according to the b-axis component F2b (= F2c) in the direction.

・仮想障害物Ｂ１にスレーブロボット３０が衝突し、且つユーザにより加えられた力（外力Ｆ３）のａ軸方向の成分（Ｆ３ａ）がｂ軸方向の成分（Ｆ３ｂ）よりも大きい場合は、外力Ｆ３のｂ軸成分Ｆ３ｂが縮小された第２変換力Ｆ３ｃの大きさ及び方向に基づいて、マスタロボット２０が動作させられる。詳しくは、外力Ｆ３において、スレーブロボット３０を仮想障害物Ｂ１に向かわせる方向のａ軸成分Ｆ３ａが仮想障害物Ｂ１に沿わせる方向のｂ軸成分Ｆ３ｂに対して大きいほど、第２変換力Ｆ３ｃが小さくされる。したがって、ユーザは、スレーブロボット３０が仮想障害物Ｂ１に沿う方向よりも仮想障害物Ｂ１を押す方向に動作しようとしていることを把握し易くなるとともに、スレーブロボット３０を慎重に動作させることができる。 When the slave robot 30 collides with the virtual obstacle B1 and the a-axis direction component (F3a) of the force (external force F3) applied by the user is larger than the b-axis direction component (F3b), the external force F3 The master robot 20 is operated based on the magnitude and direction of the second conversion force F3c in which the b-axis component F3b of the above is reduced. Specifically, in the external force F3, the larger the a-axis component F3a in the direction of directing the slave robot 30 toward the virtual obstacle B1 with respect to the b-axis component F3b in the direction along the virtual obstacle B1, the larger the second conversion force F3c becomes. Be made smaller. Therefore, it becomes easier for the user to grasp that the slave robot 30 is trying to move in the direction of pushing the virtual obstacle B1 rather than in the direction along the virtual obstacle B1, and the slave robot 30 can be operated carefully.

なお、第２変換力Ｆ３ｃを、ｂ軸成分Ｆ３ｂの一律に半分や１／３の大きさに設定することもできる。こうした構成によれば、制御部２６は、第２変換力Ｆ３ｃを容易に算出することができる。 The second conversion force F3c can be uniformly set to a size of half or one-third of the b-axis component F3b. According to such a configuration, the control unit 26 can easily calculate the second conversion force F3c.

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、外力のａ軸成分が０よりも大きいか否かにより、力制御に用いる変換力を変更している。なお、第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。 (Third Embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment. In the present embodiment, the conversion force used for force control is changed depending on whether or not the a-axis component of the external force is larger than 0. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図６は、図２の衝突状態でのマスタロボット２０のアーム２２と、外力Ｆ４の第３変換力Ｆ４ｃとを模式的に示す平面図である。Ｆ４ａは外力Ｆ４のａ軸成分であり、Ｆ４ｂは外力Ｆ４のｂ軸成分である。図６は、外力Ｆ４のａ軸成分Ｆ４ａが０よりも大きい場合を示している。 FIG. 6 is a plan view schematically showing the arm 22 of the master robot 20 in the collision state of FIG. 2 and the third conversion force F4c of the external force F4. F4a is the a-axis component of the external force F4, and F4b is the b-axis component of the external force F4. FIG. 6 shows a case where the a-axis component F4a of the external force F4 is larger than 0.

この場合、マスタロボット２０の制御部２６は、ユーザにより加えられた力である外力Ｆ４を、ａ軸方向（第１方向）の成分を０にし且つｂ軸方向（第２方向）の成分を０にした第３変換力Ｆ４ｃに変換する。第３変換力Ｆ４ｃの大きさは０である。制御部２６は、外力Ｆ４の大きさ及び方向に基づく力制御に代えて、第３変換力Ｆ４ｃ＝０の大きさ及び方向に基づく力制御により、アーム２２を動作させる。すなわち、制御部２６は、マスタロボット２０のａ軸方向への動作を規制する際にマスタロボット２０の動作全体を規制する。そして、スレーブロボット３０の制御部３６は、スレーブロボット３０の各関節の角度を、マスタロボット２０の対応する各関節の角度に一致させるように、スレーブロボット３０の各関節のモータを制御する。すなわち、制御部３６は、スレーブロボット３０の動作全体を規制する。 In this case, the control unit 26 of the master robot 20 sets the external force F4, which is the force applied by the user, to 0 in the a-axis direction (first direction) and 0 in the b-axis direction (second direction). It is converted into the third conversion force F4c. The magnitude of the third conversion force F4c is 0. The control unit 26 operates the arm 22 by force control based on the magnitude and direction of the third conversion force F4c = 0 instead of force control based on the magnitude and direction of the external force F4. That is, when the control unit 26 regulates the movement of the master robot 20 in the a-axis direction, the control unit 26 regulates the entire movement of the master robot 20. Then, the control unit 36 of the slave robot 30 controls the motor of each joint of the slave robot 30 so that the angle of each joint of the slave robot 30 matches the angle of each joint of the master robot 20. That is, the control unit 36 regulates the entire operation of the slave robot 30.

図７は、図２の衝突状態でのマスタロボット２０のアーム２２と、外力Ｆ５の第４変換力Ｆ５ｃとを模式的に示す平面図である。Ｆ５ａは外力Ｆ５のａ軸成分であり、Ｆ５ｂは外力Ｆ５のｂ軸成分である。図７は、外力Ｆ５のａ軸成分Ｆ５ａが０よりも小さい場合を示している。 FIG. 7 is a plan view schematically showing the arm 22 of the master robot 20 in the collision state of FIG. 2 and the fourth conversion force F5c of the external force F5. F5a is an a-axis component of the external force F5, and F5b is a b-axis component of the external force F5. FIG. 7 shows a case where the a-axis component F5a of the external force F5 is smaller than 0.

この場合、マスタロボット２０の制御部２６は、ユーザにより加えられた力である外力Ｆ５を、そのまま第４変換力Ｆ５ｃとする。第４変換力Ｆ５ｃは外力Ｆ５と等しい。制御部２６は、第４変換力Ｆ５ｃ（＝Ｆ５）の大きさ及び方向に基づく力制御により、アーム２２を動作させる。そして、スレーブロボット３０の制御部３６は、スレーブロボット３０の各関節の角度を、マスタロボット２０の対応する各関節の角度に一致させるように、スレーブロボット３０の各関節のモータを制御する。 In this case, the control unit 26 of the master robot 20 uses the external force F5, which is the force applied by the user, as the fourth conversion force F5c as it is. The fourth conversion force F5c is equal to the external force F5. The control unit 26 operates the arm 22 by force control based on the magnitude and direction of the fourth conversion force F5c (= F5). Then, the control unit 36 of the slave robot 30 controls the motor of each joint of the slave robot 30 so that the angle of each joint of the slave robot 30 matches the angle of each joint of the master robot 20.

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第１実施形態と異なる利点のみを述べる。 The present embodiment described in detail above has the following advantages. Here, only the advantages different from those of the first embodiment will be described.

・仮想障害物Ｂ１にスレーブロボット３０が衝突した場合に、仮想障害物Ｂ１から離れるようにスレーブロボット３０を動作させるマスタロボット２０の動作しか許容されなくなる。このため、仮想障害物Ｂ１にスレーブロボット３０が衝突した場合に、仮想障害物Ｂ１から離れるようにスレーブロボット３０を動作させることをユーザに促すことができる。 -When the slave robot 30 collides with the virtual obstacle B1, only the operation of the master robot 20 that operates the slave robot 30 so as to move away from the virtual obstacle B1 is allowed. Therefore, when the slave robot 30 collides with the virtual obstacle B1, the user can be urged to operate the slave robot 30 so as to move away from the virtual obstacle B1.

・外力Ｆ５において、ａ軸成分Ｆ５ａが仮想障害物Ｂ１からスレーブロボット３０を離す方向の成分である場合は、外力Ｆ５に従ってそのままスレーブロボット３０を動作させることができる。このため、仮想障害物Ｂ１からスレーブロボット３０を速やかに離すことができる。 When the a-axis component F5a is a component in the direction of separating the slave robot 30 from the virtual obstacle B1 in the external force F5, the slave robot 30 can be operated as it is according to the external force F5. Therefore, the slave robot 30 can be quickly separated from the virtual obstacle B1.

なお、上記の各実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記の各実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。 It should be noted that each of the above embodiments can be modified and implemented as follows. The same parts as those in each of the above embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

・ハンド２３の開閉ボタン２２ｂ及び位置取込ボタン２２ｃの一方のみを、マスタロボット２０に設けることもできる。また、ユーザにより操作された場合に操作されたことを通知する操作部として、押し下げ式のボタン２２ｂ，２２ｃに限らず、スライド式のスイッチや押し倒し式のレバー等を採用することもできる。 -Only one of the open / close button 22b and the position capture button 22c of the hand 23 can be provided on the master robot 20. Further, as the operation unit for notifying the operation when operated by the user, not only the push-down type buttons 22b and 22c but also a slide type switch, a push-down type lever and the like can be adopted.

・設定部３７は、スレーブロボット３０の周囲環境に実際に存在する実障害物と同じ位置に同じ大きさで、仮想障害物Ｂ１，Ｂ２を設定することもできる。 -The setting unit 37 can also set the virtual obstacles B1 and B2 at the same position and the same size as the actual obstacles actually existing in the surrounding environment of the slave robot 30.

・スレーブロボット３０のアーム３２の先端部に限らず、アーム３２の肘等（中間部）が仮想障害物Ｂ１，Ｂ２に衝突した場合に、上記の各実施形態を実施することもできる。 -The above embodiments can also be implemented when not only the tip of the arm 32 of the slave robot 30 but also the elbow or the like (intermediate portion) of the arm 32 collides with the virtual obstacles B1 and B2.

・マスタロボット２０の基台２１の内部に、上記設定部３７に準じた設定部が設けられていてもよい。設定部は、マスタロボット２０の周囲に仮想障害物を設定する。仮想障害物は、例えば、マスタロボット２０とスレーブロボット３０との大きさの違いを考慮して、スレーブロボット３０の周囲環境に実際に存在する実障害物の位置と大きさとに対応させて設定してもよいし、実障害物よりも一回り大きい大きさに対応させて設定してもよい。なお、モニタ等（表示装置）に、マスタロボット２０のシミュレーション画像及び仮想障害物を表示してもよいし、表示しなくてもよい。また、現実の景色に重ねて仮想画像を表示する眼鏡型表示装置において、仮想障害物を、マスタロボット２０に対応した位置に表示することもできる。 -A setting unit according to the setting unit 37 may be provided inside the base 21 of the master robot 20. The setting unit sets a virtual obstacle around the master robot 20. For example, the virtual obstacle is set in consideration of the difference in size between the master robot 20 and the slave robot 30 and corresponding to the position and size of the actual obstacle actually existing in the surrounding environment of the slave robot 30. It may be set corresponding to a size one size larger than the actual obstacle. The simulation image of the master robot 20 and virtual obstacles may or may not be displayed on a monitor or the like (display device). Further, in a glasses-type display device that displays a virtual image superimposed on a real scene, a virtual obstacle can be displayed at a position corresponding to the master robot 20.

そして、制御部２６は、設定部により設定された仮想障害物にマスタロボット２０が衝突した場合に、仮想障害物を押すマスタロボット２０の法線方向Ｎ（ａ軸方向）への動作を規制する。こうした構成によれば、仮想障害物にマスタロボット２０が衝突した場合、すなわち実障害物にスレーブロボット３０が衝突した又は衝突する危険が生じた場合に、スレーブロボット３０が実障害物を押すように動作することを規制することができる。さらに、マスタロボット２０に力を加えているユーザは、マスタロボット２０のａ軸方向（第１方向）への動作が規制されたことで、スレーブロボット３０が実障害物に衝突した又は衝突する危険が生じたことを把握することができる。 Then, when the master robot 20 collides with the virtual obstacle set by the setting unit, the control unit 26 regulates the operation of the master robot 20 pushing the virtual obstacle in the normal direction N (a-axis direction). .. According to such a configuration, when the master robot 20 collides with a virtual obstacle, that is, when the slave robot 30 collides with or is in danger of colliding with the actual obstacle, the slave robot 30 pushes the actual obstacle. It can be regulated to work. Further, the user who is applying force to the master robot 20 is in danger of the slave robot 30 colliding with or colliding with an actual obstacle because the movement of the master robot 20 in the a-axis direction (first direction) is restricted. Can be grasped that has occurred.

また、制御部２６は、仮想障害物にマスタロボット２０が衝突した場合に、マスタロボット２０のａ軸方向への動作を規制しつつ、マスタロボット２０の制御を継続する。こうした構成によれば、マスタロボット２０が仮想障害物Ｂ１に衝突しても制御を中断しないようにすることができ、スレーブロボット３０を効率的に動作させることができる。なお、上記の場合、マスタロボット２０の制御部２６及び設定部、並びにスレーブロボット３０の制御部３６により、主従ロボットの制御装置が構成される。また、マスタロボット２０の周囲に仮想障害物を設定した場合も、スレーブロボット３０をマスタロボット２０に読み替えて、第１〜第３実施形態と同様の制御を行うことができる。 Further, when the master robot 20 collides with a virtual obstacle, the control unit 26 continues to control the master robot 20 while restricting the movement of the master robot 20 in the a-axis direction. According to such a configuration, even if the master robot 20 collides with the virtual obstacle B1, the control can be prevented from being interrupted, and the slave robot 30 can be operated efficiently. In the above case, the control unit 26 and the setting unit of the master robot 20 and the control unit 36 of the slave robot 30 constitute a control device for the master-slave robot. Further, even when a virtual obstacle is set around the master robot 20, the slave robot 30 can be read as the master robot 20 and the same control as in the first to third embodiments can be performed.

・制御装置（制御部２６，３６、設定部３７）は、スレーブロボット３０の動作の教示に用いられず、マスタロボット２０及びスレーブロボット３０を制御するだけでもよい。また、スレーブロボット３０は、マスタロボット２０と同じ大きさや、マスタロボット２０よりも小型であってもよい。 -The control device (control units 26, 36, setting unit 37) is not used for teaching the operation of the slave robot 30, and may only control the master robot 20 and the slave robot 30. Further, the slave robot 30 may be the same size as the master robot 20 or smaller than the master robot 20.

・マスタロボット２０及びスレーブロボット３０は、６軸の垂直多関節型ロボットに限らず、５軸以下又は７軸以上の垂直多関節型のロボットや、水平多関節型のロボットであってもよい。 -The master robot 20 and the slave robot 30 are not limited to the 6-axis vertical articulated robot, but may be a vertical articulated robot with 5 or less axes or 7 or more axes, or a horizontal articulated robot.

２０…マスタロボット（主ロボット）、２２…アーム、２６…制御部、３０…スレーブロボット（従ロボット）、３２…アーム、３６…制御部、３７…設定部。 20 ... Master robot (main robot), 22 ... Arm, 26 ... Control unit, 30 ... Slave robot (slave robot), 32 ... Arm, 36 ... Control unit, 37 ... Setting unit.

Claims (7)

ユーザにより加えられた力の大きさ及び方向に基づいて動作する主ロボットと、前記主ロボットに倣った動作を追従して行う従ロボットと、を制御する制御装置であって、
前記従ロボットの周囲に仮想障害物を設定する設定部と、
前記設定部により設定された前記仮想障害物に前記従ロボットが衝突した場合に、前記仮想障害物を押すように前記従ロボットを動作させる前記主ロボットの第１方向への動作を規制しつつ、前記主ロボットの制御を継続する制御部と、
を備える、主従ロボットの制御装置。 A control device that controls a main robot that operates based on the magnitude and direction of a force applied by a user and a slave robot that follows an operation that imitates the main robot.
A setting unit that sets virtual obstacles around the slave robot,
When the slave robot collides with the virtual obstacle set by the setting unit, the slave robot is operated so as to push the virtual obstacle, while restricting the movement of the main robot in the first direction. A control unit that continues to control the main robot,
A control device for a master-slave robot. 前記制御部は、前記設定部により設定された前記仮想障害物に前記従ロボットが衝突した場合に、前記主ロボットの前記第１方向への動作を規制しつつ、前記仮想障害物に沿うように前記従ロボットを動作させる前記主ロボットの第２方向への動作を許容する、請求項１に記載の主従ロボットの制御装置。 When the slave robot collides with the virtual obstacle set by the setting unit, the control unit regulates the movement of the main robot in the first direction and follows the virtual obstacle. The control device for a master-slave robot according to claim 1, wherein the slave robot is allowed to move in a second direction. 前記制御部は、前記設定部により設定された前記仮想障害物に前記従ロボットが衝突した場合に、前記ユーザにより加えられた前記力を、前記第１方向の成分を０にし且つ前記第２方向の成分を維持した第１変換力に変換し、前記第１変換力の大きさ及び方向に基づいて前記主ロボットを動作させる、請求項２に記載の主従ロボットの制御装置。 When the slave robot collides with the virtual obstacle set by the setting unit, the control unit sets the force applied by the user to 0 and makes the component in the first direction 0 and the second direction. The control device for a master-slave robot according to claim 2, wherein the main robot is operated based on the magnitude and direction of the first conversion force by converting the components of the above into a first conversion force. 前記制御部は、
前記設定部により設定された前記仮想障害物に前記従ロボットが衝突し、且つ前記ユーザにより加えられた前記力の前記第１方向の成分が前記第２方向の成分よりも小さい場合に、前記ユーザにより加えられた前記力を、前記第１方向の成分を０にし且つ前記第２方向の成分を維持した第１変換力に変換し、前記第１変換力の大きさ及び方向に基づいて前記主ロボットを動作させ、
前記設定部により設定された前記仮想障害物に前記従ロボットが衝突し、且つ前記ユーザにより加えられた前記力の前記第１方向の成分が前記第２方向の成分よりも大きい場合に、前記ユーザにより加えられた前記力を、前記第１方向の成分を０にし且つ前記第２方向の成分を縮小した第２変換力に変換し、前記第２変換力の大きさ及び方向に基づいて前記主ロボットを動作させる、請求項２に記載の主従ロボットの制御装置。 The control unit
When the slave robot collides with the virtual obstacle set by the setting unit and the component of the force applied by the user in the first direction is smaller than the component of the second direction, the user. Is converted into a first conversion force in which the component in the first direction is set to 0 and the component in the second direction is maintained, and the main force is based on the magnitude and direction of the first conversion force. Operate the robot,
When the slave robot collides with the virtual obstacle set by the setting unit and the component of the force applied by the user in the first direction is larger than the component of the second direction, the user. The force applied by is converted into a second conversion force in which the component in the first direction is set to 0 and the component in the second direction is reduced, and the main force is based on the magnitude and direction of the second conversion force. The control device for a master-slave robot according to claim 2, which operates the robot. 前記制御部は、前記設定部により設定された前記仮想障害物に前記従ロボットが衝突した場合に、前記主ロボットの前記第１方向への動作を規制する際に前記主ロボットの動作全体を規制する、請求項１に記載の主従ロボットの制御装置。 When the slave robot collides with the virtual obstacle set by the setting unit, the control unit regulates the entire operation of the main robot when restricting the movement of the main robot in the first direction. The control device for the master-slave robot according to claim 1. ユーザにより加えられた力の大きさ及び方向に基づいて動作する主ロボットと、前記主ロボットに倣った動作を追従して行う従ロボットと、を制御する制御装置であって、
前記主ロボットの周囲に仮想障害物を設定する設定部と、
前記設定部により設定された前記仮想障害物に前記主ロボットが衝突した場合に、前記仮想障害物を押す前記主ロボットの第１方向への動作を規制しつつ、前記主ロボットの制御を継続する制御部と、
を備える、主従ロボットの制御装置。 A control device that controls a main robot that operates based on the magnitude and direction of a force applied by a user and a slave robot that follows an operation that imitates the main robot.
A setting unit that sets virtual obstacles around the main robot,
When the main robot collides with the virtual obstacle set by the setting unit, the control of the main robot is continued while restricting the movement of the main robot pushing the virtual obstacle in the first direction. Control unit and
A control device for a master-slave robot. 前記従ロボットは、前記主ロボットよりも大型であり、
前記制御装置は、前記従ロボットの動作の教示に用いられる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の主従ロボットの制御装置。 The slave robot is larger than the main robot and
The control device for a master-slave robot according to any one of claims 1 to 6, wherein the control device is used for teaching the operation of the slave robot.
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