JP2610094B2 - The control device of the industrial manipulator - Google Patents

The control device of the industrial manipulator

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JP2610094B2
JP2610094B2 JP5111309A JP11130993A JP2610094B2 JP 2610094 B2 JP2610094 B2 JP 2610094B2 JP 5111309 A JP5111309 A JP 5111309A JP 11130993 A JP11130993 A JP 11130993A JP 2610094 B2 JP2610094 B2 JP 2610094B2
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敏男 中川
光寛 佐藤
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日産自動車株式会社
株式会社明電舎
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【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、産業用マニプレータの制御装置に係り、マスタアームとスレーブアームとの操作開始時における位置合せを自動的に行なうようにしたものである。 The present invention relates to relates to a control device for industrial manipulator, in which to automatically perform alignment at the operation start of the master arm and the slave arm.

【0002】 [0002]

【従来の技術】産業用マニプレータは、一般的には、スレーブアームとこれに対して縮小相似形のマスタアームにて操作を行なうようになっている。 BACKGROUND OF THE INVENTION industrial manipulator is generally adapted to perform the operation at the slave arm a reduced similar figure of the master arm with respect thereto. すなわち、マスタアームの取手を持って旋回させればマニプレータが旋回し、マスタアームを上下させればスレーブアームが上下動し、マスタアームを前後させればスレーブアームが前後動するという動きをする。 That is, the manipulator to pivot when caused to pivot with the handle of the master arm, if up and down the master arm slave arm moves up and down, if the front and rear master arm slave arm is the movement that move back and forth. この場合、マスタアームと連動するのは、旋回軸である1軸、前後動のための2 In this case, to work with master arm, one axis is a pivot axis, 2 for the back-and-forth movement
軸、上下動のための3軸であり、手首の上下や回転あるいはハンドの開閉はスイッチ操作により行なっている。 Axis, a three-axis for the vertical movement, opening and closing of the wrist up and down and rotary or hand is performed by a switch operation.

【0003】かかる産業用マニプレータの利用例としては、鋳物工場で行なう「鋳ばらし作業」、すなわち、 [0003] As example of the use of such industrial manipulator is carried out in the foundry "cast give away work", ie,
「コンベア上に流れてくるからみ合った鋳物製品を仕分け、更に製品と湯口とを仕分けて整列させる作業」、にて利用される垂直多関節の産業用マニプレータがあげられる。 "Sorting the casting product that had seen from flowing onto the conveyor, work to further align sorting products and sprue Metropolitan", industrial manipulator of vertical multi-joint to be used in, and the like.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】上述の産業用マニプレータにあって、マニプレータの停止中はスレーブアームは停止時の姿勢を保つのであるが、マスタアームは機構上基本姿勢に戻るという特性を持たせてある。 [SUMMARY OF THE INVENTION] In the above-described industrial manipulator, during the stop of the manipulator is the slave arm is to keep the posture of the stop, the master arm to have a property that returns to mechanistically basic position and Aru. このため、スレーブアームの動作をマスタアームの動きに対し同様の軌道をもって追従させるためには、操作開始時にスレーブアームの姿勢にマスタアームの姿勢を合わせる必要がある。 Therefore, in order to follow the operation of the slave arm with the same trajectory to the motion of the master arm, it is necessary to match the orientation of the master arm on the attitude of the slave arm at operation start.

【0005】従来においては、マスタアームをスレーブアームに合わせる方法としては、目視によりマスタアームの姿勢をスレーブアームの姿勢に合わせた状態でスイッチの投入により一致信号を入力してスレーブアームの追従動作を可能とするようにしている。 [0005] Conventionally, as a method to align the master arm to the slave arm, the posture of the master arm by entering the coincidence signal by on of the switch in a state matching the orientation of the slave arm following the operation of the slave arm by visually so that makes it possible.

【0006】ところが、この目視によるマスタアームとスレーブアームとの姿勢合せは、おおよその合せしか行なうことができず、また、上述の一致信号の入力方法によっては、マスタアームとスレーブアームとの両者の姿勢が大きく異なることがある。 [0006] However, orientation combined with the master arm and the slave arm by the visual can not be done only approximate combined, also depending on the input method of the above-mentioned coincidence signal, both of the master arm and the slave arm there is that attitude is significantly different. そして、これら姿勢の不一致により、マスタアームとスレーブアームとで動きの違いが生じ、操作が円滑にできない。 By mismatch of orientation, the difference in motion between the master arm and the slave arm occurs, the operation can not be smoothly.

【0007】本発明は、上述の問題に鑑み姿勢の不一致を防止した産業用マニプレータの制御装置の提供を目的とする。 [0007] The present invention has an object to provide a control apparatus for an industrial manipulator which prevents mismatch posture in view of the above problems.

【0008】 [0008]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本発明は、スレーブアームの旋回台に、操作者が座る運転席とこの運転席の右側前方にスレーブアームに動作指令を送るマスターアームを備え、マスタ・スレーブ方式により作業を行なう産業用マニプレータにおいて、上記マスタアームに操作スイッチを備え、操作開始に当って上記操作スイッチの投入により上記マスタアームが上記スレーブアームと略同じ姿勢となるまで上記スレーブアームの動作を停止し略同一姿勢となった後はスレーブアームの動作をマスタアームの動きに追従させ、 更に操作 Means for Solving the Problems The present invention to achieve the above object, the swivel base of the slave arm, the master arm for sending an operation command to the slave arm to the right front of the driver's seat and the driver's seat the operator sits the equipped, in an industrial manipulator for performing work by the master-slave mode, an operation switch to the master arm, the introduction of the operation switch hitting the operation start to the master arm is substantially the same position as the slave arm after becoming substantially the same posture to stop the operation of the slave arm to follow the operation of the slave arm to the movement of the master arm, further manipulation
終了に当って上記操作スイッチの解除により上記スレー The slave by the release of the operating switch hitting to the end
ブアームを停止させると共に上記マスタアームを基本姿 The basic appearance of the master arm to stop the Buamu
勢に戻す制御部を備え、上記旋回台を旋回させるジョイ A control unit to return to the energizing, Joy turning the swivel slide
スティックレバーを上記運転席の左側に左手作業用とし The stick lever and for the left hand work on the left side of the driver's seat
て備え、たことを特徴とする。 Comprising Te, characterized in that there was.

【0009】 [0009]

【作用】操作スイッチの投入にマスタアームがスレーブアームと略同じ姿勢となるまでスレーブアームの動作を停止させ、同一姿勢となるときマスタアームの軌道にスレーブアームを追従させたことにより、両アームの動作や姿勢は必ず一致することになる。 [Action] stops the operation of the slave arm to the master arm to the insertion of the operation switch is substantially the same position as the slave arm, by which to follow the slave arm the track of the master arm when the same posture, the arms behavior and attitude will be sure to match.

【0010】 [0010]

【実施例】ここで、図1〜図9を参照して本発明の実施例を説明する。 EXAMPLE Here, a description will be given of an embodiment of the present invention with reference to FIGS. 1-9. 図1は本実施例の産業用マニプレータのうちスレーブアームを抽出してその基本構成を示す説明図である。 Figure 1 is an explanatory diagram showing the basic configuration by extracting a slave arm of an industrial manipulator of the present embodiment. 同図に示すように、旋回台1は、床面2に設置してある基台3に対し1軸モータ(図示せず)により水平面内を回動可能に構成してある。 As shown in the drawing, the swivel base 1, it is constructed in the horizontal plane so as to be rotated by relative base 3 that is installed on the floor 2 1-axis motor (not shown).

【0011】垂直アーム4は、その基端部を、旋回台1 [0011] vertical arm 4, the proximal end, the swivel base 1
で支持して2軸モータ(図示せず)により回動する回動軸5に固定するとともに、その先端部を、上部ユニット7で支持して3軸モータ(図示せず)により回動する回動軸6に回動可能に取り付けてある。 In is fixed to the rotating shaft 5 to rotate by the support to 2-axis motor (not shown), times to rotate the tip is supported by the upper unit 7 by 3-axis motor (not shown) shaft 6 is mounted to be rotatable. 垂直レバー8は、 Vertical lever 8,
その基端部を、軸9を介して旋回台1に、またその先端部を、軸10を介して上部ユニット7にそれぞれ回動可能に取付けてある。 The base end portion, the swivel base 1 through a shaft 9, also the tip, are each pivotally attached to the upper unit 7 via a shaft 10. すなわち、旋回台1、上部ユニット7、垂直アーム4、垂直レバー8、回動軸5,6及び軸9,10により4節の平行リンク機構を形成している。 That is, the swivel base 1, the upper unit 7, the vertical arm 4, a vertical lever 8, to form a parallel link mechanism in section 4 by the rotation shaft 5, 6 and shaft 9.

【0012】水平アーム11は、その途中を、前記回動軸6に固定し、上部ユニット7に対して回動可能に構成してある。 [0012] horizontal arm 11, the middle, and secured to the pivot shaft 6, there is turnably configured for upper unit 7. カウンタウェイト12は水平アーム11の基端部に固定してある。 Counterweight 12 is fixed to the proximal end of the horizontal arm 11. また、水平アーム11の先端部には、L字状の手首部13が軸14を介して回動可能に取付けてある。 Further, the distal end of the horizontal arm 11, L-shaped wrist 13 is attached rotatably through a shaft 14. 水平レバー15はその両端部を軸16,1 Horizontal lever 15 is axial both ends thereof 16,1
7にそれぞれ回動可能に取付けてある。 Each 7 is mounted pivotally. このとき、軸1 At this time, the axis 1
6は、基端部を上部ユニット7に垂直に固着してあるブラケット18の先端部に、また軸17は、手首部13のブラケット13aの先端部にそれぞれ回動可能に取付けてある。 6, the distal end portion of the bracket 18 that is secured vertically the base end portion to the upper unit 7, also the shaft 17, are respectively pivotally attached to the distal end portion of the bracket 13a of the wrist portion 13. すなわち、回動軸6、軸14,16,17、ブラケット13a,18、水平アーム11及び水平レバー15により4節の平行リンク機構を形成している。 That is, the rotation shaft 6, the shaft 14, 16, the bracket 13a, 18, form a parallel link mechanism in section 4 by the horizontal arm 11 and a horizontal lever 15.

【0013】ハンド部19は、その上端部を回動軸20 [0013] The hand unit 19, the rotary shaft to the upper end 20
を介して4軸モータ(図示せず)により回動可能に手首部13に取付けて垂下するとともに、先端部である把持部19aと基端部19bとからなり、把持部19aが5 With hanging attached to the wrist portion 13 rotatably by four-axis motor (not shown) via, consists of a grip portion 19a and a proximal end 19b which is the tip portion, the grip portion 19a is 5
軸モータ(図示せず)により図示の状態で水平面内を回動可能に構成してある。 State depicted by a shaft motor (not shown) are constructed in the horizontal plane to be rotatable.

【0014】かかるスレーブアームは、オペレータによるマスターアーム(詳細は後述)の操作に対応して動作することにより把持部19aで対象物を把んで所定位置迄搬送するものであるが、このときの動作は次の通りである。 [0014] Such the slave arm is (to be described in detail later) the master arm by the operator is intended to convey to a predetermined position do bunch an object by the gripping portion 19a by operating in response to an operation of the operation of the time it is as follows.

【0015】1軸モータの駆動により旋回台1が基台3 [0015] swivel base 1 base 3 by driving the 1-axis motor
に対し水平面内を回動する。 To rotate in a horizontal plane for.

【0016】2軸モータの駆動により回動軸5が回動し、垂直アーム4を含む平行リンク機構が動作して垂直アーム4及び垂直レバー8が垂直面内を回動する結果、 [0016] 2 by driving the shaft motor rotation shaft 5 rotates, the vertical arm 4 and a vertical lever 8 parallel link mechanism operates including vertical arm 4 is rotated to a vertical plane results,
上部ユニット7が垂直面内を移動する。 Upper unit 7 is moved in a vertical plane.

【0017】3軸モータの駆動により回動軸6が回動し、水平アーム11を含む平行リンク機構が動作して水平アーム11及び水平レバー15が垂直面内を回動する結果、手首部13及びハンド部19が垂直面内を移動する。 [0017] 3 results pivot shaft 6 by driving the shaft motor is rotated, the horizontal arm 11 and a horizontal lever 15 operates the parallel link mechanism comprising a horizontal arm 11 pivots in a vertical plane, the wrist unit 13 and the hand portion 19 moves in the vertical plane. このとき、ブラケット13a,18は平行であり、 At this time, the bracket 13a, 18 are parallel,
しかもブラケット18は垂直であるため、ブラケット1 Moreover, since the bracket 18 is vertical, the bracket 1
3aも同様に常に垂直となる。 3a likewise always perpendicular. すなわち、手首部13の姿勢は常に一定に保持される。 That is, the posture of the wrist unit 13 is always kept constant.

【0018】4軸モータの駆動により回動軸20が回動し、ハンド部19が垂直面内を回動する。 [0018] 4 turning shaft 20 by the driving of the shaft motor is rotated, the hand portion 19 is rotated within the vertical plane. また、5軸モータの駆動により把持部19aが水平面内を回動する。 Further, the grip portion 19a is rotated in a horizontal plane by the driving of the 5-axis motor.

【0019】かかる1軸〜5軸モータの駆動による各部の移動により把持部19aを所定位置から所定位置へ移動させる [0019] The movement of each part by the driving of such one-axis to 5-axis motor moves the gripping portion 19a from the predetermined position to the predetermined position

【0020】図2は、図1に示すスレーブアームを有する本実施例に係る産業用マニプレータを示す右側面図、 [0020] Figure 2 is a right side view showing an industrial manipulator according to the present embodiment having the slave arm shown in FIG. 1,
図3はその背面図、図4はその平面図である。 Figure 3 is a rear view thereof, FIG. 4 is a plan view thereof. これら図2〜図4中、図1と同一部分には同一番号を付し重複する説明は省略する。 Among these FIGS. 2 4, and duplicate explanations given the same numerals to the same parts in FIG. 1 will be omitted.

【0021】図2〜図4に示すように、旋回台1には運転席21、マスターアーム22及びジョイスティックレバー23が配設してある。 As shown in FIGS. 2 to 4, the swivel base 1 driver's seat 21, the master arm 22 and the joystick lever 23 are disposed. 旋回台1を回動する1軸モータは、基台3内に収納してある。 1-axis motor for rotating the swivel base 1, are accommodated in the base 3. 垂直アーム4を回動する2軸モータ24は、支持部25を介して旋回台1に配設してある。 2-axis motor 24 for rotating the vertical arm 4, are disposed in the swivel base 1 via a support 25. 水平アーム11を回動する3軸モータ26 3-axis motor 26 for rotating the horizontal arm 11
は上部ユニット7に配設してある。 It is are disposed in the upper unit 7. ハンド部19を垂直面内で回動する4軸モータ27は、手首部13に水平に突出して配設してある。 4-axis motor 27 for rotating the hand unit 19 in a vertical plane, are then arranged to project horizontally to the wrist portion 13. 把持部19aを水平面内で回動する5軸モータ28は、手首部13に垂直に突出して配設してある。 5-axis motor 28 for rotating the grip portion 19a in a horizontal plane, are then arranged to protrude perpendicularly to the wrist portion 13.

【0022】上述の1軸〜5軸モータで回動する旋回台1、垂直アーム4、水平アーム11、ハンド部19及び把持部19aの回動中心を図2〜図4中にそれぞれO 1 ,O The swivel base 1 which rotates in one axis 5-axis motor described above, the vertical arm 4, the horizontal arm 11, the hand portion 19 and respectively the center of rotation of the grip portion 19a in FIGS. 2 4 O 1, O 2 ,O 3 ,O 4 ,O 5で示す。 2, O 3, O 4, indicated by O 5. これら各回動中心O 1 〜O 5には回動角を検出するためにポテンショメータが備えられている。 These are each rotational center O 1 ~ O 5 and potentiometer provided for detecting the rotational angle.

【0023】マスターアーム22は、スレーブアームと相似形に形成してあり、このマスターアーム22をオペレータが操作することによりスレーブアームがマスターアームと相似形となるように制御される。 The master arm 22 is Yes formed in similar shape with the slave arm are controlled to the slave arm is similar shapes with the master arm by operating the master arm 22 by the operator. ジョイスティックレバー23は、これをオペレータが左右に倒すことにより旋回台1を大きく、高速度で左右方向に回動するためのものである。 Joystick lever 23, which increases the swivel base 1 by the operator tilts the left and right are for turning in the horizontal direction at high speed. マスターアーム22は運転席21のオペレータが右手で操作するように運転席21の右側に、ジョイスティックレバー23は前記オペレータが左手で操作するように運転席21の左側にそれぞれ配設してある。 The master arm 22 on the right side of the driver's seat 21 as the operator of the driver's seat 21 is operated with the right hand, the joystick lever 23 are disposed respectively on the left side of the driver's seat 21 so that the operator operates with the left hand.

【0024】図5は、図2に示す産業用マニプレータのマスターアーム22を抽出・拡大して示す右側面図、図6はその背面図、図7はその平面図である。 FIG. 5 is a right side view showing the extracted and enlarged master arm 22 of the industrial manipulator shown in FIG. 2, FIG. 6 is a rear view thereof, FIG. 7 is a plan view thereof.

【0025】図5〜図7に示すように、マスターアーム22は、スレーブアームの各構成部品に対応する各部品をスレーブアームと同様の結合関係を保ちながら相似形に構成したものである。 As shown in FIGS. 5 to 7, the master arm 22 is obtained by composing each component corresponding to each component of the slave arm in a similar shape while keeping the same binding relationship with the slave arm. すなわち、アーム及びレバーの長さはスレーブアームに相似で、関節回動範囲はスレーブアームと等しく構成してある。 In other words, the length of the arm and the lever is similar to the slave arm, the joint pivoting range are constituted equal to the slave arm.

【0026】図5〜図7中、33は旋回台1に対応する旋回部、34は垂直アーム4に対応する垂直アーム、3 [0026] In FIGS. 5-7, the turning part corresponding to the turning base 1 33, 34 vertical arm corresponding to the vertical arm 4, 3
5,36,39,40,44,46,47,50は回動軸5,6,20及び軸9,10,14,16,17にそれぞれ対応する軸、37は上部ユニット7に対応する上部ユニット、38は垂直レバー8に対応する垂直レバー、41は水平アーム11に対応する水平アーム、42 5,36,39,40,44,46,47,50 the axis corresponding respectively to the rotation shaft 5,6,20 and shaft 9,10,14,16,17, upper 37 corresponding to the upper unit 7 unit, the vertical lever corresponding to the vertical lever 8 is 38, the horizontal arm corresponding to the horizontal arm 11 is 41, 42
はカウンタウエイト12に対応するカウンタウエイト、 Counterweight corresponding to the counter weight 12,
43は手首部13に対応する手首部、43aはブラケット13aに対応するブラケット、45は水平レバー15 43 wrist portion corresponding to the wrist unit 13, 43a is a bracket corresponding to the bracket 13a, 45 a horizontal lever 15
に対応する水平レバー、48はブラケット18に対応するブラケットである。 Horizontal lever corresponding to 48 is a bracket corresponding to the bracket 18.

【0027】操作部51は軸50を介して手首部43 The wrist via the operation unit 51 the shaft 50 portion 43
に、垂直面内を回動可能に取付けてある。 In, it is mounted to a vertical plane turnably. また、この操作部51の頂部には、水平面内を回動するハンド操作部51aが設けてあり、このハンド操作部51aを回動することにより5軸モータ28(図2参照)でハンド部1 Further, the top portion of the operation portion 51, is provided with a hand operation portion 51a for rotating the horizontal plane, the hand unit 1 by turning the hand operation portion 51a 5-axis motor 28 (see FIG. 2)
9を回動させる。 9 is rotated. 操作部51に配設してあるハンド開閉スイッチ52及び本実施例の特徴である操作スイッチ(デッドマンスイッチ)53は、その操作によりハンド部19(図2参照)の把持部19aの開閉を行なうとともに、スレーブアームの制御操作を起動することができる。 Is characteristic operation switch of the hand-off switch 52 and the present embodiment are disposed on the operation unit 51 (deadman switch) 53, as well as opening and closing the gripping portion 19a of the hand unit 19 (see FIG. 2) by the operation , it is possible to start the control operation of the slave arm.

【0028】このとき、旋回部33は、旋回台1に、水平面内を回動可能に配設してある。 [0028] At this time, the turning section 33, the swivel base 1, are arranged in the horizontal plane so as to be rotatable. 垂直アーム34、垂直レバー38、水平アーム41、水平レバー45及び操作部51は、軸35,39,36,46,50を回動中心として垂直面内を回動し得るように構成してある。 Vertical arm 34, a vertical lever 38, the horizontal arm 41, the horizontal lever 45 and the operation unit 51 is configured so as to rotate within a vertical plane to the axis 35,39,36,46,50 as the pivot center . このときの各回動中心を図5、図7中にO 6 ,O 7 O 6, O 7 and each rotational center of the case 5, in Figure 7,
O 8 ,O 9 ,O 10の符号を付して示す。 8 are denoted by the sign of O 9, O 10. また、軸40, In addition, the shaft 40,
44,47の各中心を図5中にO 11 ,O 12 ,O 13の符号を付して示す。 The centers of 44 and 47 shown by a reference numeral of O 11, O 12, O 13 in FIG.

【0029】マスターアーム22における各部の回動量は、各軸毎に設けたポテンショメータ54,55,5 The amount of rotation of each part of the master arm 22, the potentiometer 54,55,5 provided for each axis
6,57,58により検出する。 Detected by 6,57,58. かくして、これら1〜 Thus, these 1
5軸ポテンショメータ54〜58の検出信号に基づき制御部を介してスレーブアームの1軸モータ、2軸モータ24、3軸モータ26、4軸モータ27及び5軸モータ28(図2参照)を駆動するように構成してある。 1-axis motor of the slave arm via the control unit based on a detection signal of a five-axis potentiometer 54-58, drives the two-axis motor 24,3 axis motor 26,4-axis motor 27 and the 5-axis motor 28 (see FIG. 2) It is configured to.

【0030】引張りバネ59は、その両端部を旋回部3 The tension spring 59, turning section 3 both ends thereof
3と上部ユニット37とに係止してあり、通常時(非操作時)には垂直アーム34及び垂直レバー38を、垂直状態に保持するように構成してある。 Yes engaged in the 3 and the upper unit 37, the time (during non-operation) normally vertical arm 34 and the vertical lever 38, and are configured to hold in a vertical state. カウンタウエイト42は、水平アーム41の基端部に固着してあり、通常時には水平アーム41を基本姿勢である水平状態に保持するように構成してある。 Counterweight 42 is Yes and secured to the proximal end of the horizontal arm 41, at the time of normal is arranged to hold the horizontal arm 41 in a horizontal state is a basic posture. さらに旋回部33及び操作部51には、それぞれ捩りバネ(図示せず)が介装してあり、各部の操作力に抗して旋回部33、ハンド操作部5 Further the turning unit 33 and the operation unit 51, respectively torsion spring (not shown) is Yes and interposed pivot portion 33 against the respective parts of the operating force, the hand operation unit 5
1aが原点位置に復帰するように旋回部33及びハンド操作部51aをその回動軸回りに水平面内で回動するとともに、操作部51が原点位置に復帰するように操作部51をその回動軸回りに垂直面内で回動するように構成してある。 1a with pivots in a horizontal plane of swivel unit 33 and the hand operation unit 51a so as to return to the home position to the rotation axis, the rotation of the operation unit 51 as the operation unit 51 is restored to the original position around the axis is arranged to rotate in a vertical plane.

【0031】かくして、マスターアーム22の操作部5 [0031] Thus, the operating unit 5 of the master arm 22
1を手60で把持して所定の操作を行なった後、この手60を離すことにより各部は原点位置に復帰し、基本姿勢を保持するように構成してある。 After performing a predetermined operation to grip 1 by the hand 60, each part by separating the hand 60 is returned to the initial position, is arranged to hold the basic position.

【0032】この場合、前述の操作スイッチ53は、オペレータによる操作部51の把持により指での押圧にて投入されるようになっており、この操作スイッチ53の投入にてマスタアームに追従してスレーブアームが動き得るものである。 [0032] In this case, the operation switch 53 described above is adapted to be turned by pressing on the fingers by gripping the operating portion 51 by the operator, following the master arm at on of the operation switch 53 in which the slave arm can move. しかも、操作開始当初マスタアームがスレーブアームに対してその姿勢が基本姿勢となってずれている場合には、操作スイッチ53が投入されてもマスタアームに従ってスレーブアームが動かず、マスタアームの姿勢がスレーブアームの姿勢に一致した状態の後マスタアームがスレーブアームと同じ軌道を動くようになっている。 Moreover, when the operation beginning master arm whose position is shifted in a basic position with respect to the slave arm does not move the slave arm in accordance with the master arm also operation switch 53 is turned on, the posture of the master arm master arm after the state that matches the orientation of the slave arm is adapted to move the same trajectory as the slave arm. 操作スイッチ53が解除された場合には、 If the operation switch 53 is released,
スレーブアームはそのままの姿勢をとり、マスタアームが基本姿勢に戻る。 The slave arm takes a raw attitude, the master arm returns to the basic position. なお、操作スイッチ53は指による押圧のみならず、光式スイッチによっても構成できる。 The operation switch 53 is not only pressed by a finger, it can be constituted by the optical switch.

【0033】こうして、オペレータがマスターアーム2 [0033] In this way, the operator can master arm 2
2の操作部51を把持して旋回部33を回動することにより、このときの回動量を1軸ポテンショメータ54で検出する結果、前記制御部を介して1軸モータが駆動され、旋回部33の回動量に応じて旋回台1を旋回する。 By grasping to pivot the pivot portion 33 2 of the operation unit 51, the result of detecting the amount of rotation of this time in uniaxial potentiometer 54, one axis motor via the control unit is driven, the turning portion 33 the swivel base 1 turns in accordance with the amount of rotation.

【0034】以下、同様にオペレータの操作により垂直アーム34、水平アーム41、操作部51及びハンド操作部51aを回動・操作することにより、このときの回動量を2軸〜5軸ポテンショメータ55,56,57, [0034] Hereinafter, vertical arm 34 by operation of an operator in the same manner, the horizontal arm 41, the operation unit 51 and by a hand operating portion 51a is rotated and operation, the rotation amount at this time two axes 5-axis potentiometer 55, 56 and 57,
58で検出する結果、前記制御部を介して2軸〜5軸モータ24,26,27,28が駆動され、垂直アーム3 Results detected by 58, through the control unit 2 axis 5-axis motor 24,26,27,28 is driven, the vertical arm 3
4、水平アーム41、操作部51及びハンド操作部51 4, the horizontal arm 41, the operation unit 51 and the hand operation section 51
aの回動量に応じて垂直アーム4、水平アーム11、ハンド部19及び把持部19aをそれぞれ回動する。 a vertical arm 4 according to the amount of rotation of, respectively pivoting horizontal arm 11, the hand portion 19 and the grip portion 19a.

【0035】図8は上述した構成の産業用マニプレータの動作を制御する制御系を示し、図9は操作時の制御手順を示す。 [0035] Figure 8 shows a control system for controlling the operation of an industrial manipulator of the above-described configuration, Figure 9 shows a control procedure at the time of operation. 図8に示すようにスレーブアームの1軸、2 1 the axis of the slave arm as shown in FIG. 8, 2
軸、3軸にはポテンショメータPT1、PT2、PT3 Axis, potentiometers PT1 in three axes, PT2, PT3
が備えられ、マスタアームの1軸、2軸、3軸にもポテンショメータ54(PT11)、55(PT12)、5 Is provided, one axis of the master arm, two-axis, the potentiometer 54 in three axes (PT11), 55 (PT12), 5
6(PT13)が備えられている。 6 (PT13) is provided. 各ポテンショメータPT1〜PT3、PT11〜PT13から出力されたポテンショメータ信号はA/D変換器60にてディジタル信号に変換されてCPU61に入力される。 Potentiometers PT1 to PT3, potentiometer signal outputted from PT11~PT13 are input to CPU61 is converted into a digital signal by the A / D converter 60. CPU61 CPU61
は、ポテンショメータ信号から各軸角度を求め、マスタアームの姿勢及びスレーブアームの姿勢を演算する。 Obtains each axis angle from the potentiometer signal, it calculates the orientation of the orientation and the slave arm of the master arm.

【0036】また操作スイッチ53のオン・オフ出力がCPU61に入力されており、この操作スイッチ53の投入によりマスタアームがスレーブアームと同姿勢になった以後追従動作が開始される制御が行なわれる。 Further is input to the on-off output of the operation switch 53 is CPU 61, the master arm by introduction of the operation switch 53 is performed is controlled to subsequent follow-up operation becomes the same orientation and the slave arm is started. CP CP
U61による追従動作指令は、マスタアームの各軸角度とスレーブアームの各軸角度の偏差を求め、その偏差が零となるような指令が演算され出力される。 Following operation command by U61 obtains the deviation of each axis angle of each axis angle and the slave arm of the master arm, the deviation is commanded such that zero is calculated and output. この追従動作指令はD/A変換器62によりアナログ信号に変換されサーボドライバ63に送られ、スレーブアームの各軸に備えたモータが駆動する。 The follow-up operation command is sent to the servo driver 63 is converted to an analog signal by a D / A converter 62, the motor is driven with the respective axes of the slave arm. かくて、マスタアームの動作に追従してスレーブアームが動作する。 Thus, the slave arm is operated following the operation of the master arm.

【0037】図9はマニプレータの操作開始時をも含めたCPU61による制御フローであり、操作開始によりまずスレーブアームのポテンショメータ信号が読み込まれ(ステップ1)、ついでマスタアームのポテンショメータ信号が読み込まれて(ステップ2)、それぞれの各軸の角度計算が行なわれる(ステップ3)。 [0037] Figure 9 is a control flow by the CPU61, including also at the operation start of the manipulator, the operation starts first potentiometer signal of the slave arm is read (step 1), then loaded potentiometer signal of the master arm ( step 2), the respective angles calculating for each axis (step 3). ついで、操作スイッチ53のオン・オフが判定され(ステップ4)、オフの場合には停止指令、オンの場合には次の判定として角度差1°以内か否かの判断がなされる(ステップ5)。 Then, on-off of the operation switch 53 is determined (Step 4), stop command in the case of off, in the case of on-angle difference within 1 ° a determination is made whether a next determination (Step 5 ). ここで、角度差が1°以上あるときには未だマスタアームとスレーブアームとの姿勢が一致しないとして停止指令が出力され、角度差1°以内では通常の追従動作に移る。 Here, the stop command as the posture of the still master arm and the slave arm when the angular difference is more than 1 ° does not match is output, and proceeds to normal follow-up operation is within an angle difference 1 °. 通常の追従動作に移行した場合には、マスタアームとスレーブアームとの偏差を求めるために、 If the routine moves to normal follow-up operation, to determine the deviation between the master arm and the slave arm,
ステップ1、2、3と同様の信号読み込みと角度計算が行なわれる(ステップ6、7、8)。 It carried out the same signal read and the angle calculated in step 1, 2 and 3 (Step 6,7,8). ついで、操作スイッチ53のオン・オフの判定(ステップ9)後、オフすればスレーブの停止、オンにより速度指令値の計算(ステップ10)と速度指令出力(ステップ11)とにより追従動作が行なわれる。 Then, after the determination of the on-off of the operation switch 53 (step 9), the slave stop if off, calculation of the speed command value by one (step 10) and the speed command output (step 11) and the follow-up operation is carried out .

【0038】 [0038]

【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したように、オペレータによるマニプレータの操作開始にあって操作スイッチのオンによりマスタアームがスレーブアームの姿勢に略一致したとき、スレーブアームの動作を追従させることができ、マニプレータの円滑な操作を可能とした。 As concretely described in conjunction with above embodiments according to the present invention, when the master arm is substantially equal to the orientation of the slave arm by turning on the matching operation switch on the operation start of the manipulator by the operator, following the operation of the slave arm can be allowed for the smooth operation of the manipulator. また、操作スイッチのオフによりスレーブアー The slave earth by turning off the operation switch
ムが停止され誤作動が少ないと共にマスタアームが基本 Master arm base with arm there is malfunction is stopped less
姿勢に戻るようになり次の操作時の操作性が良い。 Operation at the time made the following actions to return to the attitude is good. Further
に、運転席左側のジョイスティックレバー操作により運 To, luck by the joystick lever operation of the driver's seat left
転席を大きく旋回できてスレーブアームの動作を補助す To assist the operation of the slave arm can be increased pivoting Utateseki
ることができる。 Rukoto can.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の実施例に係る垂直多関節の産業用マニプレータのうちスレーブアームを抽出してその基本構成を示す説明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram showing the basic configuration by extracting a slave arm of a manipulator for industrial vertical articulated according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すスレーブアームを有する本実施例に係る産業用マニプレータを有する右側面図である。 It is a right side view with industrial manipulator according to the present embodiment having the slave arm shown in FIG. 1. FIG.

【図3】図2の背面図である。 FIG. 3 is a rear view of FIG. 2.

【図4】図2の平面図である。 4 is a plan view of FIG.

【図5】図2に示す産業用マニプレータのマスターアームを抽出・拡大して示す右側面図である。 5 is a right side view showing the extracted and enlarged master arm of an industrial manipulator shown in FIG.

【図6】図5の背面図である。 FIG. 6 is a rear view of FIG. 5.

【図7】図5の平面図である。 FIG. 7 is a plan view of FIG. 5.

【図8】本発明の実施例に係る産業用マニプレータの制御のためのブロック図である。 8 is a block diagram for control of an industrial manipulator according to an embodiment of the present invention.

【図9】実施例の操作開始の手法を示すフロー図である。 9 is a flow diagram showing a technique of the operation start of example.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 旋回台 2 床面 3 基台 4 垂直アーム 5 回動軸 6 回動軸 7 上部ユニット 8 垂直レバー 9 軸 10 軸 11 水平アーム 12 カウンタウエイト 13 手首部 13a ブラケット 14 軸 15 水平レバー 16 軸 17 軸 18 ブラケット 19 ハンド部 19a 把持部 19b 基端部 20 回動軸 21 運転席 22 マスターアーム 23 ジョイスティックレバー 33 旋回部 34 垂直アーム 35 回動軸 36 回動軸 37 上部ユニット 38 垂直レバー 39 軸 40 軸 41 水平アーム 42 カウンタウエイト 43 手首部 43a ブラケット 44 軸 45 水平レバー 46 軸 47 軸 48 ブラケット 53 操作スイッチ 54、55、56、57、58、PT1、PT2、PT 4 vertical arm 3 base plate 1 swivel deck 2 bed face 5 rotation shaft 6 rotation shaft 7 the upper unit 8 vertical lever 9 axis 10 axis 11 horizontal arms 12 counterweight 13 wrist portion 13a bracket 14 axial 15 horizontal lever 16 shaft 17 shaft 18 bracket 19 hand portion 19a gripping portion 19b proximal portion 20 pivot shaft 21 the driver's seat 22 master arm 23 joystick lever 33 pivot portion 34 vertical arm 35 pivot shaft 36 pivot shaft 37 the upper unit 38 perpendicular lever 39 shaft 40 shaft 41 the horizontal arm 42 counterweight 43 wrist 43a bracket 44 shaft 45 horizontal lever 46 shaft 47 shaft 48 bracket 53 operating switches 54,55,56,57,58, PT1, PT2, PT
3 ポテンショメータ 3 potentiometer

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−71980(JP,A) 特開 平5−50382(JP,A) 特開 平4−101787(JP,A) 実開 昭64−38274(JP,U) 実開 平4−63388(JP,U) Following (56) references of the front page Patent flat 2-71980 (JP, A) JP flat 5-50382 (JP, A) JP flat 4-101787 (JP, A) JitsuHiraku Akira 64-38274 (JP , U) JitsuHiraku flat 4-63388 (JP, U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 スレーブアームの旋回台に、操作者が座る運転席とこの運転席の右側前方にスレーブアームに動作指令を送るマスタアームを備え、マスタ・スレーブ方式により作業を行なう産業用マニタプレータにおいて、 上記マスタアームに操作スイッチを備え、 操作開始に当って上記操作スイッチの投入により上記マスタアームが上記スレーブアームと略同じ姿勢となるまで上記スレーブアームの動作を停止し略同一姿勢となった後は上記スレーブアームの動きに追従させ、 更に操作 To 1. A slave arm swivel base, Manitapureta industrial performing the driver's seat the operator sits and a master arm for sending an operation command to the slave arm to the right front of the driver's seat, a work by the master-slave mode in, an operation switch to the master arm, the master arm by the introduction of the operation switch hitting the operation start becomes substantially the same posture to stop the operation of the slave arm until the substantially same position as the slave arm after allowed to follow the movement of the slave arm, further manipulation
    終了に当って上記操作スイッチの解除により上記スレー The slave by the release of the operating switch hitting to the end
    ブアームを停止させると共に上記マスタアームを基本姿 The basic appearance of the master arm to stop the Buamu
    勢に戻す制御部を備え、上記旋回台を旋回させるジョイスティックレバーを上記運転席の左側に左手作業用として備え、 たことを特徴とする産業用マニプレータの制御装置。 A control unit to return to the energizing, the control device of the industrial manipulator a joystick lever that turns the swivel slide, characterized in that provided for the left-hand work was on the left side of the driver's seat.
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