JP2698646B2 - マニピュレータ操作装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えば宇宙空間等の極限環境で使用され
るスレーブアームを含むマニピュレータを遠隔操作する
のに用いられるマニピュレータ操作装置に関する。

（従来の技術） 近年、宇宙開発の分野においては、宇宙空間に宇宙ス
テーション等の構造物を構築して、各種の実験等を実施
することが考えられている。この構築作業としては、マ
ニピュレータシステムを使用して、遠隔的に安全で、精
密な各種の作業を実現することが考えられている。この
ような構築作業は、マニピュレータシステムを用いて、
ニピ作業用マニピュレータを遠隔的に操作することによ
り、安全で、精密な各種の作業を実現するのが有効であ
るとされている。

ところで、このようなマニピュレータシステムのマニ
ピュレータを遠隔的に操作するマニピュレータ操作装置
としては、略直交する並進３軸及び略直交する回転３軸
の６自由度を有した操作器を用いて、操作者が操作器を
遠隔的に操作すると、その操作部に付与される操作力に
応じた変位を生じさせるように駆動制御し、その変位に
対応した速度で、アニピュレータを駆動制御する速度指
令制御モードと称する第１の指令制御モード、又は操作
器を操作する操作者への目標帰還力と該操作器の発生力
の差に応じた速度で駆動し、マニピュレータを、その速
度に応じて駆動制御する位置指令制御モードと称する第
２の指令制御モードで遠隔操作することにより、安全で
精密な各種の作業を実現することが考えられている。即
ち、このうち第１の指令制御モードは、操作器の操作部
が基準位置で基準姿勢を司ると、マニピュレータに対す
る速度指令が零となり、操作器の操作量に対応した速度
でマニピュレータを制御する。従って、第１の指令制御
モードは、マニピュレータの先端部を大きく移動させる
作業動作に好適され、その操作を中止して操作者が操作
部から手を離すと、操作部が基準姿勢を採って元の基準
位置に復帰されるという特徴を有する。そして、第２の
指令制御モードは、マニピュレータに加わった操作力と
該操作にともないマニピュレータに加わる作用力との差
に応じた速度で操作器を駆動制御して、その位置・姿勢
に対応した位置指令信号でマニピュレータを駆動制御す
る。この第２の指令制御モードは、操作者に対して直接
的にマニピュレータを操作している如く力感覚を与え、
マニピュレータに力が作用していない状態で、操作者が
操作を中止して操作部から手を離すと、操作部が操作位
置に保たれるもので、位置決め作業等の精密な作業に好
適するという特徴を有する。

しかしながら、上記マニピュレータ操作装置では、移
動距離の大きな作業と細かな作業内容を続けて行なうよ
うな場合、その指令制御モードを第１の指令制御モード
と第２の指令制御モードに切換えて使用すると、その第
１の指令制御モートおいて、基準位置を中心としたわず
かな範囲の移動操作で、マニピュレータの大きな移動距
離の操作が実現され、その操作完了状態で、操作器とマ
ニピュレータの位置・姿勢に大きな相違が生じる。この
ため、第１の指令制御モードから第２の指令制御モード
に切換えて、操作した場合には、操作者とマニピュレー
タの位置・姿勢の相違により、相互の位置関係を把握す
ることが困難となり、誤操作をするおそれを有してい
た。この場合、特に姿勢の関係を把握するのが困難で、
姿勢の相違にともなう誤操作が大きな問題となる。

そこで、姿勢を同期するための姿勢同期モードを備え
て、指令制御モードを切換えるような場合には、先ず、
指令制御モードを姿勢同期モードに切換えて位置・姿勢
を同期させた後、モード切換えを行なう方法も考えられ
る。

しかしながら、上記のように指令制御モードを切換え
る方法では、指令制御モードを切換える際に、その都
度、姿勢同期モードに切換えなければならないことによ
り、その操作が面倒であると共に、マニピュレータの作
業動作が中断するために、作業性が低下するという問題
を有する。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように、従来のマニピュレータ操作装置で
は、誤操作のおそれを有していたり、あるいは操作が面
倒で、作業の低下を招くというおそれを有していた。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、簡便
な操作で、マニピュレータの高精度な駆動制御を実現し
得、かつ、作業性の向上を図り得るようにしたマニピュ
レータ操作装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、略直交する並進３軸及び略直交する回転
３軸の６自由度を有した操作自在な操作部を有した直交
座標形操作器と、この操作器の操作に連動してマニピュ
レータを前記操作部の並進３軸及び回転３軸の力・トル
クを検出し、この検出値に対応した変位が生じるように
操作部の並進３軸及び回転３軸を駆動制御して、その変
位に応じた指令信号を求めて前記マニピュレータを駆動
制御する第１の指令制御モード、前記操作部の並進３軸
及び回転３軸の力・トルクを検出すると共に前記マニピ
ュレータの力・トルクを検出して、その検出値の差に応
じた速度で前記操作部の並進３軸及び回転３軸を駆動制
御し、その位置・姿勢に応じた指令信号を求めて前記マ
ニピュレータを駆動制御する第２の指令制御モード、前
記並進操作部の並進３軸の力を検出し、この検出値に対
応した変化が生じるように操作部の並進３軸を駆動制御
して、その変位に応じた指令信号を求めて前記マニピュ
レータを駆動制御し、かつ、操作部の回転３軸のトルク
を検出すると共に、前記マニピュレータのトルクを検出
して、その検出値の差に応じた速度で前記操作部の回転
３軸を駆動制御し、その位置・姿勢に応じた指令信号を
求めて前記マニヒュレータを駆動制御する第３の指令制
御モードのいずれかの制御モードで駆動する制御部と、
この制御部を切換え制御して前記第１乃至第３の指令制
御モードを選択する切換え手段とを備えてマニピュレー
タ操作装置を構成したものである。

（作用） 上記構成によれば、移動距離の大きな作業動作と精密
な作業動作を連続して行なう場合、先ず制御部が第３の
指令制御モードに切換えられ、並進３軸が第１の指令制
御モードで駆動制御されると共に、その回転３軸が第２
の指令制御モードで駆動制御されて、移動距離の大きな
作業動作が行われ、その後、異なる精密な作業動作に適
する第２の指令制御モードに切換えられる。これによ
り、操作器の操作部は、その並進３軸が基準位置に復帰
され、その回転３軸が操作位置を司り、操作部の姿勢と
マニピュレータの姿勢が対応された状態でモードが切換
えられる。従って、移動距離の大きな作業に連続して繊
細な作業を連続して誤操作することなく、円滑にして、
正確に行なうことができる。

（実施例） 以下、この発明の実施例について、図面を参照して詳
細に説明する。

第１図はこの発明の一実施例に係るマニピュレータ操
作装置を示すもので、図中10は力／トルクセンサで、第
２図に示すように制御部50を介してマニピュレータ150
に接続される直交座標形操作器200の操作にともなう力
／トルクを検出する。この操作器200は、第３図に示す
ように、その操作部201が第１乃至第３の並進機構202〜
204を介して略直交する並進３軸方向に並進操作自在に
配設されると共に、第１乃至第３の回転機構205〜207を
介して略直交する回転３軸回りに回転操作自在に６自由
度を有して配設されており、その操作に連動して上記制
御部50を介してマニピュレータ150を駆動制御する。ま
た、操作部201にはモード切換えスイッチ208及びマニピ
ュレータ150の握持部151を作動制御する操作レバー209
並びにレンジ切換えスイッチ210が配設されおり、その
モード切換えスイッチ208の切換え操作に連動してマニ
ピュレータ150を操作部201に付与される操作力に応じた
速度を生じさせるように駆動制御する速度指令制御モー
ドと称する第１の指令制御モード又は操作部201を操作
する操作者への目標帰還力と該操作器の発生力の差に応
じた速度で駆動制御する位置指令制御モードと称する第
２の指令制御モード若しくは並進３軸を前記第２の指令
制御モードで駆動制御すると共に、回転３軸を上記第１
の指令制御モードで駆動制御する位置・速度混合指令制
御モードと称する第３の指令制御モードに切換え制御さ
れる。また、その操作レバー209が操作されると、これ
に連動して、マニピュレータ150の握持部151が駆動制御
されて作業対象152の握持及び離脱を実現する。そし
て、操作器200のレンジ切換えスイッチ210が操作される
と、これに連動して、マニピュレータ150の作動範囲が
切換え式に設定される。

また、上記力／トルクセンサ10はその検出力Fm及び検
出トルクTmをそれぞれ第１及び第２の減算器11,12に出
力する。この第１及び第２の減算器11,12には第１及び
第２のモード切換え部13,14の出力端がそれぞれ接続さ
れる。この第１及び第２のモード切換え部13,14の入力
端には乗算部15の出力端が接続される。この乗算部15
は、上記マニピュレータ150に設けられた力／トルクセ
ンサ16の出力端が接続され、その検出した力／トルクに
力反射率Ｒを掛けて目標帰還力Fsと目標帰還トルクTsを
演算して求める。

上記第１の減算器11の出力端は、第３の減算器17の一
方の入力端に接続され、検出力Fmと目標帰還力Fsを引算
してΔＦを求めて第３の減算器17に出力する。この第３
の減算器17はその他方の入力端に第３のモード切換え部
18の出力端が接続され、後述するように求めた並進変位
ΔXmに並進についての仮想ばね定数K_Tを掛けた値が入力
される。この第３の減算器17は入力したΔＦとΔXmにＫ
Tを掛けた値とを引算して求めた値を、その出力端より
乗算部19に出力する。この乗算部19は入力した値に並進
についての従動特性係数G_Tを掛けて求めた並進速度目標
値Rmを操作器速度制御部20に出力する。

また、第２の減算器12の出力端は第４の減算器21の一
方の入力端に接続され、検出トルクTmと目標帰還トルク
Tsを引算してΔＴを求めて第４の減算器21に出力する。
この第４の減算器21はその他方の入力端に第４のモード
切換え部22の出力端が接続され、後述するように求めた
回転変位Δψｍに回転についての仮想ばね定数K_Rを掛け
た値が入力される。この第４の減算器21は入力したΔＴ
とΔψｍにＫRを掛けた値とを引算して求めた値を、そ
の出力端より乗算部23に出力する。この乗算部は入力し
た値に回転についての従動特性係数G_Rを掛けて求めた回
転速度目標値Rmを操作器速度制御部20に出力する。

この操作器速度制御部20は入力した並進速度目標値
Rm及び回転速度目標値Rmに対応した駆動信号を求めて
操作器駆動部24に出力する。この操作器駆動部24は、駆
動信号に応動して第１乃至第３の並進機構202〜204及び
第１乃至第３の回転機構205〜207を駆動制御する。この
操作器駆動機構部24の出力は図示しない検出センサに導
かれて、操作部201の並進位置及び回転姿勢が検出さ
れ、その位置信号Xm及び姿勢信号ψｍがそれぞれ第５及
び第６のモード切換え部25,26に導かれる。これら第５
及び第６のモード切換え部25,26は乗算部27,28を介して
第１及び第２の加算器29,30の一方の入力端に接続され
る。このうち第１の加算器29は、その他方の入力端に乗
算部31の一方の出力端が接続される。この乗算部31は入
力端に第７のモード切換え部32を介して第５の減算器33
の出力端が接続される。この第５の減算器33は上記位置
信号Xm及び基準点位置発生部34からの基準位置信号Xmo
が入力され、この値より上記変位位置ΔXmを算出して、
その出力端より乗算部35を介して第４のモード切換え部
18に出力する。

他方、第２の加算器30は、その他方の入力端に乗算部
36の一方の出力端が接続される。この乗算部36は入力端
に第８のモード切換え部37を介して第６の減算器38の出
力端が接続される。この第６の減算器38は上記姿勢信号
ψｍ及び基準点姿勢発生部39からの基準姿勢信号ψmoが
入力され、この値を引算して上記変位姿勢Δψｍを算出
して、その出力端より乗算部40を介して上記第４のモー
ド切換え部22に出力する。

上記第１及び第２の加算器29,30の出力端には第７及
び第８の減算器41,42の一方の入力端に接続される。こ
の第７及び第８の減算器41,42の他方の入力端には位置
・姿勢算出部43の出力端がそれぞれ第９及び第10のモー
ド切換え部44,45を介して接続され、その出力端は、マ
ニピュレータ速度制御部46に接続される。このマニピュ
レータ速度制御部46は、入力される並進速度RS及び回
転速度RSに対応した駆動信号を求め、マニピュレータ
駆動部47に出力する。このマニピュレータ駆動部47は駆
動信号に応動して、上記マニピュレータ150を駆動制御
する。そして、マニピュレータ駆動部47の出力は図示し
ない検出センサに出力される。この検出センサ（図示せ
ず）はマニピュレータ駆動部47の出力よりマニピュレー
タ150の関節角度Θを検出して、位置・姿勢算出部43に
出力する。この位置・姿勢検出部46は、関節角度Θに対
応した並進位置信号Ｘ及び回転姿勢信号ψを算出して上
記第９及び第10のモード切換え部44,45に出力する。

なお、上記第１乃至第10のモード切換え部13,14,18,2
2,25,26,32,37,44,45は、上記モード切換えスイッチ208
が切換え操作されて第１乃至第３の指令制御モードが選
択されると、第４図に示すように、その指令制御モード
に応じて、それぞれのモード信号が０あるいは１に切換
え設定される。

上記構成において、繊細な作業が要請される場合に
は、操作部201のモード切換えスイッチ208を操作して、
第２の指令制御モードに設定する。すると、制御部50
は、その第1,第2,第７乃至第10のモード切換え部13,14,
32,37,44,45のモード信号が１に設定され、第３乃至第
６のモード切換え部18,22,25,26のモード信号が０に切
換え設定される。そして、操作部201が操作されると、
操作器200の力／トルクセンサ10で検出した検出力Fm及
び検出トルクTmとマニピュレータ150の力／トルクセン
サ16で検出した力／トルクに力反射率Ｒを掛けた目標帰
還力Fs及び目標帰還トルクTsが第１及び第２の減算器1
1,12に入力される。この第１及び第２の減算器11,12は
入力した検出力Fm及び検出トルクTmと目標帰還力Fs及び
目標帰還トルクTsを減算してΔＦ及びΔＴを求め、乗算
部19,23に出力する。この乗算部19,23は入力したΔＦ及
びΔＴに従動特性係数G_T及びG_Rを掛けて上述したように
並進速度目標値Rm及び回転速度目標値Rmを求め、操
作器速度制御部20に出力する。この操作器速度制御部20
は、その並進速度目標値ＸRm及び回転速度目標値ψRmに
対応した駆動信号を生成して操作器駆動機構部24を駆動
制御する。ここで、この操作駆動機構部は、その並進位
置及び回転姿勢が上述したように検出され、その位置信
号Xm及び姿勢信号ψｍがそれぞれ第５及び第６のモード
切換え部25,26を介して乗算部27,28に導かれる。この乗
算部27,28は入力した位置信号Xm及び姿勢信号ψｍにそ
れぞれ比例係数C_T及びC_Rを掛けて第７及び第８の減算器
29,30に出力する。この第７及び第８の減算器29,30の他
方の入力端には並進変位ΔXm及び回転変位Δψｍが入力
されており、これらを引算した並進速度RS及び回転速
度RSを指令ＵT及びＵRとしてマニピュレータ速度制御
部46に出力する。マニピュレータ速度制御部46は入力し
た並進速度RS及び回転速度RSより、駆動信号を求め
てマニピュレータ駆動部47に出力する。マニピュレータ
駆動部47は入力した駆動信号に対応してマニピュレータ
150を駆動させる。これにより、操作者は、付与される
目標帰還力ＦSと該操作部201の発生力との差に応じた速
度、すなわち、マニピュレータ150に加わった力／トル
クに応じた力／トルクを感得しながらの操作実現され
て、マニピュレータ150による精密な作業が可能とな
る。

また、移動距離の大きな作業動作のみを行なう場合に
は、操作部201のモード切換えスイッチ208を操作して、
第１の指令制御モードに設定する。すると、制御部50
は、その第３乃至第６のモード切換え部18,22,25,26の
モード信号が１に設定され、第1,第2,第７乃至第10のモ
ード切換え部13,14,32,37,44,45のモード信号が０に切
換え設定される。そして、操作部201が操作されると、
力／トルクセンサ10で検出された操作器200の検出力Fm
及び検出トルクTmが第１及び第２の減算器11,12を介し
て第３及び第４の減算器17,21に入力される。このうち
第３の減算器17は、入力した検出力Fmとその他方の入力
端に入力される並進変位ΔXmに仮想ばね定数K_Tを掛けた
値とを引算して並進速度目標値Rmを求めて操作器速度
制御部20に出力する。同時に、第４の減算器21は入力し
た検出トルクTmとその他方の入力端に入力される回転変
位Δψｍに仮想ばね定数K_Rを掛けた値とを引算して回転
速度目標値Rmを求めて操作器速度制御部20に出力す
る。操作器速度制御部20は入力した並進速度目標値Rm
及び回転速度目標値Rmに対応した駆動信号を求めて、
操作器駆動部24に出力する。この操作器駆動部24は、駆
動信号に対応して第１乃至第３の並進機構202〜204及び
第１乃至第３の回転機構205〜207を駆動制御する。この
操作器駆動部24の出力は上記検出センサ（図示せず）に
導かれる。ここで、検出センサ（図示せず）は、操作部
201の並進位置及び回転姿勢を検出する。この位置信号X
m及び姿勢信号ψｍは第５及び第６の減算器33,38に導か
れる。このうち第５の減算器33は入力した位置信号Xmと
基準点位置発生部34からの基準位置信号Xmoを引算して
並進変位ΔXmを算出する。この並進変位ΔXmは上記乗算
部35及び第３のモード切換え部18を介して上記第３の減
算器17に導かれると共に、第７のモード切換え部32を介
して乗算部31に導かれる。この乗算部31は並進変位ΔXm
に比例係数V_Tを掛けて指令ＵTを求める。この指令ＵTは
並進速度RSに対応され、この並進速度RSを第１の加
算器29及び第７の減算器41を介してマニピュレータ制御
部46に出力する。同時に、他方の第６の減算器38は、入
力した姿勢信号ψｍと基準点姿勢発生部39からの基準姿
勢信号ψmoを引算して回転変位Δψｍを算出する。この
回転変位Δψｍは上記乗算部40及び第４のモード切換え
部22を介して上記第４の減算器21に導かれると共に、第
８のモード切換え部37を介して乗算部36に導かれる。こ
の乗算部36は姿勢変位Δψｍに比例係数V_Rが掛けて指令
ＵRを求める。この指令ＵRは回転速度RSに対応され、
この回転速度RSを第２の加算器30及び第８の減算器42
を介してマニピュレータ速度制御部46に出力する。

マニピュレータ速度制御部46は並進速度RS及び回転
速度RSに対応した駆動信号を求めて、マニピュレータ
駆動部47に入力される。マニピュレータ駆動部47は駆動
信号に対応してマニピュレータ150を駆動させる。これ
により、操作者は、操作部201に付与される操作力に応
じた変位を生じさせるように駆動制御し、即ち仮想ばね
反力／トルクを感得しながらの操作が実現されて、マニ
ピュレータ150の移動距離の大きな作業が可能となる。

さらに、移動距離の大きな作業動作に連続して繊細な
作業動作が要請されるような場合には、先ず、第３の指
令制御モードに設定する。すると、制御部50は、その第
2,第3,第5,第８及び第10のモード切換え部14,18,25,37,
45のモード信号が１に設定され、第1,第4,第6,第7,第９
のモード切換え部13,22,26,32,44のモード信号が０に切
換え設定される。そして、操作部201が操作されると、
力／トルクセンサ10で検出した操作器200の検出力Fmが
第１の減算器11を介して第３の減算器17に入力される。
この第３の減算器17は、入力した検出力Fmとその他方の
入力端に入力される並進変位ΔXmに仮想ばね定数K_Tを掛
けた値とを引算して並進速度目標値ＸRmを求めて操作器
速度制御部20に出力する。

同時に、力／トルクセンサ10で検出した操作器200の
検出トルクTmと力／トルクセンサ16で検出した力／トル
クに対応するマニピュレータ150の目標帰還トルクTsが
第２の減算器12に入力される。この第２の減算器12は入
力した検出トルクTmと目標帰還トルクTsを減算してΔＴ
を求め、乗算部23に出力する。この乗算部23は入力した
ΔＴに従動特性係数G_Rを掛けて回転速度目標値ψRmを求
め、操作器速度制御部20に出力する。

ここで、操作器速度制御部20は入力した並進速度目標
値Rm及び回転速度目標値Rmに対応した駆動信号を求
め、操作器駆動部24に出力する。操作駆動部24は、駆動
信号に対応して第１乃至第３の並進機構202〜204及び第
１乃至第３の回転機構205〜207を駆動する。この操作器
駆動部24の出力は上記検出センサ（図示せず）に導かれ
る。検出センサ（図示せず）は、入力した操作器駆動部
24の出力より、操作部201の並進位置及び回転姿勢を検
出して、その位置信号Xm及び姿勢信号ψｍを検出する。
このうち位置信号Xmは第５の減算器33に導かれる。この
第５の減算器33は入力した位置信号Xmと基準点位置発生
部34からの基準位置信号Xmoを引算して並進変位ΔXmを
算出する。この並進変位Δψｍは上記乗算部35及び第３
のモード切換え部35を介して上記第３の減算器17に導か
れると共に、第７のモード切換え部32を介して乗算部31
に導かれる。この乗算部31は入力した並進変位ΔXmに比
例係数V_Tを掛けて指令ＵTを求める。この指令ＵTは並進
速度RSに対応され、この並進速度RSを第１の加算器
29及び第７の減算器29を介してマニピュレータ速度制御
部45に出力する。

同時に、他方の姿勢信号ψｍは第６のモード切換え部
26を介して乗算部28に導かれる。この乗算部28は入力し
た姿勢信号ψｍにそれぞれ比例係数C_Rを掛けて指令ＵR
を求め、第２の加算器30を介して第８の減算器42に出力
する。この第８の減算器42の他方の入力端には回転位置
信号ψが入力されており、これらの値を引算した回転速
度ψRSをマニピュレータ速度制御部46に出力する。

上記マニピュレータ速度制御部46は、並進速度RS及
び回転速度RSに対応した駆動信号を求めて、マニピュ
レータ駆動部47に出力する。このマニピュレータ駆動部
47は駆動信号に対応してマニピュレータ150を駆動制御
させる。これにより、操作者の操作に連動して、操作器
200は、その並進３軸が前記第１の指令制御モードで駆
動制御され、かつ、回転３軸が前記第２の指令制御モー
ドで駆動制御される第３の指令制御モードで駆動制御さ
れ、マニピュレータ150による移動距離の大きな作業が
実現される。

次に、モード切換えスイッチ208が切換え操作され、
指令制御モードは、第３の指令制御モードから前記第２
の指令制御モードに切換え設定される。この際、操作器
100の回転３軸の姿勢が操作位置に保たれて、マニピュ
レータ150の姿勢と対応されることにより、以後の第２
の指令制御モードにおいては、第３の指令制御モード略
同一の操作感覚で操作するこができる。

このように、上記マニピュレータ操作装置は、操作器
200の操作に連動してマニピュレータ150を該操作器200
に付与される操作力に応じた変位に対応した速度を生じ
させるように駆動制御する第１の指令制御モードで並進
３軸を駆動制御すると共に、操作器200を操作する操作
者への目標帰還力と操作部201の発生力の差に応じた速
度で駆動制御する第２の指令制御モードで回転３軸を駆
動制御する第３の指令制御モードを設け、この第３の指
令制御モードをモード切換えスイッチ208で選択可能に
構成することにより、例えば移動距離の大きな作業と繊
細な作業を連続して行なうような場合には、第３の指令
制御モードで駆動制御して移動距離の大きな作業を実現
し、その後、並進３軸及び回転３軸を操作器200を操作
する操作者への目標帰還力と操作部201の発生力の差に
応じた速度で駆動制御する第２の指令制御モードに切換
えて繊細な作業を行なうことが可能となる。これによれ
ば、第３の指令制御モードで駆動制御した後、第２の指
令制御モードに切換えられると、操作部201の並進３軸
が基準位置に復帰され、その回転３軸が操作位置を司る
ことにより、操作部201の回転姿勢がマニピュレータ150
の姿勢と対応された状態でモードが切換えられるため、
移動距離の大きな作業に連続して繊細な作業の操作を誤
操作することなく、円滑にして、正確に行なうことがで
きる。

なお、上記実施例では、モード切換えスイッチ208を
操作部201に配設するように構成した場合で説明した
が、これに限ることなく、その他の位置に配設するよう
に構成することも可能である。

よって、この発明は上記実施例に限ることなく、この
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得る
ことは勿論のことである。

［発明の構成］ 以上詳述したように、この発明によれば、簡便な操作
で、マニピュレータの高精度な駆動制御を実現し得、か
つ、作業性の向上を図り得るようにしたマニピュレータ
操作装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係るマニピュレータ操
作装置を示すブロック部、第２図はこの発明の適用され
るマニピュレータシステムを示す図、第３図は第１図の
操作器を取出して示す図、第４図は第１図の動作を説明
するために示した図である。 50……制御部、150……マニピュレータ、151……握持
部、152……作業対象、200……操作器、201……操作
部、202〜204……第１乃至第３の並進機構、205〜207…
…第１乃至第３の回転機構、208……モード切換えスイ
ッチ、209……操作レバー、210……レンジ切換えスイッ
チ、10,16……力／トルクセンサ、11,12,17,21,33,38,4
1,42……第１乃至第８の減算器、13,14,18,22,25,26,3
2,37,44,45……第１乃至第10のモード切換え部、15,19,
23,27,28,31,35,36,40……乗算部、20……操作器速度制
御部、24……操作器駆動部、43……位置・姿勢算出部、
46……マニピュレータ速度制御部、47……マニピュレー
タ駆動部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】略直交する並進３軸及び略直交する回転３
   軸の６自由度を有した操作自在な操作部を有した直交座
   標形操作器と、 この操作器の操作に連動してマニピュレータを前記操作
   部の並進３軸及び回転３軸の力・トルクを検出し、この
   検出値に対応した変位が生じるように操作部の並進３軸
   及び回転３軸を駆動制御して、その変位に応じた指令信
   号を求めて前記マニピュレータを駆動制御する第１の指
   令制御モード、前記操作部の並進３軸及び回転３軸の力
   ・トルクを検出すると共に前記マニピュレータの力・ト
   ルクを検出して、その検出値の差に応じた速度で前記操
   作部の並進３軸及び回転３軸を駆動制御し、その位置・
   姿勢に応じた指令信号を求めて前記マニピュレータを駆
   動制御する第２の指令制御モード、前記並進操作部の並
   進３軸の力を検出し、この検出値に対応した変化が生じ
   るように操作部の並進３軸を駆動制御して、その変位に
   応じた指令信号を求めて前記マニピュレータを駆動制御
   し、かつ、操作部の回転３軸のトルクを検出すると共
   に、前記マニピュレータのトルクを検出して、その検出
   値の差に応じた速度で前記操作部の回転３軸を駆動制御
   し、その位置・姿勢に応じた指令信号を求めて前記マニ
   ヒュレータを駆動制御する第３の指令制御モードのいず
   れかの制御モードで駆動する制御部と、 この制御部を切換え制御して前記第１乃至第３の指令制
   御モードを選択する切換え手段とを具備したことを特徴
   とするマニピュレータ操作装置。