JP3009316B2 - Operation lever device - Google Patents

Operation lever device

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JP3009316B2
JP3009316B2 JP5275023A JP27502393A JP3009316B2 JP 3009316 B2 JP3009316 B2 JP 3009316B2 JP 5275023 A JP5275023 A JP 5275023A JP 27502393 A JP27502393 A JP 27502393A JP 3009316 B2 JP3009316 B2 JP 3009316B2
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Japan
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grip
rods
rod
operation unit
axis
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長和 橋口
裕芳 舌崎
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Kyowa Exeo Corp
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Description

【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、コンピュータ支援設計
装置(CAD)等の入力操作や遠隔制御操作に好適な操
作レバー装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an operation lever device suitable for input operation and remote control operation of a computer-aided design device (CAD) or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】産業ロボットなどのプレイバックロボッ
トにおいては、ティーチングボックスを用いて所定の動
作を記憶させ、それを再現することにより、目的の動作
を行わせるようにしている。すなわち、ロボットにおい
ては、アーム等の動かす物体が初期位置から目標位置ま
でに通過すべき点の座標をティーチングボックスに記憶
させ、コントローラがその記憶した座標点を通過するよ
うに連続的に位置決めを行うことにより、ティーチング
ボックスに記憶させた動作の再現を図っている。そし
て、ティーチングボックスへの動作の記憶は、オペレー
タが所定の通過すべき点における各自由度ごとにボタン
操作をしており、ティーチング操作が効率的でなく、し
かもオペレータのイメージしている操作感覚と相違して
直感性が非常に悪い。このため、ティーチングボックス
の一部にはジョイスティックを採用し、ティーチング作
業の効率化を図ることが行われている。
2. Description of the Related Art In a playback robot such as an industrial robot, a desired operation is performed by storing a predetermined operation using a teaching box and reproducing the predetermined operation. That is, in the robot, the coordinates of the point at which the moving object such as the arm should pass from the initial position to the target position are stored in the teaching box, and the controller performs continuous positioning so as to pass through the stored coordinate points. Thus, the operation stored in the teaching box is reproduced. The memory of the operation in the teaching box stores the button operation for each degree of freedom at the point to be passed by the operator, and the teaching operation is not efficient. In contrast, intuition is very poor. For this reason, a joystick is employed in a part of the teaching box to improve the efficiency of the teaching operation.

【0003】このジョイスティックを利用したティーチ
ングボックスは、2〜3自由度を有するジョイスティッ
クを複数用意し、自由度のそれぞれに応じてスイッチな
どによってジョイスティックを切り換えて、6自由度を
入力できるようにしたもので、いわゆる多軸制御操縦装
置といわれる。
A teaching box using this joystick is prepared by preparing a plurality of joysticks having two or three degrees of freedom, and switching between the joysticks with a switch or the like in accordance with each degree of freedom to input six degrees of freedom. Therefore, it is called a so-called multi-axis control steering device.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の多軸
制御操縦装置は、2〜3自由度を持つジョイスティック
の複数を組み合わせたものであるため、構造が複雑とな
るばかりでなく、変位や角度の検出精度が低く、オペレ
ータが制御対象の実際的な動きに対応した操作感覚が充
分に得られず、操作がしずらい欠点がある。また、近年
は、6自由度の操作を可能とする操作レバーが提案され
ており(例えば、特開昭62−278614号公報)、
この6自由度操作レバーを用いて、ティーチングボック
スの構造の簡素化を図ることが考えられる。
However, since the conventional multi-axis control steering device combines a plurality of joysticks having two or three degrees of freedom, not only the structure becomes complicated, but also the displacement and the angle are increased. The detection accuracy is low, and the operator cannot sufficiently obtain an operation sensation corresponding to the actual movement of the control target, which makes the operation difficult. In recent years, an operation lever capable of operating with six degrees of freedom has been proposed (for example, JP-A-62-278614).
It is considered that the structure of the teaching box is simplified by using the six-degree-of-freedom operation lever.

【0005】しかし、特開昭62−278614号公報
に開示された6自由度操作レバーは、レバーを取り付け
た操作台と、この操作台の下方の床部との間に複数の伸
縮変位検出器を配設した構造となっており、レバーの動
かしうる範囲(操作範囲)が狭く、三次元空間内でのレ
バーの実際の操作量(揺動位置)を正確に把握すること
が困難であり、また6自由度のそれぞれについての出力
信号を得るための変換器の内部構造が複雑である欠点が
ある。また、各自由度に対応した信号の分離が充分でな
く、制御精度の向上を図ることが困難である。
However, the six-degree-of-freedom operation lever disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-278614 has a plurality of telescopic displacement detectors between an operation table on which the lever is mounted and a floor below the operation table. The range in which the lever can be moved (operation range) is narrow, and it is difficult to accurately grasp the actual operation amount (swing position) of the lever in a three-dimensional space. Another disadvantage is that the internal structure of the converter for obtaining output signals for each of the six degrees of freedom is complicated. Further, the separation of signals corresponding to each degree of freedom is not sufficient, and it is difficult to improve control accuracy.

【0006】本発明は、前記従来技術の欠点を解消する
ためになされたもので、操作性に優れた操作レバー装置
を提供することを目的としている。また、本発明は、6
つの自由度に対応した成分を容易に得られるようにする
ことを目的としている。
The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and has as its object to provide an operation lever device excellent in operability. Further, the present invention provides
It is intended to easily obtain components corresponding to the three degrees of freedom.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る操作レバー装置は、それぞれが固定
部に対して任意の方向に傾斜可能に接続され、先端部を
対向させて配置した一対のロッドと、前記固定部に設け
られて前記各ロッドの傾斜方向と傾斜角度とを検出する
傾斜検出部と、前記各ロッドに軸方向に相対移動可能に
設けたスライドロッドと、このスライドロッドの先端部
屈曲可能に接続した操作部と、この操作部または前記
各ロッドを軸回りに回転可能に支持する回転機構部と、
前記操作部または前記ロッドの軸回りの回転量を検出す
る回転角検出器とを備えるとともに、前記操作部は、軸
方向に移動可能なグリップと、このグリップを貫通して
前記一対のロッドに接続され、前記グリップを軸方向に
案内する中空の杆と、この杆の内部に配設され、前記グ
リップと一体に移動してグリップの軸方向移動量を検出
する変位検出器と、この変位検出器の両側に配置され、
変位検出器を介して前記グリップを所定の位置に戻すば
ねとを有していることを特徴としている。
In order to achieve the above object, an operation lever device according to the present invention is connected to a fixed portion so as to be tiltable in an arbitrary direction, and has a tip portion opposed to the fixed portion. A pair of rods arranged and provided on the fixed portion
To detect the tilt direction and tilt angle of each rod
The tilt detector and the rods can be moved relative to each other in the axial direction.
Slide rod provided and tip of this slide rod
An operation portion which is flexibly connected to, the operation unit or the
A rotation mechanism for supporting each rod rotatably about an axis,
Detecting the rotation amount of the operation unit or the rod around the axis.
A rotation angle detector, and the operating section includes a grip movable in the axial direction, a hollow rod penetrating the grip and connected to the pair of rods, and guiding the grip in the axial direction. A displacement detector that is disposed inside the rod and moves together with the grip to detect an axial movement amount of the grip; and a displacement detector that is disposed on both sides of the displacement detector.
A spring for returning the grip to a predetermined position via a displacement detector.

【0008】[0008]

【作用】上記の如く構成した本発明の操作レバー装置
は、一対のロッド間に屈曲可能に接続した操作部のグリ
ップの位置を原点とすると、グリップが軸方向に移動可
能であり、しかも操作部を接続したロッドが任意の方向
に傾斜が可能となっているため、いわゆるプラス側への
操作やマイナス側への操作等、オペレータがイメージし
たとおりの操作をすることができ、操作性が向上する。
また、操作部を一対のロッドに接続したことにより、グ
リップや操作部の移動できる範囲を従来のジョイスティ
ックに比較して大きくするとができ、微妙な操作を容易
に行え、ティーチングボックスの入力装置や遠隔制御装
置などに使用した場合に、操作性と制御精度の向上を図
ることができる。
According to the operating lever device of the present invention, the grip is movable in the axial direction when the position of the grip of the operating portion connected to the pair of rods so as to be bent is defined as the origin. Since the rod connected to can be tilted in any direction, it is possible to perform the operation as imagined by the operator, such as the operation to the so-called plus side and the operation to the minus side, and the operability is improved. .
In addition, by connecting the operation unit to a pair of rods, the range in which the grip and the operation unit can move can be enlarged as compared with the conventional joystick, so that delicate operations can be easily performed, and the input device of the teaching box and remote control When used in a control device or the like, operability and control accuracy can be improved.

【0009】また、操作部をロッドに対してに回転可能
に構成すると、操作部を任意の方向に傾斜させて操作部
を回転し、この回転を検出して直交した3つの軸の回り
の回転に分解することにより、6つの自由度に対応した
成分を容易に得ることができる。
When the operating portion is configured to be rotatable with respect to the rod, the operating portion is tilted in an arbitrary direction to rotate the operating portion, and the rotation is detected, and rotation around three orthogonal axes is performed. The components corresponding to the six degrees of freedom can be easily obtained.

【0010】[0010]

【実施例】本発明に係る操作レバー装置の好ましい実施
例を、添付図面に従って詳説する。図1は、本発明の操
作レバー装置の第1実施例の正面図であり、図2はその
分解図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the operating lever device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a front view of a first embodiment of an operation lever device according to the present invention, and FIG. 2 is an exploded view thereof.

【0011】これらの図において、操作レバー装置10
は、操作部12が円筒状のグリップ14とグリップ14
を貫通している案内杆16とから構成してある。この案
内杆16は円筒状に形成してあり、軸線に沿った2条の
ガイド溝18、18が平行して設けてある。そして、グ
リップ14には、案内杆のガイド溝18、18と対応し
た位置にねじ孔20、20が形成してあり、これらのね
じ孔20にガイドピンの役割をなすねじ22を通すこと
ができるようにしてある。従って、グリップ14は、案
内杆16のガイド溝18にねじ22が案内され、図1の
矢印24のように案内杆16に沿って軸方向に移動可能
となっている。そして、グリップ14の移動量は、案内
杆16の内部に配置した変位検出器26によって検出さ
れる。
In these figures, an operation lever device 10 is shown.
The operation unit 12 has a cylindrical grip 14 and a grip 14
And a guide rod 16 penetrating through it. The guide rod 16 is formed in a cylindrical shape, and has two guide grooves 18 extending in parallel with the axis. Screw holes 20, 20 are formed in the grip 14 at positions corresponding to the guide grooves 18, 18 of the guide rod, and a screw 22 serving as a guide pin can be passed through these screw holes 20. I can do it. Accordingly, the screw 14 is guided in the guide groove 18 of the guide rod 16 so that the grip 14 can move in the axial direction along the guide rod 16 as indicated by an arrow 24 in FIG. The amount of movement of the grip 14 is detected by a displacement detector 26 arranged inside the guide rod 16.

【0012】変位検出器26は、抵抗素子28を有する
検出部30と、抵抗素子28と摺動する端子部32を備
えた出力部34とから構成してあって、検出部30がね
じ22を介してグリップ14に固定され、グリップ14
と一体に案内杆16の内部を軸線方向に移動する。一
方、出力部34は、ねじ36によって案内杆16に固定
される。この変位検出器26の出力信号用のリード線3
3は、案内杆16に形成したリード孔から外部に引き出
される。そして、案内杆16の両端部には、回転台3
8、40が取り付けられる。
The displacement detector 26 comprises a detecting section 30 having a resistive element 28 and an output section 34 having a terminal section 32 which slides on the resistive element 28. Is fixed to the grip 14 through the
And the inside of the guide rod 16 moves in the axial direction. On the other hand, the output section 34 is fixed to the guide rod 16 by the screw 36. Lead wire 3 for the output signal of this displacement detector 26
3 is drawn out from the lead hole formed in the guide rod 16 to the outside. The turntable 3 is provided at both ends of the guide rod 16.
8, 40 are attached.

【0013】回転台38、40は、栓体42、44と、
この栓体42、44に対して相対的に回転する円板部4
6、48とから構成してある。各栓体42、44は、小
径部が案内杆16に挿入され、複数のねじ46により案
内杆16に固定される。すなわち、ねじ46は、案内杆
16の両端部に嵌めたリング49、50に設けたねじ孔
に差し込まれ、案内杆16を貫通して栓体42、44を
押圧し、栓体42、44を案内杆16に固定する。そし
て、変位検出器26の検出部30と一方の栓体42との
間、および検出部30と出力部34との間には、コイル
ばね52、54が配置してあり、グリップ14とともに
移動した検出部30を所定の位置に戻すことができるよ
うにしてある。また、他方の回転台40には、回転角検
出器であるポテンショメータ56が設けてあり、操作部
12の軸回りの回転量を検出できるようになっている。
さらに、各円板部46、48には円筒体58、60が固
着され、これら円筒体58、60に接続ピン62、64
を備えた蓋66、68が固定してある。そして、各接続
ピン62、64は、対向して配置した二次元ジョイステ
ィック70、72に接続してある。
The turntables 38, 40 include plugs 42, 44,
The disk portion 4 that rotates relatively to the plugs 42 and 44
6, 48. Each of the plugs 42 and 44 has a small diameter portion inserted into the guide rod 16 and is fixed to the guide rod 16 by a plurality of screws 46. That is, the screw 46 is inserted into a screw hole provided in the rings 49 and 50 fitted to both ends of the guide rod 16, penetrates the guide rod 16, presses the plugs 42 and 44, and pushes the plugs 42 and 44. It is fixed to the guide rod 16. Coil springs 52 and 54 are arranged between the detection unit 30 of the displacement detector 26 and the one plug 42 and between the detection unit 30 and the output unit 34, and have moved together with the grip 14. The detection unit 30 can be returned to a predetermined position. A potentiometer 56, which is a rotation angle detector, is provided on the other turntable 40 so that the rotation amount of the operation unit 12 around the axis can be detected.
Further, cylindrical bodies 58, 60 are fixed to the respective disk portions 46, 48, and connection pins 62, 64 are attached to these cylindrical bodies 58, 60.
Are fixed. The connection pins 62 and 64 are connected to two-dimensional joysticks 70 and 72 that are arranged to face each other.

【0014】各ジョイスティック70、72は、取付台
74、76を有しており、この取付台74、76に、任
意の方向に傾斜することができるロッド部78、80が
設けてある。これらのロッド部78、80は、取付台7
4、76に取り付けた揺動ロッド82、84と伸縮部と
なる伸縮検出器86、88とから構成してあり、伸縮検
出器86、88のスライドロッド90、92が継手部材
94、96を介して接続ピン62、64に結合してあ
る。この継手部材94、96は、ロッド部78、80と
操作部12との間で任意の方向に屈曲できるようにして
いる。
Each of the joysticks 70, 72 has a mounting base 74, 76, and the mounting bases 74, 76 are provided with rod portions 78, 80 which can be inclined in any direction. These rod portions 78 and 80 are attached to the mounting base 7.
4 and 76, and are constituted by swinging rods 82 and 84 attached to the expansion and contraction detectors 86 and 88 serving as expansion and contraction sections. The slide rods 90 and 92 of the expansion and contraction detectors 86 and 88 are connected via joint members 94 and 96. To the connection pins 62 and 64. The joint members 94 and 96 can be bent in any direction between the rod portions 78 and 80 and the operation unit 12.

【0015】上記の如く構成した実施例に係る操作レバ
ー装置10は、一般に操作部12を立てた状態にして、
ジョイスティック70、72の取付台74、76を所定
間隔を隔てて固定部に固定する。このとき、グリップ1
4、すなわち変位検出器26の検出部30の位置が原点
Oとなり、図1の左右方向にX軸、紙面に直交した方向
にY軸、上下方向にZ軸が設定される(図3参照)。
The operating lever device 10 according to the embodiment configured as described above generally has an operating portion 12 in an upright state.
The mounting bases 74 and 76 of the joysticks 70 and 72 are fixed to the fixing portion at predetermined intervals. At this time, grip 1
4, that is, the position of the detection unit 30 of the displacement detector 26 is the origin O, and the X axis is set in the horizontal direction in FIG. 1, the Y axis is set in the direction perpendicular to the paper surface, and the Z axis is set in the vertical direction (see FIG. 3). .

【0016】オペレータが操作部12のグリップ14を
握り、図3の矢印100、102のように操作部12を
軸線と直交した任意の方向に平行移動させると、揺動ロ
ッド82、84が傾斜するとともに、伸縮検出器86、
88のスライドロッド90、92が伸長する。そして、
ジョイスティック70、72が揺動ロッド82、84の
傾斜方向と傾斜角とに対応した信号を出力し、伸縮検出
器86、88がスライドロッド90、92の伸長量に対
応した信号を出力する。従って、これらの信号から操作
部12のXY平面内の位置(X座標、Y座標)を求める
ことができる。また、グリップ14を図1の矢印104
のように軸回りに回転させると、案内杆16がグリップ
14と一体に回転し、その回転量が回転台40に設けた
ポテンショメータ56によって検出され、操作部12の
Z軸回りの回転量として出力される。
When the operator grips the grip 14 of the operation unit 12 and translates the operation unit 12 in an arbitrary direction perpendicular to the axis as indicated by arrows 100 and 102 in FIG. 3, the swing rods 82 and 84 are inclined. With the expansion / contraction detector 86,
The 88 slide rods 90, 92 extend. And
The joysticks 70 and 72 output signals corresponding to the tilt direction and the tilt angle of the swing rods 82 and 84, and the expansion / contraction detectors 86 and 88 output signals corresponding to the extension amounts of the slide rods 90 and 92. Therefore, the position (X coordinate, Y coordinate) of the operation unit 12 in the XY plane can be obtained from these signals. Also, the grip 14 is moved to the arrow 104 in FIG.
, The guide rod 16 rotates integrally with the grip 14, and the amount of rotation is detected by a potentiometer 56 provided on the turntable 40, and is output as the amount of rotation of the operation unit 12 about the Z axis. Is done.

【0017】さらに、図4(A)の矢印106に示した
ように、グリップ14を案内杆16に沿って移動させる
とともに、操作部12を傾斜させると、ジョイスティッ
ク70、72と伸縮検出器86、88および変位検出器
26とから信号が出力され、これらの出力信号により、
検出部30の三次元位置を次の如くして求めることがで
きる。
Further, as shown by an arrow 106 in FIG. 4A, when the grip 14 is moved along the guide rod 16 and the operation unit 12 is tilted, the joysticks 70 and 72, the expansion / contraction detector 86, 88 and the displacement detector 26, and a signal is output.
The three-dimensional position of the detection unit 30 can be obtained as follows.

【0018】図4(A)の状態を線図によって模式的に
に示すと、図4(B)の如くなる。ここに、ロッド部8
0の揺動支点をO、スライドロッド92の先端部をA、
ロッド部78の揺動支点をC、スライドロッド90の先
端部をB、検出部30の位置をPとしている。また、線
分OAの傾斜角をα、線分BCの傾斜角をβとする。こ
のようにした場合、上記したように線分OAおよび線分
BCの傾斜角α、βとその傾斜方向は、ジョイスティッ
ク70、72によって得られる。また、線分OAおよび
線分BCの長さは、伸縮検出器86、88の出力信号に
よって求められる。従って、AとBとの三次元位置がこ
れらから求められ、線分OAと線分ABとのなす角γを
算出することができる。さらに、AP間の長さは、変位
検出器26の出力信号によって求められる。そこで、点
Pの座標の求め方は、一般的に示した図5に沿って説明
すると、次のようになる。
FIG. 4B schematically shows the state of FIG. 4A by a diagram. Here, rod part 8
O is the swing fulcrum of 0, A is the tip of the slide rod 92,
The swing fulcrum of the rod 78 is denoted by C, the tip of the slide rod 90 is denoted by B, and the position of the detector 30 is denoted by P. Further, the inclination angle of the line segment OA is α, and the inclination angle of the line segment BC is β. In this case, the inclination angles α and β of the line segments OA and BC and the inclination directions thereof are obtained by the joysticks 70 and 72 as described above. The lengths of the line segments OA and BC are obtained from output signals of the expansion / contraction detectors 86 and 88. Therefore, the three-dimensional positions of A and B are obtained from these, and the angle γ between the line segment OA and the line segment AB can be calculated. Further, the length between the APs is obtained from the output signal of the displacement detector 26. The method of obtaining the coordinates of the point P will be described below with reference to FIG.

【0019】上記したところから、図5(A)のOAの
長さaとAPの長さb、および線分OAとZ軸とのなす
角θ1 、線分OAと線分APとのなす角θ2 、さらに図
5(B)の線分OPのXY平面に投影した線分OP′が
Y軸となす角θ4 は既知である。まず、線分OPの長さ
rを求めると、
From the above description, the length a of the OA and the length b of the AP, the angle θ1 between the line segment OA and the Z axis, and the angle between the line segment OA and the line segment AP in FIG. .theta.2 and the angle .theta.4 between the line segment OP 'projected on the XY plane of the line segment OP in FIG. 5B and the Y axis are known. First, when the length r of the line segment OP is obtained,

【数1】r2 =a2 +b2 −2abcosθ2## EQU1 ## r2 = a2 + b2-2abcos .theta.2

【数2】r=(a2 +b2 −2abcosθ2 )1/2 である。## EQU2 ## r = (a2 + b2 -2abcos .theta.2) 1/2.

【0020】一方、線分OPと線分OAとのなす角θ3
は、
On the other hand, the angle θ3 formed between the line segment OP and the line segment OA
Is

【数3】(r/sinθ2 )=(b/sinθ3 )## EQU3 ## (r / sin θ2) = (b / sin θ3)

【数4】sinθ3 =(bsinθ2 )/r## EQU4 ## sin θ3 = (b sin θ2) / r

【数5】θ3 =sin-1{(bsinθ2 )/r} となる。## EQU5 ## θ3 = sin-1 {(bsin θ2) / r}.

【0021】そこで、点Pの座標(xP,yP,zP )は、Therefore, the coordinates (xP, yP, zP) of the point P are

【数6】xP =OP′sinθ4 =rsin(θ1 +θ3 )・sinθ4## EQU6 ## xP = OP'sin .theta.4 = rsin (.theta.1 + .theta.3) .sin .theta.4

【数7】yP =rsin(θ1 +θ3 )・cosθ4YP = rsin (θ1 + θ3) · cos θ4

【数8】zP =rcos(θ1 +θ3 ) として求めることができる。また、図4(A)に示した
状態でグリップ14を軸回りに回転させれば、案内杆1
6がグリップ14とともに回転し、ポテンショメータ5
6の出力信号からその回転量をX軸、Y軸、Z軸回りの
回転量に分解することができる。この結果、ジョイステ
ィック70、72と伸縮検出器86、88とポテンショ
メータ56と変位検出器26との出力信号を取り込むこ
とにより、操作部12の6つの自由度の成分を同時に得
ることができ、ティーチングボックス等におけるティー
チング作業などを容易、簡易に行うことができる。
## EQU8 ## It can be obtained as zP = rcos (.theta.1 + .theta.3). Further, if the grip 14 is rotated around the axis in the state shown in FIG.
6 rotates together with the grip 14, and the potentiometer 5
6, the rotation amount can be decomposed into rotation amounts around the X, Y, and Z axes. As a result, by taking in the output signals of the joysticks 70, 72, the expansion / contraction detectors 86, 88, the potentiometer 56, and the displacement detector 26, the components of the operation unit 12 having six degrees of freedom can be obtained at the same time. Teaching work or the like can be performed easily and easily.

【0022】そして、実施例においては、操作部12の
傾きをジョイスティック70、72によって検出すると
ともに、操作部12の回転をポテンショメータ56によ
って検出しているため、各自由度に対応した成分の分離
性が良好となり、正確な制御を実現することができる。
しかも、操作部12を一対のジョイスティック70、7
2の間に配置したことにより、操作部12を実際に動か
すことができる範囲(操作量)を大きくすることができ
るとともに、グリップ14の位置を原点としてグリップ
14を実際に上下方向に移動させたり、軸回りに回転さ
せることができるため、オペレータに現実的な操作感覚
を与えることが可能であり、操作レバー装置10の操作
性が向上してオペレータの戸惑いなどを軽減でき、入力
操作の能率を高めることができ、微妙な操作も可能とな
って制御精度を向上できる。また、実施例においては、
6つの自由度を同時に得られるため、切り換えスイッチ
などの省略が可能で、簡素な構造とすることができる。
In the embodiment, since the inclination of the operation unit 12 is detected by the joysticks 70 and 72 and the rotation of the operation unit 12 is detected by the potentiometer 56, the separation of components corresponding to each degree of freedom is achieved. Is good, and accurate control can be realized.
Moreover, the operation unit 12 is connected to the pair of joysticks 70 and 7.
2, the range (operation amount) in which the operation unit 12 can be actually moved can be increased, and the grip 14 can be actually moved in the vertical direction with the position of the grip 14 as the origin. , It is possible to give the operator a realistic operation feeling, the operability of the operation lever device 10 can be improved, the operator's embarrassment can be reduced, and the efficiency of the input operation can be reduced. The control accuracy can be improved by enabling a delicate operation. In the embodiment,
Since six degrees of freedom can be obtained at the same time, a changeover switch or the like can be omitted, and a simple structure can be achieved.

【0023】図6、図7は、操作レバー装置の第2実施
例の正面図と分解図である。これらの図において、操作
部12がグリップ14と、このグリップ14を貫通して
いる案内杆16とから構成してあり、案内杆16に軸線
と平行にガイド溝110が設けてある。そして、案内杆
16には、変位検出器26が挿入され、グリップ14に
設けたねじ孔112から挿入したねじ114によって、
変位検出器26の検出部30をグリップ14に固定する
ようにしてあって、検出部30がグリップ14と一体に
矢印115のように案内杆16の軸方向に移動できるよ
うになっている。
FIGS. 6 and 7 are a front view and an exploded view of a second embodiment of the operation lever device. In these figures, the operating section 12 is composed of a grip 14 and a guide rod 16 penetrating the grip 14, and the guide rod 16 is provided with a guide groove 110 parallel to the axis. Then, the displacement detector 26 is inserted into the guide rod 16, and a screw 114 inserted from a screw hole 112 provided in the grip 14
The detection unit 30 of the displacement detector 26 is fixed to the grip 14, so that the detection unit 30 can move integrally with the grip 14 in the axial direction of the guide rod 16 as indicated by an arrow 115.

【0024】案内杆16の両端部には、リング118、
118と複数のねじ120とによってキャップ122、
122が取り付けてある。これらのキャップ122は、
接続ピン124、124を備えており、この接続ピン1
24が継手部材126を介してスライドピン128、1
28の一端側に接続してある。そして、スライドピン1
28の他端側は、シース130、130に挿入してあ
る。シース130は、軸線方向に長円孔132を有して
おり、シース130に挿入したスライドピン128の端
部に、シース130に外嵌したコイルばね134の一端
をねじ133によって止めることができるようになって
いる。このコイルばね134の他端は、ねじ135によ
ってシース130に止めてある。また、ねじ135は、
ジョイスティック137、139の揺動ロッド82、8
4とシース130とを連結している。このジョイスティ
ック137、139は、揺動ロッド82、84が軸回り
に回転可能で、その回転量を検出できる三次元ジョイス
ティックとなっている。
At both ends of the guide rod 16, rings 118,
118 and a plurality of screws 120, a cap 122,
122 is attached. These caps 122
Connection pins 124, 124 are provided.
24 are slide pins 128, 1 through a joint member 126.
28 is connected to one end. And slide pin 1
The other end of 28 is inserted into sheaths 130,130. The sheath 130 has an oblong hole 132 in the axial direction. One end of a coil spring 134 externally fitted to the sheath 130 can be fixed to an end of the slide pin 128 inserted into the sheath 130 by a screw 133. It has become. The other end of the coil spring 134 is fixed to the sheath 130 by a screw 135. Also, the screw 135 is
Swing rods 82, 8 of joysticks 137, 139
4 and the sheath 130 are connected. The joysticks 137 and 139 are three-dimensional joysticks in which the swinging rods 82 and 84 can rotate around their axes and can detect the amount of rotation.

【0025】すなわち、ジョイスティック137、13
9は、通常の三次元ジョイスティックと同様に構成して
あり、ジョイスティック137を例にして図8に示した
ように、揺動ロッド82の基端部150が球状に形成し
てあって、取付台74に固定した受部152とともに球
関節を構成している。また、基端部150には、矢印1
54のように軸回りに回転する揺動ロッド82の回転量
を検出するZ軸ポテンショメータ156の検出ピン15
8が接続してある。さらに、Z軸ポテンショメータ15
6には、円弧状のアーム160が取り付けてあり、この
アーム160の先端に、矢印161のように揺動ロッド
82の紙面に直交した方向の傾斜を検出するX軸ポテン
ショメータ162の検出ピン164が接続してある。そ
して、Z軸ポテンショメータ156とX軸ポテンショメ
ータ162とに直交した方向には、揺動ロッド82を矢
印166のように傾斜させたことを検出するY軸ポテン
ショメータ(図示せず)が設けてある。
That is, the joysticks 137 and 13
Reference numeral 9 designates a configuration similar to that of a normal three-dimensional joystick. As shown in FIG. 8 using the joystick 137 as an example, the base end 150 of the swing rod 82 is formed in a spherical shape. Together with the receiving part 152 fixed to 74, a ball joint is formed. In addition, arrow 1
The detection pin 15 of the Z-axis potentiometer 156 for detecting the rotation amount of the swing rod 82 that rotates around the axis as indicated by 54
8 is connected. Further, the Z-axis potentiometer 15
6, an arc-shaped arm 160 is attached. At the tip of the arm 160, a detection pin 164 of an X-axis potentiometer 162 for detecting the inclination of the swing rod 82 in a direction perpendicular to the paper surface as indicated by an arrow 161 is provided. Connected. A Y-axis potentiometer (not shown) is provided in a direction orthogonal to the Z-axis potentiometer 156 and the X-axis potentiometer 162 to detect that the swing rod 82 is tilted as indicated by an arrow 166.

【0026】この第2実施例においても、前記実施例と
同様の操作をすることができる。すなわち、図9(A)
に示したように、グリップ14を矢印140のように上
方に移動させるとともに、操作部12に矢印142のよ
うな力を作用させ、操作部12を左方向に平行移動させ
たり、図8(B)、(C)のように操作部12を任意の
方向に傾けたりすることができる。なお、スライドピン
128のスライド量(伸長量)は、図示しないポテンシ
ョメータやスリーブセンサ等によって検出される。これ
により、前記実施例の場合と同様に操作部12の6自由
度の情報を容易に得ることができ、前記実施例と同様の
効果が得られる。しかも、三次元ジョイスティック13
7、139を用いたことにより、操作部12の構造を簡
素にすることができる。
In the second embodiment, the same operation as in the above embodiment can be performed. That is, FIG.
As shown in FIG. 8, the grip 14 is moved upward as indicated by an arrow 140, and a force as indicated by an arrow 142 is applied to the operation unit 12 to move the operation unit 12 parallel to the left. The operation unit 12 can be tilted in any direction as shown in FIGS. The slide amount (extension amount) of the slide pin 128 is detected by a not-shown potentiometer, a sleeve sensor, or the like. As a result, information of six degrees of freedom of the operation unit 12 can be easily obtained as in the case of the above-described embodiment, and the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained. Moreover, the three-dimensional joystick 13
The use of 7, 139 allows the structure of the operation unit 12 to be simplified.

【0027】なお、前記実施例においては、産業ロボッ
トのティーチングに用いる場合について説明したが、コ
ンピュータ支援設計装置(CAD)の入力用や、多軸制
御を必要とするパワーショベル、クレーン、ロボットな
どの遠隔制御装置またはゲーム機の操作レバー等として
使用してもよい。
In the above-described embodiment, the case where the present invention is used for teaching of an industrial robot has been described. However, the present invention is applied to input of a computer-aided design device (CAD) and power shovels, cranes, robots, etc. which require multi-axis control. It may be used as a remote control device or an operation lever of a game machine.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、一対のロッド間に屈曲可能に接続した操作部のグリ
ップグリップが軸方向に移動可能であって、操作部を接
続したロッドが任意の方向に傾斜が可能となっているた
め、いわゆるプラス側への操作やマイナス側への操作
等、オペレータがイメージしたとおりの操作をすること
ができ、操作性が向上する。
As described above, according to the present invention, the grip grip of the operating portion, which can be bent between a pair of rods, can move in the axial direction, and the rod to which the operating portion is connected can be moved. Since it is possible to tilt in any direction, it is possible to perform an operation as imagined by the operator, such as a so-called plus operation or a minus operation, and the operability is improved.

【0029】また、操作部をロッドに対してに回転可能
に構成したことにより、操作部を任意の方向に傾斜させ
て操作部を回転し、この回転を検出して直交した3つの
軸の回りの回転に分解することにより、6つの自由度に
対応した成分を容易に得られる。
Also, the operation unit is configured to be rotatable with respect to the rod, so that the operation unit is tilted in an arbitrary direction to rotate the operation unit. , The components corresponding to the six degrees of freedom can be easily obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例に係る操作レバー装置の正
面図である。
FIG. 1 is a front view of an operation lever device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例の分解図である。FIG. 2 is an exploded view of the first embodiment.

【図3】実施例の作用を説明する図であって、操作部を
軸線と直交した方向に操作した状態を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of the embodiment, and is a diagram illustrating a state in which an operation unit is operated in a direction orthogonal to an axis.

【図4】実施例の作用を説明する図であって、操作部を
傾斜させた状態を示す図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the embodiment, and is a diagram showing a state where the operation unit is inclined.

【図5】実施例のグリップの位置の求め方の説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a method of obtaining a grip position according to the embodiment.

【図6】第2実施例の正面図である。FIG. 6 is a front view of the second embodiment.

【図7】第2実施例の分解図である。FIG. 7 is an exploded view of the second embodiment.

【図8】第2実施例に用いた三次元ジョイスティックの
説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a three-dimensional joystick used in the second embodiment.

【図9】第2実施例の作用を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating the operation of the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 操作レバー装置 12 操作部 14 グリップ 16 案内杆 26 変位検出器 38、40 回転台 56 回転角検出器(ポテンショメータ) 70、72 傾斜検出器(ジョイスティック) 78、80 ロッド部 86、88 伸縮部(伸縮検出器) 90、92 スライドロッド 94、96、126 継手部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Operation lever apparatus 12 Operation part 14 Grip 16 Guide rod 26 Displacement detector 38, 40 Turntable 56 Rotation angle detector (potentiometer) 70, 72 Tilt detector (joystick) 78, 80 Rod part 86, 88 Detector) 90, 92 Slide rod 94, 96, 126 Joint member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05G 1/00 - 25/02 B25J 13/02 G05D 3/12 G06F 3/033 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G05G 1/00-25/02 B25J 13/02 G05D 3/12 G06F 3/033

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 それぞれが固定部に対して任意の方向に
傾斜可能に接続され、先端部を対向させて配置した一対
のロッドと、前記固定部に設けられて前記各ロッドの傾
斜方向と傾斜角度とを検出する傾斜検出部と、前記各ロ
ッドに軸方向に相対移動可能に設けたスライドロッド
と、このスライドロッドの先端部に屈曲可能に接続した
操作部と、この操作部または前記各ロッドを軸回りに回
転可能に支持する回転機構部と、前記操作部または前記
ロッドの軸回りの回転量を検出する回転角検出器とを備
えるとともに、 前記操作部は、軸方向に移動可能なグリップと、このグ
リップを貫通して前記一対のロッドに接続され、前記グ
リップを軸方向に案内する中空の杆と、この杆の内部に
配設され、前記グリップと一体に移動してグリップの軸
方向移動量を検出する変位検出器と、この変位検出器の
両側に配置され、変位検出器を介して前記グリップを所
定の位置に戻すばねとを有していることを特徴とする操
作レバー装置。
1. A pair of rods, each of which is connected to a fixed portion so as to be tiltable in an arbitrary direction, and has a distal end portion arranged to face each other, and a pair of rods provided on the fixed portion and tilted by the respective rods.
An inclination detector for detecting an inclination direction and an inclination angle;
Slide rod mounted on the slide so that it can move relatively in the axial direction.
And an operating part connected to the tip of the slide rod so as to be bendable, and turning the operating part or each of the rods around an axis.
A rotation mechanism that rotatably supports the operation unit or the rotation unit;
A rotation angle detector that detects an amount of rotation of the rod around the axis , wherein the operation unit is connected to the pair of rods through a grip that can move in the axial direction, and the grip is connected to the pair of rods. A hollow rod for guiding in the axial direction, a displacement detector disposed inside the rod and moving integrally with the grip to detect an axial movement amount of the grip; and a displacement detector disposed on both sides of the displacement detector. And a spring for returning the grip to a predetermined position via a displacement detector.
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