JP3264398B2 - バイラテラルマスタースレーブ操作方式の操縦装置 - Google Patents
バイラテラルマスタースレーブ操作方式の操縦装置Info
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Description
の運搬、取付作業や工場内の各種搬送作業やグラインダ
等の加工作業に用いる人間操作型の自立移動式マニピュ
レータに用いられるバイラテラルマスタースレーブ操作
方式の操縦装置に関するものである。
図2に示すようになっており、図中1は移動台車、2は
この移動台車1上に旋回可能に搭載された旋回体であ
り、この旋回体2には第1アーム3及びこの第1アーム
3を回動駆動するための第1アーム駆動シリンダ4が回
動自在に取付けられている。第1アーム3の先端には中
間ブラケット5が回動自在に連結されており、この中間
ブラケット5は第1リンク6にて旋回体2に連結されて
いて、これらにて第1の四節リンク7が構成されてい
る。
8及びこの第2アーム8を回動駆動するための第2アー
ム駆動シリンダ9が回動自在に取付けられている。第2
アーム8の先端には先端ブラケット10が回動自在に連
結されており、この先端ブラケット10は第2リンク1
1にて中間ブラケット5に連結されていて、これらにて
第2の四節リンク12が構成されている。
ラケット10に公知のハンド装置13が装備されてい
る。また上記旋回体2に操縦装置14及びキャビン15
や、エンジン16、油圧ポンプ17等走行及び作業機操
縦に必要な機器が搭載されている。図1にはクローラ式
の移動台車1を示したが、これはタイヤ式であってもよ
い。さらに上記操縦装置14による作業機の操縦は、公
知のバイラテラルマスタスレーブ操作方式を用いる。
ダ4を伸縮動作することにより、第1アーム3が回動
し、これにより、中間ブラケット5が旋回体2に対して
四節リンク動作される。また、第2アーム駆動シリンダ
9を伸縮動作することにより、第2アーム8が回動し、
先端ブラケット10が上記中間ブラケット5に対して四
節リンク動作される。このとき、上記第2アーム8は中
間ブラケット5を介して第1アーム3にて構成される第
1の四節リンク7を介して四節リンク動作されることに
より、例えば第1の四節リンク7が平行四節リンク構成
であれば平行状態を保って上下動されることになる。
縦装置14には上記したようにバイラテラルマスタース
レーブ操作方式のものが用いられており、操縦装置14
のグリップ14aには各作業機に作用している負荷に比
例した負荷が作用しており、作業者はこの負荷に抗して
グリップ14aを操作するようになっており、かつこの
グリップ14aの操作量に応じた角度にわたって各作動
部材が作動されるようになっている。
すようになっており、以下にその構成を説明する。20
は基台であり、この基台20に架台21が水平方向に回
転自在に支持されている。また基台20には架台21の
回転軸22と平行の回転軸23を有する旋回用モータ2
4が設けてあり、この回転軸23と架台21の回転軸2
2とはギヤ24a,24bが連結されている。架台21
はばね25にて常に中立姿勢になるように付勢されてい
て、これは上記旋回用モータ24の旋回姿勢に対応され
ている。
動姿勢に対応する第1アーム用操作レバー、27は同様
に第2アーム8の回動姿勢に対応する第2アーム用操作
レバーであり、この両操作レバー26,27はピン28
にて回転自在に連結されている。そして上記第1アーム
用操作レバー26の基部は架台21の一方の支持部材2
1aの回転自在に支持されている。29は旋回用ポテン
ショメータである。
アーム用操作レバー26と平行となる第1平行リンク3
0が連結されており、これの先端に第2アーム用操作レ
バー27と平行となる第2平行リンク31が連結されて
いる。そしてこの第2平行リンク31の基部は架台21
の他方の支持部材21aに、上記第1アーム用操作レバ
ー26の基部と同軸状にして支持されている。上記各回
動基部はそれぞれの回動角を検出する第1アーム用ポテ
ンショメータ32、第2アーム用ポテンショメータ33
に連結されている。
れぞれには第1アーム3に作用する負荷に応じた回転力
を出すようにした第1アーム用モータ34と第2アーム
8に作用する負荷に応じた回転力を出すようにした第2
アーム用モータ35が支持されており、第1アーム用モ
ータ34の回転軸と第1アーム用操作レバー26の基部
とがベルト36にて連結されており、同様に第2アーム
用モータ35の回転軸の第2平行リンク31の基部と、
第2アーム用操作レバー27の基部とがベルト37にて
連結されている。
5はそれぞれDCモータあるいはACモータ等であり、
旋回用モータ24には自立移動式マニピュレータの旋回
体2の旋回方向の負荷に応じた旋回力が発生しており、
また同様に第1アーム用モータ34には第1アーム3の
回動方向の負荷に応じた回動力が発生しており、第2ア
ーム用モータ35には第2アーム8の回動方向の負荷に
応じた回動力が発生しており、操縦装置14のグリップ
14aはこれらの力に抗して作動する。そしてこのグリ
ップ14aの作動する第1・第2アーム用の各レバー2
6,27の回動及び架台21の旋回は各ポテンショメー
タ32,33,29にて検出して第1アーム3、第2ア
ーム8及び旋回体2の各作動アクチュエータの制御部に
作動信号を出力し、それぞれが所定の作動をする。
ルマスタースレーブ操作方式の操縦装置にあっては、第
1アーム用モータ34、第2アーム用モータ35がそれ
ぞれ第1アーム用操作レバー26と第2平行リンク31
の回動軸心と直角方向に設けられているため、この第1
・第2のアーム用モータ34,35が運転席の右側にお
いて左右に大き張り出してしまう。このため操縦装置1
4の設置スペースがキャビン15の横方向にかさばって
しまい、超小形としたいキャビン15内に収納できない
という問題があった。
ので、左右方向の大きさを小さくできて、小さなキャビ
ン内でも容易に収納することができるようにしたバイラ
テラルマスタスレーブ式の操縦装置を提供することを目
的とするものである。
に、本発明に係るバイラテラルマスタスレーブ操作方式
の操縦装置は、第1アーム3、第2アーム8等複数のア
ームを有するマニピュレータの各アーム3,8をバイラ
テラルマスタースレーブ操作方式にて操縦するようにし
た操縦装置において、上記第1アーム3に対応する第1
アーム用操作レバー26と、第1アーム用操作レバー2
6の先端に連結され、上記第2アーム8に対応する第2
アーム用操作レバー27と、第1アーム用操作レバー2
6と第2アーム用操作レバー27とで平行四節リンクを
構成する2個の平行リンク30,44と、対向離間する
支持部材41a,41bを有し、一方の支持部材41a
に第1アーム用操作レバー26を、他方の支持部材41
bに平行四節リンクの一方の平行リンクをそれぞれ回動
自在に支持する架台41と、第1アーム用操作レバー2
6に連係してこれに操作反力を発生させるための可動部
42aが第1レバー用操作レバー26の回動方向に向く
ように、かつ第1アーム用操作レバー26の回動方向に
揺動自在に支持された第1アーム用モータ42と、一方
の平行リンク44に連係してこれを介して第2アーム用
操作レバー27に操作反力を発生させるための可動部4
3aが平行リンク44の回動方向に向くように、かつ平
行リンク44の回動方向に揺動自在に支持された第2ア
ーム用モータ43とからなり、上記第1・第2のアーム
用モータ42,43を架台41の両支持部材41a,4
1bの間に配置したことを特徴とするバイラテラルスレ
ーブ操作方式の操縦装置。
るためのモータ42,43が各アーム操作レバー26,
27の回動方向と同一方向に向けられること、及び両モ
ータ42,43が架台41の両支持部材41a,41b
間に配置されることにより、キャビン15内での左右方
向の大きさが小さくなる。またオペレータシート48を
前後に移動したときに、これと共に操作装置が移動して
オペレータとの相対位置が変化しない。
5、図6に基づいて説明する、なお従来の構成と同じも
のは図1から図4に示したものと同一符号を付して説明
を省略する。架台41の両支持部材41a,41bの間
に、第1アーム用モータ42と第2アーム用モータ43
とを、それぞれの軸芯が第1アーム用操作レバー26、
第2平行リンク44の回動方向に向くようにして、かつ
上下方向に揺動自在に支持されている。この各アーム用
モータ42,43の回転軸42a,43aにはねじり角
の大きなリードねじが設けてあり、この各回転軸42
a,43aが、アーム用操作レバー26、第2平行リン
ク44に回転自在に支承されたナット部材45,46に
螺合してある。
出する第1アーム用ポテンショメータ32は第1アーム
用操作レバー26の支軸に直接結合されているが、第2
アーム用操作レバー27の回動角を検出する第2アーム
用ポテンショメータ33は平行リンク機構47を介して
第2平行リンク44の回動支軸に連結されている。
2,43の回転力はそれぞれの回転軸42a,43aに
螺合するナット部材45,46に伝わり、この各ナット
部材45,46の変位によって第1・第2アーム用操作
レバー26,27にマニピュレータ側からの負荷が作用
される。一方グリップ14aにより両アーム用操作レバ
ー26,27を上記負荷に抗して作動すると、このとき
のナット部材45,46の変位により各モータ42,4
3が回転される。
をDC、ACモータ等の回転軸型を用いた例を示した
が、リニヤモータ等のように本体に対して軸が軸方向に
付勢されるようにしたものでもよい。この場合、このモ
ータのスライド軸はラック・ピニオンを介して各アーム
用操作レバーと連結する。
ト48を示すもので、このオペレータシート48は固定
部49に対して前後方向に移動自在に搭載されており、
任意の位置にて固定ピン49aにて固定できるようにな
っている。そして上記操縦装置40はこのオペレータシ
ート48の基枠50に取付けられていて、オペレータシ
ート48と共に前後方向に位置が変えられるようになっ
ている。51は表示装置である。
わせてオペレータシート48をキャビン15内で前後に
移動することができ、しかもこのとき、このオペレータ
シート48と共に操縦装置が移動するので、このとき
に、この操縦装置がオペレータに対して相対的に変わる
ことがなく、操縦感覚を同一にすることができる。
スレーブ操作方式の操縦装置40の左右方向の大きさを
小さくできて、小さなキャビン15内にも容易に収納す
ることができる。またオペレータシート48を前後方向
に移動したときに、これと共に上記操作装置も移動する
ので、常に同一感覚で操縦装置を操作することができ
る。
レータのリンク機構を示す側面図である。
である。
部破断平面図である。
る。
アーム駆動シリンダ、5…中間ブラケット、6…第1リ
ンク、7…第1の四節リンク、8…第2アーム、9…第
2アーム駆動シリンダ、10…先端ブラケット、11…
第2リンク、12…第2の四節リンク、13…ハンド装
置、14,40…操縦装置、14a…グリップ、15…
キャビン、20…基台、21,41…架台、21a,2
1b,41a,41b…支持部材、22…回転軸、24
…旋回用モータ、25…ばね、26…第1アーム用操作
レバー、27…第2アーム用操作レバー、29,32,
33…ポテンショメータ、30…第1平行リンク、3
1,44…第2平行リンク、34,42…第1アーム用
モータ、35,43…第2アーム用モータ、36…ベル
ト、45,46…ナット部材、48…オペレータシー
ト、49…固定部、50…基枠。
Claims (2)
- 【請求項1】 第1アーム(3)、第2アーム(8)等
複数のアームを有するマニピュレータの各アーム(3,
8)をバイラテラルマスタースレーブ操作方式にて操縦
するようにした操縦装置において、上記第1アーム(3)に対応する第1アーム用操作レバ
ー(26)と、 第1アーム用操作レバー(26)の先端に連結され、上
記第2アーム(8)に対応する第2アーム用操作レバー
(27)と、 第1アーム用操作レバー(26)と第2アーム用操作レ
バー(27)とで平行四節リンクを構成する2個の平行
リンク(30,44)と、 対向離間する支持部材(41a,41b)を有し、一方
の支持部材(41a)に第1アーム用操作レバー(2
6)を、他方の支持部材(41b)に平行四節リンクの
一方の平行リンクをそれぞれ回動自在に支持する架台
(41)と、 第1アーム用操作レバー(26)に連係してこれに操作
反力を発生させるための可動部(42a)が第1アーム
用操作レバー(26)の回動方向に向くように、かつ第
1アーム用操作レバー(26)の回動方向に揺動自在に
支持された第1アーム用モータ(42)と、 一方の平行リンク(44)に連係してこれを介して第2
アーム用操作レバー(27)に操作反力を発生させるた
めの可動部(43a)が平行リンク(44)の回動方向
に向くように、かつ平行リンク(44)の回動方向に揺
動自在に支持された第2アーム用モータ(43)とから
なり、 上記第1・第2のアーム用モータ(42,43)を架台
(41)の両支持部材(41a,41b)の間に配置し
た ことを特徴とするバイラテラルスレーブ操作方式の操
縦装置。 - 【請求項2】 キャビン15内のオペレータシート48
の側方に操縦装置40を配置し、オペレータシート48
を前後方向に移動可能にすると共に、このオペレータシ
ート48の基枠50に操縦装置40を取付けたことを特
徴とする請求項1記載のバイラテラルマスタースレーブ
操作方式の操縦装置。
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