JP3406259B2

JP3406259B2 - ジョイスティック型コントローラ

Info

Publication number: JP3406259B2
Application number: JP32105399A
Authority: JP
Inventors: 基芳藤原; 峰知増田; 康晴田畑
Original assignee: Mie Prefecture
Current assignee: Mie Prefecture
Priority date: 1999-11-11
Filing date: 1999-11-11
Publication date: 2003-05-12
Anticipated expiration: 2019-11-11
Also published as: JP2001138276A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、互いに独立して制御され得る複
数の作動系の制御に用いられる多制御型コントローラに
係り、特にコンピュータシステムの入力デバイスや、産
業用などのロボットの制御装置或いは各種福祉機器にお
ける操作装置などに好適に用いられる多制御型コントロ
ーラに関するものである。

【０００２】

【背景技術】従来から、産業用ロボットの操作装置やコ
ンピュータシステムの入力装置等のように、複数の独立
した作動系をコントロールするための多制御型コントロ
ーラの一種として、例えば特開平７−２８１７７９号公
報に記載されている如きジョイスティック型コントロー
ラが知られている。かかる従来のコントローラは、制御
対象となる作動系を切り換えるスイッチを備えており、
このスイッチにより制御対象となる作動系を選択した上
で、ジョイスティックを傾動操作することにより、選択
した一つの作動系に対して、傾動方向に対応した方向の
作動信号を出力するようになっている。

【０００３】しかしながら、このようなコントローラ
は、制御対象となる作動系の数が一つや二つの少ない場
合においては有効であるものの、制御対象となる作動系
の数が多くなると、機械式の切換スイッチを多数設ける
必要があるために、構造が極めて複雑になると共に、そ
の制御系、ひいては操作系も複雑になるという問題があ
った。また、かかるコントローラにおいては制御対象と
なる作動系の数に応じた数だけのスイッチを設ける必要
があることから、制御対象となる作動系の数を考慮して
装置毎に設計する必要があり、複数の異なる装置への汎
用性が乏しいという問題もあった。

【０００４】なお、このような問題に対処するために、
例えば特開平７−２８１７７９号公報に記載の如き構造
のジョイスティック型コントローラを複数本用いたり、
或いは制御対象となる作動系を選択する切換スイッチを
ジョイスティックとは別途に設けることも考えられる
が、そのような構成を採用すると操作性の著しい低下が
避けられず、有効な解決策ではなかったのである。

【０００５】また、特開平８−６６８８２号公報や特開
平１０−２１４１２８号公報には、ジョイスティック
を、その中心軸（Ｚ軸）方向に移動可能に、且つ該中心
軸に直交する二つの水平軸（Ｘ軸、Ｙ軸）の回りに揺動
可能に支持せしめると共に、各軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）
回りに回動可能として、Ｘ軸回りとＹ軸回りの各揺動操
作量とＺ軸回りの移動操作量、更にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の
各中心軸回りの回転操作量に対応して、合計６つの独立
した操作信号を出力し得るようにしたコントローラが開
示されている。かかるコントローラによれば、切換スイ
ッチを必要とすることなく、６自由度の作動系からなる
装置において、各作動系を独立的に制御することが出来
るのである。

【０００６】ところが、このような６自由度制御が可能
なジョイスティック型コントローラにおいては、多数の
センサと複雑な作動構造が必要で、その構造が極めて複
雑となるために、製造が難しく制御系も複雑であり、操
作も難しいという問題があった。

【０００７】

【解決課題】ここにおいて、本発明は上述の如き事情を
背景としてなされたものであって、その解決課題とする
ところは、複数の独立した作動系の制御を容易に行うこ
とができる簡単な構造の多制御型コントローラを提供す
ることにある。

【０００８】

【解決手段】以下、このような課題を解決するために為
された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各
態様は、可能な限り任意の組み合わせで採用することが
できる。また、本発明の態様及び技術的特徴は、以下に
記載のものに限定されることなく、明細書全体及び図面
に記載され、或いはそれらの記載から当業者が把握する
ことの出来る発明思想に基づいて認識されるものである
ことが理解されるべきである。

【０００９】先ず、本発明の第一の態様は、操作部分を
複数の操作領域に分割せしめて、何れの操作領域に操作
力が及ぼされたかを検出する操作位置検出手段を設ける
と共に、該操作領域に及ぼされた操作物理量を検出する
操作物理量検出手段を設けて、かかる操作部分に対する
操作位置および操作物理量に応じて、各別の作動系への
制御信号を出力せしめるようにした多制御型コントロー
ラを、特徴とする。

【００１０】このような本態様に従う構造とされた多制
御型コントローラにおいては、例えば、操作部分を操作
した位置に応じて、それぞれ各別の作動系に対する制御
信号を得ることが出来ると共に、及ぼされる物理量に応
じて、各作動系の制御信号の大きさを得ることが出来
る。従って、かかる多制御型コントローラにおいては特
別な機械式スイッチ手段を用いることなく、簡単な構造
によって複数の作動系をコントロールする事が出来るの
である。

【００１１】なお、前記本態様において操作部分を複数
の操作領域に分割するに際しては、その分割形態は何ら
限定されるものではなく、操作部分の表面の全体を分割
する事によって複数の操作領域を形成する他、操作部分
の外表面の一部を分割して複数の操作領域を形成するよ
うにしてもよい。また、操作位置検出手段は操作領域に
おいて操作力が及ぼされた位置を直接検出する接触式セ
ンサ等の他、操作力の及ぼされた位置を間接的に演算等
によって求めるものであってもよい。そこにおいて、操
作力が及ぼされた位置を直接的に検出するものとして
は、例えばタッチパネル等があり、間接的に検出するも
のとしては、例えば、力覚センサを利用したもの等があ
る。また、操作物理量とは、外部から加えられる力の大
きさの他、ストローク量等の仕事量であっても良い。更
にまた、操作物理量検出手段としては検出すべき操作物
理量に応じて、圧力センサ、応力センサ、距離センサ等
が適宜に用いられる。また、作動系とは、互いに独立的
に作動が制御される対象であり、一般に、各別にそれぞ
れが独立的に制御可能なアクチュエータを有する動作系
によって構成される。

【００１２】また、本発明の第二の態様は、前記第一の
態様に従う構造とされた多制御型コントローラにおい
て、前記操作物理量検出手段によって、前記操作領域に
及ぼされる操作力の大きさを検出することを、特徴とす
る。本態様に従う構造とされた多制御型コントローラに
おいては、操作力の大きさに応じて作動系を制御するこ
とによって、操作する者の主観的な操作の容易性が有利
に実現される。即ち、力の加減は、例えば、速度を制御
する場合にも、力やトルクを制御する場合にも、操作力
によって制御対象を作動制御することは、人間の感覚的
に合うのであり、それによって操作性が向上され得る。

【００１３】本発明の第三の態様は、前記第一又は第二
の態様に従う構造とされた多制御型コントローラにおい
て、前記操作領域に及ぼされる操作力の入力方向を検出
する操作方向検出手段を設けて、該操作力の入力方向に
応じて、前記操作位置および前記操作物理量とは異なる
作動系への制御信号を出力せしめるようにしたことを、
特徴とする。本態様に従う構造とされた多制御型コント
ローラにおいては、操作力を加える領域の選択と、操作
領域に及ぼされる操作物理量に加えて、操作力を加える
方向によっても独立的な制御信号を出力せしめることが
出来る。従って、より多くの独立した作動系を有利に制
御することが可能となる。なお、操作方向検出手段は、
コントローラの構造に応じて、加えられる力の方向を検
出するセンサや、力が加えられることによって動かされ
る部材が実際に動く方向等を、直接的にまたは間接的に
検出するものが適宜に採用され得る。また、操作位置お
よび操作物理量とは異なる作動系とは、操作位置および
操作物理量から独立して制御可能な作動系をいう。

【００１４】また、本発明の第四の態様は前記第一乃至
第三の何れかの態様に従う構造とされた多制御型コント
ローラにおいて、前記操作部分を、軸方向一方の端部に
おいて立設されたロッド状のジョイスティックで構成す
ると共に、該ジョイスティックの外表面上に前記複数の
操作領域を形成したことを、特徴とする。本態様に従う
構造とされた多制御型コントローラにおいては、ジョイ
スティックを手指で把持等して操作するに際して、その
把持等する位置に応じて異なる作動系を制御することが
出来る。

【００１５】また、本発明の第五の態様は前記第四の態
様に係る多制御型コントローラにおいて、前記ジョイス
ティックの下端部に力覚センサを装着し、該力覚センサ
によって該ジョイスティックに及ぼされる前記操作力の
作用位置と前記操作物理量を検出するようにしたこと
を、特徴とする。本態様に従う構造とされた多制御型コ
ントローラにおいては、一つの力覚センサによって、ジ
ョイスティックに及ぼされる操作力の作用位置と操作物
理量の両方を検出することが出来るのであり、それ故、
装置の構造がより簡単とされて、コンパクト化も達成さ
れる。

【００１６】また、本発明の第六の態様は前記第四の態
様に係る多制御型コントローラにおいて、前記操作位置
検出手段を、前記ジョイスティックの外表面に配設され
て操作位置を直接に検出する接触センサによって構成す
る一方、該ジョイスティックを中立位置に復帰させる弾
性復元手段を設けて、前記操作物理量検出手段を、該ジ
ョイスティックの傾斜乃至は移動の量を検出するセンサ
によって構成し、更に、前記操作方向検出手段を、該ジ
ョイスティックの傾斜乃至は移動の方向を検出するセン
サによって構成したことを、特徴とする。このような本
態様に従う構造とされた多制御型コントローラにおいて
は、揺動角度等に応じた大きさの制御信号を出力する簡
単な構造のジョイスティック型コントローラに対して、
接触センサを付加するだけで、容易に実施することが出
来るのであり、製造コスト的にも優れている。なお、接
触センサとしては、例えば、加圧導電ゴム、超音波触覚
センサ、音響共鳴型テンソルセル、テレメトリックスキ
ン等が用いられる。また、ジョイスティックを中立位置
に復帰させる弾性復元手段としては、コイルスプリング
やゴム弾性体等が用いられ得る。

【００１７】また、本発明の第七の態様は、前記第一乃
至第六の何れかの態様に従う構造とされた多制御型コン
トローラにおいて、制御対象物における直交３軸方向の
移動とそれら各軸回りの回転を制御対象とするものであ
って、前記操作部分に対する操作力の作用位置に基づい
て、直交３軸に沿った移動作動と直交３軸の回りの回転
作動の何れかを選択せしめると共に、前記操作領域に及
ぼされる操作物理量の大きさに基づいて、前記制御対象
物における移動乃至は回転の作動速度を調節せしめる一
方、前記操作部分に対する操作力の入力方向に基づい
て、該制御対象物における移動方向軸乃至は回転中心軸
を選択せしめるようにしたことを、特徴とする。このよ
うな本態様に従う構造とされた多制御型コントローラに
おいては、機械的な切換スイッチを用いることなく、制
御対象となる作動系を変更することが出来る。また、感
覚的に制御対象物の移動乃至は回転速度を調節でき、そ
の方向も操作力の入力方向に基づいて選択できる。従っ
て、このような本態様に従えば、Ｘ、Ｙ、Ｚ直交する３
軸方向とそれらの軸周りの回転方向という６自由度系の
コントローラが極めて有利に実現されるのである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従う構造とされた
多軸多制御型コントローラの一実施形態について説明す
る。

【００１９】まず、図１には本発明の第一の実施形態と
しての８自由度系ロボット制御用のジョイスティック型
コントローラ１０が示されている。かかるコントローラ
１０は操作部分としての円形ロッド形状のスティック１
２を有していると共に、該スティック１２の軸方向下端
部には、径方向外部に向かってフランジ状に広がる取付
板１４が一体形成されている。そして、この取付板１４
が力覚センサ１６の荷重入力面にボルト１８等によって
固着されている。なお、スティック１２および取付板１
４は、例えば合成樹脂や金属など充分な剛性を有する材
料によって形成されている。

【００２０】また、本実施形態においては、力覚センサ
１６として、互いに直交する３軸Ｘ、Ｙ、Ｚの方向の力
とそれら各軸回りのモーメントを計測する６軸力覚セン
サが用いられている。なお、６軸力覚センサ１６は、従
来から公知のものが何れも採用可能であり、６軸力覚セ
ンサの具体的な構造及びその検出回路系の詳細を明らか
にすることは、本発明の目的とするところではないの
で、ここでは割愛するが、例えば、かかる６軸力覚セン
サとしては特開平５−１４９８１１号公報に記載のもの
や、「永田、津村、小俣；”指先力覚センサの開発と接
触点検出誤差評価”、日本ロボット学会誌 vol.14,no.
8,pp.1221-1228,1996. 」、「D.Brock andS.Chiu;"Envi
ronment Perception of an Articulated Robot Hand Us
ing Contact Sensors," ASME Publication PED vol.15,
Robotics and Manufacturing Automation,pp.89-96,198
5.」、「C.Fantuzzi et al.;"A Smart Sensory and Act
uation System for the University of BOLOGNA Roboti
c Hand:Latest Developmentsand Implementations," Pr
oc.of Int.Symp.on Measurement and Control in Robot
ics,pp.515-522,1992. 」、「金子、西原；”組み合わ
せ理論に基づく６軸力覚センサの設計に関する基礎的研
究”、日本ロボット学会誌 vol.11, no.8,pp.1261-127
1,1993. 」に明示されているもの等が、何れも有利に採
用され得る。また、一般的な６軸力覚センサを用いて接
触点を検出する方法としては、「北垣・末広・小笠原；
擬似接触点位置を利用した押印作業、機械学会ロボティ
クス・メカトロニクス講演会 '96,A(1996),203-204」、
「Tsujimura ,T.andYabuta,T.;Object detection by ta
ctile sensing method employing force/torque inform
ation,IEEE Trans.RA,5-4(1989),444-450 」に明示され
ているもの等が、何れも有利に採用され得る。

【００２１】要するに、このような力覚センサ１６は、
操作力によって生ぜしめられる力とモーメントを求め
て、スティック１２の外形形状を考慮して連立方程式を
解くことにより、目的とする操作力の作用点と大きさを
求めるものである。そして、かかる力覚センサ１６にお
いて、スティック１２上の任意の点：Ｐに操作力：Ｆを
加えることによって、その操作力：Ｆが加えられた点：
Ｐ（図１では、２０）を特定することが出来ると共に、
加えられた操作力：Ｆの大きさも検出することが出来
る。

【００２２】さらに、本実施形態においては、スティッ
ク１２の外周面が軸方向において第一乃至第三の領域２
２，２４，２６に略等分割されており、例えば、色分け
や線区画等されることによって３つの領域２２，２４，
２６が視覚的に区分されるようになっている。そして、
６軸力覚センサ１６により、第一の領域２２と第二の領
域２４と第三の領域２６の何れの領域に操作力：Ｆを加
えたかによって、互いに異なる信号が出力されるように
なっており、かかる信号が第一の作動系の制御信号とし
て出力されるようになっている。

【００２３】また、６軸力覚センサ１６では、その力の
大きさに応じた信号が出力されるようになっており、か
かる信号が第二の作動系の制御信号として出力されるよ
うになっている。更にまた、６軸力覚センサ１６では、
スティック１２に加えられた力：Ｆの方向も検出されて
出力されるようになっており、その力の方向に応じて、
第三の作動系の制御信号が出力されるようになってい
る。特に、本実施形態ではスティック１２に加えられた
力：Ｆの方向が、スティック１２の中心軸方向と、軸直
角方向で互いに直交する二方向との、合計直交３軸方向
で検出されるようになっている。

【００２４】要するに、本実施形態におけるコントロー
ラ１０においては、力覚センサ１６によって得られる操
作力：Ｆの検出信号によって、即ち、スティック１２上
における操作力：Ｆの作用点と方向および操作力の大き
さによって、それぞれ互いに独立した作動系に対する出
力信号を独立的に出力し得るようになっているのであ
る。また、このことから明らかなように本実施形態で
は、力覚センサ１６によって操作位置検出手段と操作物
理量検出手段が構成されている。

【００２５】このようなジョイスティック型コントロー
ラ１０を用いて、例えば、８自由度系のロボットを操作
する態様としては、以下のものが考えられる。

【００２６】なお、かかる操作対象としてのロボット
は、先端にグリッパを備えたアーム構造を有しており、
そのグリッパの位置と開閉が制御可能とされたものとす
る。要するに、このロボットのグリッパは、互いに直交
する３軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向に変位作動さ
れると共に、それらＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各中心軸回りに
も回転作動せしめられるようになっており、更にグリッ
パが開閉作動せしめるようになっている。また、操作を
容易とするために、本実施形態では、ロボットにおける
Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の方向が、コントローラ１０におい
て、スティック１２の軸直角方向で直交するＸ軸および
Ｙ軸と、スティック１２の中心軸方向に延びるＺ軸にそ
れぞれ対応するように設定されている。

【００２７】そして、このようなロボットの制御用操作
部材として、上述の如きコントローラ１０を用いるに際
しては、先ず、スティック１２に対して操作力：Ｆを及
ぼす位置に応じて出力される第一の作動系の制御信号に
よって、ロボットにおける操作対象が変更されるように
する。即ち、例えば、スティック１２の第一の領域２２
に操作力：Ｆが作用せしめられた場合には、グリッパを
ＸＹ平面上（水平面上）で動かすように操作対象を切り
換え、第二の領域２４に操作力が作用せしめられた場合
にはグリッパをＸ軸およびＹ軸の各軸回りに回転作動せ
しめるように操作対象を切り換え、更に、第三の領域２
６に操作力が作用せしめられた場合には、グリッパの開
閉作動を行わしめるように操作対象を切り換える。

【００２８】また、スティック１２に対する操作力：Ｆ
の作用方向に応じて、ロボットにおける各操作対象の作
動方向を制御する。即ち、スティック１２の第一の領域
２２に対する操作力：Ｆを、スティック１２のＸ軸方向
に及ぼした場合には、グリッパをロボットのＸ軸方向に
動かすと共に、スティック１２のＹ軸方向に及ぼした場
合には、グリッパをロボットのＹ軸方向に動かす。ま
た、スティック１２の第二の領域２４に対する操作力：
Ｆを、スティック１２のＸ軸方向に及ぼした場合には、
グリッパをロボットのＹ軸回りに回転させると共に、ス
ティック１２のＹ軸方向に及ぼした場合には、グリッパ
をロボットのＸ軸回りに回転させる。更に、スティック
１２の第三の領域２６に対する操作力：Ｆをスティック
１２のＸ軸方向に及ぼした場合には、グリッパを開作動
させると共に、スティック１２のＹ軸方向に及ぼした場
合には、グリッパを閉作動させる。

【００２９】更にまた、スティック１２におけるそれぞ
れの領域２２，２４，２６に作用せしめられた操作力：
Ｆの大きさが、それぞれの領域２２，２４，２６で特定
された所定の操作対象を動かすスピードとして制御信号
が調節され、弱い操作力：Ｆが作用せしめられた場合に
は、操作対象を動かすスピードが遅く、強い操作力：Ｆ
が作用せしめられた場合には、操作対象を動かすスピー
ドが速くなるようにする。

【００３０】また、上記の動作と同時に、ロボットのグ
リッパを、Ｚ軸方向に作動させることが出来る。即ち、
スティック１２に対して、Ｚ軸方向に押し込むまたは引
っ張るという操作力：Ｆを作用せしめた場合には、グリ
ッパのＺ軸方向での作動が行われる。また、スティック
１２に対して、Ｚ軸回りの回転力：Ｆを作用せしめた場
合には、グリップのＺ軸回りでの回転作動が行われる。
このとき、スティック１２に対して作用せしめられた操
作力：Ｆの大きさが操作対象を動かす速さとして表され
るのは、上述の場合と同じである。

【００３１】従って、このような構造とされたコントロ
ーラ１０を用いれば、８自由度系のロボットの操作を一
つのコントローラ１０によって、機械的なスイッチなど
の切換操作を必要とすることなく、容易に行うことが出
来る。また、その構造も、センサとしては、一つの６軸
力覚センサだけを用いれば良いことから、極めて簡単と
なる。

【００３２】次に、図２には本発明の第二の実施形態と
してのコントローラ２８が記載されている。なお、以下
の実施形態では、前記第一の実施形態と同様な構造とさ
れた部材および部位について同一の符号を付すことによ
り、それらの詳細な説明を省略する。

【００３３】本実施形態のコントローラ２８において
は、スティック３０の外周面に対して、その全表面を覆
うようにして、接触部位検出用のセンサフィルム３２が
外挿され、貼着されている。このセンサフィルム３２
は、例えば、加圧導電ゴム等によって構成されており、
接触センサを形成している。また、スティック３０の下
部には、図面上に明示はされていないが、揺動角度検出
用のセンサと必要に応じて揺動方向検出用のセンサが設
けられている。

【００３４】要するに、本実施形態のコントローラ２８
は、公知のジョイスティックに対して、その操作部分に
センサフィルム３２を巻きつけたものであり、このセン
サフィルム３２は、手指が接触した部位を直接的に検出
するセンサ機能を有している。また、前記第一の実施形
態と同じように、スティック３０の外周面（センサフィ
ルム３２の外周面）の領域が、軸方向で複数に仕切られ
ており、何れの領域２２，２４，２６において操作力：
Ｆが加えられたか、即ち手指が接触せしめられたかを検
出し、制御信号として出力するようになっている。

【００３５】このような構造とされた本実施形態のコン
トローラ２８においても、前記第一の実施形態における
コントローラ１０と同様に、例えば、前述の如きロボッ
トの制御装置として、用いることが出来るのであり、そ
れによって、第一の実施形態のコントローラ１０と略同
様の効果を得ることが出来るのである。なお、従来から
公知のジョイスティックを利用した場合には、６自由度
系のロボットの操作となるが、必要に応じてスティック
３０に加えられる操作力：Ｆの検出用センサを追加した
り、スティック３０の操作領域２２，２４，２６を更に
多区分すること等によって、より高次の自由度系を有す
るロボットの操作用に対応することが可能である。

【００３６】更に、図３には本発明の第三の実施形態と
してのコントローラ３４が記載されている。

【００３７】本実施形態においてコントローラ３４は、
操作部分であるセンサ３６の表面部分に複数部分（本実
施形態では、１４）に区分された操作領域３８を備えた
構造とされている。かかる操作領域３８は、平面形状の
操作パネル面を有しており、例えば、歪みゲージや市販
の圧力分布測定センサ等を利用して形成されており、何
れの区分領域に操作力：Ｆが及ぼされたかを表す制御信
号と及ぼされた操作力：Ｆの大きさを表す制御信号を出
力するようになっている。このような操作領域３８に
は、例えば、図４に示されているように、各区分領域３
８ａ〜ｎに対して、前記第一の実施形態に示されたロボ
ットの作動態様を関連付けることにより、多自由度系の
ロボットの操作を行うことが出来るのである。そして、
何れかの区分領域３８ａ〜ｎに操作力を及ぼすことによ
り、制御対象物作動系を特定すると共に、操作力の強弱
により、感覚的に制御対象物の作動速度等を調節するこ
とが出来るのである。

【００３８】以上、本発明の実施形態について説明した
が、これらは何れも例示であり、本発明は、これらの実
施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に
解釈されるものではない。

【００３９】例えば、コントローラにおける操作部分の
具体的な形状は、何等、限定されるものではない。具体
的には、前記実際形態に示されたロッド形状のものや平
面形状のものの他、例えば、球面形状や半球面形状、多
角形断面のロッド形状等、各種の形状のものが採用され
る。

【００４０】また、操作部分における操作領域の分割形
態についても限定されるものではなく、例えば、ロッド
形状のものであれば、前記実施形態では軸方向で複数に
分割されていたが周方向で分割してもよい。更に、操作
領域を分割する数も、制御対象に応じて適宜に変更され
る。

【００４１】また、本発明に係るコントローラは、前記
実施形態の如き８自由度系のロボットの制御装置の他、
７自由度以下或いは９自由度以上の多自由度系のロボッ
トにも適用可能であることは勿論、その他、各種の電気
的なコントローラとして、広い範囲にわたって採用され
得る。具体例としては、福祉機器があり、一本のレバー
で極めて多数の作動系を制御できることから車椅子、介
護ベッド等に、特に有効に採用され得る。また、クレー
ン等の多数の制御対象を有する重機等にも適用可能であ
る。

【００４２】その他、一々列挙しないが、本発明は、当
業者の知識に基づいて，種々なる変更、修正、改良等を
加えた態様において実施され得るものであり、また、そ
のような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、
何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、
言うまでもない。

【００４３】

【発明の効果】上述の説明から明らかなように、本発明
に従う構造とされた多制御型コントローラにおいては、
操作部分を操作する位置と操作物理量によってそれぞれ
各別の作動系に対する制御をすることが可能であり、特
別な機械式スイッチ手段を用いることなく、複数の作動
系をコントロールする事が出来るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態としてのジョイスティ
ック型コントローラを示す斜視図である。

【図２】本発明の第二の実施形態としてのジョイスティ
ック型コントローラを示す斜視図である。

【図３】本発明の第三の実施形態としてのボックス型コ
ントローラを示す斜視図である。

【図４】図３に示されたコントローラにおける操作領域
を示す平面説明図である。

【符号の説明】

１０，２８，３４多制御型コントローラ１２スティック１６力覚センサ２２，２４，２６，３８ａ〜ｎ操作領域

フロントページの続き (56)参考文献特開平１−316188（ＪＰ，Ａ) 特開平９−141460（ＪＰ，Ａ) 特開平５−313731（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−27265（ＪＰ，Ａ) 実開平４−57387（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 13/02 G05G 9/00 G06F 3/033

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】軸方向一方の端部において立設されて、外
部から手指で操作力を及ぼすことにより複数の制御対象
を備えた作動装置に対するコントロール信号を出力する
ロッド状のジョイスティック型コントローラにおいて、前記ジョイスティックの外表面を軸方向で分割すること
により該ジョイスティックの軸方向に複数の操作領域を
形成して、（ａ）それら何れの操作領域に対して操作力が及ぼされ
たかを検出する操作位置検出手段と、（ｂ）該操作領域に及ぼされた操作力の方向を検出する
操作方向検出手段と、（ｃ）該操作領域に及ぼされた操作力の大きさを検出す
る操作力検出手段とを、設けて該操作位置検出手段によって検出される該ジョイスティ
ックの操作位置によって制御対象を特定し、該操作方向検出手段によって検出される該ジョイスティ
ックの操作方向によって該制御対象の作動方向を特定
し、該操作力検出手段によって検出される該ジョイスティッ
クの操作力の大きさによって該制御対象の作動速度また
は作動力を特定することにより、前記作動装置に対するコントロール信号を出力すること
を特徴とするジョイスティック型コントローラ。
【請求項２】前記ジョイスティックの下端部に力覚セ
ンサを装着し、該力覚センサによって前記操作位置検出
手段と前記操作方向検出手段および前記操作力検出手段
を構成した請求項１に記載のジョイスティック型コント
ローラ。
【請求項３】前記操作位置検出手段を、前記ジョイス
ティックの外表面に配設されて操作位置を直接に検出す
る接触センサによって構成し、前記操作方向検出手段を、該ジョイスティックの傾斜乃
至は移動の方向を検出するセンサによって構成し、前記操作力検出手段を、該ジョイスティックの傾斜乃至
は移動の量を検出するセンサによって構成した請求項１
に記載のジョイスティック型コントローラ。
【請求項４】前記作動装置が、特定の対象物における
直交３軸方向の移動とそれら各軸回りの回転を前記制御
対象とするものであって、前記操作位置検出手段によって検出される前記ジョイス
ティックの操作位置に基づいて、該対象物における直交
３軸に沿った移動作動および並進作動と直交３軸の回り
の回転作動の何れかを前記制御対象として特定し、前記操作方向検出手段によって検出される該ジョイステ
ィックの操作方向に基づいて、該対象物における移動方
向軸乃至は回転中心軸を前記作動方向として特定し、前記操作力検出手段によって検出される該ジョイスティ
ックの操作力の大きさに基づいて、該対象物における作
動速度または作動力を特定するようにした請求項１乃至
３の何れかに記載のジョイスティック型コントローラ。