JP3413594B2 - 指操作装置およびその指操作装置を用いた腕操作装置 - Google Patents
指操作装置およびその指操作装置を用いた腕操作装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、指屈伸動作を指示
する指操作装置と、その指操作装置を用い、指屈伸動作
と共に腕の各部の動作を指示する腕操作装置とに関する
ものである。
する指操作装置と、その指操作装置を用い、指屈伸動作
と共に腕の各部の動作を指示する腕操作装置とに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ロボット装置による作業の増大に
伴い、そのロボット装置に動作指示を与える操作装置
（例えば指操作装置や、指操作装置を含めた腕操作装
置）が重要視されるようになってきている。
伴い、そのロボット装置に動作指示を与える操作装置
（例えば指操作装置や、指操作装置を含めた腕操作装
置）が重要視されるようになってきている。
【０００３】従来の指操作装置としては、例えば特開平
６−３４６５号公報に記載されたデータグローブとして
の入力装置がある。このデータグローブは、グローブ形
をした入力装置の指の関節部分に導電ゲルを装着し、そ
の導電ゲルの電気抵抗値が指の屈伸状態に応じて変化す
ることを利用して、指の屈伸動作を指示するものであ
る。
６−３４６５号公報に記載されたデータグローブとして
の入力装置がある。このデータグローブは、グローブ形
をした入力装置の指の関節部分に導電ゲルを装着し、そ
の導電ゲルの電気抵抗値が指の屈伸状態に応じて変化す
ることを利用して、指の屈伸動作を指示するものであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記デ
ータグローブは手袋の形状になっていて、各指の関節に
センサとしての導電ゲルを取り付けたりしなければなら
ないため、脱着が非常に面倒であり、また、気温の高い
とき手袋の中で汗をかいたりして操作者に不快感を与え
るという問題点を有していた。
ータグローブは手袋の形状になっていて、各指の関節に
センサとしての導電ゲルを取り付けたりしなければなら
ないため、脱着が非常に面倒であり、また、気温の高い
とき手袋の中で汗をかいたりして操作者に不快感を与え
るという問題点を有していた。
【０００５】この指操作ジョイスティックおよび腕操作
装置では、操作を容易かつ快適に行うことができること
が要求されている。
装置では、操作を容易かつ快適に行うことができること
が要求されている。
【０００６】本発明は、この要求を満たすため、操作を
容易かつ快適に行うことができる指操作装置、および、
その指操作装置を用いて簡単に操作を行うことができる
腕操作装置を提供することを目的とする。
容易かつ快適に行うことができる指操作装置、および、
その指操作装置を用いて簡単に操作を行うことができる
腕操作装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の指操作装置は、指操作ジョイスティックと、
第１、第２、第３のリターンばねの一端が取り付けられ
た信号反力発生器と、一端が前記指操作ジョイスティッ
クに取り付けられ、他端が前記信号反力発生器の第１、
第２、第３のリターンばねの他端に取り付けられた第
１、第２、第３のワイヤを有する指操作装置であって、
前記指操作ジョイスティックは、前記信号反力発生器に
軸回りに回動自在に取り付けられたジョイスティック用
シャフトと、前記ジョイスティック用シャフトの上部に
取り付けられた略円筒状の筒部と、前記第１のワイヤの
一端が取り付けられ、前記第１のリターンばねの付勢に
より前記筒部の側面に回動自在に取り付けられた舌片状
の親指屈伸指示部と、前記第２のワイヤの一端が取り付
けられ、前記第２のリターンばねの付勢により前記筒部
の前面上部に進退自在に取り付けられた矩形突起状の人
指し指屈伸指示部と、前記第３のワイヤの一端が取り付
けられ、前記第３のリターンばねの付勢により前記筒部
の前面下部に進退自在に取り付けられた矩形突起状の中
指屈伸指示部とを有し、前記信号反力発生器は、前記親
指屈伸指示部の回動、前記人指し指屈伸指示部の進退、
前記中指屈伸指示部の進退に伴う前記第１、第２、第３
のワイヤの移動距離を前記親指屈伸指示部、前記人指し
指屈伸指示部、前記中指屈伸指示部の移動量として検出
する第１、第２、第３の検出器と、前記ジョイスティッ
ク用シャフトの軸回りの回動を検出する手首回動検出器
とを有する構成を備えている。
の本発明の指操作装置は、指操作ジョイスティックと、
第１、第２、第３のリターンばねの一端が取り付けられ
た信号反力発生器と、一端が前記指操作ジョイスティッ
クに取り付けられ、他端が前記信号反力発生器の第１、
第２、第３のリターンばねの他端に取り付けられた第
１、第２、第３のワイヤを有する指操作装置であって、
前記指操作ジョイスティックは、前記信号反力発生器に
軸回りに回動自在に取り付けられたジョイスティック用
シャフトと、前記ジョイスティック用シャフトの上部に
取り付けられた略円筒状の筒部と、前記第１のワイヤの
一端が取り付けられ、前記第１のリターンばねの付勢に
より前記筒部の側面に回動自在に取り付けられた舌片状
の親指屈伸指示部と、前記第２のワイヤの一端が取り付
けられ、前記第２のリターンばねの付勢により前記筒部
の前面上部に進退自在に取り付けられた矩形突起状の人
指し指屈伸指示部と、前記第３のワイヤの一端が取り付
けられ、前記第３のリターンばねの付勢により前記筒部
の前面下部に進退自在に取り付けられた矩形突起状の中
指屈伸指示部とを有し、前記信号反力発生器は、前記親
指屈伸指示部の回動、前記人指し指屈伸指示部の進退、
前記中指屈伸指示部の進退に伴う前記第１、第２、第３
のワイヤの移動距離を前記親指屈伸指示部、前記人指し
指屈伸指示部、前記中指屈伸指示部の移動量として検出
する第１、第２、第３の検出器と、前記ジョイスティッ
ク用シャフトの軸回りの回動を検出する手首回動検出器
とを有する構成を備えている。
【０００８】これにより、操作を容易かつ快適に行うこ
とができる指操作装置を得ることができる。また、操作
者の指操作と一体になってロボット装置の指を動かすこ
とが出来る。操作者の微妙な指操作をロボット装置の指
に再現できる。
とができる指操作装置を得ることができる。また、操作
者の指操作と一体になってロボット装置の指を動かすこ
とが出来る。操作者の微妙な指操作をロボット装置の指
に再現できる。
【０００９】また、上記課題を解決するための本発明の
腕操作装置は、腕の前後動作を指示する腕前後動作指示
器と、腕の左右動作を指示する腕左右動作指示器と、上
腕の回動動作を指示する上腕回動指示器と、肘の屈伸動
作を指示する肘屈伸指示器と、前腕の回動動作を指示す
る前腕回動指示器と、手首の上下動作を指示する手首上
下指示器とを有する腕操作装置であって、請求項１乃至
４の内いずれか１項に記載の指操作装置の信号反力発生
器を前記手首上下指示器を搭載した手首支持部材に固定
した構成を備えている。
腕操作装置は、腕の前後動作を指示する腕前後動作指示
器と、腕の左右動作を指示する腕左右動作指示器と、上
腕の回動動作を指示する上腕回動指示器と、肘の屈伸動
作を指示する肘屈伸指示器と、前腕の回動動作を指示す
る前腕回動指示器と、手首の上下動作を指示する手首上
下指示器とを有する腕操作装置であって、請求項１乃至
４の内いずれか１項に記載の指操作装置の信号反力発生
器を前記手首上下指示器を搭載した手首支持部材に固定
した構成を備えている。
【００１０】これにより、上記指操作装置を用いて簡単
に操作を行うことができる腕操作装置を得ることができ
る。ロボット装置の腕の肩隣接部分から指先までの腕全
体の動作を例えば椅子に座った操作者が指操作装置を掴
んで自分の腕を動作させることにより実現することがで
きるので、ロボット装置の腕動作指示を容易かつ快適に
行うことができる。
に操作を行うことができる腕操作装置を得ることができ
る。ロボット装置の腕の肩隣接部分から指先までの腕全
体の動作を例えば椅子に座った操作者が指操作装置を掴
んで自分の腕を動作させることにより実現することがで
きるので、ロボット装置の腕動作指示を容易かつ快適に
行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の指操作
装置は、指操作ジョイスティックと、第１、第２、第３
のリターンばねの一端が取り付けられた信号反力発生器
と、一端が前記指操作ジョイスティックに取り付けら
れ、他端が前記信号反力発生器の第１、第２、第３のリ
ターンばねの他端に取り付けられた第１、第２、第３の
ワイヤを有する指操作装置であって、前記指操作ジョイ
スティックは、前記信号反力発生器に軸回りに回動自在
に取り付けられたジョイスティック用シャフトと、前記
ジョイスティック用シャフトの上部に取り付けられた略
円筒状の筒部と、前記第１のワイヤの一端が取り付けら
れ、前記第１のリターンばねの付勢により前記筒部の側
面に回動自在に取り付けられた舌片状の親指屈伸指示部
と、前記第２のワイヤの一端が取り付けられ、前記第２
のリターンばねの付勢により前記筒部の前面上部に進退
自在に取り付けられた矩形突起状の人指し指屈伸指示部
と、前記第３のワイヤの一端が取り付けられ、前記第３
のリターンばねの付勢により前記筒部の前面下部に進退
自在に取り付けられた矩形突起状の中指屈伸指示部とを
有し、前記信号反力発生器は、前記親指屈伸指示部の回
動、前記人指し指屈伸指示部の進退、前記中指屈伸指示
部の進退に伴う前記第１、第２、第３のワイヤの移動距
離を前記親指屈伸指示部、前記人指し指屈伸指示部、前
記中指屈伸指示部の移動量として検出する第１、第２、
第３の検出器と、前記ジョイスティック用シャフトの軸
回りの回動を検出する手首回動検出器とを有することと
したものである。
装置は、指操作ジョイスティックと、第１、第２、第３
のリターンばねの一端が取り付けられた信号反力発生器
と、一端が前記指操作ジョイスティックに取り付けら
れ、他端が前記信号反力発生器の第１、第２、第３のリ
ターンばねの他端に取り付けられた第１、第２、第３の
ワイヤを有する指操作装置であって、前記指操作ジョイ
スティックは、前記信号反力発生器に軸回りに回動自在
に取り付けられたジョイスティック用シャフトと、前記
ジョイスティック用シャフトの上部に取り付けられた略
円筒状の筒部と、前記第１のワイヤの一端が取り付けら
れ、前記第１のリターンばねの付勢により前記筒部の側
面に回動自在に取り付けられた舌片状の親指屈伸指示部
と、前記第２のワイヤの一端が取り付けられ、前記第２
のリターンばねの付勢により前記筒部の前面上部に進退
自在に取り付けられた矩形突起状の人指し指屈伸指示部
と、前記第３のワイヤの一端が取り付けられ、前記第３
のリターンばねの付勢により前記筒部の前面下部に進退
自在に取り付けられた矩形突起状の中指屈伸指示部とを
有し、前記信号反力発生器は、前記親指屈伸指示部の回
動、前記人指し指屈伸指示部の進退、前記中指屈伸指示
部の進退に伴う前記第１、第２、第３のワイヤの移動距
離を前記親指屈伸指示部、前記人指し指屈伸指示部、前
記中指屈伸指示部の移動量として検出する第１、第２、
第３の検出器と、前記ジョイスティック用シャフトの軸
回りの回動を検出する手首回動検出器とを有することと
したものである。
【００１２】この構成により、筒部の前面に配設された
親指屈伸指示部を親指で回動させることにより親指屈伸
指示が行われ、筒部の側面に配設された人指し指屈伸指
示部と中指屈伸指示部とを進退させることにより人指し
指屈伸指示と中指屈伸指示とが行われるという作用を有
する。
親指屈伸指示部を親指で回動させることにより親指屈伸
指示が行われ、筒部の側面に配設された人指し指屈伸指
示部と中指屈伸指示部とを進退させることにより人指し
指屈伸指示と中指屈伸指示とが行われるという作用を有
する。
【００１３】
請求項２に記載の指操作装置は、請求項１
に記載の指操作装置において、前記ジョイスティック用
シャフトが管状に形成され、前記第１、第２、第３のワ
イヤは、前記ジョイスティック用シャフトに挿通されて
前記指操作ジョイスティックと前記信号反力発生器との
間に配設されることとしたものである。
に記載の指操作装置において、前記ジョイスティック用
シャフトが管状に形成され、前記第１、第２、第３のワ
イヤは、前記ジョイスティック用シャフトに挿通されて
前記指操作ジョイスティックと前記信号反力発生器との
間に配設されることとしたものである。
【００１４】
この構成により、代表例としての人指し指
における屈伸動作指示信号の発生動作について説明する
と、人指し指屈伸指示部を人指し指で押し込むことによ
り、第２のワイヤはジョイスティック用シャフト内にお
いて上方向に移動し、ポテン ショメータ（第２の検出
器）が回転するという作用を有する。
における屈伸動作指示信号の発生動作について説明する
と、人指し指屈伸指示部を人指し指で押し込むことによ
り、第２のワイヤはジョイスティック用シャフト内にお
いて上方向に移動し、ポテン ショメータ（第２の検出
器）が回転するという作用を有する。
【００１５】
請求項３に記載の指操作装置は、請求項１
又は２に記載の指操作装置において、信号反力発生器
は、第１、第２、第３のリターンばねの他端と第１、第
２、第３のワイヤの他端との間に、印加電圧に応じたブ
レーキ力により第１、第２、第３のワイヤの移動を抑制
する反力発生器を備えることとしたものである。
又は２に記載の指操作装置において、信号反力発生器
は、第１、第２、第３のリターンばねの他端と第１、第
２、第３のワイヤの他端との間に、印加電圧に応じたブ
レーキ力により第１、第２、第３のワイヤの移動を抑制
する反力発生器を備えることとしたものである。
【００１６】
この構成により、印加電圧の制御によりブ
レーキ力が制御され、第１、第２、第３のワイヤに発生
する反力が制御されるという作用を有する。
レーキ力が制御され、第１、第２、第３のワイヤに発生
する反力が制御されるという作用を有する。
【００１７】
請求項４に記載の指操作装置は、請求項３
に記載の指操作装置において、前記信号反力発生器が、
前記第１、第２、第３のワイヤの他端に固定された摩擦
板と、指操作装置からの屈伸指示信号に基づいて動作す
るロボット装置から指反力値を示す反力信号に基づく電
流が流れる電磁石と、前記電磁石に固定された押え板
と、磁性体で形成され前記電磁石の通電量に応じて前記
押え板に引き寄せられ、前記押え板と共に前記摩擦板を
押圧し挟む挟み板と、を備えることとしたものである。
に記載の指操作装置において、前記信号反力発生器が、
前記第１、第２、第３のワイヤの他端に固定された摩擦
板と、指操作装置からの屈伸指示信号に基づいて動作す
るロボット装置から指反力値を示す反力信号に基づく電
流が流れる電磁石と、前記電磁石に固定された押え板
と、磁性体で形成され前記電磁石の通電量に応じて前記
押え板に引き寄せられ、前記押え板と共に前記摩擦板を
押圧し挟む挟み板と、を備えることとしたものである。
【００１８】
この構成により、請求項３の作用に加え、
ロボット装置から指反力値を示す反力信号に基づく電流
が電磁石に流れると、挟み板は前進し、押え板と共に摩
擦板を押圧し強く挟む。この押圧力は電磁石を流れる電
流値すなわち反力信号の示す反力値により定まり、押圧
力が大きくなると、ワイヤの移動がより困難になり、人
指し指屈伸指示部の移動がより困難になる。このように
してロボット装置側の反力値に応じた反力を指操作装置
において生じることができる。すなわち、電磁石に流れ
る電流を反力信号で制御することにより、ロボット装置
における反力を指操作装置側で再生することができると
いう作用を有する。
ロボット装置から指反力値を示す反力信号に基づく電流
が電磁石に流れると、挟み板は前進し、押え板と共に摩
擦板を押圧し強く挟む。この押圧力は電磁石を流れる電
流値すなわち反力信号の示す反力値により定まり、押圧
力が大きくなると、ワイヤの移動がより困難になり、人
指し指屈伸指示部の移動がより困難になる。このように
してロボット装置側の反力値に応じた反力を指操作装置
において生じることができる。すなわち、電磁石に流れ
る電流を反力信号で制御することにより、ロボット装置
における反力を指操作装置側で再生することができると
いう作用を有する。
【００１９】
請求項５に記載の腕操作装置は、装置を椅
子等の固定部に固定する腕操作装置取付部と、腕の前後
動作を指示する腕前後動作指示器と、腕の左右動作を指
示する腕左右動作指示器と、上腕の回動動作を指示する
上腕回動指示器と、肘の屈伸動作を指示する肘屈伸指示
器と、前腕の回動動作を指示する前腕回動指示器と、手
首の上下動作を指示する手首上下指示器とを有する腕操
作装置であって、請求項１乃至４の内いずれか１項に記
載の指操作装置の信号反力発生器を手首上下指示器を搭
載した手首支持部材に固定することとしたものである。
子等の固定部に固定する腕操作装置取付部と、腕の前後
動作を指示する腕前後動作指示器と、腕の左右動作を指
示する腕左右動作指示器と、上腕の回動動作を指示する
上腕回動指示器と、肘の屈伸動作を指示する肘屈伸指示
器と、前腕の回動動作を指示する前腕回動指示器と、手
首の上下動作を指示する手首上下指示器とを有する腕操
作装置であって、請求項１乃至４の内いずれか１項に記
載の指操作装置の信号反力発生器を手首上下指示器を搭
載した手首支持部材に固定することとしたものである。
【００２０】
この構成により、腕の肩隣接部分から指先
までの腕全体の動作指示が可能な装置が実現されるとい
う作用を有する。ロボット装置の腕の肩隣接部分から指
先までの腕全体の動作を例えば椅子に座った操作者が指
操作装置を掴んで自分の腕を動作させることにより実現
することができるので、ロボット装置の腕動作指示を容
易かつ快適に行うことができるという作用を有する。
までの腕全体の動作指示が可能な装置が実現されるとい
う作用を有する。ロボット装置の腕の肩隣接部分から指
先までの腕全体の動作を例えば椅子に座った操作者が指
操作装置を掴んで自分の腕を動作させることにより実現
することができるので、ロボット装置の腕動作指示を容
易かつ快適に行うことができるという作用を有する。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図１
〜図４を用いて説明する。
〜図４を用いて説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による指操作装置を示す斜
視図である。
視図である。
【００２３】
図１において、１は本発明の実施の形態１
における指操作ジョイスティック、２は信号反力発生
器、１１は信号反力発生器２に回動自在に取り付けられ
たジョイスティック用シャフト、１２はジョイスティッ
ク用シャフト１１の上部に取り付けられた略円筒状の筒
部、１３は筒部１２の側面に回動自在に取り付けられた
舌片状の親指屈伸指示部、１４は筒部１２の前面上部に
進退自在に取り付けられ矩形突起状に形成されたレバー
からなる人指し指屈伸指示部、１５は筒部１２の前面下
部に進退自在に取り付けられ矩形突起状に形成されたレ
バーからなる中指屈伸指示部、１６、１７、１８は人指
し指屈伸指示部１４、中指屈伸指示部１５の進退を案内
する案内部材である。
における指操作ジョイスティック、２は信号反力発生
器、１１は信号反力発生器２に回動自在に取り付けられ
たジョイスティック用シャフト、１２はジョイスティッ
ク用シャフト１１の上部に取り付けられた略円筒状の筒
部、１３は筒部１２の側面に回動自在に取り付けられた
舌片状の親指屈伸指示部、１４は筒部１２の前面上部に
進退自在に取り付けられ矩形突起状に形成されたレバー
からなる人指し指屈伸指示部、１５は筒部１２の前面下
部に進退自在に取り付けられ矩形突起状に形成されたレ
バーからなる中指屈伸指示部、１６、１７、１８は人指
し指屈伸指示部１４、中指屈伸指示部１５の進退を案内
する案内部材である。
【００２４】
図２は図１の指操作装置の機構を示す機構
図である。ただし、図２は親指、人指し指、中指の３系
統のうちの１系統（ここでは人指し指の系統）を示す。
他の系統も同様の構成となる。
図である。ただし、図２は親指、人指し指、中指の３系
統のうちの１系統（ここでは人指し指の系統）を示す。
他の系統も同様の構成となる。
【００２５】
図２において、１は指操作ジョイスティッ
ク、２は信号反力発生器、１１はジョイスティック用シ
ャフト、１４は人指し指屈伸指示部であり、これらは図
１と同様なものなので同一の符号を付し説明を省略す
る。１０１は人指し指屈伸指示部１４の動きに応じて位
置Ｐ１〜Ｐ２の範囲で左右に移動する移動プーリ、１０
２は固定プーリ、１０３は一端が移動プーリ１０１に固
定され他端が磁性体で板状体に形成された摩擦板２０４
に固定されたワイヤ、２０１はワイヤ１０３が挿通され
る可撓性の合成樹脂管や金属製の蛇管等で作製されたフ
レキスブルチューブ、２０２はワイヤ１０３が１回以上
巻き付けられたプーリ、２０３はプーリ２０２と共に回
動するポテンショメータ、２０５は一端が固定され他端
が挟み板２０６に固定されたばね、２０７は電磁石２０
８に固定された押え板、挟み板２０６は鉄片等の磁性体
で板状体に形成され電磁石２０８の通電量に応じて押え
板２０７に引き寄せられる。２０９は一端が信号反力発
生器２の固定部に固定されたリターンばねである。ここ
で、ワイヤ１０３、リターンばね２０９は３系統分あ
り、親指、人指し指、中指のワイヤ、リターンばねをそ
れぞれ第１、第２、第３のワイヤ、リターンばねと呼称
する。したがって、図２におけるワイヤ１０３、リター
ンばね２０９は第２のワイヤ、リターンばねである。
ク、２は信号反力発生器、１１はジョイスティック用シ
ャフト、１４は人指し指屈伸指示部であり、これらは図
１と同様なものなので同一の符号を付し説明を省略す
る。１０１は人指し指屈伸指示部１４の動きに応じて位
置Ｐ１〜Ｐ２の範囲で左右に移動する移動プーリ、１０
２は固定プーリ、１０３は一端が移動プーリ１０１に固
定され他端が磁性体で板状体に形成された摩擦板２０４
に固定されたワイヤ、２０１はワイヤ１０３が挿通され
る可撓性の合成樹脂管や金属製の蛇管等で作製されたフ
レキスブルチューブ、２０２はワイヤ１０３が１回以上
巻き付けられたプーリ、２０３はプーリ２０２と共に回
動するポテンショメータ、２０５は一端が固定され他端
が挟み板２０６に固定されたばね、２０７は電磁石２０
８に固定された押え板、挟み板２０６は鉄片等の磁性体
で板状体に形成され電磁石２０８の通電量に応じて押え
板２０７に引き寄せられる。２０９は一端が信号反力発
生器２の固定部に固定されたリターンばねである。ここ
で、ワイヤ１０３、リターンばね２０９は３系統分あ
り、親指、人指し指、中指のワイヤ、リターンばねをそ
れぞれ第１、第２、第３のワイヤ、リターンばねと呼称
する。したがって、図２におけるワイヤ１０３、リター
ンばね２０９は第２のワイヤ、リターンばねである。
【００２６】
次に、代表例としての人指し指における屈
伸動作指示信号の発生動作と、人指し指における反力印
加動作について、図１、図２を用いて説明する。
伸動作指示信号の発生動作と、人指し指における反力印
加動作について、図１、図２を用いて説明する。
【００２７】
人指し指屈伸指示部１４を人指し指で押し
込むことにより、人指し指屈伸指示部１４は図２におい
て位置Ｐ２へ向かって右側に移動する。これに伴ってワ
イヤ１０３はジョイスティック用シャフト１１内におい
て上方向に移動し、プーリ２０２は矢印Ａの方向へ左回
転し（上から来たワイヤ１０３がプーリ２０２に右巻に
巻き付けられた場合）、したがってポテンショメータ２
０３も左回転する。これにより、ポテンショメータ２０
３の抵抗値はワイヤ１０３の移動距離すなわち移動プー
リ１０１の移動量（人指し指屈伸指示部１４の押し込み
量）に応じた値となり、ポテンショメータ２０３に所定
電圧を印加すれば、移動プーリ１０１の移動量に応じた
電圧値の屈伸動作指示信号が発生する。
込むことにより、人指し指屈伸指示部１４は図２におい
て位置Ｐ２へ向かって右側に移動する。これに伴ってワ
イヤ１０３はジョイスティック用シャフト１１内におい
て上方向に移動し、プーリ２０２は矢印Ａの方向へ左回
転し（上から来たワイヤ１０３がプーリ２０２に右巻に
巻き付けられた場合）、したがってポテンショメータ２
０３も左回転する。これにより、ポテンショメータ２０
３の抵抗値はワイヤ１０３の移動距離すなわち移動プー
リ１０１の移動量（人指し指屈伸指示部１４の押し込み
量）に応じた値となり、ポテンショメータ２０３に所定
電圧を印加すれば、移動プーリ１０１の移動量に応じた
電圧値の屈伸動作指示信号が発生する。
【００２８】
次に、反力印加動作について説明する。反
力印加動作は、指操作装置からの屈伸指示信号に基づい
て動作するロボット装置（図示せず）における掴み動作
によって生じる指に掛かる反力（物を掴もうとする力）
と同様の反力を指操作装置の指に与えるものである。ロ
ボット装置から指反力値を示す反力信号に基づく電流が
電磁石２０８に流れると、挟み板２０６は前進し、押え
板２０７と共に摩擦板２０４を押圧し強く挟む。この押
圧力は電磁石２０８を流れる電流値すなわち反力信号の
示す反力値により定まり、押圧力が大きくなると、ワイ
ヤ１０３の移動がより困難になり、人指し指屈伸指示部
１４の移動がより困難になる。このようにしてロボット
装置側の反力値に応じた反力を指操作装置において生じ
ることができる。すなわち、電磁石２０８に流れる電流
を反力信号で制御することにより、ロボット装置におけ
る反力を指操作装置側で再生することができる。なお、
ポテンショメータ２０３は人指し指用のポテンショメー
タ（第２のポテンショメータ、第２の検出器）であり、
前述したように他に、親指用、中指用のポテンショメー
タ（第１、第３のポテンショメータ、第１、第３の検出
器）がある。
力印加動作は、指操作装置からの屈伸指示信号に基づい
て動作するロボット装置（図示せず）における掴み動作
によって生じる指に掛かる反力（物を掴もうとする力）
と同様の反力を指操作装置の指に与えるものである。ロ
ボット装置から指反力値を示す反力信号に基づく電流が
電磁石２０８に流れると、挟み板２０６は前進し、押え
板２０７と共に摩擦板２０４を押圧し強く挟む。この押
圧力は電磁石２０８を流れる電流値すなわち反力信号の
示す反力値により定まり、押圧力が大きくなると、ワイ
ヤ１０３の移動がより困難になり、人指し指屈伸指示部
１４の移動がより困難になる。このようにしてロボット
装置側の反力値に応じた反力を指操作装置において生じ
ることができる。すなわち、電磁石２０８に流れる電流
を反力信号で制御することにより、ロボット装置におけ
る反力を指操作装置側で再生することができる。なお、
ポテンショメータ２０３は人指し指用のポテンショメー
タ（第２のポテンショメータ、第２の検出器）であり、
前述したように他に、親指用、中指用のポテンショメー
タ（第１、第３のポテンショメータ、第１、第３の検出
器）がある。
【００２９】
次に、手首回動検出器について図３を用い
て説明する。図３は手首回動検出器を示す機構図であ
る。
て説明する。図３は手首回動検出器を示す機構図であ
る。
【００３０】
図３において、１は指操作ジョイスティッ
ク、２は信号反力発生器、１１はジョイスティック用シ
ャフトであり、図１及び図２と同様なものなので、同一
の符号を付し説明を省略する。２１０はジョイスティッ
ク用シャフト１１と共に回動する回動プーリ、２１１は
回動プーリ２１０の回動に伴って回動する従動プーリ、
２１１ａは回動プーリ２１０の回動量を従動プーリ２１
１に伝えるベルト、２１２は従動プーリ２１１と共に回
動する手首回動検出器としてのポテンショメータであ
る。
ク、２は信号反力発生器、１１はジョイスティック用シ
ャフトであり、図１及び図２と同様なものなので、同一
の符号を付し説明を省略する。２１０はジョイスティッ
ク用シャフト１１と共に回動する回動プーリ、２１１は
回動プーリ２１０の回動に伴って回動する従動プーリ、
２１１ａは回動プーリ２１０の回動量を従動プーリ２１
１に伝えるベルト、２１２は従動プーリ２１１と共に回
動する手首回動検出器としてのポテンショメータであ
る。
【００３１】
ジョイスティック用シャフト１１は指操作
ジョイスティック１に固定されており、ジョイスティッ
ク１が左右に回動すれば、それと共に回動する。この回
動に伴って、ジョイスティック用シャフト１１に嵌挿さ
れたプーリ２１０は回動し、回動プーリ２１０とベルト
結合された従動プーリ２１１も回動し、さらに従動プー
リ２１１と軸が一致するポテンショメータ２１２も回動
する。したがって、指操作ジョイスティック１の左右へ
の回動つまりシャフト１１の回動角をポテンショメータ
２１２で検出することができ、ポテンショメータ２１２
に所定電圧を印加しておけば、ジョイスティック用シャ
フト１１の回動角に応じた手首回動指示信号を発生す
る。このようにして図示しないロボット装置に手首回動
動作（手首左右動作）を指示する信号を発生することが
できる。
ジョイスティック１に固定されており、ジョイスティッ
ク１が左右に回動すれば、それと共に回動する。この回
動に伴って、ジョイスティック用シャフト１１に嵌挿さ
れたプーリ２１０は回動し、回動プーリ２１０とベルト
結合された従動プーリ２１１も回動し、さらに従動プー
リ２１１と軸が一致するポテンショメータ２１２も回動
する。したがって、指操作ジョイスティック１の左右へ
の回動つまりシャフト１１の回動角をポテンショメータ
２１２で検出することができ、ポテンショメータ２１２
に所定電圧を印加しておけば、ジョイスティック用シャ
フト１１の回動角に応じた手首回動指示信号を発生す
る。このようにして図示しないロボット装置に手首回動
動作（手首左右動作）を指示する信号を発生することが
できる。
【００３２】
以上のように本実施の形態によれば、指操
作ジョイスティック１は、信号反力発生器２に回動自在
に取り付けられたジョイスティック用シャフト１１と、
ジョイスティック用シャフト１１の上部に取り付けられ
た略円筒状の筒部１２と、第１のワイヤの一端が取り付
けられ、第１のリターンばねの付勢により筒部１２の側
面に回動自在に取り付けられた舌片状の親指屈伸指示部
１３と、第２のワイヤ１０３の一端が取り付けられ、第
２のリターンばね２０９の付勢により筒部１２の前面上
部に進退自在に取り付けられた矩形突起状の人指し指屈
伸指示部１４と、第３のワイヤの一端が取り付けられ、
第３のリターンばねの付勢により筒部１２の前面下部に
進退自在に取り付けられた矩形突起状の中指屈伸指示部
１５とを有し、信号反力発生器２は、親指屈伸指示部１
３の回動、人指し指屈伸指示部１４の進退、中指屈伸指
示部１５の進退に伴う第１、第２、第３のワイヤの移動
を検出する第１、第２、第３の検出器と、ジョイスティ
ック用シャフト１１の回動を検出する手首回動検出器２
１２とを有することにより、筒部１２の前面に配設され
た親指屈伸指示部１３を親指で回動させることにより親
指屈伸指示信号を第１の検出器から発生し、筒部１２の
側面に配設された人指し指屈伸指示部１４と中指屈伸指
示部１５とを進退させることにより人指し指屈伸指示信
号と中指屈伸指示信号とを第２、第３の検出器から発生
することができ、ジョイスティック用シャフト１１を回
動させることにより手首回動検出器２１２から手首回動
指示信号を発生することができると共に、親指屈伸指示
部１３を筒部１２の側面に配設し、人指し指屈伸指示部
１４および中指屈伸指示部１５を筒部１２の前面に配設
したことにより、手で筒部１２を包むように掴むことに
より容易に親指、人指し指、中指の屈伸動作（薬指、小
指の屈伸動作は中指の屈伸動作に含まれる）の指示をロ
ボット装置に与えることができる。
作ジョイスティック１は、信号反力発生器２に回動自在
に取り付けられたジョイスティック用シャフト１１と、
ジョイスティック用シャフト１１の上部に取り付けられ
た略円筒状の筒部１２と、第１のワイヤの一端が取り付
けられ、第１のリターンばねの付勢により筒部１２の側
面に回動自在に取り付けられた舌片状の親指屈伸指示部
１３と、第２のワイヤ１０３の一端が取り付けられ、第
２のリターンばね２０９の付勢により筒部１２の前面上
部に進退自在に取り付けられた矩形突起状の人指し指屈
伸指示部１４と、第３のワイヤの一端が取り付けられ、
第３のリターンばねの付勢により筒部１２の前面下部に
進退自在に取り付けられた矩形突起状の中指屈伸指示部
１５とを有し、信号反力発生器２は、親指屈伸指示部１
３の回動、人指し指屈伸指示部１４の進退、中指屈伸指
示部１５の進退に伴う第１、第２、第３のワイヤの移動
を検出する第１、第２、第３の検出器と、ジョイスティ
ック用シャフト１１の回動を検出する手首回動検出器２
１２とを有することにより、筒部１２の前面に配設され
た親指屈伸指示部１３を親指で回動させることにより親
指屈伸指示信号を第１の検出器から発生し、筒部１２の
側面に配設された人指し指屈伸指示部１４と中指屈伸指
示部１５とを進退させることにより人指し指屈伸指示信
号と中指屈伸指示信号とを第２、第３の検出器から発生
することができ、ジョイスティック用シャフト１１を回
動させることにより手首回動検出器２１２から手首回動
指示信号を発生することができると共に、親指屈伸指示
部１３を筒部１２の側面に配設し、人指し指屈伸指示部
１４および中指屈伸指示部１５を筒部１２の前面に配設
したことにより、手で筒部１２を包むように掴むことに
より容易に親指、人指し指、中指の屈伸動作（薬指、小
指の屈伸動作は中指の屈伸動作に含まれる）の指示をロ
ボット装置に与えることができる。
【００３３】
また、信号反力発生器２は、第１、第２、
第３のリターンばねの他端と第１、第２、第３のワイヤ
の他端との間に、印加電圧に応じたブレーキ力により第
１、第２、第３のワイヤの移動を抑制する反力発生器２
０４〜２０８を備えたことにより、印加電圧の制御によ
りブレーキ力を制御することができるので、第１、第
２、第３のワイヤに発生する反力を制御することができ
る。
第３のリターンばねの他端と第１、第２、第３のワイヤ
の他端との間に、印加電圧に応じたブレーキ力により第
１、第２、第３のワイヤの移動を抑制する反力発生器２
０４〜２０８を備えたことにより、印加電圧の制御によ
りブレーキ力を制御することができるので、第１、第
２、第３のワイヤに発生する反力を制御することができ
る。
【００３４】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２による腕操作装置の機構を
示す正面図であり、図５は本発明の実施の形態２による
腕操作装置の機構を示す側面図である。
示す正面図であり、図５は本発明の実施の形態２による
腕操作装置の機構を示す側面図である。
【００３５】
図４、図５において、１は指操作ジョイス
ティック、２は信号反力発生器であり、これらは実施の
形態１と同様なものなので同一の符号を付し説明を省略
する。３は肩支持部材、４は上腕支持部材、５は第１の
肘支持部材、６は第２の肘支持部材、７は前腕支持部
材、８は手首支持部材、３１は腕操作装置を椅子等に固
定するための腕操作装置取付部、３２は腕を前後に回動
する場合の回動軸である腕前後回動軸、３３は腕前後回
動軸３２と共に回動する腕前後動作指示器としてのポテ
ンショメータ、４１は腕を左右に回動する場合の回動軸
である腕左右回動軸、４２は腕左右回動軸４１と共に回
動する腕左右動作指示器としてのポテンショメータ、４
３は上腕部４４を上腕支持部材４にピンや螺子等で固定
する上腕固定部、５１は上腕部４４を第１の肘支持部材
５に対して回動自在とする軸受部、５２、５３はベルト
等で接続され上腕部４４の回動を上腕回動指示器として
のポテンショメータ５４に伝達するプーリ、５５は第２
の肘支持部材６を第１の肘支持部材５に対して回動自在
とする軸受部、５６は軸受部５５の軸と共に回動するプ
ーリ、６１は前腕部６２を第２の肘支持部材６にピンや
螺子等で固定する前腕固定部、６３は第２の肘支持部材
６の回動動作（肘の屈伸動作）を伝達するプーリ、６４
はプーリ５６のベルト等を介してプーリ６３から伝達さ
れた第２の肘支持部材６の回動動作に伴って回動する肘
屈伸指示器としてのポテンショメータ、７１は前腕部６
２を前腕支持部材７に対して回転自在とする軸受部、７
２、７３は前腕部６２の回動を前腕回動指示器としての
ポテンショメータ７４に伝達するプーリ、７５は信号反
力発生器２を前腕支持部材７に対して回動自在として手
首の上下動作を可能にする軸受部、７６は信号反力発生
器２の回動動作を伝達するプーリ、８１はプーリ７６を
介して伝達された信号反力発生器２の回動動作（つまり
手首の上下動作）を手首上下指示器としてのポテンショ
メータ８２に伝達するプーリである。
ティック、２は信号反力発生器であり、これらは実施の
形態１と同様なものなので同一の符号を付し説明を省略
する。３は肩支持部材、４は上腕支持部材、５は第１の
肘支持部材、６は第２の肘支持部材、７は前腕支持部
材、８は手首支持部材、３１は腕操作装置を椅子等に固
定するための腕操作装置取付部、３２は腕を前後に回動
する場合の回動軸である腕前後回動軸、３３は腕前後回
動軸３２と共に回動する腕前後動作指示器としてのポテ
ンショメータ、４１は腕を左右に回動する場合の回動軸
である腕左右回動軸、４２は腕左右回動軸４１と共に回
動する腕左右動作指示器としてのポテンショメータ、４
３は上腕部４４を上腕支持部材４にピンや螺子等で固定
する上腕固定部、５１は上腕部４４を第１の肘支持部材
５に対して回動自在とする軸受部、５２、５３はベルト
等で接続され上腕部４４の回動を上腕回動指示器として
のポテンショメータ５４に伝達するプーリ、５５は第２
の肘支持部材６を第１の肘支持部材５に対して回動自在
とする軸受部、５６は軸受部５５の軸と共に回動するプ
ーリ、６１は前腕部６２を第２の肘支持部材６にピンや
螺子等で固定する前腕固定部、６３は第２の肘支持部材
６の回動動作（肘の屈伸動作）を伝達するプーリ、６４
はプーリ５６のベルト等を介してプーリ６３から伝達さ
れた第２の肘支持部材６の回動動作に伴って回動する肘
屈伸指示器としてのポテンショメータ、７１は前腕部６
２を前腕支持部材７に対して回転自在とする軸受部、７
２、７３は前腕部６２の回動を前腕回動指示器としての
ポテンショメータ７４に伝達するプーリ、７５は信号反
力発生器２を前腕支持部材７に対して回動自在として手
首の上下動作を可能にする軸受部、７６は信号反力発生
器２の回動動作を伝達するプーリ、８１はプーリ７６を
介して伝達された信号反力発生器２の回動動作（つまり
手首の上下動作）を手首上下指示器としてのポテンショ
メータ８２に伝達するプーリである。
【００３６】
なお、図４、図５は左腕を操作するための
左腕操作装置を示し、右腕操作装置は図４、図５の左腕
操作装置に対して左右対称な腕となる。この左と右の一
対の腕操作装置によりロボット装置の左腕と右腕に動作
指示を与える。
左腕操作装置を示し、右腕操作装置は図４、図５の左腕
操作装置に対して左右対称な腕となる。この左と右の一
対の腕操作装置によりロボット装置の左腕と右腕に動作
指示を与える。
【００３７】
このように構成された腕操作装置（正確に
は左腕操作装置）においては、腕操作装置取付部３１を
たとえば椅子に取付け、その椅子に座った操作者が指操
作ジョイスティック１を手（図４、図５においては左
手）で掴み、肩の前後、左右、上腕の回動、肘の前後、
前腕の回動、手首の上下の動作指示を与えることができ
る。すなわち、ポテンショメータ３３、４２から肩前後
動作指示信号、肩左右動作指示信号を発生し、ポテンシ
ョメータ５４から上腕回動動作指示信号、ポテンショメ
ータ６３から肘上下動作指示信号、ポテンショメータ７
４から前腕回動動作指示信号、ポテンショメータ８２か
ら手首上下動作指示信号を発生することができる。な
お、前述したように、手首左右動作指示信号は信号反力
発生器２のポテンショメータ２１２から発生する。
は左腕操作装置）においては、腕操作装置取付部３１を
たとえば椅子に取付け、その椅子に座った操作者が指操
作ジョイスティック１を手（図４、図５においては左
手）で掴み、肩の前後、左右、上腕の回動、肘の前後、
前腕の回動、手首の上下の動作指示を与えることができ
る。すなわち、ポテンショメータ３３、４２から肩前後
動作指示信号、肩左右動作指示信号を発生し、ポテンシ
ョメータ５４から上腕回動動作指示信号、ポテンショメ
ータ６３から肘上下動作指示信号、ポテンショメータ７
４から前腕回動動作指示信号、ポテンショメータ８２か
ら手首上下動作指示信号を発生することができる。な
お、前述したように、手首左右動作指示信号は信号反力
発生器２のポテンショメータ２１２から発生する。
【００３８】
以上の様に本実施の形態では、装置を椅子
等の固定部に固定する腕操作装置取付部３１と、腕の前
後動作を指示する腕前後動作指示器３３と、腕の左右動
作を指示する腕左右動作指示器４２と、上腕の回動動作
を指示する上腕回動指示器５４と、肘の屈伸動作を指示
する肘屈伸指示器６４と、前腕の回動動作を指示する前
腕回動指示器７４と、手首の上下動作を指示する手首上
下指示器８２とを有する腕操作装置であって、実施の形
態１に記載した指操作装置の信号反力発生器２を手首支
持部材８に固定するようにしたことにより、ロボット装
置の腕の肩隣接部分から指先までの腕全体の動作を例え
ば椅子に座った操作者が指操作装置を掴んで自分の腕を
動作させることにより実現することができるので、ロボ
ット装置の腕動作指示を容易かつ快適に行うことができ
る。
等の固定部に固定する腕操作装置取付部３１と、腕の前
後動作を指示する腕前後動作指示器３３と、腕の左右動
作を指示する腕左右動作指示器４２と、上腕の回動動作
を指示する上腕回動指示器５４と、肘の屈伸動作を指示
する肘屈伸指示器６４と、前腕の回動動作を指示する前
腕回動指示器７４と、手首の上下動作を指示する手首上
下指示器８２とを有する腕操作装置であって、実施の形
態１に記載した指操作装置の信号反力発生器２を手首支
持部材８に固定するようにしたことにより、ロボット装
置の腕の肩隣接部分から指先までの腕全体の動作を例え
ば椅子に座った操作者が指操作装置を掴んで自分の腕を
動作させることにより実現することができるので、ロボ
ット装置の腕動作指示を容易かつ快適に行うことができ
る。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
記載の指操作装置によれば、指操作ジョイスティック
と、第１、第２、第３のリターンばねの一端が取り付け
られた信号反力発生器と、一端が前記指操作ジョイステ
ィックに取り付けられ、他端が前記信号反力発生器の第
１、第２、第３のリターンばねの他端に取り付けられた
第１、第２、第３のワイヤを有する指操作装置であっ
て、前記指操作ジョイスティックは、前記信号反力発生
器に軸回りに回動自在に取り付けられたジョイスティッ
ク用シャフトと、前記ジョイスティック用シャフトの上
部に取り付けられた略円筒状の筒部と、前記第１のワイ
ヤの一端が取り付けられ、前記第１のリターンばねの付
勢により前記筒部の側面に回動自在に取り付けられた舌
片状の親指屈伸指示部と、前記第２のワイヤの一端が取
り付けられ、前記第２のリターンばねの付勢により前記
筒部の前面上部に進退自在に取り付けられた矩形突起状
の人指し指屈伸指示部と、前記第３のワイヤの一端が取
り付けられ、前記第３のリターンばねの付勢により前記
筒部の前面下部に進退自在に取り付けられた矩形突起状
の中指屈伸指示部とを有し、前記信号反力発生器は、前
記親指屈伸指示部の回動、前記人指し指屈伸指示部の進
退、前記中指屈伸指示部の進退に伴う前記第１、第２、
第３のワイヤの移動距離を前記親指屈伸指示部、前記人
指し指屈伸指示部、 前記中指屈伸指示部の移動量として
検出する第１、第２、第３の検出器と、前記ジョイステ
ィック用シャフトの軸回りの回動を検出する手首回動検
出器とを有することにより、親指屈伸指示部を筒部の側
面に配設し、人指し指屈伸指示部および中指屈伸指示部
を筒部の前面に配設したことにより、手で筒部を包むよ
うに掴めば、容易にかつデータグローブのような不快感
を伴うこと無く、親指、人指し指、中指の屈伸動作（薬
指、小指の屈伸動作は中指の屈伸動作に含まれる）の指
示をロボット装置に与えることができると共に、筒部の
前面に配設された親指屈伸指示部を親指で回動させるこ
とにより親指屈伸指示信号を第１の検出器から発生し、
筒部の側面に配設された人指し指屈伸指示部と中指屈伸
指示部とを進退させることにより、人指し指屈伸指示信
号と中指屈伸指示信号とを第２、第３の検出器から発生
することができ、ジョイスティック用シャフト１１を操
作者が回動させることにより手首回動検出器２１２から
手首回動指示信号を発生させることができ、微妙で正確
な操作が可能になるという有利な効果が得られる。
記載の指操作装置によれば、指操作ジョイスティック
と、第１、第２、第３のリターンばねの一端が取り付け
られた信号反力発生器と、一端が前記指操作ジョイステ
ィックに取り付けられ、他端が前記信号反力発生器の第
１、第２、第３のリターンばねの他端に取り付けられた
第１、第２、第３のワイヤを有する指操作装置であっ
て、前記指操作ジョイスティックは、前記信号反力発生
器に軸回りに回動自在に取り付けられたジョイスティッ
ク用シャフトと、前記ジョイスティック用シャフトの上
部に取り付けられた略円筒状の筒部と、前記第１のワイ
ヤの一端が取り付けられ、前記第１のリターンばねの付
勢により前記筒部の側面に回動自在に取り付けられた舌
片状の親指屈伸指示部と、前記第２のワイヤの一端が取
り付けられ、前記第２のリターンばねの付勢により前記
筒部の前面上部に進退自在に取り付けられた矩形突起状
の人指し指屈伸指示部と、前記第３のワイヤの一端が取
り付けられ、前記第３のリターンばねの付勢により前記
筒部の前面下部に進退自在に取り付けられた矩形突起状
の中指屈伸指示部とを有し、前記信号反力発生器は、前
記親指屈伸指示部の回動、前記人指し指屈伸指示部の進
退、前記中指屈伸指示部の進退に伴う前記第１、第２、
第３のワイヤの移動距離を前記親指屈伸指示部、前記人
指し指屈伸指示部、 前記中指屈伸指示部の移動量として
検出する第１、第２、第３の検出器と、前記ジョイステ
ィック用シャフトの軸回りの回動を検出する手首回動検
出器とを有することにより、親指屈伸指示部を筒部の側
面に配設し、人指し指屈伸指示部および中指屈伸指示部
を筒部の前面に配設したことにより、手で筒部を包むよ
うに掴めば、容易にかつデータグローブのような不快感
を伴うこと無く、親指、人指し指、中指の屈伸動作（薬
指、小指の屈伸動作は中指の屈伸動作に含まれる）の指
示をロボット装置に与えることができると共に、筒部の
前面に配設された親指屈伸指示部を親指で回動させるこ
とにより親指屈伸指示信号を第１の検出器から発生し、
筒部の側面に配設された人指し指屈伸指示部と中指屈伸
指示部とを進退させることにより、人指し指屈伸指示信
号と中指屈伸指示信号とを第２、第３の検出器から発生
することができ、ジョイスティック用シャフト１１を操
作者が回動させることにより手首回動検出器２１２から
手首回動指示信号を発生させることができ、微妙で正確
な操作が可能になるという有利な効果が得られる。
【００４０】
請求項２に記載の指操作装置によれば、請
求項１に記載の指操作装置において、前記ジョイスティ
ック用シャフトが管状に形成され、前記第１、第２、第
３のワイヤは、前記ジョイスティック用シャフトに挿通
されて前記指操作ジョイスティックと前記信号反力発生
器との間に配設されていることにより、代表例としての
人指し指における屈伸動作指示信号の発生動作について
説明すると、人指し指屈伸指示部を人指し指で押し込む
ことにより、第２のワイヤはジョイスティック用シャフ
ト内において上方向に移動し、ポテンショメータ（第２
の検出器）が回転するという有利な効果が得られる。
求項１に記載の指操作装置において、前記ジョイスティ
ック用シャフトが管状に形成され、前記第１、第２、第
３のワイヤは、前記ジョイスティック用シャフトに挿通
されて前記指操作ジョイスティックと前記信号反力発生
器との間に配設されていることにより、代表例としての
人指し指における屈伸動作指示信号の発生動作について
説明すると、人指し指屈伸指示部を人指し指で押し込む
ことにより、第２のワイヤはジョイスティック用シャフ
ト内において上方向に移動し、ポテンショメータ（第２
の検出器）が回転するという有利な効果が得られる。
【００４１】
請求項３に記載の指操作装置によれば、請
求項１又は２に記載の指操作装置において、信号反力発
生器は、第１、第２、第３のリターンばねの他端と第
１、第２、第３のワイヤの他端との間に、印加電圧に応
じたブレーキ力により第１、第２、第３のワイヤの移動
を抑制する反力発生器を備えたことにより、印加電圧の
制御によりブレーキ力を制御することができるので、第
１、第２、第３のワイヤに発生する反力をロボット装置
における反力に応じて制御することができ、微妙で正確
な操作が可能になるという有利な効果が得られる。
求項１又は２に記載の指操作装置において、信号反力発
生器は、第１、第２、第３のリターンばねの他端と第
１、第２、第３のワイヤの他端との間に、印加電圧に応
じたブレーキ力により第１、第２、第３のワイヤの移動
を抑制する反力発生器を備えたことにより、印加電圧の
制御によりブレーキ力を制御することができるので、第
１、第２、第３のワイヤに発生する反力をロボット装置
における反力に応じて制御することができ、微妙で正確
な操作が可能になるという有利な効果が得られる。
【００４２】
請求項４に記載の指操作装置によれば、請
求項３に記載の指操作装置において、前記信号反力発生
器が、前記第１、第２、第３のワイヤの他端に固定され
た摩擦板と、指操作装置からの屈伸指示信号に基づいて
動作するロボット装置から指反力値を示す反力信号に基
づく電流が流れる電磁石と、前記電磁石に固定された押
え板と、磁性体で形成され前記電磁石の通電量に応じて
前記押え板に引き寄せられ、前記押え板と共に前記摩擦
板を押圧し挟む挟み板と、を備えたことにより、ロボッ
ト装置から指反力値を示す反力信号に基づく電流が電磁
石に流れると、挟み板は前進し、押え板と共に摩擦板を
押圧し強く挟む。この押圧力は電磁石を流れる電流値す
なわち反力信号の示す反力値により定まり、押圧力が大
きくなると、ワイヤの移動がより困難になり、人指し指
屈伸指示部の移動がより困難になる。このようにしてロ
ボット装置側の反力値に応じた反力を指操作装置におい
て生じることができる。すなわち、電磁石に流れる電流
を反力信号で制御することにより、ロボット装置におけ
る反力を指操作装置側で再生することができるという有
利な効果が得られる。
求項３に記載の指操作装置において、前記信号反力発生
器が、前記第１、第２、第３のワイヤの他端に固定され
た摩擦板と、指操作装置からの屈伸指示信号に基づいて
動作するロボット装置から指反力値を示す反力信号に基
づく電流が流れる電磁石と、前記電磁石に固定された押
え板と、磁性体で形成され前記電磁石の通電量に応じて
前記押え板に引き寄せられ、前記押え板と共に前記摩擦
板を押圧し挟む挟み板と、を備えたことにより、ロボッ
ト装置から指反力値を示す反力信号に基づく電流が電磁
石に流れると、挟み板は前進し、押え板と共に摩擦板を
押圧し強く挟む。この押圧力は電磁石を流れる電流値す
なわち反力信号の示す反力値により定まり、押圧力が大
きくなると、ワイヤの移動がより困難になり、人指し指
屈伸指示部の移動がより困難になる。このようにしてロ
ボット装置側の反力値に応じた反力を指操作装置におい
て生じることができる。すなわち、電磁石に流れる電流
を反力信号で制御することにより、ロボット装置におけ
る反力を指操作装置側で再生することができるという有
利な効果が得られる。
【００４３】
請求項５に記載の腕操作装置によれば、装
置を椅子等の固定部に固定する腕操作装置取付部と、腕
の前後動作を指示する腕前後動作指示器と、腕の左右動
作を指示する腕左右動作指示器と、上腕の回動動作を指
示する上腕回動指示器と、肘の屈伸動作を指示する肘屈
伸指示器と、前腕の回動動作を指示する前腕回動指示器
と、手首の上下動作を指示する手首上下指示器とを有す
る腕操作装置であって、請求項１乃至４の内いずれか１
項に記載の指操作装置の信号反力発生器を手首上下指示
器を搭載した手首支持部材に固定したことにより、腕の
肩隣接部分から指先までの腕全体の動作指示を例えば椅
子に座った操作者が指操作装置を掴んで自分の腕を動作
させることにより実現することができるので、ロボット
装置の腕動作指示を容易かつ快適に行うことができると
いう有利な効果が得られる。また、操作者の操作とロボ
ット装置の動作の一体性を向上でき緻密で微妙なロボッ
ト装置の作業の作業性を著しく向上できる。
置を椅子等の固定部に固定する腕操作装置取付部と、腕
の前後動作を指示する腕前後動作指示器と、腕の左右動
作を指示する腕左右動作指示器と、上腕の回動動作を指
示する上腕回動指示器と、肘の屈伸動作を指示する肘屈
伸指示器と、前腕の回動動作を指示する前腕回動指示器
と、手首の上下動作を指示する手首上下指示器とを有す
る腕操作装置であって、請求項１乃至４の内いずれか１
項に記載の指操作装置の信号反力発生器を手首上下指示
器を搭載した手首支持部材に固定したことにより、腕の
肩隣接部分から指先までの腕全体の動作指示を例えば椅
子に座った操作者が指操作装置を掴んで自分の腕を動作
させることにより実現することができるので、ロボット
装置の腕動作指示を容易かつ快適に行うことができると
いう有利な効果が得られる。また、操作者の操作とロボ
ット装置の動作の一体性を向上でき緻密で微妙なロボッ
ト装置の作業の作業性を著しく向上できる。
【図１】本発明の実施の形態１による指操作装置を示す
斜視図
斜視図
【図２】図１の指操作装置の機構を示す機構図
【図３】手首回動検出器を示す機構図
【図４】本発明の実施の形態２による腕操作装置の機構
を示す正面図
を示す正面図
【図５】本発明の実施の形態２による腕操作装置の機構
を示す側面図
を示す側面図
１ 指操作ジョイスティック
２ 信号反力発生器
３ 肩支持部材
４ 上腕支持部材
５ 第１の肘支持部材
６ 第２の肘支持部材
７ 前腕支持部材
８ 手首支持部材
１１ ジョイスティック用シャフト
１２ 筒部
１３ 親指屈伸指示部
１４ 人指し指屈伸指示部
１５ 中指屈伸指示部
１６、１７、１８ 案内部材
３１ 腕操作装置取付部
３２ 腕前後回動軸
３３ ポテンショメータ（腕前後動作指示器）
４１ 腕左右回動軸
４２ ポテンショメータ（腕左右動作指示器）
４３ 上腕固定部
４４ 上腕部
５１、５５、７１、７５ 軸受部
５４ ポテンショメータ（上腕回動指示器）
６１ 前腕固定部
６２ 前腕部
６４ ポテンショメータ（肘屈伸指示器）
７４ ポテンショメータ（前腕回動指示器）
８２ ポテンショメータ（手首上下指示器）
１０１ 移動プーリ
１０２ 固定プーリ
１０３ ワイヤ（第２のワイヤ）
２０１ フレキスブルチューブ
５２、５３、５６、６３、７２、７３、７６、８１、２
０２、２１０、２１１プーリ ２０３ ポテンショメー
タ（第２の検出器） ２０４ 摩擦板 ２０５ ばね ２０６ 挟み板 ２０７ 押え板 ２０８ 電磁石 ２０９ リターンばね（第２のリターンばね） ２１０ 回動プーリ ２１１ 従動プーリ ２１１ａ ベルト ２１２ ポテンショメータ（手首回動検出器）
０２、２１０、２１１プーリ ２０３ ポテンショメー
タ（第２の検出器） ２０４ 摩擦板 ２０５ ばね ２０６ 挟み板 ２０７ 押え板 ２０８ 電磁石 ２０９ リターンばね（第２のリターンばね） ２１０ 回動プーリ ２１１ 従動プーリ ２１１ａ ベルト ２１２ ポテンショメータ（手首回動検出器）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−258873（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−298480（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−22015（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−19879（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−221277（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−15986（ＪＰ，Ａ)
実開 昭62−78285（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭62−81142（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B25J 13/02
G05G 9/00
G06F 3/033
Claims (5)
- 【請求項１】指操作ジョイスティックと、第１、第２、
第３のリターンばねの一端が取り付けられた信号反力発
生器と、一端が前記指操作ジョイスティックに取り付け
られ、他端が前記信号反力発生器の第１、第２、第３の
リターンばねの他端に取り付けられた第１、第２、第３
のワイヤを有する指操作装置であって、 前記指操作ジョイスティックは、前記信号反力発生器に
軸回りに回動自在に取り付けられたジョイスティック用
シャフトと、前記ジョイスティック用シャフトの上部に
取り付けられた略円筒状の筒部と、前記第１のワイヤの
一端が取り付けられ、前記第１のリターンばねの付勢に
より前記筒部の側面に回動自在に取り付けられた舌片状
の親指屈伸指示部と、前記第２のワイヤの一端が取り付
けられ、前記第２のリターンばねの付勢により前記筒部
の前面上部に進退自在に取り付けられた矩形突起状の人
指し指屈伸指示部と、前記第３のワイヤの一端が取り付
けられ、前記第３のリターンばねの付勢により前記筒部
の前面下部に進退自在に取り付けられた矩形突起状の中
指屈伸指示部とを有し、 前記信号反力発生器は、前記親指屈伸指示部の回動、前
記人指し指屈伸指示部の進退、前記中指屈伸指示部の進
退に伴う前記第１、第２、第３のワイヤの移動距離を前
記親指屈伸指示部、前記人指し指屈伸指示部、前記中指
屈伸指示部の移動量として検出する第１、第２、第３の
検出器と、前記ジョイスティック用シャフトの軸回りの
回動を検出する手首回動検出器とを有することを特徴と
する指操作装置。 - 【請求項２】前記ジョイスティック用シャフトが管状に
形成され、前記第１、第２、第３のワイヤは、前記ジョ
イスティック用シャフトに挿通されて前記指操作ジョイ
スティックと前記信号反力発生器との間に配設されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の指操作装置。 - 【請求項３】前記信号反力発生器は、前記第１、第２、
第３のリターンばねの他端と前記第１、第２、第３のワ
イヤの他端との間に、印加電圧に応じたブレーキ力によ
り前記第１、第２、第３のワイヤの移動を抑制する反力
発生器を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載
の指操作装置。 - 【請求項４】前記信号反力発生器が、前記第１、第２、
第３のワイヤの他端に固定された摩擦板と、指操作装置
からの屈伸指示信号に基づいて動作するロボット装置か
ら指反力値を示す反力信号に基づく電流が流れる電磁石
と、前記電磁石に固定された押え板と、磁性体で形成さ
れ前記電磁石の通電量に応じて前記押え板に引き寄せら
れ、前記押え板と共に前記摩擦板を押圧し挟む挟み板
と、を備えていることを特徴とする請求項３に記載の指
操作装置。 - 【請求項５】装置を椅子等の固定部に固定する腕操作装
置取付部と、腕の前後動作を指示する腕前後動作指示器
と、腕の左右動作を指示する腕左右動作指示器と、上腕
の回動動作を指示する上腕回動指示器と、肘の屈伸動作
を指示する肘屈伸指示器と、前腕の回動動作を指示する
前腕回動指示器と、手首の上下動作を指示する手首上下
指示器とを有する腕操作装置であって、請求項１乃至４
の内いずれか１項に記載の指操作装置の信号反力発生器
を前記手首上下指示器を搭載した手首支持部材に固定し
たことを特徴とする腕操作装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30455899A JP3413594B2 (ja) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | 指操作装置およびその指操作装置を用いた腕操作装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30455899A JP3413594B2 (ja) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | 指操作装置およびその指操作装置を用いた腕操作装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP3413594B2 true JP3413594B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=17934449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30455899A Expired - Fee Related JP3413594B2 (ja) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | 指操作装置およびその指操作装置を用いた腕操作装置 |
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| JP6527654B2 (ja) * | 2013-03-25 | 2019-06-05 | 株式会社デンソーウェーブ | アームの操作方法及び操作装置 |
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| JP2023164015A (ja) * | 2022-04-28 | 2023-11-10 | 株式会社メルティンMmi | 入力ユニット、入力装置、およびシステム |
| CN114833849B (zh) * | 2022-06-06 | 2024-01-16 | 深圳市尚为照明有限公司 | 一种防爆机器人 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3923166A (en) * | 1973-10-11 | 1975-12-02 | Nasa | Remote manipulator system |
| US4216467A (en) * | 1977-12-22 | 1980-08-05 | Westinghouse Electric Corp. | Hand controller |
| US4332177A (en) * | 1980-05-30 | 1982-06-01 | Andresen Herman J | Control system having squeeze type manual actuator |
| US4620176A (en) * | 1984-09-25 | 1986-10-28 | Hayes Charles L | Control stick mechanism |
| US4857881A (en) * | 1988-07-08 | 1989-08-15 | Hayes Technology | Joystick with spring disconnect |
| US4947701A (en) * | 1989-08-11 | 1990-08-14 | Honeywell Inc. | Roll and pitch palm pivot hand controller |
| US5142931A (en) * | 1991-02-14 | 1992-09-01 | Honeywell Inc. | 3 degree of freedom hand controller |
| US5228356A (en) * | 1991-11-25 | 1993-07-20 | Chuang Keh Shih K | Variable effort joystick |
| JP3291763B2 (ja) | 1992-06-19 | 2002-06-10 | ソニー株式会社 | 入力装置 |
| US5473325A (en) * | 1993-08-11 | 1995-12-05 | Mcalindon; Peter J. | Ergonomic human-computer interface apparatus and method |
| US5436640A (en) * | 1993-10-29 | 1995-07-25 | Thrustmaster, Inc. | Video game and simulator joystick controller with geared potentiometer actuation |
| US5684512A (en) * | 1996-05-20 | 1997-11-04 | Schoch; Paul T. | Ergonomic apparatus for controlling video or computer equipment |
| US6354945B1 (en) * | 1998-05-20 | 2002-03-12 | Alps Electric Co., Ltd. | Controller |
| DE19837163C1 (de) * | 1998-08-17 | 2000-03-16 | Deere & Co | Handbedienungshebel |
-
1999
- 1999-10-26 JP JP30455899A patent/JP3413594B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-08-22 US US09/642,687 patent/US6433778B1/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001121462A (ja) | 2001-05-08 |
| US6433778B1 (en) | 2002-08-13 |
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