JP4842561B2 - 力覚コントローラ装置 - Google Patents
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Description
制御対象に対する操作を入力するための可動部を含む操作機構と、
該可動部に加えられた操作力を検出する操作力検出手段と、
前記可動部の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
前記制御対象に加わる外力を入力する外力入力手段と、
前記可動部を駆動する駆動手段と、
前記操作力に応じて前記可動部に対する操作をアシストするとともに、前記外力に応じて該可動部に力覚を提示するように、前記操作力及び前記外力を任意の比率で合成した力に基づいて前記可動部の目標位置を算出し、該目標位置及び前記現在位置に基づいて前記可動部を該目標位置に追従させるように前記駆動手段を制御する力覚制御手段と
を備えた力覚コントローラ装置であって、
前記操作機構は、ベース部に支持された第一支軸を中心に回動自在に支持された前記可動部としての第一可動部と、該第一支軸に直交するようにして該第一可動部に配設された第二支軸を中心に回動自在に支持された前記可動部としての第二可動部とを備え、
前記駆動手段は、前記第一支軸及び前記第二支軸を中心に前記第一可動部及び第二可動部をそれぞれ回転駆動するように構成されており、
前記駆動手段は、前記ベース部に支持され、
前記第二支軸は、一対の自在継手と該両自在継手の間を連結する伸縮軸とを含むリンク部を介して前記駆動手段に連結され、
該駆動手段は、該第二支軸を介して前記第二可動部を駆動するように構成された
力覚コントローラ装置。
(1)前記目標位置を前記操作力に基づいて算出しているので、前記可動部を操作する操作者のパワーアシストを行うことができ、前記操作機構の機械的・物理的構成に関わらず、前記可動部を小さい力で移動させることができ、操作性の向上及び長時間操作時における操作者の疲労の軽減が可能になる。
(2)前記目標位置を前記外力に比例した力に基づいて算出しているので、前記操作者に対し前記可動部を介して前記外力に応じた力覚を提示することができる。
(3)前記目標位置を、前記操作力及び前記外力を任意の比率で合成した力に基づいて算出しているので、前述の通り、前記可動部が小さい力で移動できるとともに、該可動部を介して前記力覚を提示することができる。従って、前記可動部の操作に力を要しないようになっているので、前記可動部を介して手触り感など微妙な感覚を操作者に効率的に伝達することができる。
(4)前記力覚制御手段により、前記制御対象と前記可動部の構造が異構造であっても、該制御対象に与えられる外力を正確かつ安定に該可動部を介して力覚として提示することができる。
前記可動部は、無負荷状態において所定の原点位置になるように重量バランスされた態様を例示する。
(1)操作端2に加えられる操作力Tに応じたロボットハンド先端の移動指令(移動速度指令、移動目標位置指令等)。
(2)第一角度センサ35a及び第二角度センサ36aにより検出された現在位置に応じたロボットハンド先端の移動目標位置指令。
(3)第三角度センサ39により検出された現在位置に応じたロボットハンド先端における把持手段の開閉角度指令。
(1)力覚コントローラ装置1の力覚制御部10又は制御指令出力部7は、マイクロプロセッサ及びメモリ(いずれも図示略)を内蔵するとともに、該メモリ(図示略)に書き込まれた制御プログラムよって諸機能を実現することができる。この制御プログラムはコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して提供することができる。また、前記マイクロプロセッサにより実現された諸機能の全部又は一部をマイクロプロセッサを含まないハードウェア回路に置き換えることもできる。
(2)力覚コントローラ装置1の操作機構3における自由度数を適宜変更すること。
(3)力覚制御部10における制御方法を具体化する制御方式として、積分追従型最適サーボ系制御方式に代えて、PID制御等の他の制御方式を採用すること。
2 操作端
3 操作機構
4 リミットスイッチ
5 操作力検出部
6 現在位置検出部
7 制御指令出力部
8 外力入力部
9 駆動部
10 力覚制御部
15 制御対象
16 外力センサ
20 台座部
21 支持フレーム
22 支持フレーム
23 X支軸
24 第一可動部
25 Y支軸
26 第二可動部
27 レバー
28 グリップ部
30 第一トルクセンサ
31 第二トルクセンサ
35 X駆動モータ
35a 第一角度センサ
36 Y駆動モータ
36a 第二角度センサ
37 Z駆動モータ
38 リンク部
38a 自在継手
38b 自在継手
38c 伸縮軸
39 第三角度センサ
D 外力
T 操作力
Claims (2)
- 制御対象に対する操作を入力するための可動部を含む操作機構と、
該可動部に加えられた操作力を検出する操作力検出手段と、
前記可動部の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
前記制御対象に加わる外力を入力する外力入力手段と、
前記可動部を駆動する駆動手段と、
前記操作力に応じて前記可動部に対する操作をアシストするとともに、前記外力に応じて該可動部に力覚を提示するように、前記操作力及び前記外力を任意の比率で合成した力に基づいて前記可動部の目標位置を算出し、該目標位置及び前記現在位置に基づいて前記可動部を該目標位置に追従させるように前記駆動手段を制御する力覚制御手段と
を備えた力覚コントローラ装置であって、
前記操作機構は、ベース部に支持された第一支軸を中心に回動自在に支持された前記可動部としての第一可動部と、該第一支軸に直交するようにして該第一可動部に配設された第二支軸を中心に回動自在に支持された前記可動部としての第二可動部とを備え、
前記駆動手段は、前記第一支軸及び前記第二支軸を中心に前記第一可動部及び第二可動部をそれぞれ回転駆動するように構成されており、
前記駆動手段は、前記ベース部に支持され、
前記第二支軸は、一対の自在継手と該両自在継手の間を連結する伸縮軸とを含むリンク部を介して前記駆動手段に連結され、
該駆動手段は、該第二支軸を介して前記第二可動部を駆動するように構成された
力覚コントローラ装置。 - 前記可動部は、無負荷状態において所定の原点位置になるように重量バランスされた請求項1記載の力覚コントローラ装置。
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JP2005135216A JP4842561B2 (ja) | 2005-05-06 | 2005-05-06 | 力覚コントローラ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005135216A JP4842561B2 (ja) | 2005-05-06 | 2005-05-06 | 力覚コントローラ装置 |
Publications (2)
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Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005135216A Active JP4842561B2 (ja) | 2005-05-06 | 2005-05-06 | 力覚コントローラ装置 |
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