JP7315177B2 - Input device for remote control - Google Patents

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Description

特許法第30条第2項適用 令和03年06月06日 http://robomech2021.org/ を通じて発表 令和03年06月06~08日 一般社団法人 日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス部門主催の「ロボティクス・メカトロニクス講演会2021 in Osaka」において文書をもって発表Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act June 06, 2003 http://robomech2021. org/ June 06-08, 2003 Presented in writing at the "Robotics and Mechatronics Conference 2021 in Osaka" hosted by the Robotics and Mechatronics Division of the Japan Society of Mechanical Engineers

本発明は遠隔操作用入力装置に関し、特に、操作者の手首動作により移動体を遠隔操作するのに用いる遠隔操作用入力装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a remote control input device, and more particularly to a remote control input device that is used to remotely control a moving object by an operator's wrist motion.

無人航空機やロボット等の移動体を遠隔操作する場合、従来ではジョイスティック等の入力装置により操作命令を出力するのが一般的である。しかしながら、ジョイスティックのような入力装置は、その操作方向と移動体の姿勢に対する入力方向とが必ずしも一致していない。そのため、操作者にとって、移動体の遠隔操作方法が分かり難かった。 2. Description of the Related Art Conventionally, when a moving object such as an unmanned aerial vehicle or a robot is remotely operated, an operation command is generally output using an input device such as a joystick. However, in an input device such as a joystick, the operation direction does not necessarily match the input direction with respect to the posture of the moving object. Therefore, it was difficult for the operator to understand how to remotely control the mobile object.

そこで、遠隔操作でありながら操作者自身の手で移動体を持ちながら所望の移動方向に動作させるような直感的な操作を可能にする入力装置も知られている(例えば特許文献1)。特許文献1の遠隔操作用入力装置は、手で把持される把持用部材と、把持用部材を支持する指示ユニットとを有するものであり、把持用部材が把持された状態で手首の並進運動や回転運動を許容するように把持用部材が指示ユニットに支持されるものである。そして、把持用部材の並進運動と回転運動を検出し、移動体への操作命令を出力するものである。ここで、特許文献1の把持用部材の並進運動と回転運動の中心点、即ち、XYZ座標中心点とロール・ピッチ・ヨー回転中心点は、その位置が一致するものである。具体的には、XYZ座標中心点とロール・ピッチ・ヨー回転中心点は、操作者の手首関節の中心に配置されるものであった。 Therefore, there is also known an input device that allows an operator to intuitively operate a mobile object in a desired moving direction while holding the mobile object with his or her own hand (for example, Patent Document 1). The remote control input device of Patent Document 1 has a gripping member that is gripped by a hand and an instruction unit that supports the gripping member. The gripping member is supported by the instruction unit so as to allow translational movement and rotational movement of the wrist while the gripping member is gripped. Then, it detects translational motion and rotational motion of the gripping member and outputs an operation command to the moving body. Here, the center points of the translational movement and the rotational movement of the gripping member in Patent Document 1, that is, the XYZ coordinate center point and the roll/pitch/yaw rotation center point coincide in position. Specifically, the XYZ coordinate center point and the roll/pitch/yaw rotation center point are arranged at the center of the wrist joint of the operator.

特開2018-190254号公報JP 2018-190254 A

しかしながら、特許文献1の入力装置であっても、入力装置に対する操作者による操作の感覚と移動体の動きとが異なるものであった。これは、操作対象である無人航空機やロボット等の移動体の構造が、人間の身体の構造と異なる場合に特に顕著であった。例えば、移動体が複雑な環境に対応するために特殊な形態や構造を有している場合には、操作の感覚と移動体の動きが大きく異なり、操作者が自身の身体のように移動体を直感的に操作することは難しかった。 However, even with the input device of Patent Literature 1, the feeling of operation by the operator on the input device differs from the movement of the moving object. This is particularly noticeable when the structure of a moving object such as an unmanned aerial vehicle or a robot to be operated is different from the structure of a human body. For example, when a mobile body has a special shape or structure to cope with a complex environment, the feeling of operation and the movement of the mobile body differ greatly, making it difficult for the operator to intuitively operate the mobile body as if it were his/her own body.

一般的に移動体はXYZ軸の直交座標系及びロール・ピッチ・ヨー回転軸の直交座標系の自由度で規定された動きをするものであるが、人間の身体は筋骨格系の制御や網膜座標系の認知で規定されて動いている。このため、従来の装置では、移動体の直感的な操作が難しかった。 In general, a moving object moves according to the degrees of freedom of an orthogonal coordinate system of XYZ axes and an orthogonal coordinate system of roll, pitch, and yaw rotation axes, but the human body moves according to the control of the musculoskeletal system and the recognition of the retinal coordinate system. For this reason, it has been difficult to intuitively operate a moving object with conventional devices.

したがって、無人航空機やロボット等の移動体を遠隔操作する際に、直感的に操作可能な遠隔操作用入力装置の開発が望まれていた。 Therefore, it has been desired to develop a remote-control input device that can be operated intuitively when remote-controlling a moving object such as an unmanned aerial vehicle or a robot.

本発明は、斯かる実情に鑑み、移動体を直感的に遠隔操作可能な遠隔操作用入力装置を提供しようとするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a remote control input device that enables intuitive remote control of a mobile body.

上述した本発明の目的を達成するために、本発明による遠隔操作用入力装置は、操作者が握るためのグリップ部と、グリップ部に接続され、XYZ座標中心点を中心に、操作者の拳の並進運動に合わせて並進運動する並進機構部と、並進機構部の並進運動量を検出する並進運動検出部と、グリップ部に接続され、XYZ座標中心点から操作者の手首関節側にオフセット配置されるロール・ピッチ・ヨー回転中心点を中心に、操作者の手首関節の回転運動に合わせて回転運動する回転機構部と、回転機構部の回転運動量を検出する回転運動検出部と、並進運動検出部で検出される並進運動量と回転運動検出部で検出される回転運動量とを用いて移動体への操作命令を出力する制御部と、を具備するものである。 In order to achieve the above-described object of the present invention, the remote control input device according to the present invention includes: a grip portion for an operator to hold; a translational mechanism portion connected to the grip portion and performing translational movement in accordance with the translational motion of the operator's fist about the center point of the XYZ coordinates; It comprises a rotation mechanism that rotates according to the rotation of the wrist joint, a rotation detector that detects the amount of rotation of the rotation mechanism, and a controller that outputs an operation command to the moving object using the translational momentum detected by the translational motion detector and the rotational momentum detected by the rotary motion detector.

ここで、並進機構部は、X軸及びY軸にスライド可能な基部と、基部上に配置されZ軸にスライド可能な柱部と、からなるものであれば良い。 Here, the translational mechanism may be composed of a base that is slidable along the X and Y axes, and a column that is arranged on the base and is slidable along the Z axis.

また、回転機構部は、柱部からオフセット配置されピッチ回転軸にピッチ回転可能に配置されるピッチ回転部と、ピッチ回転部のピッチ回転軸に対して垂直な軸にヨー回転可能に配置されるヨー回転部と、ピッチ回転部のピッチ回転軸及びヨー回転部のヨー回転軸に対して垂直な軸にロール回転可能に配置されるロール回転部と、からなるものであれば良い。 Further, the rotation mechanism may be composed of a pitch rotation section that is offset from the pillar and arranged to be pitch rotatable on the pitch rotation axis, a yaw rotation section that is arranged to be yaw rotatable on an axis perpendicular to the pitch rotation axis of the pitch rotation section, and a roll rotation section that is arranged to be roll rotatable on an axis perpendicular to the pitch rotation axis of the pitch rotation section and the yaw rotation axis of the yaw rotation section.

また、回転機構部は、ピッチ回転軸に対してピッチ回転可能に配置されるピッチ回転部と、ピッチ回転部のピッチ回転軸に対して垂直な軸にロール回転可能に配置されるロール回転部と、柱部からオフセット配置されピッチ回転部のピッチ回転軸及びロール回転部のロール回転軸に対して垂直な軸にヨー回転可能に配置されるヨー回転部と、からなるものであっても良い。 Further, the rotation mechanism section may include a pitch rotation section arranged to be pitch-rotatable with respect to the pitch rotation axis, a roll rotation section arranged to be roll-rotatable on an axis perpendicular to the pitch rotation axis of the pitch rotation section, and a yaw rotation section arranged offset from the column section and arranged to be yaw-rotatable on an axis perpendicular to the pitch rotation axis of the pitch rotation section and the roll rotation axis of the roll rotation section.

また、回転機構部は、柱部からオフセット配置されヨー回転軸に対してヨー回転可能に配置されるヨー回転部と、ヨー回転部のヨー回転軸に対して垂直な軸にピッチ回転可能に配置されるピッチ回転部と、柱部からオフセット配置されヨー回転部のヨー回転軸及びピッチ回転部のピッチ回転軸に対して垂直な軸にロール回転可能に配置されるロール回転部と、からなるものであっても良い。 Further, the rotation mechanism may include a yaw rotation section offset from the column and arranged to be yaw rotatable about the yaw rotation axis, a pitch rotation section arranged to be pitch rotatable about an axis perpendicular to the yaw rotation axis of the yaw rotation section, and a roll rotation section offset from the column and arranged to be roll rotatable about an axis perpendicular to the yaw rotation axis of the yaw rotation section and the pitch rotation axis of the pitch rotation section.

また、ロール回転部は、2重円環構造を有するものであれば良い。 Also, the roll rotating portion may have a double ring structure.

また、並進機構部のXYZ座標中心点は、グリップ部の中心位置に配置され、回転機構部のロール・ピッチ・ヨー回転中心点は、操作者の手首関節の中心位置に配置される、ものであれば良い。 In addition, the XYZ coordinate center point of the translation mechanism should be located at the center of the grip, and the roll/pitch/yaw rotation center of the rotation mechanism should be located at the center of the wrist joint of the operator.

また、並進機構部及び回転機構部は、グリップ部を基準位置であるXYZ座標中心点及びロール・ピッチ・ヨー回転中心点へ戻すための弾性部材を有するものであっても良い。 Further, the translation mechanism and the rotation mechanism may have elastic members for returning the grip to the XYZ coordinate center point and the roll/pitch/yaw rotation center point, which are the reference positions.

また、並進運動検出部及び回転運動検出部は、変位検出センサを用いて並進運動量及び回転運動量を検出するものであっても良い。 Further, the translational motion detection section and the rotational motion detection section may detect the translational motion amount and the rotational motion amount using a displacement detection sensor.

また、並進機構部及び回転機構部は、グリップ部を基準位置であるXYZ座標中心点及びロール・ピッチ・ヨー回転中心点へ戻すための駆動モータを有するものであっても良い。 Further, the translation mechanism and the rotation mechanism may have drive motors for returning the grip to the XYZ coordinate center point and the roll/pitch/yaw rotation center point, which are the reference positions.

また、並進運動検出部及び回転運動検出部は、駆動モータを用いて並進運動量及び回転運動量を検出するものであっても良い。 Further, the translational motion detection section and the rotational motion detection section may detect the translational motion amount and the rotational motion amount using a driving motor.

本発明の遠隔操作用入力装置には、移動体を直感的に遠隔操作可能であるという利点がある。 The remote-control input device of the present invention has the advantage of being able to intuitively remote-control a moving object.

図1は、本発明の遠隔操作用入力装置の全体構成を説明するための概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining the overall configuration of the remote control input device of the present invention. 図2は、本発明の遠隔操作用入力装置を説明するための概略正面図である。FIG. 2 is a schematic front view for explaining the remote control input device of the present invention. 図3は、本発明の遠隔操作用入力装置を説明するための概略側面図である。FIG. 3 is a schematic side view for explaining the remote control input device of the present invention. 図4は、本発明の遠隔操作用入力装置のさらに他の例を説明するための概略側面図である。FIG. 4 is a schematic side view for explaining still another example of the remote control input device of the present invention. 図5は、本発明の遠隔操作用入力装置の他の例を説明するための概略側面図である。FIG. 5 is a schematic side view for explaining another example of the remote control input device of the present invention.

以下、本発明を実施するための形態を図示例と共に説明する。図1は、本発明の遠隔操作用入力装置の全体構成を説明するための概略斜視図である。また、図2は、本発明の遠隔操作用入力装置を説明するための概略正面図である。そして、図3は、本発明の遠隔操作用入力装置を説明するための概略側面図である。図中、同一の符号を付した部分は同一物を表している。また、図2及び図3では、一部のみを示した。本発明の遠隔操作入力装置は、操作者の手首動作により移動体を遠隔操作するのに用いられるものである。ここで、手首動作とは、肘や肩等の腕の動きによる拳の移動(並進運動)や手首関節の動き(回転運動)をいう。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described together with illustrated examples. FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining the overall configuration of the remote control input device of the present invention. FIG. 2 is a schematic front view for explaining the remote control input device of the present invention. FIG. 3 is a schematic side view for explaining the remote control input device of the present invention. In the drawings, the parts with the same reference numerals represent the same parts. Moreover, in FIG.2 and FIG.3, only one part was shown. The remote control input device of the present invention is used to remotely control a moving object by an operator's wrist motion. Here, the wrist movement refers to the movement of the fist (translational movement) or the movement of the wrist joint (rotational movement) due to the movement of the arm such as the elbow or shoulder.

図1に示されるように、本発明の遠隔操作入力装置は、グリップ部10と、並進機構部20と、並進運動検出部30と、回転機構部40と、回転運動検出部50と、制御部60とから主に構成されている。 As shown in FIG. 1, the remote control input device of the present invention is mainly composed of a grip portion 10, a translational mechanism portion 20, a translational motion detection portion 30, a rotation mechanism portion 40, a rotational motion detection portion 50, and a control portion 60.

グリップ部10は、操作者が握るためのものである。グリップ部10は、図示例のように操作者の手のひらで把持可能なような形状を有するものであれば良い。操作者は、グリップ部10を握り、手首動作により移動体に対して遠隔操作を行う。図示例では鉛直方向にグリップ部10のグリップが延在する例を示したが、本発明はこれに限定されず、グリップ部10はそのグリップが水平方向に延在する形状であっても良い。また、後述の並進機構部20に対してグリップ部10の上下が接続される構造を図示したが、本発明はこれに限定されず、グリップ部10は、並進機構部20に対して片側接続されるものであっても良い。 The grip part 10 is to be gripped by the operator. The grip part 10 may have a shape that can be gripped by the operator's palm, as shown in the illustrated example. The operator grips the grip part 10 and remotely operates the moving object by wrist movements. Although the illustrated example shows an example in which the grip of the grip portion 10 extends in the vertical direction, the present invention is not limited to this, and the grip portion 10 may have a shape in which the grip extends in the horizontal direction. Further, although a structure in which the upper and lower parts of the grip portion 10 are connected to the translation mechanism portion 20 described later is illustrated, the present invention is not limited to this, and the grip portion 10 may be connected to the translation mechanism portion 20 on one side.

並進機構部20は、グリップ部10に接続されるものである。並進機構部20は、操作者の拳の並進運動に合わせて並進運動するものである。即ち、並進機構部20は、操作者の肘や肩等の腕の動きによる拳の移動に合わせてグリップ部10を並進移動可能にするものである。並進機構部20は、XYZ座標中心点を中心に、並進運動するものである。並進運動とは、具体的にはX軸、Y軸、Z軸に沿って平行に移動する運動のことである。また、XYZ座標中心点とは、操作者が触れていない基準位置のときの中心点をいう。図示例の場合、XYZ座標中心点は、グリップ部10の中心位置に配置されている。即ち、操作者の拳の中心位置に配置されている。図示例では、並進機構部20は、基部21と柱部22とからなる。基部21は、X軸及びY軸にスライド可能に構成されている。即ち、XY平面でスライド可能に構成される。より具体的には、基部21は、X軸方向にのみスライド可能に構成されるステージと、Y軸方向にのみスライド可能に構成されるステージとを組み合わせてなる。また、柱部22は、基部21上に配置されるものであり、Z軸方向にのみスライド可能に構成されている。柱部22は、具体的にはスライドレール等で構成されれば良い。 The translation mechanism section 20 is connected to the grip section 10 . The translation mechanism 20 translates according to the translation of the operator's fist. That is, the translational mechanism section 20 allows the grip section 10 to be translated in accordance with the movement of the fist caused by the movement of the operator's arm such as the elbow or shoulder. The translation mechanism section 20 translates around the center point of the XYZ coordinates. Translational motion is specifically motion that moves parallel along the X-, Y-, and Z-axes. Further, the XYZ coordinate center point refers to the center point at the reference position that is not touched by the operator. In the illustrated example, the XYZ coordinate center point is arranged at the center position of the grip portion 10 . That is, it is arranged at the center position of the operator's fist. In the illustrated example, the translational mechanism section 20 consists of a base section 21 and a column section 22 . The base 21 is configured to be slidable along the X-axis and the Y-axis. That is, it is configured to be slidable on the XY plane. More specifically, the base 21 is a combination of a stage that is slidable only in the X-axis direction and a stage that is slidable only in the Y-axis direction. Moreover, the column portion 22 is arranged on the base portion 21 and is configured to be slidable only in the Z-axis direction. Specifically, the column portion 22 may be configured by a slide rail or the like.

図示例の基部21は、XY平面でスライド可能に構成されるものであるため、XYZ座標中心点は、Z軸方向にスライド可能な柱部22の位置で決定される。グリップ部10は、この柱部22の位置で決定されるZ軸上に配置されれば良い。なお、本発明はこれに限定されず、並進機構部は、XYZ座標中心点を中心に並進運動可能なものであれば、従来の又は今後開発されるべきあらゆるものが適用可能である。 Since the base portion 21 in the illustrated example is configured to be slidable on the XY plane, the XYZ coordinate center point is determined by the position of the column portion 22 that is slidable in the Z-axis direction. The grip portion 10 may be arranged on the Z-axis determined by the position of the column portion 22 . Note that the present invention is not limited to this, and any conventional or future development mechanism can be applied to the translation mechanism as long as it can translate about the center point of the XYZ coordinates.

図1には、並進機構部20が、X軸用駆動モータ23、Y軸用駆動モータ24、Z軸用駆動モータ25を有している例を示した。即ち、基部21のX軸方向にのみスライド可能に構成されるステージにはX軸用駆動モータ23が設けられ、Y軸方向にのみスライド可能に構成されるステージにはY軸用駆動モータ24が設けられ、さらに、Z軸方向にのみスライド可能に構成される柱部22にはZ軸用駆動モータ25が設けられている。各駆動モータは、グリップ部10を基準位置であるXYZ座標中心点へ戻すためにも用いられる。即ち、並進機構部20は、操作者の拳の並進運動に合わせて並進運動するものであると共に、操作者が手を離したり力を緩めたりした場合等には、グリップ部10を基準位置であるXYZ座標中心点へ戻すものであれば良い。なお、本発明はこれに限定されず、並進機構部20は、基準位置に戻すことが可能なものであれば如何なるものであっても良い。例えば、並進機構部20は、グリップ部10を基準位置であるXYZ座標中心点へ戻すための弾性部材を有するものであっても良い。弾性部材は、ばねやゴム等であれば良い。 FIG. 1 shows an example in which the translation mechanism section 20 has an X-axis drive motor 23 , a Y-axis drive motor 24 and a Z-axis drive motor 25 . That is, the stage configured to be slidable only in the X-axis direction of the base 21 is provided with an X-axis drive motor 23, the stage configured to be slidable only in the Y-axis direction is provided with a Y-axis drive motor 24, and the column portion 22 configured to be slidable only in the Z-axis direction is provided with a Z-axis drive motor 25. Each drive motor is also used to return the grip portion 10 to the XYZ coordinate center point, which is the reference position. In other words, the translation mechanism 20 performs translational motion in accordance with the translational motion of the operator's fist, and when the operator releases the hand or loosens the force, the grip part 10 may be returned to the XYZ coordinate center point, which is the reference position. The present invention is not limited to this, and the translation mechanism section 20 may be of any type as long as it can be returned to the reference position. For example, the translation mechanism section 20 may have an elastic member for returning the grip section 10 to the XYZ coordinate center point, which is the reference position. The elastic member may be spring, rubber, or the like.

並進運動検出部30は、並進機構部20の並進運動量を検出するものである。並進運動検出部30により、操作者のグリップ部10の手首動作による並進運動量が検出される。即ち、並進機構部20がX軸、Y軸、Z軸に沿って平行に移動した移動量や移動速度を検出するものである。具体的には、並進運動検出部30は、ロータリーエンコーダやポテンショメータ等の変位検出センサであれば良い。変位検出センサは、例えば光や磁気等により並進運動による移動量や移動速度を検出できるものや、モータの回転位置から並進運動による移動量や移動速度を検出できるものであれば良い。 The translational motion detector 30 detects the translational momentum of the translation mechanism 20 . The translational motion detection unit 30 detects the amount of translational motion due to the wrist motion of the grip unit 10 of the operator. That is, the translation mechanism 20 detects the movement amount and the movement speed of parallel movement along the X-, Y-, and Z-axes. Specifically, the translational motion detector 30 may be a displacement detection sensor such as a rotary encoder or a potentiometer. The displacement detection sensor may be, for example, one that can detect the movement amount and movement speed due to translational motion using light, magnetism, or the like, or one that can detect the movement amount and movement speed due to translational motion from the rotational position of the motor.

なお、X軸用駆動モータ23、Y軸用駆動モータ24、Z軸用駆動モータ25を、並進運動検出部30として用いても良い。即ち、各駆動モータの回転位置の変位から、各軸に対する並進運動による移動量や移動速度を検出できるように構成しても良い。 The X-axis drive motor 23 , the Y-axis drive motor 24 , and the Z-axis drive motor 25 may be used as the translational motion detector 30 . That is, it may be configured such that the movement amount and the movement speed due to the translational motion with respect to each axis can be detected from the displacement of the rotational position of each drive motor.

回転機構部40は、グリップ部10に接続されるものである。回転機構部40は、操作者の手首関節の回転運動に合わせて回転運動するものである。即ち、回転機構部40は、操作者の手首関節の動きに合わせてグリップ部10を回転移動可能にするものである。回転機構部40は、ロール・ピッチ・ヨー回転中心点を中心に、回転運動するものである。回転運動とは、具体的には、ロール回転軸、ピッチ回転軸、ヨー回転軸を中心に回転する運動のことである。また、ロール・ピッチ・ヨー回転中心点とは、操作者が触れていない基準位置のときの中心点をいう。 The rotation mechanism section 40 is connected to the grip section 10 . The rotation mechanism 40 rotates according to the rotation of the wrist joint of the operator. That is, the rotation mechanism section 40 enables the grip section 10 to rotate according to the movement of the wrist joint of the operator. The rotation mechanism 40 rotates around a roll/pitch/yaw rotation center point. Rotational motion specifically refers to motion rotating about a roll rotation axis, a pitch rotation axis, and a yaw rotation axis. Further, the roll/pitch/yaw rotation center point refers to the center point at the reference position that is not touched by the operator.

ここで、本発明の最も特徴とする点としては、ロール・ピッチ・ヨー回転中心点が、XYZ座標中心点から操作者の手首関節側にオフセット配置されるところである。即ち、回転機構部40のロール・ピッチ・ヨー回転軸と並進機構部20のXYZ座標軸とは、その中心点が異なる位置に配置されるように構成されている。図示例の場合、XYZ座標中心点は、グリップ部10の中心位置に配置されている。即ち、操作者の拳の中心位置に配置されている。一方、ロール・ピッチ・ヨー回転中心点は、操作者の手首関節の中心に配置されている。このようにオフセット配置されることにより、操作者の身体の動きに直接連動した操作が可能となり、移動体を直感的に遠隔操作可能な遠隔操作用入力装置が実現可能となった。 Here, the most characteristic point of the present invention is that the roll/pitch/yaw rotation center point is offset from the XYZ coordinate center point toward the operator's wrist joint. That is, the roll/pitch/yaw rotation axes of the rotation mechanism section 40 and the XYZ coordinate axes of the translation mechanism section 20 are configured such that their center points are arranged at different positions. In the illustrated example, the XYZ coordinate center point is arranged at the center position of the grip portion 10 . That is, it is arranged at the center position of the operator's fist. On the other hand, the roll/pitch/yaw rotation center point is arranged at the center of the operator's wrist joint. By offsetting in this way, it is possible to perform an operation directly linked to the movement of the operator's body, and it is possible to realize a remote-control input device capable of intuitively remote-controlling a moving object.

具体的には、回転機構部40は、ヨー回転部41とピッチ回転部42とロール回転部43とからなる。ヨー回転部41は、ヨー回転軸を中心にグリップ部10を回転可能にするものである。ピッチ回転部42は、ピッチ回転軸を中心にグリップ部10を回転可能にするものである。ロール回転部43は、ロール回転軸を中心にグリップ部10を回転可能にするものである。図示例では、ヨー回転部41、ピッチ回転部42、ロール回転部43が、柱部22からオフセット配置されている。具体的には、ピッチ回転軸にピッチ回転可能に配置されるピッチ回転部42が、柱部22からオフセット配置されている。また、ヨー回転部41は、ピッチ回転部42のピッチ回転軸に対して垂直な軸にヨー回転可能に配置されている。そして、ロール回転部43は、ピッチ回転部42のピッチ回転軸及びヨー回転部41のヨー回転軸に対して垂直な軸にロール回転可能に配置されている。 Specifically, the rotation mechanism section 40 includes a yaw rotation section 41 , a pitch rotation section 42 and a roll rotation section 43 . The yaw rotation part 41 makes the grip part 10 rotatable around the yaw rotation axis. The pitch rotation part 42 makes the grip part 10 rotatable around the pitch rotation axis. The roll rotation part 43 makes the grip part 10 rotatable around the roll rotation axis. In the illustrated example, the yaw rotating portion 41 , the pitch rotating portion 42 , and the roll rotating portion 43 are arranged offset from the column portion 22 . Specifically, the pitch rotation part 42 arranged so as to be pitch-rotatable on the pitch rotation axis is offset from the column part 22 . The yaw rotation section 41 is arranged so as to be yaw rotatable about an axis perpendicular to the pitch rotation axis of the pitch rotation section 42 . The roll rotation section 43 is arranged so as to be roll-rotatable about an axis perpendicular to the pitch rotation axis of the pitch rotation section 42 and the yaw rotation axis of the yaw rotation section 41 .

より具体的には、図示例のロール回転部43は、2重円環構造を有している。2重円環構造は、内輪45と外輪46とからなるものである。内輪45と外輪46が同軸上で回転することで、ロール回転可能に構成されている。図示例では、内輪45にヨー回転部41が固定されている。即ち、グリップ部10が、ヨー回転部41を介してロール回転部43の内輪45に接続されている。また、外輪46には、ピッチ回転部42が固定されている。そして、ピッチ回転部42は、I字形状ブラケット47を介して柱部22に固定されている。I字形状ブラケット47は、XYZ座標中心点とロール・ピッチ・ヨー回転中心点とのオフセット配置に対応した長さを有するものである。なお、図示例の柱部22は2本あり、I字形状ブラケット47を介して外輪46の両側部に設けられたピッチ回転部42にそれぞれ固定されている。なお、本発明はこれに限定されず、回転機構部は、ロール・ピッチ・ヨー回転中心点を中心に回転運動可能なものであれば、従来の又は今後開発されるべきあらゆるものが適用可能である。 More specifically, the roll rotating part 43 of the illustrated example has a double ring structure. The double ring structure consists of an inner ring 45 and an outer ring 46 . The inner ring 45 and the outer ring 46 are coaxially rotated, so that roll rotation is possible. In the illustrated example, the yaw rotating part 41 is fixed to the inner ring 45 . That is, the grip portion 10 is connected to the inner ring 45 of the roll rotating portion 43 via the yaw rotating portion 41 . Also, the pitch rotation portion 42 is fixed to the outer ring 46 . The pitch rotation portion 42 is fixed to the column portion 22 via an I-shaped bracket 47 . The I-shaped bracket 47 has a length corresponding to the offset arrangement between the XYZ coordinate center point and the roll/pitch/yaw rotation center point. There are two pillars 22 in the illustrated example, which are fixed to the pitch rotation parts 42 provided on both sides of the outer ring 46 via I-shaped brackets 47 . It should be noted that the present invention is not limited to this, and any conventional or future development can be applied to the rotating mechanism as long as it can rotate around the roll, pitch, and yaw rotation center points.

図1には、回転機構部40のヨー回転部41、ピッチ回転部42、ロール回転部43が、それぞれ駆動モータで構成される例を示した。各駆動モータは、グリップ部10の回転位置を基準位置であるロール・ピッチ・ヨー回転中心点へ戻すためにも用いられる。即ち、回転機構部40は、操作者の手首関節の回転運動に合わせて回転運動するものであると共に、操作者が手を離したり力を緩めたりした場合等には、グリップ部10を基準位置であるロール・ピッチ・ヨー回転中心点へ戻すものであれば良い。なお、本発明はこれに限定されず、回転機構部40は、基準位置に戻すことが可能なものであれば如何なるものであっても良い。例えば、回転機構部40は、グリップ部10を基準位置であるロール・ピッチ・ヨー回転中心点へ戻すための弾性部材を有するものであっても良い。弾性部材は、ばねやゴム等であれば良い。 FIG. 1 shows an example in which the yaw rotation section 41, the pitch rotation section 42, and the roll rotation section 43 of the rotation mechanism section 40 are each configured by a drive motor. Each drive motor is also used to return the rotational position of the grip portion 10 to the roll/pitch/yaw rotational center point, which is the reference position. That is, the rotation mechanism 40 rotates according to the rotation of the wrist joint of the operator, and when the operator releases the hand or loosens the force, the grip 10 may be returned to the roll/pitch/yaw rotation center point, which is the reference position. The present invention is not limited to this, and the rotation mechanism section 40 may be of any type as long as it can be returned to the reference position. For example, the rotation mechanism section 40 may have an elastic member for returning the grip section 10 to the roll/pitch/yaw rotation center point, which is the reference position. The elastic member may be spring, rubber, or the like.

このような構造により、ヨー回転部41、ピッチ回転部42、ロール回転部43が、柱部22からオフセット配置されることになる。即ち、XYZ座標中心点とロール・ピッチ・ヨー回転中心点とがオフセット配置されることになる。そして、グリップ部10は、ロール回転軸、ピッチ回転軸、ヨー回転軸上でそれぞれ独立して回転運動可能となると共に、XYZ軸上でそれぞれ独立して並進運動可能となる。 With such a structure, the yaw rotating portion 41 , the pitch rotating portion 42 , and the roll rotating portion 43 are arranged offset from the column portion 22 . That is, the XYZ coordinate center point and the roll/pitch/yaw rotation center point are offset. The grip part 10 can rotate independently on the roll rotation axis, the pitch rotation axis, and the yaw rotation axis, and can translate independently on the XYZ axes.

なお、XYZ座標中心点とロール・ピッチ・ヨー回転中心点とのオフセット配置位置については、操作者の手首の大きさや操作感覚に応じて適宜調整可能であっても良い。即ち、I字形状ブラケット47の長さを適宜調整可能に構成しても良い。さらに、上述の図示例では、XYZ座標中心点にグリップ部の中心位置が配置されるように構成される例を示したが、本発明はこれに限定されず、操作者の操作感覚に応じてグリップ部の位置についても適宜調整可能であっても良い。何れの場合であっても、ロール・ピッチ・ヨー回転中心点が、XYZ座標中心点から操作者の手首関節側にオフセット配置されるものであれば良い。 It should be noted that the offset arrangement position between the XYZ coordinate center point and the roll/pitch/yaw rotation center point may be appropriately adjusted according to the size of the wrist of the operator and the sense of operation. That is, the length of the I-shaped bracket 47 may be adjusted as appropriate. Furthermore, in the illustrated example described above, an example is shown in which the center position of the grip portion is arranged at the center point of the XYZ coordinates, but the present invention is not limited to this, and the position of the grip portion may also be adjusted as appropriate according to the operational feeling of the operator. In any case, it is sufficient that the roll/pitch/yaw rotation center point is offset from the XYZ coordinate center point toward the operator's wrist joint.

回転運動検出部50は、回転機構部40の回転運動量を検出するものである。回転運動検出部50により、操作者のグリップ部10の手首動作による回転運動量が検出される。即ち、回転機構部40がロール回転軸、ピッチ回転軸、ヨー回転軸に沿って回転した回転量や回転速度を検出するものである。具体的には、回転運動検出部50は、ロータリーエンコーダやポテンショメータ等の変位検出センサであれば良い。変位検出センサは、例えば光や磁気等により回転運動による回転量や回転速度を検出できるものや、モータの回転位置から回転運動による回転量や回転速度を検出できるものであれば良い。 The rotational motion detection section 50 detects the amount of rotational motion of the rotation mechanism section 40 . The rotary motion detector 50 detects the amount of rotary motion caused by the wrist motion of the grip 10 of the operator. That is, the rotation mechanism 40 detects the rotation amount and the rotation speed of the rotation mechanism 40 along the roll rotation axis, the pitch rotation axis, and the yaw rotation axis. Specifically, the rotary motion detector 50 may be a displacement detection sensor such as a rotary encoder or potentiometer. The displacement detection sensor may be, for example, one that can detect the rotation amount and rotation speed due to the rotary motion using light or magnetism, or one that can detect the rotation amount and rotation speed due to the rotary motion from the rotational position of the motor.

なお、回転機構部40を駆動モータで構成した場合には、各駆動モータを、回転運動検出部50として用いても良い。即ち、各駆動モータの回転量の変位から、各軸に対する回転運動による回転量や回転速度を検出できるように構成すれば良い。 It should be noted that when the rotation mechanism section 40 is configured by drive motors, each drive motor may be used as the rotary motion detection section 50 . In other words, the rotation amount and the rotation speed due to the rotation motion about each axis may be detected from the displacement of the rotation amount of each drive motor.

制御部60は、並進運動検出部30で検出される並進運動量と回転運動検出部50で検出される回転運動量とを用いて移動体への操作命令を出力するものである。操作者のグリップ部10の手首動作は、並進運動検出部30で検出される移動量や移動速度である並進運動量や、回転運動検出部50で検出される回転量や回転速度である回転運動量を用いて検出される。制御部60は、この運動量から並進方向や並進量、並進速度や回転方向や回転量、回転速度を求め、移動体への操作命令を出力する。操作命令は、移動体に対する操作量であれば良い。制御部60は、パーソナルコンピュータやマイコン等のプログラムにより実現しても良いし、スマートフォン等の電子情報端末のプログラムにより実現しても良い。なお、検出された運動量と移動体の操作量の関係であるコントロール感度は、適宜調整可能であれば良い。 The control unit 60 uses the translational momentum detected by the translational motion detection unit 30 and the rotational momentum detected by the rotational motion detection unit 50 to output an operation command to the moving body. The wrist motion of the grip unit 10 of the operator is detected using translational momentum, which is the amount of movement and movement speed detected by the translational motion detection unit 30, and rotational momentum, which is the amount and speed of rotation detected by the rotational movement detection unit 50. The control unit 60 obtains the direction of translation, the amount of translation, the speed of translation, the direction of rotation, the amount of rotation, and the speed of rotation from this momentum, and outputs an operation command to the moving object. The operation command may be an operation amount for the moving object. The control unit 60 may be implemented by a program for a personal computer, a microcomputer, or the like, or may be implemented by a program for an electronic information terminal such as a smart phone. Note that the control sensitivity, which is the relationship between the detected amount of exercise and the amount of operation of the moving body, may be adjusted as appropriate.

これまでの図示例では、ロール回転部43が2重円環構造を有するものであり、ヨー回転部41及びピッチ回転部42と共に2重円環構造に収まるものを示した。即ち、ヨー回転部41、ピッチ回転部42、ロール回転部43がすべてヨー・ピッチ平面に配置されるものを示した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。図4は、本発明の遠隔操作用入力装置の他の例を説明するための概略側面図である。図中、図1と同一の符号を付した部分は同一物を表している。この例は、ピッチ・ロール平面に配置されるピッチ回転部42及びロール回転部43とは異なる位置にヨー回転部41が配置される例である。ピッチ回転部42は、ピッチ回転軸に対してピッチ回転可能に配置される。ピッチ回転部42は、柱部22に固定されている。ロール回転部43は、ピッチ回転部42のピッチ回転軸に対して垂直な軸にロール回転可能に配置される。そして、ヨー回転部41は、柱部22からオフセット配置されピッチ回転部42のピッチ回転軸及びロール回転部43のロール回転軸に対して垂直な軸にヨー回転可能に配置される。 In the illustrated examples so far, the roll rotation section 43 has a double ring structure, and the yaw rotation section 41 and the pitch rotation section 42 are included in the double ring structure. That is, the yaw rotating portion 41, the pitch rotating portion 42, and the roll rotating portion 43 are all arranged on the yaw/pitch plane. However, the invention is not so limited. FIG. 4 is a schematic side view for explaining another example of the remote control input device of the present invention. In the figure, the parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 represent the same parts. In this example, the yaw rotation section 41 is arranged at a different position from the pitch rotation section 42 and the roll rotation section 43 arranged on the pitch/roll plane. The pitch rotation part 42 is arranged so as to be pitch-rotatable with respect to the pitch rotation axis. The pitch rotation part 42 is fixed to the column part 22 . The roll rotation part 43 is arranged so as to be roll-rotatable on an axis perpendicular to the pitch rotation axis of the pitch rotation part 42 . The yaw rotating portion 41 is offset from the column portion 22 and is rotatable about an axis perpendicular to the pitch rotating shaft of the pitch rotating portion 42 and the roll rotating shaft of the roll rotating portion 43 .

図示例では、2重円環構造を有するロール回転部43が、柱部22にピッチ回転部42を介して接続されている。具体的には、例えば2重円環構造の外輪が、ピッチ回転部42を介して柱部22に接続されれば良い。そして、2重円環構造の内輪が、I字形状ブラケット47を介してヨー回転部41側に接続されれば良い。図示例では、ヨー回転部41は、例えば1重円環構造にヨー回転可能な駆動モータを設けた構造を有しており、この1重円環構造にI字形状ブラケット47が固定されている。I字形状ブラケット47は、XYZ座標中心点とロール・ピッチ・ヨー回転中心点とのオフセット配置に対応した長さを有するものである。 In the illustrated example, a roll rotating portion 43 having a double ring structure is connected to the column portion 22 via a pitch rotating portion 42 . Specifically, for example, an outer ring having a double ring structure may be connected to the column portion 22 via the pitch rotation portion 42 . Then, the inner ring having the double ring structure may be connected to the yaw rotating portion 41 via the I-shaped bracket 47 . In the illustrated example, the yaw rotation section 41 has a structure in which a drive motor capable of yaw rotation is provided in a single ring structure, for example, and an I-shaped bracket 47 is fixed to this single ring structure. The I-shaped bracket 47 has a length corresponding to the offset arrangement between the XYZ coordinate center point and the roll/pitch/yaw rotation center point.

このような構造では、ピッチ回転部42のピッチ回転軸が、この柱部22の位置で決定されるZ軸上に垂直に配置されている。一方、ヨー回転部41は、I字形状ブラケット47を介して柱部22に接続されている。したがって、ヨー回転軸は、操作者の手首関節の中心に配置されることになる。結果的に、XYZ座標中心点とロール・ピッチ・ヨー回転中心点とがオフセット配置されることになる。 In such a structure, the pitch rotation axis of the pitch rotation portion 42 is arranged vertically on the Z-axis determined by the position of this column portion 22 . On the other hand, the yaw rotating portion 41 is connected to the column portion 22 via an I-shaped bracket 47 . Therefore, the yaw rotation axis is located at the center of the operator's wrist joint. As a result, the XYZ coordinate center point and the roll/pitch/yaw rotation center point are offset.

図5は、本発明の遠隔操作用入力装置のさらに他の例を説明するための概略側面図である。図中、図1と同一の符号を付した部分は同一物を表している。なお、図示例では、説明のためにロール回転させた状態を示した。この例は、ヨー・ピッチ平面に配置されるヨー回転部41、ピッチ回転部42とは異なる位置にロール回転部43が配置される例である。ヨー回転部41は、柱部22からオフセット配置されヨー回転軸に対してヨー回転可能に配置される。ピッチ回転部42は、ヨー回転部41のヨー回転軸に対して垂直な軸にピッチ回転可能に配置される。そして、ロール回転部43は、柱部22からオフセット配置されヨー回転部41のヨー回転軸及びピッチ回転部42のピッチ回転軸に対して垂直な軸にロール回転可能に配置される。 FIG. 5 is a schematic side view for explaining still another example of the remote control input device of the present invention. In the figure, the parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 represent the same parts. In addition, in the illustrated example, a state in which the roll is rotated is shown for the sake of explanation. In this example, the roll rotation section 43 is arranged at a different position from the yaw rotation section 41 and the pitch rotation section 42 arranged on the yaw/pitch plane. The yaw rotation part 41 is arranged offset from the column part 22 and arranged so as to be yaw rotatable about the yaw rotation axis. The pitch rotation section 42 is arranged so as to be pitch rotatable about an axis perpendicular to the yaw rotation axis of the yaw rotation section 41 . The roll rotation section 43 is offset from the column section 22 and arranged to be roll-rotatable about an axis perpendicular to the yaw rotation axis of the yaw rotation section 41 and the pitch rotation axis of the pitch rotation section 42 .

図示例では、ヨー回転部41は、例えば1重円環構造にヨー回転可能な駆動モータを設けた構造を有しており、この1重円環構造にピッチ回転部42を介してU字形状ブラケット48が接続されている。ロール回転部43は、このU字形状ブラケット48に接続されている。また、ロール回転部43は、L字形状ブラケット49を介して柱部22に接続されている。ロール回転部43は、操作者の拳の先に配置されることになる。グリップ部10と、ヨー回転部41及びピッチ回転部42が配置される1重円環構造との間の長さが、XYZ座標中心点とロール・ピッチ・ヨー回転中心点とのオフセット配置に対応した長さを有することになる。 In the illustrated example, the yaw rotation section 41 has a structure in which a driving motor capable of yaw rotation is provided in, for example, a single ring structure, and a U-shaped bracket 48 is connected to this single ring structure via the pitch rotation section 42. The roll rotating part 43 is connected to this U-shaped bracket 48 . Also, the roll rotating portion 43 is connected to the column portion 22 via an L-shaped bracket 49 . The roll rotating part 43 is arranged at the tip of the operator's fist. The length between the grip portion 10 and the single ring structure in which the yaw rotation portion 41 and the pitch rotation portion 42 are arranged corresponds to the offset arrangement between the XYZ coordinate center point and the roll/pitch/yaw rotation center point.

このような構造では、ヨー回転軸及びピッチ回転軸が、操作者の手首関節の中心に配置されることになる。結果的に、XYZ座標中心点とロール・ピッチ・ヨー回転中心点とがオフセット配置されることになる。 In such a configuration, the yaw and pitch axes of rotation would be centered at the operator's wrist joint. As a result, the XYZ coordinate center point and the roll/pitch/yaw rotation center point are offset.

この例では、一方、ロール回転軸は、ロール回転部43が操作者の拳の先に配置されることになる。しかしながら、基準位置ではロール・ピッチ・ヨー回転中心点は操作者の手首関節の中心に配置されることになる。したがって、ロール・ピッチ・ヨー回転中心点は、XYZ座標中心点とオフセット配置されることになる。 In this example, on the other hand, as for the roll rotation axis, the roll rotation part 43 is arranged at the tip of the operator's fist. However, in the reference position, the roll/pitch/yaw rotation center point is located at the center of the operator's wrist joint. Therefore, the roll/pitch/yaw rotation center point is offset from the XYZ coordinate center point.

このように、本発明の遠隔操作入力装置は、ロール回転軸、ピッチ回転軸、ヨー回転軸の何れかが、XYZ座標中心点からオフセット配置されることにより、ロール・ピッチ・ヨー回転中心点が、XYZ座標中心点からオフセット配置される構成であっても良い。 As described above, the remote control input device of the present invention may have a configuration in which any one of the roll rotation axis, the pitch rotation axis, and the yaw rotation axis is offset from the XYZ coordinate center point so that the roll/pitch/yaw rotation center point is offset from the XYZ coordinate center point.

なお、本発明の遠隔操作用入力装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 It should be noted that the remote control input device of the present invention is not limited to the illustrated examples described above, and can of course be modified in various ways without departing from the gist of the present invention.

10 グリップ部
20 並進機構部
21 基部
22 柱部
23 X軸用駆動モータ
24 Y軸用駆動モータ
25 Z軸用駆動モータ
30 並進運動検出部
40 回転機構部
41 ヨー回転部
42 ピッチ回転部
43 ロール回転部
45 内輪
46 外輪
47 I字形状ブラケット
48 U字形状ブラケット
49 L字形状ブラケット
50 回転運動検出部
60 制御部
10 Grip Part 20 Translation Mechanism Part 21 Base Part 22 Column Part 23 X-axis Drive Motor 24 Y-axis Drive Motor 25 Z-axis Drive Motor 30 Translation Motion Detection Part 40 Rotation Mechanism Part 41 Yaw Rotation Part 42 Pitch Rotation Part 43 Roll Rotation Part 45 Inner Ring 46 Outer Ring 47 I-shaped Bracket 48 U-shaped Bracket 49 L Character-shaped bracket 50 Rotational motion detection unit 60 Control unit

Claims (11)

操作者の手首動作により移動体を遠隔操作するのに用いる遠隔操作用入力装置であって、該遠隔操作用入力装置は、
操作者が握るためのグリップ部と、
前記グリップ部に接続され、グリップ部にXYZ座標中心点が配置されるように構成される並進機構部であって、XYZ座標中心点を中心に、操作者の拳の並進運動に合わせて並進運動する並進機構部と、
前記並進機構部の並進運動量を検出する並進運動検出部と、
前記グリップ部に接続され、XYZ座標中心点と異なる位置であってXYZ座標中心点から操作者の手首関節側にオフセットされる位置にロール・ピッチ・ヨー回転中心点が配置されるように構成される回転機構部であって、ロール・ピッチ・ヨー回転中心点を中心に、操作者の手首関節の回転運動に合わせて回転運動する回転機構部と、
前記回転機構部の回転運動量を検出する回転運動検出部と、
前記並進運動検出部で検出される並進運動量と回転運動検出部で検出される回転運動量とを用いて移動体への操作命令を出力する制御部と、
を具備することを特徴とする遠隔操作用入力装置。
A remote control input device used to remotely control a moving object by an operator's wrist motion, the remote control input device comprising:
a grip portion for an operator to hold;
a translation mechanism unit connected to the grip unit and arranged so that the center point of the XYZ coordinates is arranged on the grip unit, the translation mechanism unit performing translational movement around the center point of the XYZ coordinates in accordance with the translational motion of the operator's fist;
a translational motion detector that detects the translational momentum of the translation mechanism;
a rotation mechanism unit that is connected to the grip unit and configured such that a roll/pitch/yaw rotation center point is located at a position that is different from the XYZ coordinate center point and that is offset from the XYZ coordinate center point toward the operator's wrist joint, the rotation mechanism unit rotating about the roll/pitch/yaw rotation center point in accordance with the rotation of the operator's wrist joint;
a rotational motion detector that detects the rotational momentum of the rotating mechanism;
a control unit that outputs an operation command to a moving body using the translational momentum detected by the translational motion detection unit and the rotational momentum detected by the rotational motion detection unit;
A remote control input device comprising:
請求項1に記載の遠隔操作用入力装置において、前記並進機構部は、
X軸及びY軸にスライド可能な基部と、
前記基部上に配置されZ軸にスライド可能な柱部と、
からなることを特徴とする遠隔操作用入力装置。
2. The remote control input device according to claim 1, wherein the translation mechanism unit
a base slidable in the X and Y axes;
a column disposed on the base and slidable along the Z axis;
A remote control input device comprising:
請求項2に記載の遠隔操作用入力装置において、前記回転機構部は、
前記柱部からオフセット配置されピッチ回転軸にピッチ回転可能に配置されるピッチ回転部と、
前記ピッチ回転部のピッチ回転軸に対して垂直な軸にヨー回転可能に配置されるヨー回転部と、
前記ピッチ回転部のピッチ回転軸及びヨー回転部のヨー回転軸に対して垂直な軸にロール回転可能に配置されるロール回転部と、
からなることを特徴とする遠隔操作用入力装置。
3. The remote control input device according to claim 2, wherein the rotating mechanism section comprises:
a pitch rotation part offset from the column part and arranged to be pitch-rotatable about the pitch rotation axis;
a yaw rotation unit arranged to be yaw rotatable about an axis perpendicular to the pitch rotation axis of the pitch rotation unit;
a roll rotator arranged to be roll rotatable about an axis perpendicular to the pitch rotation axis of the pitch rotation part and the yaw rotation axis of the yaw rotation part;
A remote control input device comprising:
請求項2に記載の遠隔操作用入力装置において、前記回転機構部は、
ピッチ回転軸に対してピッチ回転可能に配置されるピッチ回転部と、
前記ピッチ回転部のピッチ回転軸に対して垂直な軸にロール回転可能に配置されるロール回転部と、
前記柱部からオフセット配置されピッチ回転部のピッチ回転軸及びロール回転部のロール回転軸に対して垂直な軸にヨー回転可能に配置されるヨー回転部と、
からなることを特徴とする遠隔操作用入力装置。
3. The remote control input device according to claim 2, wherein the rotating mechanism section comprises:
a pitch rotation unit disposed so as to be pitch-rotatable with respect to the pitch rotation axis;
a roll rotator arranged to be roll rotatable about an axis perpendicular to the pitch rotation axis of the pitch rotator;
a yaw rotating part that is offset from the column part and arranged to be yaw rotatable about an axis perpendicular to the pitch rotating axis of the pitch rotating part and the roll rotating axis of the roll rotating part;
A remote control input device comprising:
請求項2に記載の遠隔操作用入力装置において、前記回転機構部は、
前記柱部からオフセット配置されヨー回転軸に対してヨー回転可能に配置されるヨー回転部と、
前記ヨー回転部のヨー回転軸に対して垂直な軸にピッチ回転可能に配置されるピッチ回転部と、
前記柱部からオフセット配置されヨー回転部のヨー回転軸及びピッチ回転部のピッチ回転軸に対して垂直な軸にロール回転可能に配置されるロール回転部と、
からなることを特徴とする遠隔操作用入力装置。
3. The remote control input device according to claim 2, wherein the rotating mechanism section comprises:
a yaw rotating part that is offset from the column part and arranged to be yaw rotatable about the yaw rotation axis;
a pitch rotation unit arranged to be pitch-rotatable about an axis perpendicular to the yaw rotation axis of the yaw rotation unit;
a roll rotation unit offset from the column and arranged to be roll-rotatable about an axis perpendicular to the yaw rotation axis of the yaw rotation unit and the pitch rotation axis of the pitch rotation unit;
A remote control input device comprising:
請求項3又は請求項4に記載の遠隔操作用入力装置において、前記ロール回転部は、2重円環構造を有することを特徴とする遠隔操作用入力装置。 5. The remote control input device according to claim 3, wherein said roll rotating part has a double ring structure. 請求項1乃至請求項6の何れかに記載の遠隔操作用入力装置において、
前記並進機構部のXYZ座標中心点は、グリップ部の中心位置に配置され、
前記回転機構部のロール・ピッチ・ヨー回転中心点は、操作者の手首関節の中心位置に配置される、
ことを特徴とする遠隔操作用入力装置。
The remote control input device according to any one of claims 1 to 6,
The XYZ coordinate center point of the translation mechanism is arranged at the center of the grip,
The roll/pitch/yaw rotation center point of the rotation mechanism is arranged at the center position of the wrist joint of the operator.
A remote control input device characterized by:
請求項1乃至請求項7の何れかに記載の遠隔操作用入力装置において、前記並進機構部及び回転機構部は、グリップ部を基準位置であるXYZ座標中心点及びロール・ピッチ・ヨー回転中心点へ戻すための弾性部材を有することを特徴とする遠隔操作用入力装置。 8. The remote control input device according to claim 1, wherein the translation mechanism and the rotation mechanism have an elastic member for returning the grip to the XYZ coordinate center point and the roll/pitch/yaw rotation center point, which are the reference positions. 請求項8に記載の遠隔操作用入力装置において、前記並進運動検出部及び回転運動検出部は、変位検出センサを用いて並進運動量及び回転運動量を検出することを特徴とする遠隔操作用入力装置。 9. The remote control input device according to claim 8, wherein the translational motion detector and the rotational motion detector detect the translational momentum and the rotational momentum using a displacement detection sensor. 請求項1乃至請求項7の何れかに記載の遠隔操作用入力装置において、前記並進機構部及び回転機構部は、グリップ部を基準位置であるXYZ座標中心点及びロール・ピッチ・ヨー回転中心点へ戻すための駆動モータを有することを特徴とする遠隔操作用入力装置。 8. The remote control input device according to claim 1, wherein the translation mechanism and the rotation mechanism have a drive motor for returning the grip to the XYZ coordinate center point and the roll/pitch/yaw rotation center point, which are the reference positions. 請求項10に記載の遠隔操作用入力装置において、前記並進運動検出部及び回転運動検出部は、駆動モータを用いて並進運動量及び回転運動量を検出することを特徴とする遠隔操作用入力装置。 11. The remote control input device according to claim 10, wherein the translational motion detector and the rotational motion detector detect the translational motion and the rotational motion using a driving motor.
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