JPH01240280A - マニピュレータの可変速度制御方法 - Google Patents
マニピュレータの可変速度制御方法Info
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- JPH01240280A JPH01240280A JP6200288A JP6200288A JPH01240280A JP H01240280 A JPH01240280 A JP H01240280A JP 6200288 A JP6200288 A JP 6200288A JP 6200288 A JP6200288 A JP 6200288A JP H01240280 A JPH01240280 A JP H01240280A
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- speed
- control
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 101100350989 Mus musculus Paqr7 gene Proteins 0.000 description 1
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- Manipulator (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
人 産業上の利用分野
本発明はマニピュレータの可変速度制御方法に関し、マ
スタアーム及び操作卓の指令によりスレーブアームを作
動させるタイプのマニピュレータに用いて有用である。
スタアーム及び操作卓の指令によりスレーブアームを作
動させるタイプのマニピュレータに用いて有用である。
Ｂ、 発明の概要
本発明は、制御装置にマスタアーム制御用の複数の速度
ゲインと操作卓制御用の複数の速度ゲインを設定してお
き、マスタアームから指令を出すときは、この指令とマ
スタア−ム制御用の速度ゲインとを乗算した値に対応し
た速度でスレーブアームを動作させ、操作卓によりスレ
ーブアームを制御するときには、スレーブアーム制御用
の速度ゲインに対応した速度でスレーブアームを動作さ
せる制御方法である。
ゲインと操作卓制御用の複数の速度ゲインを設定してお
き、マスタアームから指令を出すときは、この指令とマ
スタア−ム制御用の速度ゲインとを乗算した値に対応し
た速度でスレーブアームを動作させ、操作卓によりスレ
ーブアームを制御するときには、スレーブアーム制御用
の速度ゲインに対応した速度でスレーブアームを動作さ
せる制御方法である。
Ｃ従来の技術
マスク・スレーブ型のサーボマニピュレータの中には、
マスク側の指令部としてマスタアームと操作卓とを備え
たものがある。このタイプのマニピュレータでは、マス
タアームの指令に応じて制御装置の制御によりスレーブ
アームを作動させるマスタアーム制御と、操作卓の指令
に応じて制御装置の制御によりスレーブアームを作動さ
せる操作卓制御とが択一的に実行できる。そして、操作
卓制御をするときには、マスタアームの位置をホールド
している。
マスク側の指令部としてマスタアームと操作卓とを備え
たものがある。このタイプのマニピュレータでは、マス
タアームの指令に応じて制御装置の制御によりスレーブ
アームを作動させるマスタアーム制御と、操作卓の指令
に応じて制御装置の制御によりスレーブアームを作動さ
せる操作卓制御とが択一的に実行できる。そして、操作
卓制御をするときには、マスタアームの位置をホールド
している。
前記マスタアーム制御のときにはマスタアームの動きに
追従してスレーブアームが動く。
追従してスレーブアームが動く。
また詳細は本願発明の実施例の中で詳述するが、前記操
作卓制御のときには、操作卓の指令によりスレーブアー
ムの速度を可変にして動かすことができる。
作卓制御のときには、操作卓の指令によりスレーブアー
ムの速度を可変にして動かすことができる。
Ｄ、 発明が解決しようとする課題
ところで上述したタイプのマニピュレータでは、マスタ
アーム制御の際における、マスタアームに対するスレー
ブアームの移動速度が一定であり速度調整ができながっ
た。このため、操作性が悪かった。
アーム制御の際における、マスタアームに対するスレー
ブアームの移動速度が一定であり速度調整ができながっ
た。このため、操作性が悪かった。
本発明は、上記従来技術に鑑み、マスタアーム制御と操
作卓制御とが択一的に実行できルマニヒュレータを制御
する際に、マスタアーム制御の際にもスレーブアームの
速度を可変にすることのできるマニピュレータの可変速
度制御方法を提供するものである。
作卓制御とが択一的に実行できルマニヒュレータを制御
する際に、マスタアーム制御の際にもスレーブアームの
速度を可変にすることのできるマニピュレータの可変速
度制御方法を提供するものである。
＝３−
Ｅ、 課題を解決するための手段
上記課題を解決する本発明方法は、
マスタアームの指令に応じて制御装置の制御によりスレ
ーブアームを作動させるマスターアーム制御と、操作卓
の指令に応じて制御装置の制御によりスレーブアームを
作動させる操作卓制御とが択一的に実行できるマニピュ
レータにおいて、 前記制御装置には、マスタアーム制御の際に用いるマス
タアーム制御用の複数の速度ゲインと、操作卓制御の際
に用いる操作卓制御用の複数の速゛度ゲインとを設定し
ておき、マスタアーム制御の際には、操作卓によりマス
タアーム制御用の速度ゲインの中から所望の速度ゲイン
を選択し、＃御装Ｗ！はマスタアームの指令と選択され
た速度ゲインとを乗算しこの乗算値に対応した速度でス
レーブアームを動作させ、 操作卓制御の際には、操作卓により操作卓制御用の速度
ゲインの中から所望の速度ゲイ＝４− ンを選択し、制御装置は選択された速度ゲインに対応し
た速度でスレーブアームを動作させることを特徴とする
。
ーブアームを作動させるマスターアーム制御と、操作卓
の指令に応じて制御装置の制御によりスレーブアームを
作動させる操作卓制御とが択一的に実行できるマニピュ
レータにおいて、 前記制御装置には、マスタアーム制御の際に用いるマス
タアーム制御用の複数の速度ゲインと、操作卓制御の際
に用いる操作卓制御用の複数の速゛度ゲインとを設定し
ておき、マスタアーム制御の際には、操作卓によりマス
タアーム制御用の速度ゲインの中から所望の速度ゲイン
を選択し、＃御装Ｗ！はマスタアームの指令と選択され
た速度ゲインとを乗算しこの乗算値に対応した速度でス
レーブアームを動作させ、 操作卓制御の際には、操作卓により操作卓制御用の速度
ゲインの中から所望の速度ゲイ＝４− ンを選択し、制御装置は選択された速度ゲインに対応し
た速度でスレーブアームを動作させることを特徴とする
。
Ｆ実施例
息下に本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は本発明方法を適用したマニピュレータを示す。
同図においてマスタアーム１０は、位置、速度、トルク
等を検出するセンサ部１１と駆動部１２を有しており、
マスク位置信号ＰＭを出力するとともに、フィードバッ
ク信号ｆが入力されて反力等を発生する。制御装置２０
は、ＣＰＵ部２１とメモリ部２２と１０部２３とを有し
ている。メモリ部２２には、第２図に示すように操作卓
制御用の速度ゲインＧＬＬ、ＧＬ、ＧＭ、Ｇ８及びマス
タアーム制御用の速度ゲインｇＬＬｐ ｇＬｐ −ｇＭ
ｐ ｇＨがあらかじめ設定されており、速度ゲインの値
はＧＬＬ＜ＧＬ＜Ｇｏ＜ＧＨ ｇＬＬ＜ｇＬ＜ｇＭ＜ｇｌ。
等を検出するセンサ部１１と駆動部１２を有しており、
マスク位置信号ＰＭを出力するとともに、フィードバッ
ク信号ｆが入力されて反力等を発生する。制御装置２０
は、ＣＰＵ部２１とメモリ部２２と１０部２３とを有し
ている。メモリ部２２には、第２図に示すように操作卓
制御用の速度ゲインＧＬＬ、ＧＬ、ＧＭ、Ｇ８及びマス
タアーム制御用の速度ゲインｇＬＬｐ ｇＬｐ −ｇＭ
ｐ ｇＨがあらかじめ設定されており、速度ゲインの値
はＧＬＬ＜ＧＬ＜Ｇｏ＜ＧＨ ｇＬＬ＜ｇＬ＜ｇＭ＜ｇｌ。
となっている。なお従来では操作卓制御用の速度ゲイン
ＧＬＬ、ＧＬ、Ｇ、、Ｇ、のみが設定されており、マス
タアーム制御用の速度ゲインｇ Ｌ Ｌ ｐｇＬｐ ｇ
ｈｐ ｇｓは設定されていなかった。
ＧＬＬ、ＧＬ、Ｇ、、Ｇ、のみが設定されており、マス
タアーム制御用の速度ゲインｇ Ｌ Ｌ ｐｇＬｐ ｇ
ｈｐ ｇｓは設定されていなかった。
操作卓３０は、制御選択スイッチＳＷＩと速度指令切換
スイッチＳＷ２と速度指令スイッチＳＷ３を有している
。制御選択スイッチＳＷＩは、マスタアーム制御と操作
卓制御のうちのどちらを選ぶかを指定する制御選択信号
ａを制御装置２０に送る。速度指令切換スイッチＳＷ２
は、第２図に示すように、４つの切換モード、即ち高速
Ｈ２標準速Ｍ、低速り、超低速ＬＬを持っており各モー
ドに切り換えられると速度指令切換信号ｂ （ｂＨ，ｂ
ｌ、Ｉ。
スイッチＳＷ２と速度指令スイッチＳＷ３を有している
。制御選択スイッチＳＷＩは、マスタアーム制御と操作
卓制御のうちのどちらを選ぶかを指定する制御選択信号
ａを制御装置２０に送る。速度指令切換スイッチＳＷ２
は、第２図に示すように、４つの切換モード、即ち高速
Ｈ２標準速Ｍ、低速り、超低速ＬＬを持っており各モー
ドに切り換えられると速度指令切換信号ｂ （ｂＨ，ｂ
ｌ、Ｉ。
ｂ、ｂ）を出力する。そして制御選択スイッチＳＷＩに
より操作卓制御が選ばれているときには、速度指令切換
スイッチＳＷ２により次表１に対応した操作卓制御用の
ゲインが選ばれ、制御選択スイッチＳＷＩによりマスタ
アーム制御が選ばれているときには速度指令切換スイッ
チＳＷ２により次表２に対応して操作卓制御用のゲイン
が選ばれる。
より操作卓制御が選ばれているときには、速度指令切換
スイッチＳＷ２により次表１に対応した操作卓制御用の
ゲインが選ばれ、制御選択スイッチＳＷＩによりマスタ
アーム制御が選ばれているときには速度指令切換スイッ
チＳＷ２により次表２に対応して操作卓制御用のゲイン
が選ばれる。
表 １（操作卓制御時）
表 ２（マスタアーム制御時）
速度指令スイッチＳＷ３は、十値、−値。
零値を情報として含む速度指令信号Ｃを出力するもので
あり、このスイッチＳＷ３を操作しないときには自動的
に零値となり、このスイッチＳＷ３を＋側に投入すると
十値となり、−側に投入すると一値となる。
あり、このスイッチＳＷ３を操作しないときには自動的
に零値となり、このスイッチＳＷ３を＋側に投入すると
十値となり、−側に投入すると一値となる。
スレーブアーム４０は、位置、速度、トルク等を検出す
るセンサ部４１と駆動部４２を有しており、制御装置２
０からトルク信号Ｔを受けると駆動部４２が駆動して作
動し、センサ部４１からスレーブ位置信号Ｐ９ならびに
スレーブ速度信号ｖ９を出力する。
るセンサ部４１と駆動部４２を有しており、制御装置２
０からトルク信号Ｔを受けると駆動部４２が駆動して作
動し、センサ部４１からスレーブ位置信号Ｐ９ならびに
スレーブ速度信号ｖ９を出力する。
ここで本実施例の動作を操作卓制御とマスタアーム制御
に分けて説明する。
に分けて説明する。
まずはじめに操作卓制御を、第３図及び第４図を参照し
て説明する。制御選択信号ａにより操作卓制御が開始さ
れたことが判定されると（ステップ１）、制御開始時点
におけるスレーブアーム４０の位置を初期値Ｐ。とじて
セットする（ステップ２）。つまり制御開始時点のスレ
ーブ位置信号ＰＳを工学変換したものを初期値Ｐ。とじ
てセットする。次に速度指令切換スイッチＳＷ２により
速度ゲインＧＬＬ。
て説明する。制御選択信号ａにより操作卓制御が開始さ
れたことが判定されると（ステップ１）、制御開始時点
におけるスレーブアーム４０の位置を初期値Ｐ。とじて
セットする（ステップ２）。つまり制御開始時点のスレ
ーブ位置信号ＰＳを工学変換したものを初期値Ｐ。とじ
てセットする。次に速度指令切換スイッチＳＷ２により
速度ゲインＧＬＬ。
ＧＬ、 Ｇ、、 ＧＨのうちどの速度ゲインが選択され
たかをサーチする（ステップ３）。更に、速度指令信号
Ｃの値が、十値、−値、零値のいずれかであるかを判別
しくステップ４）、＋値であれば選択した速度ゲインの
符号を十とし、−値であれば選択した速度ゲインの符号
を−として反転させ、零値であれば速度ゲインを零とし
、これら修正値が前回目標値（この場合初期値Ｐ。）に
加えられる（ステップ５）。具体的に説明すると速度ゲ
インＧＭが選択されて、速度指令信号Ｃが３回十値にな
ると、（Ｐ０＋３ＧＭ）なる演算が行なわれて、この値
が目標値Ｑと決定される。
たかをサーチする（ステップ３）。更に、速度指令信号
Ｃの値が、十値、−値、零値のいずれかであるかを判別
しくステップ４）、＋値であれば選択した速度ゲインの
符号を十とし、−値であれば選択した速度ゲインの符号
を−として反転させ、零値であれば速度ゲインを零とし
、これら修正値が前回目標値（この場合初期値Ｐ。）に
加えられる（ステップ５）。具体的に説明すると速度ゲ
インＧＭが選択されて、速度指令信号Ｃが３回十値にな
ると、（Ｐ０＋３ＧＭ）なる演算が行なわれて、この値
が目標値Ｑと決定される。
目標値Ｑが決定されると、第４図に示すように、目標値
Ｑと初期値Ｐ。の偏差をサーボゲイン処理した値Ａと、
スレーブ速度信号ｖｓを工学変換処理した後にフィード
バックゲイン処理した値Ｂとの偏差Ａ−Ｂが求められ、
この偏差Ａ−Ｂｔｆ！ＰＩ（比例・積分）補償して工学
変換したトルク信号Ｔが出力され、このトルク信号Ｔに
よりスレーブアーム４０が動作する。
Ｑと初期値Ｐ。の偏差をサーボゲイン処理した値Ａと、
スレーブ速度信号ｖｓを工学変換処理した後にフィード
バックゲイン処理した値Ｂとの偏差Ａ−Ｂが求められ、
この偏差Ａ−Ｂｔｆ！ＰＩ（比例・積分）補償して工学
変換したトルク信号Ｔが出力され、このトルク信号Ｔに
よりスレーブアーム４０が動作する。
結局、上述した操作卓制御では、スレーブアーム４０の
移動速度は、速度ゲインＧ、Ｌ、ＧＬ。
移動速度は、速度ゲインＧ、Ｌ、ＧＬ。
ＧＭ、Ｇ、のうち速度指令切換スイッチＳＷ２で選択し
たものに対応した速度となり、可変速度とすることがで
きる。当然のことながら速度ゲインＧＬＬを選択したと
きのスレーブアーム速度が最も遅く、速度ゲインＧＨを
選択したときのスレーブアーム速度が最も速い。またス
レーブアーム４０の移動距離は速度指令スイッチＳＷ３
により速度指令信号Ｃが十値、又は−値になった回数に
比例する。十値の場合にはスレーブアーム４０は正方向
に移動し一値の場合にはスレーブアーム４０ば負方向に
移動する。
たものに対応した速度となり、可変速度とすることがで
きる。当然のことながら速度ゲインＧＬＬを選択したと
きのスレーブアーム速度が最も遅く、速度ゲインＧＨを
選択したときのスレーブアーム速度が最も速い。またス
レーブアーム４０の移動距離は速度指令スイッチＳＷ３
により速度指令信号Ｃが十値、又は−値になった回数に
比例する。十値の場合にはスレーブアーム４０は正方向
に移動し一値の場合にはスレーブアーム４０ば負方向に
移動する。
次にマスタアーム制御について説明する。
制御選択スイッチＳＷＩの制御選択信号ａによりマスタ
アーム制御を選択すると、制御装置２０ではマスタアー
ム制御用の速度ゲインｇＬＬ２ｇＬ、ｇ１１２ｇＨが用
いられる。そして速度指令切換スイッチＳＷ２により速
度ゲインｇＬＬが選ばれるとマスタアーム１０から送ら
れて（るマスタ位置信号Ｐ８がｇＬＬ倍され、速度ゲイ
ンｇＬが選ばれるとマスタ位置信号ｐＨが町倍され、速
度ゲインｇ、が選ばれるとマスク位置信号ＰＭが８６倍
され、速度ゲインｇＨが選ばれるとマスタ位置信号Ｐゎ
が６８倍され、このようにゲイン倍された値に対応した
値のトルク信号Ｔが出力されスレーブアーム４０が動く
。よって、速度ゲインｇＬＬを選んだときのスレーブア
ーム４０の移動速度が最も遅く、速度ゲインｇ、を選ん
だときのスレーブアーム４０の移動速度が最も速くなり
、マスタアーム制御のときにもスレーブアームの移動速
度を可変にてきる。
アーム制御を選択すると、制御装置２０ではマスタアー
ム制御用の速度ゲインｇＬＬ２ｇＬ、ｇ１１２ｇＨが用
いられる。そして速度指令切換スイッチＳＷ２により速
度ゲインｇＬＬが選ばれるとマスタアーム１０から送ら
れて（るマスタ位置信号Ｐ８がｇＬＬ倍され、速度ゲイ
ンｇＬが選ばれるとマスタ位置信号ｐＨが町倍され、速
度ゲインｇ、が選ばれるとマスク位置信号ＰＭが８６倍
され、速度ゲインｇＨが選ばれるとマスタ位置信号Ｐゎ
が６８倍され、このようにゲイン倍された値に対応した
値のトルク信号Ｔが出力されスレーブアーム４０が動く
。よって、速度ゲインｇＬＬを選んだときのスレーブア
ーム４０の移動速度が最も遅く、速度ゲインｇ、を選ん
だときのスレーブアーム４０の移動速度が最も速くなり
、マスタアーム制御のときにもスレーブアームの移動速
度を可変にてきる。
−１１＝
Ｇ 発明の効果
以上実施例とともに具体的に説明したように本発明によ
れば、操作卓制御のときのみならずマスタアーム制御の
ときにもスレーブアームの移動速度を可変にてきる。よ
って操作性が向上するとともに安全にも寄与する。
れば、操作卓制御のときのみならずマスタアーム制御の
ときにもスレーブアームの移動速度を可変にてきる。よ
って操作性が向上するとともに安全にも寄与する。
第１図は本発明を適用した実施例を示すブロック図、第
２図は速度ゲインのメモリ状態を示す説明図、第３図は
目標値の決定方法を示すフロー図、第４図はマスタアー
ム制御の状態を示す説明図である。 図 面 中、 １０はマスタアーム、 ２０は制御装置、 ３０は操作卓、 ４０はスレーブアームである。 第３図 （ステップ１） （ステップ２） （ステップ３） （ステップ４） （ステップ５） （ステップ６）
２図は速度ゲインのメモリ状態を示す説明図、第３図は
目標値の決定方法を示すフロー図、第４図はマスタアー
ム制御の状態を示す説明図である。 図 面 中、 １０はマスタアーム、 ２０は制御装置、 ３０は操作卓、 ４０はスレーブアームである。 第３図 （ステップ１） （ステップ２） （ステップ３） （ステップ４） （ステップ５） （ステップ６）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 マスタアームの指令に応じて制御装置の制御によりスレ
ーブアームを作動させるマスタアーム制御と、操作卓の
指令に応じて制御装置の制御によりスレーブアームを作
動させる操作卓制御とが択一的に実行できるマニピュレ
ータにおいて、 前記制御装置には、マスタアーム制御の際に用いるマス
タアーム制御用の複数の速度ゲインと、操作卓制御の際
に用いる操作卓制御用の複数の速度ゲインとを設定して
おき、 マスタアーム制御の際には、操作卓によりマスタアーム
制御用の速度ゲインの中から所望の速度ゲインを選択し
、制御装置はマスタアームの指令と選択された速度ゲイ
ンとを乗算しこの乗算値に対応した速度でスレーブアー
ムを動作させ、 操作卓制御の際には、操作卓により操作卓制御用の速度
ゲインの中から所望の速度ゲインを選択し、制御装置は
選択された速度ゲインに対応した速度でスレーブアーム
を動作させることを特徴とするマニピュレータの可変速
度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6200288A JPH01240280A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | マニピュレータの可変速度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6200288A JPH01240280A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | マニピュレータの可変速度制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01240280A true JPH01240280A (ja) | 1989-09-25 |
Family
ID=13187513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6200288A Pending JPH01240280A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | マニピュレータの可変速度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01240280A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013136583A1 (ja) * | 2012-03-14 | 2013-09-19 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 挿入機器の動作制御装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6328580A (ja) * | 1986-07-22 | 1988-02-06 | 株式会社東芝 | 力帰還形バイラテラルサ−ボマニピユレ−タ |
-
1988
- 1988-03-17 JP JP6200288A patent/JPH01240280A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6328580A (ja) * | 1986-07-22 | 1988-02-06 | 株式会社東芝 | 力帰還形バイラテラルサ−ボマニピユレ−タ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013136583A1 (ja) * | 2012-03-14 | 2013-09-19 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 挿入機器の動作制御装置 |
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