JPH01257580A - マスタ・スレーブマニプレータ - Google Patents
マスタ・スレーブマニプレータInfo
- Publication number
- JPH01257580A JPH01257580A JP8594188A JP8594188A JPH01257580A JP H01257580 A JPH01257580 A JP H01257580A JP 8594188 A JP8594188 A JP 8594188A JP 8594188 A JP8594188 A JP 8594188A JP H01257580 A JPH01257580 A JP H01257580A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- master
- hand
- slave
- manipulator
- joint
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position Or Direction (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
この発明は、マスタマニプレータの操作によらず、必要
に応じて容易にスレーブマニプレータのハンドを直線駆
動させることのできるマスタ・スレーブマニプレータに
関する。
に応じて容易にスレーブマニプレータのハンドを直線駆
動させることのできるマスタ・スレーブマニプレータに
関する。
従来のマスタ・スレーブマニプレータについて、第２図
を参照しながら説明する。第２図はその構成を示すブロ
ック図である。 一般に、マスタ・スレーブマニプレータはマスタマニプ
レータとスレーブマニプレータとからなり、このマスタ
、スレーブの各マニプレータは、それぞれ自由度ｎの多
関節マニプレータである。 第２図において、Ｐｉ（ｉ＝１〜ｎ）はマスタマニプレ
ータの各関節の位置ないし角度の検出器で、例えば各関
節に直結されたポテンショメータである。しかも、マス
タマニプレータとスレーブマニプレータとは互いに異形
である、つまりそれぞれの各部は木質的には対応してい
るものの表面的な形状１寸法が異なっているものとする
。１１はマスタマニプレータのハンドの座標データを演
算するための座標演算部で、マスタ側に属する。 １４は、座標演算部１１の出力に基づい゛ζスレーブマ
ニプレークの各関節のとるべき目標位置ないし目標角度
を演算するための目標位置演算部であり、以下の差分器
Ｈｉ、増幅器Ａ ｉ、サーボモータＭｉ、位置ないし角
度検出器としてのポテンショメータＱｉ（ｉ ＝ １〜
ｎ）とともにスレーブ側に属する。 スレーブマニプレータの各関節の位置ないし角度は、差
分器Ｈ１，増幅器Ａ ｉ ＋サーボモータＭｉ、ポテン
ショメータＱｉによって、目標位置演算部１４からの各
目標値に基づきフィードバック制御方式によって決定さ
れる。 ところで、マスタマニプレータとスレーブマニプし、・
・−夕とが同形の場合には、ポテンショメータＰｉの出
力を直接、差分器Ｈｉに入力することになる。すなわち
、この場合には座標演算部１１．目標位置演算部１４は
不要である。
を参照しながら説明する。第２図はその構成を示すブロ
ック図である。 一般に、マスタ・スレーブマニプレータはマスタマニプ
レータとスレーブマニプレータとからなり、このマスタ
、スレーブの各マニプレータは、それぞれ自由度ｎの多
関節マニプレータである。 第２図において、Ｐｉ（ｉ＝１〜ｎ）はマスタマニプレ
ータの各関節の位置ないし角度の検出器で、例えば各関
節に直結されたポテンショメータである。しかも、マス
タマニプレータとスレーブマニプレータとは互いに異形
である、つまりそれぞれの各部は木質的には対応してい
るものの表面的な形状１寸法が異なっているものとする
。１１はマスタマニプレータのハンドの座標データを演
算するための座標演算部で、マスタ側に属する。 １４は、座標演算部１１の出力に基づい゛ζスレーブマ
ニプレークの各関節のとるべき目標位置ないし目標角度
を演算するための目標位置演算部であり、以下の差分器
Ｈｉ、増幅器Ａ ｉ、サーボモータＭｉ、位置ないし角
度検出器としてのポテンショメータＱｉ（ｉ ＝ １〜
ｎ）とともにスレーブ側に属する。 スレーブマニプレータの各関節の位置ないし角度は、差
分器Ｈ１，増幅器Ａ ｉ ＋サーボモータＭｉ、ポテン
ショメータＱｉによって、目標位置演算部１４からの各
目標値に基づきフィードバック制御方式によって決定さ
れる。 ところで、マスタマニプレータとスレーブマニプし、・
・−夕とが同形の場合には、ポテンショメータＰｉの出
力を直接、差分器Ｈｉに入力することになる。すなわち
、この場合には座標演算部１１．目標位置演算部１４は
不要である。
以上説明したように、従来の技術では、必要に応じてス
レーブマニプレータのハンドを直線駆動させたいとき、
これが非常に難く、実際上は不可能である。その理由は
、マスタ例のハンドの直線操作が本来やり難いこと、ま
たハンドの直線操作がなされたとしても、マスタ側、ス
レーブ側の各マニプレータの各関節の駆動力や慣性、摩
擦力などに均一性がないため各関節が直線駆動されない
こと等による。なお、スレーブマニプレータのハンドを
直線駆動させる必要が生じるのは、例えば筒状体にその
軸線に沿って心棒を挿入させたり、方形に沿って接着剤
を塗布させたりする等の場合である。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、マスタマニプレータの操作によらず、必要に応じ
て容易にスレーブマニプレータのハンドを直線駆動させ
ることのできるマスタ・スレーブマニプレータを提供す
ることにある。
レーブマニプレータのハンドを直線駆動させたいとき、
これが非常に難く、実際上は不可能である。その理由は
、マスタ例のハンドの直線操作が本来やり難いこと、ま
たハンドの直線操作がなされたとしても、マスタ側、ス
レーブ側の各マニプレータの各関節の駆動力や慣性、摩
擦力などに均一性がないため各関節が直線駆動されない
こと等による。なお、スレーブマニプレータのハンドを
直線駆動させる必要が生じるのは、例えば筒状体にその
軸線に沿って心棒を挿入させたり、方形に沿って接着剤
を塗布させたりする等の場合である。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、マスタマニプレータの操作によらず、必要に応じ
て容易にスレーブマニプレータのハンドを直線駆動させ
ることのできるマスタ・スレーブマニプレータを提供す
ることにある。
この課題を解決するために、本発明に係るマスタ・スレ
ーブマニプレータは、 マスタマニプレータの操作によってスレーブマニプレー
タのハンドを駆動させる一′ニブレータにおいて、 前記マスタマニプレータの各関節に対応する位置検出器
の出力に基づいてマスタ例のハンドの座標データを求め
る座標演算部と。 、−の座標演算部からの前記座標データに、基づいで所
定時点における前記マスタ側のハンドの速度データ舎求
める速度演算部と； この速度演算部からの前記速度ｆ−夕にＷづいＣ前記ス
１ノ−ブ側のハンドの目標座標データを求める目標座標
演算部と； 、ｒの目（ツ座標演算部からの目標座標ｙ−夕に基づい
て前記スレーブ側の各関節に対応する目標位置を求める
目標位置演算部と； を備え、前記目標位置に基づいて前記ス）ノーブ側の各
関節がそれぞれ駆動されて、前記スレ・−ブ側のハンド
が直接駆動されるようにする。
ーブマニプレータは、 マスタマニプレータの操作によってスレーブマニプレー
タのハンドを駆動させる一′ニブレータにおいて、 前記マスタマニプレータの各関節に対応する位置検出器
の出力に基づいてマスタ例のハンドの座標データを求め
る座標演算部と。 、−の座標演算部からの前記座標データに、基づいで所
定時点における前記マスタ側のハンドの速度データ舎求
める速度演算部と； この速度演算部からの前記速度ｆ−夕にＷづいＣ前記ス
１ノ−ブ側のハンドの目標座標データを求める目標座標
演算部と； 、ｒの目（ツ座標演算部からの目標座標ｙ−夕に基づい
て前記スレーブ側の各関節に対応する目標位置を求める
目標位置演算部と； を備え、前記目標位置に基づいて前記ス）ノーブ側の各
関節がそれぞれ駆動されて、前記スレ・−ブ側のハンド
が直接駆動されるようにする。
マスタ側のハンドの座標データが、マスタマニプレータ
の各関節に対応ｒる位置検出器の出力に基づき、座標演
算部によって求められ、次に、ある時点におけるマスタ
側ハン１′の速度データが、先程の座標データに基づい
て、速度演算部によって求められる。そして、スレーブ
側のハンドのとるべき直線に沿った目標座標データが、
先程の速度デ・−夕に基づき、目標座標演算部器こよっ
て求められ、ついでスレーブ側の各関節に対応する目標
位置が、先程の目標座標データに基づき、目標位置演算
部によって求められる。そして、先程の目標位置に基づ
いてス１、・−ブ側の各関節がそれぞれ駆動されて、ス
レーブ側のハンドは直線的に移動する。
の各関節に対応ｒる位置検出器の出力に基づき、座標演
算部によって求められ、次に、ある時点におけるマスタ
側ハン１′の速度データが、先程の座標データに基づい
て、速度演算部によって求められる。そして、スレーブ
側のハンドのとるべき直線に沿った目標座標データが、
先程の速度デ・−夕に基づき、目標座標演算部器こよっ
て求められ、ついでスレーブ側の各関節に対応する目標
位置が、先程の目標座標データに基づき、目標位置演算
部によって求められる。そして、先程の目標位置に基づ
いてス１、・−ブ側の各関節がそれぞれ駆動されて、ス
レーブ側のハンドは直線的に移動する。
本発明に係る実施例を示すマスタ・スレーブマニプレー
タについて、第１図を参照しながら説明する。第１図は
このマスタ・スレーブマニプレータの構成を示すブロッ
ク図である。 第１図において、このマスタ・スレーブマニプレータの
構成は、第２図で述べた従来例に、マスタマニプレータ
のハンドの速度を演算するためのａ Ｊｔ ？ＮＮ師部
２、スレーブマニプレータのハンドのどるべき目標座標
を演算するための目標座標演算部３を追加したものであ
る。なお、座標演算部１、目標位置演算部４は、第２図
の従来例の座標演算部１１．目標位置演算部１４とそれ
ぞれ本質的には同じである。その他のユニットは従来例
におけるのと同じであるから説明は省略する。なお、ポ
テンショメータＰｉ＋座標演算部ｌ、速度演算部２はマ
スタ側に、目標座標演算部３．目標位置演算部４、およ
びこれ以下の差分器ｆ（ｉ、増幅器Ａｉ＋ザーボモータ
Ｍｉ５位置ないし角度検出器としてのポテンショメータ
Ｑｉ（ｉ ＝ １〜ｎ）はスレーブ側に、それぞれ属す
る。 このマスタ・スレーブマニプレータの動作は、次のとお
りである。 マスタ例のハンドの座標データが、マスタマニプレータ
の各関節に対応する位置検出器としてのポテンショメー
タＰｉ（ｉ＝１〜ｎ）の出力に基づき、座標演算部１に
よって求められ、次に、ある時点におけるマスタ側ハン
ドの速度データが、先程の座標データに基づいて、速度
演算部２によって求められる。 次に、スレーブ側のハンドのとるべき直線に沿った目標
座標データが、先程の速度データに基づき、目標座標演
算部３によって求められ、ついでスレーブ側の各関節に
対応する目標位置が、先程の目標座標データに基づき、
目標位置演算部４によって求められる。そして、先程の
目標位置に基づいてスレーブ側の各関節が、差分器Ｈｉ
、増幅増幅器Ａｔ−サーボモータ、ポテンショメータＱ
ｉ を介して、それぞれフィードバック制御方式によ−
、て駆動されて、スレーブ側のハンドは直線的に移動す
る。 ところで、一般にマスタマニプレータによる操作は、位
置指令方式でおこなわれるので、このマスタ・スレーブ
マニプレータにおいては１、マスタマニプレータの操作
にさらに直線駆動指令方式が加えられて、以上の各指令
方式が必要に応じて切り替えられ、選択されることにな
る。 なお、スレーブマニプレータのハンドを直線駆動させる
とき、スレーブマニプレータは、一種の速度指令方式に
より操作されることになるから、操作者にとって操作に
よる疲労が少なくてすむ。 しかも、スレーブマニプレータの動作速度をｌ１ｇ認す
ることができるから、安全操作が確保される。
タについて、第１図を参照しながら説明する。第１図は
このマスタ・スレーブマニプレータの構成を示すブロッ
ク図である。 第１図において、このマスタ・スレーブマニプレータの
構成は、第２図で述べた従来例に、マスタマニプレータ
のハンドの速度を演算するためのａ Ｊｔ ？ＮＮ師部
２、スレーブマニプレータのハンドのどるべき目標座標
を演算するための目標座標演算部３を追加したものであ
る。なお、座標演算部１、目標位置演算部４は、第２図
の従来例の座標演算部１１．目標位置演算部１４とそれ
ぞれ本質的には同じである。その他のユニットは従来例
におけるのと同じであるから説明は省略する。なお、ポ
テンショメータＰｉ＋座標演算部ｌ、速度演算部２はマ
スタ側に、目標座標演算部３．目標位置演算部４、およ
びこれ以下の差分器ｆ（ｉ、増幅器Ａｉ＋ザーボモータ
Ｍｉ５位置ないし角度検出器としてのポテンショメータ
Ｑｉ（ｉ ＝ １〜ｎ）はスレーブ側に、それぞれ属す
る。 このマスタ・スレーブマニプレータの動作は、次のとお
りである。 マスタ例のハンドの座標データが、マスタマニプレータ
の各関節に対応する位置検出器としてのポテンショメー
タＰｉ（ｉ＝１〜ｎ）の出力に基づき、座標演算部１に
よって求められ、次に、ある時点におけるマスタ側ハン
ドの速度データが、先程の座標データに基づいて、速度
演算部２によって求められる。 次に、スレーブ側のハンドのとるべき直線に沿った目標
座標データが、先程の速度データに基づき、目標座標演
算部３によって求められ、ついでスレーブ側の各関節に
対応する目標位置が、先程の目標座標データに基づき、
目標位置演算部４によって求められる。そして、先程の
目標位置に基づいてスレーブ側の各関節が、差分器Ｈｉ
、増幅増幅器Ａｔ−サーボモータ、ポテンショメータＱ
ｉ を介して、それぞれフィードバック制御方式によ−
、て駆動されて、スレーブ側のハンドは直線的に移動す
る。 ところで、一般にマスタマニプレータによる操作は、位
置指令方式でおこなわれるので、このマスタ・スレーブ
マニプレータにおいては１、マスタマニプレータの操作
にさらに直線駆動指令方式が加えられて、以上の各指令
方式が必要に応じて切り替えられ、選択されることにな
る。 なお、スレーブマニプレータのハンドを直線駆動させる
とき、スレーブマニプレータは、一種の速度指令方式に
より操作されることになるから、操作者にとって操作に
よる疲労が少なくてすむ。 しかも、スレーブマニプレータの動作速度をｌ１ｇ認す
ることができるから、安全操作が確保される。
以上説明したように、この発明においては、マスタ例の
ハンドの座標データが、マスタンニブレークの各関節に
対応する位置検出器の出力に基づき、座標演算部によっ
て求められ、次に、ある時点におけるマスタ側ハンドの
速度データが、先程の座標データに基づいて、速度演算
部ｔ、゛よりて求められる；そして、スレーブ側のハン
ドのとるべき直線に沿った目標座標データが、先程の速
度データに基づき、目標座標演算部によって求められ、
ついでスレーブ側の各関節に対応する目標位置が、先程
の目標座標データに基づき、目標位置演算部によって求
められる；そして、先程の目標位置に基づいてスレーブ
側の各関節がそれぞれ駆動されて、スレーブ側のハンド
は直線的に移動する。 したがって、この発明によれば、従来の技術に比べ次の
ようなすぐれた効果がある。 （１） −１に、マスタ側のハンドの直線操作がやり
難く、またマスタ側、スレーブ側の１８７ニブレータの
各関節の駆動力や慣性、摩擦力などに均一性がないから
、スレーブマニプレータのハンドを直線駆動させること
は、実際上は不可能である。しかし、この発明によれば
、必要に応じ７人し−ゾマニブレ〜夕のハンドを容易に
直線駆動させる、二とができ、目的に適合させ得る。 （２）ス［・−ブマ：′−ブレークのハ゛／ドを直線駆
動させるとき、スレーブマスブレ・−夕は、−・種の速
度指令方式により操作されることになるから、操作者に
とって操作による疲労が少なくてすむ。もちろん、位置
指令方式と併設されるから、場合にＩｌｌ’ｓじて各指
令方式の特長を使い分けることが可能である。 （３）前項に関連して、スレーブマニプレークの動作速
度を確認することができるから、操作の安全性が確保さ
れる。
ハンドの座標データが、マスタンニブレークの各関節に
対応する位置検出器の出力に基づき、座標演算部によっ
て求められ、次に、ある時点におけるマスタ側ハンドの
速度データが、先程の座標データに基づいて、速度演算
部ｔ、゛よりて求められる；そして、スレーブ側のハン
ドのとるべき直線に沿った目標座標データが、先程の速
度データに基づき、目標座標演算部によって求められ、
ついでスレーブ側の各関節に対応する目標位置が、先程
の目標座標データに基づき、目標位置演算部によって求
められる；そして、先程の目標位置に基づいてスレーブ
側の各関節がそれぞれ駆動されて、スレーブ側のハンド
は直線的に移動する。 したがって、この発明によれば、従来の技術に比べ次の
ようなすぐれた効果がある。 （１） −１に、マスタ側のハンドの直線操作がやり
難く、またマスタ側、スレーブ側の１８７ニブレータの
各関節の駆動力や慣性、摩擦力などに均一性がないから
、スレーブマニプレータのハンドを直線駆動させること
は、実際上は不可能である。しかし、この発明によれば
、必要に応じ７人し−ゾマニブレ〜夕のハンドを容易に
直線駆動させる、二とができ、目的に適合させ得る。 （２）ス［・−ブマ：′−ブレークのハ゛／ドを直線駆
動させるとき、スレーブマスブレ・−夕は、−・種の速
度指令方式により操作されることになるから、操作者に
とって操作による疲労が少なくてすむ。もちろん、位置
指令方式と併設されるから、場合にＩｌｌ’ｓじて各指
令方式の特長を使い分けることが可能である。 （３）前項に関連して、スレーブマニプレークの動作速
度を確認することができるから、操作の安全性が確保さ
れる。
第１図は実施例の構成を示すブロック図、第２図は従来
例の構成を示すブロック図である。 符号説明 Ｐｉ、Ｑｉ ：ポテンショメータ、Ｈｌ ：差分器、
Ａｉ ：増幅器、Ｍｊ ：サーボモータ。ただし、ｉ＝
１〜ｎ。 ｌ：座標演算部、２：速度演算部、 ３：目標座標演算部、４：目標位置演算部。 ％２図
例の構成を示すブロック図である。 符号説明 Ｐｉ、Ｑｉ ：ポテンショメータ、Ｈｌ ：差分器、
Ａｉ ：増幅器、Ｍｊ ：サーボモータ。ただし、ｉ＝
１〜ｎ。 ｌ：座標演算部、２：速度演算部、 ３：目標座標演算部、４：目標位置演算部。 ％２図
Claims (1)
- １）マスタマニプレータの操作によってスレーブマニプ
レータのハンドを駆動させるマニプレータにおいて、前
記マスタマニプレータの各関節に対応する位置検出器の
出力に基づいてマスタ側のハンドの座標データを求める
座標演算部と；この座標演算部からの前記座標データに
基づいて所定時点における前記マスタ側ハンドの速度デ
ータを求める速度演算部と；この速度演算部からの前記
速度データに基づいて前記スレーブ側のハンドの目標座
標データを求める目標座標演算部と；この目標座標演算
部からの目標座標データに基づいて前記スレーブ側の各
関節に対応する目標位置を求める目標位置演算部と；を
備え、前記目標位置に基づいて前記スレーブ側の各関節
がそれぞれ駆動されて、前記スレーブ側のハンドが直線
駆動されるようになしたことを特徴とするマスタ・スレ
ーブマニプレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8594188A JPH01257580A (ja) | 1988-04-07 | 1988-04-07 | マスタ・スレーブマニプレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8594188A JPH01257580A (ja) | 1988-04-07 | 1988-04-07 | マスタ・スレーブマニプレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01257580A true JPH01257580A (ja) | 1989-10-13 |
Family
ID=13872788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8594188A Pending JPH01257580A (ja) | 1988-04-07 | 1988-04-07 | マスタ・スレーブマニプレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01257580A (ja) |
-
1988
- 1988-04-07 JP JP8594188A patent/JPH01257580A/ja active Pending
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