JPH01310878A - 連結アームの移動制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は関節式の連結セグメント（ａｒｔｉｃｕｌａｔ
ｅｄ　１ｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　ｓｅｇｍｅｎｔ
ｓ）によって形成されるアーム継手の制御に関する。よ
り具体的には、本発明は、アームの自由端部近傍の位置
に１つの点を選択し、該点位置を、Ｘ’＝　ｙ又はＸ方
向の中から選択した１つの方向に独立して動かすことが
できるようにするための、関節式連結セグメントの独立
した制御に関するものである。

（発明の背景） 座標制御（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌｓ
）は、これまでに様々の方式が提案されており、バック
ホーの如き建設機械の制御（１９７９年８月１４日発行
、カナダ特許箱１，０６０，５６２号）や、削岩機の掘
削ドリルの位置決めを行なう油圧ブームの方向制御（１
９８６年４月１５日発行、カナダ特許箱１，２０３，３
０９号）に用いられている。

カナタ特許第１，０６０，５６２号は、位置決めセンサ
ーとアクチベータを組み合わせることによって、フレー
ムに対する位置設定を自動的に行なえる装置を開示して
いる。

カナダ特許箱１，２０３，３０９号は、ドリルをある位
置から別の位置に移動させるとき、ドリルを運ぶアーム
の自由端部を一定の方向に維持する装置を開示している
。即ち、掘削穴を変更する場合、アームは水平方向に対
して同じ角度に維持される。この特許の考え方は、適当
な方向を維持しながら、先ず第２の位置を選択し、次に
ブームを第２の位置に移動させるという点にある。

その他、農業機械においても、機械装置の方向を維持す
る装置は採用されている。例えば、１９８５年５月２１
日発行のアメリカ特許箱４，５１８，０４４号には、コ
ンバインにおいて刈取り機とビックアップ装置の方向と
スペースの関係を維持する装置が開示されている。

ロボット装置のように、ロボットの多関節アームを、予
めプログラムを作成した座標上に指定した点と点の間を
移動させたり、点と点との間に指定した軌道上を移動さ
せることにより、同じ仕事を繰り返し行なうことについ
ても広く知られている。

建設機械に適用されたその他の制御技術として、例えば
米国特許第３，３３９，７６３号及び第３，４１４゜１
４６号にはバックホーにおける操作を自動的に選択して
行なえる油圧回路が開示されている。

又、米国特許第３，６９８，５８０号には、油圧制御で
はなく、電気制御によって同様な操作を行なう技術が開
示されている。

（技術的手段及び作用） 本発明は、複数のアームセグメントが連結して構成され
るアームの自由端部の動きを制御するものであって、自
由端部が、ｘ、、、ｙ又はＸ方向の中から選択した１つ
の方向に独立して移動できるようにした制御装置を提供
することを目的とする。

広い意味において、本発明は、複数のアームセグメント
が連結して構成さ−れるアームの自由端部近傍に位置す
る点が少なくとも３軸の上を移動するに際し、その移動
を制御する装置に関するものであって、その少なくとも
１軸をＺ軸として、互いに直交するｘ、ｙ、Ｘ方向の中
から任意に選択された１つの方向に前記一点を移動させ
るものであって、Ｘ方向は前記一点と２軸との間に亘っ
て伸びる直線に常に沿う方向、Ｘ方向はＺ軸の回りを回
転する方向、２方向はＺ軸と略平行な方向であり、当該
移動制御装置は、コントロール手段と、コンピュータ手
段と、アームセグメントを各軸の回りに独立して動がす
手段を備えており、コントロール手段は、Ｘ方向、Ｘ方
向又は２方向を調節するため、独立した信号を送る信号
供給手段を備えており、コンピュータは、アームセグメ
ントを軸の回りを独立して動かす手段の座標を設定する
ことにょリ、コントロール手段からＸ信号だけが供給さ
れる場合はＸ方向にだけ前記点位置を移動させ、コント
ロール手段からＸ信号だけが供給される場合はＸ方向に
だけ前記点位置を移動させ、コントロール手段から２信
号だけが供給される場合は２方向にだけ前記点位置を移
動させることができるようにしている。

本発明にかかる装置は、第１の軸の回りを旋回可能な基
台と、一端部が基台に枢止され、前記第１の軸と略直交
する平面内にある第２の軸の回りを回動可能なブーム（
第１のアームセグメント）と、ブームの前記端部とは反
対側の端部に取り利けられ、第３の軸の上をブームに対
して可動なスティック（第２のアームセグメント）と、
独立したｘ、ｙ又は２制御信号を発生する手段を有し、
互いに直交するｘ、ｙ又はＺ方向において、ブームから
遠い方のスティックの端部近傍における点位置を制御す
る手動操作可能なコントローラと、該コントローラに連
繋されたコンピュータ手段と、基台、ブーム及びスティ
ックを第１、第２及び第３の軸の上で相対的に移動させ
る個々のアクチュエータ手段とから構成されており、Ｘ
方向は前記点位置とＺ軸との間におけるＺ軸の略半径線
に沿う方向を常に移動する方向、Ｘ方向はＺ軸の回りを
移動する方向、２方向はＺ軸と略平行に移動する方向と
しており、コンピュータ手段は個々のアクチュエータ手
段を作動させ、コントローラを操作してＸ方向にだけ移
動する信号が供給されたとき、ブームとスティックを第
２及び第３の軸の回りを動かして前記点位置をＸ方向に
だけ移動させ、コン）・ローラを操作してＸ方向にだけ
移動させる信号が供給されたとき、２方向又は第１の軸
に対して動かして前記点位置をＸ方向にだけ移動させる
ようにしている。

第２及び第３の軸は略平行にすることが望ましい。

作業者から見た場合、点位置とコントローラは、カメラ
を用いて作業者又は作業者の視野を回転させることによ
り略一定になるであろう。

　ＩＩ　− このため、コントローラの操作ハンドルを動かすと、点
位置は作業者の視野に対して同様な方向に移動する。

必要に応じて、更に別の軸の回りを動かすため、スティ
ックの自由端に追加のセグメント又は要素を連結し、コ
ントローラには、追加のセグメント又は要素の前記側の
軸に対する動きを個々に制御する独立した手段を設ける
こともできる。

（望ましい実施例の説明） 第１図は、例えばバックホーにおける連結アーム構造を
簡略化して示した図であって、基台（１０）が第１の軸
（１２）の回りを回転可能に設けられている。図示の実
施例では、第１の軸（１２）は２軸（垂直軸）である。

基台（ｌＯ）には第１のアームセグメント（ブーム）（
１４）が軸（１６）の回りを第１の軸（１２）と直交す
る平面内にて回動可能に取り付けられている。第２のア
ームセグメント（スティック）（１８）はブーム（１４
）の端部に枢止され、軸（１６）と実質的に平行な軸（
２０）の回りを回動可能としている。スティック（１８
）の自由端部近傍の基準点を符号（１２）で表わし、Ｘ
印を円で囲んで示している。

基台（１０）は機械のフレーム（図示せず）上に取り付
けられ、適当な駆動手段によって矢印（２４）で示すよ
うに機械フレームに対して第１の軸（１２）の回りを旋
回できる。ブーム（１４）は適当な駆動手段によって矢
印（２６）で示すように軸（１６）の回りを回動できる
。同様に、スティック（１８）は適当な駆動手段によっ
て矢印（２８）で示すように軸（２０）の上を回動でき
る。Ｚ軸として定義した第１の軸（１２）に対する角度
変位は、符号（３０）で示す適当な測定又は検出装置に
よって測定される。同じようにして、軸（１６）に対す
るブーム（１４）の角度変位（角度Ｂ）はセンサー（３
２）によって測定され、スティック（１８）のブーム（
１４）に対する角度変位（角度Ｃ）はセンサー（３４）
によって測定される。

第４図に示す角度Ａは、機械フレーム上の設定基準方向
に対する軸（１２）（第４図参照）回りの角度変位を測
定したものである。なお、機械は通常の場合、地面に固
定されているが、当然のことながら機械は可動であって
位置の再設定はできる。角度Ａは、Ｘ軸（１２）及びそ
の近傍が作業者の視野から外れるとき、遠隔操作を行な
う必要がある。角度Ｂは、ブーム（１４）と、軸（１２
）に直交する平面との間に形成される角度を意味し、軸
（１２）が垂直であるとき、ブーム（１４）の長手方向
の角度は水平角度となる。角度Ｃは、ブーム（１４）の
長手方向と、スティック（１８）の長手方向との間に形
成される角度、即ち軸（２０）における角度を表わす。

第２図に示す構成では、Ｘ方向における枢軸（１６）の
軸位置は、基台（１０）より高い位置になるように調節
され、アームセグメント（１８）の代わりに他のアーム
セグメント（３６）を用いている。

このアームセグメント（３６）は、アームセグメント（
１４）の自由端部に枢止する代わりに、適当な駆動手段
によって矢印（３８）で示すようにアームセグメント（
１４）に沿って長手方向に摺動可能に設けたものである
。第２図の実施例におけるアームセグメント（１４）（
３６）の相対位置は、適当なセンサー手段（４０）によ
って検出される。

第１図及び第２図の実施例において、第１のアームセグ
メント（ブーム）（１８）及び第２のアームセグメント
（スティック）（３６）は、全て独立してコントロール
されモニターされることは明白であろう。

本発明の実施にあたって、アーム（１４）　（１８）　
（３６）かどのように制御されるかについて、第３図、
第４図及び第５図を参照しながら説明する。

説明は、点位置（２２）に対するＸ％Ｖ及び２方向の動
きについて行なうものであって、これらのｘ、ｙ及び２
方向は互いに直交する関係にある。しかしながら、点位
置（２２）のＸ方向はＸ軸に対して常に接近離間可能で
ある。従って、装置がＸ軸の回りを回転したとき、即ち
、基台（１０）と共に回転し作業者がＸ方向であると認
識する方向に向けて移動するとき、Ｘ方向は、初期のｘ
−Ｘ方向から、選択されたｘ　、　−ｘ　、方向（第４
図）に変化する。このようにＸ軸が変化するから、作業
者が２軸上又はその近傍にて基台（１０）から見通して
操作するとき、２軸（作業者）から接近離間する方向は
常にＸ方向となる。アームセグメンＩ−（１４）が２軸
から僅かな間隔を存して回動可能に取り付けられるのが
通常であるが、この場合、Ｘ方向は正確にはＸ軸の方向
を向かないが、実際にはアーム（１４）の回転軸（軸（
１６））に直交してアーム（１４）及び（１８）の線上
にある（但し、これらのアームは同一線上に揃っている
ものと仮定した場合）。説明の都合上、この方向は、点
位置（２２）が、点位置（２２）と２軸との間のライン
に沿って移動する方向又はＸ方向に移動する方向と路間
等であるとみなしている。

第３図において、選択した基準点位置（２２）をＸ−Ｘ
方向だけに移動させたい場合、作業者は自分がまるで基
台（１０）の軸（１２）の上又はその近傍に位置してい
るかのように見えるため、角度Ｂ及びＣ１即ちブーム（
１４）の軸（１６）に対する回転角度及びスティック（
１８）の軸（２０）に対する回転角度（第１図の実施例
の場合）を調節する必要がある。角度変化の適切なコン
トロールを行なうことによって、点位置（２２）をＸ−
Ｘ線に沿う方向だけに移動させることができることは明
白であろう。

作業者は常に基台（１０）、即ち２軸（１２）近傍の位
置から見ていることを念頭におくと、基台（１０）が軸
（１２）の回りを回転（Ｘ方向の移動）することにより
、Ｘ軸即ちＸ方向に角度（第４図の角度Ａ）が変化し、
Ｘ、〜ＸＸ綿線Ｘ方向となる。

換言すれば、第４図において角度Ａだけ地面、即ち外部
環境（ｏｕｔｓｉｄｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）に対
して変化するけれども、点位置（２２）はＸ方向に移動
しても、Ｘ方向の作業者に対する位置は全く変化しない
。

もし、点位置（２２）を、第４図のｙ線によって示され
るように、外部環境（Ｘ方向と略直交する方向）に対し
てｘｙ平面内のＸ方向にだけ移動させたい場合、角度Ｂ
及び角度Ｃの各々を一定に保持し、駆動手段即ちアクチ
ュエータ（２４）を作動させ、基台（１０）を軸（１２
）の回りで回転させることにより行なうことができる。

基台（１０）の移動によって、点位置（２２）はｘｙ平
面に沿ってＸ方向に円弧状に移動する。Ｘ方向を、点位
置（２２）と２軸との間の線に常に沿う方向であると規
定したから、軸（１２）の回りを円弧状に移動すればＸ
方向が再び規定されることになり、Ｘ方向の移動はゼロ
となる。

第４図において、点位置（２２）がｙ線に沿って移動す
ると、外部環境に対してｘｙ平面内を移動したことにな
る。しかし、作業者から見ると、通常は作業者自身が基
台（１０）と共に回転するから、Ｘ方向は依然として変
化せず、地面に対しては角度Ａだけ回転する。Ｘ　Ｉ−
Ｘ　ｌ線の作業者に対する方向（作業者又はＺ軸から点
位置（２２）への方向）は同じであり、ｘ　、−ｘ　’
で示すように地面に対して異なる方向に向いており、ｘ
ｙ平面はｘｙ、平面となる。

第５図は２方向に沿う動き、即ち垂直面内の動きを示し
ている。第５図の２−２線」二に点位置（２２）を保持
するには、角度Ｂ及び角度Ｃの両角度を同時に調節しな
ければならない。

第２図の実施例を採用する場合、角度Ｃを調節する代わ
りに、スティック（３６）の長さを適当に調節すればよ
い。即ち、スティック（３６）がブーム（１４）から突
出する長さを調節することにより角度Ｃの調節に代える
ことができる。

本発明は第６図の説明によって一層明らかなものとなる
であろう。第６図では、垂直な２面がｘｚ−ｘｚであり
、水平な７面がｘｙ−ｘｙである。

本発明によれば、第６図においてｘｙ面及びｘｚ画面上
点として図示した点位置（２２）を移動させることがで
きる。点位置（２２）は、例えば線（４２）（７面と２
面の交線）に沿ってＸ方向（Ｚ軸に対して接近離間する
方向）にだけ移動させることができる。これは、角度Ｂ
及びＣを調節、又は垂直な２方向を適当に調節すること
により、即ち、線（４４）で示すｘｚ面面部節るか、又
は軸（１２）を中心として円弧（４６）に沿いＸ方向だ
けを調節することによって行なうことができる。Ｘ方向
の移動は、前述したように、地面に対して相対的なもの
であって、基台（１０）が回転したときに再び方向づけ
られる作業者の見通しくｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ）に対
して相対的に移動するものではない。従って、作業者か
らは、ｘ−Ｘ線は点位置（２２）とＺ軸を結ぶ線として
、常に真直（ｓｔｒａｉｇｈｔ）のままである。

更に又、３つの方向、即ちｘ、ｙ及び２方向を全て同時
に移動させて点位置（２２）を位置決めすることもでき
る。これについては、多くの場合は、コントローラ（後
で説明する）を同時に作動させて、ｘ、、ｙ及びＺ方向
の信号を送ることによって行なうことができる。

本発明において使用することのできる簡単な手動コント
ローラを第７図に示している。図示したジョイスティッ
ク（５０）は、ハンドル部（５２）が矢印（５４）で示
すように軸方向に可動であり、その移動はセンサー（５
６）によって検出され、連結ラインを通じてコンピュー
タ制御部（これに　２０　一 ついては後で説明する）に送られる。

ハンドル部（５２）が、矢印（５４）で示すように垂直
なＺ軸方向に移動すると、これを利用して、点位置（２
２）の２方向だけの移動を制御するための信号を発生さ
せるのが望ましい。これによってＺ方向のコントロール
を行なうことができる。

ハンドル（５２）は、ロッキングシャフト（６０）の上
に取り付けられており、作業者がジョイスティック（５
０）に対して後記する位置にいると仮定すると、ハンド
ルは、矢印（６２）で示すように左右に揺動させること
ができる。この揺動はセンサー（６４）によって検出さ
れ、ライン（６６）を通じてコンピュータ制御部（後記
する）にに転送される。この左右運動（Ｘ方向の移動）
を利用して、点位置（２２）のＸ方向の移動だけを制御
する信号を発生させるのが望ましい。

ロラーキングシャフト（６０）はフレーム（６８）の中
に回動可能に取り付けられ、該フレームは軸（６０）の
回転軸と略直交する軸線」−に軸（７０）の上を、矢印
（７２）で示すように回動可能である。適当なセンサー
（７４）によってフレーム（６８）の角度変位を検出し
、この情報はライン（７６）を通じてコンピュータ制御
部に送られる。軸（７０）の回りの運動は、作業者のＸ
方向に関して前後（ｆｏｒｅ　ａｎｄａｆｔ）方向に行
なわれ、点位置（２２）のＸ方向の移動だけを制御する
信号を発生する。

ロッカー（６０）に加えられる揺動運動（左右の動き）
を利用して、Ｘ方向の動きだけをコントロールすること
ができる。なお、矢印（７２）で示すように箱型フレー
ム（６８）の回動によって、点位置（２２）をＸ方向に
だけ移動させ、ハンドル（５２）を垂直方向に移動させ
ることによって、点位置（２２）をＺ方向にだけ移動さ
せる。

作業者がアームの動きを見ながら点位置（２２）の移動
方向に対応させてコントローラを操作できるうようにジ
ョイスティック（５０）を位置決めすることは、操作を
容易にする上で重要なことである。例えば、ジョイステ
ィック（５０）を基台（１０）のキャブに配置する場合
、作業者Ｏ（第１３図）がキャブの窓から見ることがで
きるようにジョイスティック（５０）を設置する。この
結果、Ｘ’−、Ｖ及びＺ方向の移動は、作業者がフロン
トガラスから見るのと同じ座標系になるであろう。

前述したように、作業者の見通しはＸ方向及びジョイス
ティックに対して一定である。ジョイスティックの方向
は作業者に対して一定である。

作業者から見た場合、ジョイスティックのＸ方向の動き
が点位置（２２）のＸ方向の動きと常に略同じ線上とな
るようにしている。

或は又、図示はしないが、カメラを基台（１０）の適当
な位置に取り付け、モニターに映し出された画像が基台
又はプラットフォーム（１０）にいる作業者から見える
内容と実質的に同じとなるように、ジョイスティック（
５０）を配置することもできる。

Ｘ、ｙ及び２方向を別個にコントロールすることは、前
述したように作業者の見通し、即ち視野と一致しない場
合でも適用できるし、利点もある。

前述の説明は３つの角度が自由な装置の場合について行
なったものである。もし、バックホーに用いる場合、第
１０図において符号（７８）で示すように、点位置（２
２）の適当な位置に適当なパケットをスティック（１８
）又は（３６）に枢止すればよい。図示のパケット（７
８）は、軸（１６）と略平行な軸（８０）上に枢止され
ている。スティック（１８）又は（３６）と、パケット
（７８）上に選択された線とのの間の角度りは、適当な
センサー（８２）によって検出される。

パケット（７８）又はこれと同等な物をスティック（１
８）又は（３６）の自由端部に設ける場合、第８図に示
すようなコントローラを配備することができる。この実
施例では、円筒状のノブ（８４）がハンドル（５２）の
頂部に回転可能に取り付けられ、矢印（８６）で示すよ
うに、ハンドル（５２）の２方向移動と略直交する方向
の軸、即ちｙ軸の上を回転可能である。ノブ（８４）の
角度変位は適当なセンサー（８８）によって検出され、
この情報はライン（９０）を通じてコンピュータ制御部
に送られ、望ましくは軸（１２）に対するパケット（７
８）の姿勢がコントロールされる。

第９図に他の実施例を示しており、トリガー（９２）は
、頂部ハンドル（５２）に取り付けられたハンドグリッ
プ（９４）の中を摺動可能（回転可能に取り付けた場合
も同様である）である。トリガー　（９２）の位置はセ
ンサー（９６）によってモニターされ、この情報はライ
ン（９８）（第８図の実施例におけるライン（９）に相
当する）を通じてコンピュータ制御部に送られる。トリ
ガー（９２）はノブ（８４）に代わるものであって、ノ
ブと実質的に同じ機能を果たす。

第１２図において、他の自由度（ｄｅｇｒｅｅ　ｏｆ　
ｆｒｅｅｄｏｍ）を、軸（８０）に直交する軸（１００
）によって示している。軸（１００）の角度変位はセン
サー（１０２）によってモニターされ、この情報はライ
ン（１０４）を通じてコンピュータに送られる。

第１２図に示した自由度は、例えば第９図に示す機構に
よってコントロールすることができる。即ち、ハンドグ
リップ（９４）を、矢印（１０６）で示すように、シャ
フト（５２）のＺ方向と平行な方向の軸の回りを揺動す
ることによって行なうことができる。この揺動作用は、
センサー（１０８）によってモニターされ、ハンドル（
９４）の角度変位を検出し、この情報はライン（１１０
）を通じてコンピュータ制御部に送られる。

必要に応じてノブ（８４）の代わりにハンドグリップ（
９４）を用いたい場合、グリップ（９４）はハンドル（
５２）の２方向の動きと直交する軸、即ちｙ軸の回りに
回転可能に取り付けられる。或いは又、更に自由度が必
要な場合、望ましくはＺ軸の上に追加の軸を設け、グリ
ップ（９４）をハンドル（５２）の２方向と平行な軸の
上、及び／又は２方向と直交する軸の上にハンドル（５
２）に対して回動可能に取り付け、ハンドグリップ（９
４）のこれらの動きを利用してアームの自由度をコント
ロールすることもできる。

前述したコンピュータ制御部は第１４図において符号（
２００）にて表わしており、コントローラ（５０）のセ
ンサー（５６）（６４）　（７４）の情報が入力される
。該制御部は更に、軸（１２）（１６）（２０）上の角
度変位を夫々示すセンサー（３０）　（３２）（３４）
からの情報が入力される。センサー（５６）　（６４）
　（７４）からの信号変化はコンピュータ制御部（２０
０）に送られ、種々の作動機構（２４）（２６）　（２
８）に信号を送り、角度Ａ及び角度Ｂの調節をしたり、
軸（１２）の回りの回転を調節することができる。

角度Ａ及び角度Ｂ並びに軸（１２）の回りの回転を調節
する具体的な制御方法の変更は可能であって、例えば位
置コントロール方式でもよいが、速度コントロール方式
に基づいてコントロールを行なうのがより望ましい。こ
の速度コントロールによれば、コントローラ（５０）、
即ちＸ、Ｓｙ又は２方向の変位角度によって設定される
任意の方向における速度を′コントロールするもので、
センサー（５６）　（６４）（７４）の１つが信号を送
らない場合、即ちコントローラ（５０）の当該部分がニ
ュートラル位置にある場合、点位置（２２）はセンサー
によって制御された方向には移動しない。必要に応じて
、点位置（２２）の位置に合わせてコントロール機能を
変更することができる。例えば、点位置（２２）の位置
又は仕事に応じて、速度コントロールから位置コントロ
ールに、又はその反対に変えることができる。

Ｚ軸回りの回転のとき、点のスペース変化を制御し、角
度変化は制御しないようにコントローラを設定すること
が望ましい。Ｘ方向の制御を行なうため、角速度を調節
して点位置（２２）の２軸からの距離、即ちＸ方向にお
ける長さが補正（ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅ）される。

本発明の装置を、例えばバックホーに用いた場合、ブー
ム及びスティックが移動するとき、パケットをアーム（
１８）　（３６）の自由端部に所定の水平角度にて保持
することが望ましく、これについても角度Ｄ（第１０図
）を適当に制御することによって簡単に行なうことがで
きる。

コンピュータ制御部（２００）は逆運勧学（ｉｎｖｅｒ
ｓｅ　ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ）を用い、コントローラ（
５０）の操作によって生じる入力に基づいて、アーム（
１４）（１８）（又は（３６））及び基台（１０）の位
置を調節するのが望ましい。

前述した角度Ａ、Ｂ及びＣの計算方法を、第１の位置（
下付記号（ｏｌｄ）を付している）から移動する場合に
ついて以下に説明する。なお、ＸはＸ方向の座標、２は
２方向の座標であり、△Ｘ１△ｙ及び△２は本発明装置
のクロックタイムにおいて作業者が必要とする位置の増
分（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔｓ）である。

Ｘ−△ｘ＋ｘｏ１ｄ ｚ−ｓ△ｚ＋ｚ０１ｄ Ｄ＋＝　ｎ 但し、ＬＢは軸（１６）と軸（２０）間のブーム（１４
）の長さであり、ＬＳは軸（２０）と点位置（２２）間
のスティック（１８）の長さを表わしている。

本発明の詳細な説明したが、当該分野の専門家であれば
特許請求の範囲に規定された本発明の範囲から逸脱する
ことなく変形をなせることは明白であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は回動可能に連結した一対の連結アームの説明図
、第２図は摺動可能に連結した一対のアームを示す説明
図、第３図はアームの自由端部近傍における点がｘ−ｚ
平面内だけをＸ方向に移動する状態を示す説明図、第４
図はアームの自由端部近傍における点がｘ−ｙ平面内だ
けをＸ方向に移動する状態を示す説明図、第５図はアー
ムの自由端部近傍における点がＸ−Ｚ平面内だけをＺ方
向に移動する状態を示す説明図、第６図はｘ、ｙ又は２
方向における点の動きを表わしたｘ−ｘ面及びｚ−ｚ面
の説明図、第７図は本発明に使用されるジョイスティッ
クのコントローラの一実施例を示す斜視図、第８図は第
７図に示すジョイスティックの他の実施例であって更に
独立した制御を行なえるようにしたコントローラの説明
図、第９図は第８図に示すコントローラに更に追加の制
御を行なえるようにしたコントローラの説明図、第１０
図は第８図及び第９図のコントローラを用いて制御でき
る追加要素の説明図、第１１図は第８図及び第９図のコ
ントローラの他の実施例であって更に別の自由度をコン
トロールできるようにしたコントローラの説明図、第１
２図は第１１図のコントローラを用いて制御できる自由
度を説明する図、第１３図はコントローラに対する作業
者の位置及び作業者から制御中のアームが見える範囲を
説明する図、及び第１４図はコンピュータ制御部への出
入力の説明図である。 （１０）　　基台　　　　　（１２）　　第１の軸（１
４）　　ブーム　　　　（１６）（２０）　　軸（１８
）　、　、　、スティック　　（２２）　　点位置（５
０）　　ジョイスティック （５２）　　ハンドル （６０）、　　ロッキングシャフト −３２＝ −３３＝ Ｚ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、　１３ ＦＩＧ、　８．　　　　　　　　　　　　　　　ＦＩＧ
、　９ＦＩＧ　１２　　　　１１Ｊ’ 王見　γ’Ｆ−７ｆ方　唇預 ＦＩＧ、１４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）複数のアームセグメントを連結して構成されるア
   ームの移動を制御するための装置であって、アームセグ
   メントは少なくとも３つの分離した軸の上を移動できる
   ように取り付けられ、該軸の１つはｚ軸であって、アー
   ムの自由端部近傍に位置する点がｘ方向、ｙ方向及びｚ
   方向を選択的に移動できるようにしており、ｘ方向、ｙ
   方向及びｚ方向は互いに直交し、ｘ方向は前記点位置と
   ｚ軸との間に亘って伸びる直線に常に沿う方向であり、
   ｙ方向は任意に選択された一定半径のアームがｚ軸の回
   りに存在する方向であり、ｚ方向はｚ軸と略平行な方向
   であり、該装置は、 手動で操作ができるコントローラと、 コンピュータ制御手段と、 アームセグメントを各軸の上を移動させるための独立し
   た手段を備えており、 コントローラは、独立したｘ方向制御手段、独立したｙ
   方向制御手段及び独立したｚ方向制御手段を備え、ｘ方
   向、ｙ方向及びｚ方向の制御は独立して実行可能であっ
   て、夫々の方向変位量によって変動するｘ信号、ｙ信号
   及びｚ信号を夫々コンピュータ制御手段に供給できるよ
   うにしており、 コンピュータ制御手段は、コントローラが作動してｘ、
   ｙ又はｚ方向に夫々単独で移動させるための信号が該コ
   ンピュータ制御手段に送られたとき、前記軸に対するア
   ームセグメントの移動を制御することによって、ｘ、ｙ
   又はｚ方向の中から選択した１つの方向にだけ前記点位
   置を移動させることができるようにし、独立したｘ、ｙ
   及びｚ方向制御部の夫々の変位に応じてｘ、ｙ及びｚ方
   向における前記点位置の速度を制御できるようにしてお
   り、 コントローラは、少なくとも、独立したｘ方向制御手段
   及び独立したｙ方向制御手段によって操作されるｘ方向
   及びｙ方向が、該コントローラを操作する作業者から見
   える前記点位置の移動方向と略同じ方向になるように配
   置されている、 ことを特徴とする連結アームの移動制御装置（２）第１
   のアクチュエータ手段によって第１の軸の回りを旋回可
   能な基台と、 基台に枢止され、前記第１の軸の略半径方向の平面内に
   ある第２の軸の回りを、第２のアクチュエータ手段によ
   って回動可能な第１のアームセグメントと、 第１のアームセグメントの端部の内、基台から遠い側の
   端部に取り付けられ、第３のアクチュエータ手段によっ
   て、第３の軸の上を第１のアームセグメントに対して可
   動な第２のアームセグメントと、 ｘ方向移動、ｙ方向移動又はｚ方向移動のための個々の
   信号を夫々形成し、変位度に対応して独立した信号を形
   成できるようにした手動操作可能なコントローラと、 コンピュータ制御手段を備えており、 コンピュータ制御手段は、コントローラからｘ信号、ｙ
   信号又はｚ信号を受け、該コントローラから受けたｘ、
   ｙ又はｚ方向の移動を示す信号に基づき、アクチュエー
   タ手段を作動させることにより、基台は第１の軸の回り
   を、第１のアームセグメントは第２の軸の回りを、第２
   のアームセグメントは第３の軸の上を第１のアームセグ
   メントに対して動かし、第２のアームセグメントの端部
   の内、第１のアームセグメントとは遠い側の自由端部近
   傍に位置する点が、コントローラの信号発生手段の操作
   によって発生したｘ、ｙ又はｚ信号に応じて、選択され
   たｘ、ｙ及びｚ方向の要素を有する速度にて、ｘ、ｙ又
   はｚ方向の中から選択した１つの方向にだけ動くように
   アクチュエータ手段を制御するものであって、ｘ方向は
   前記一点と第１の軸との間に亘って伸びる直線に常に沿
   う方向であり、ｙ方向は第１の軸の回りにて任意に選択
   された一定半径の円弧に沿う方向であり、ｚ方向は第１
   の軸と略平行な方向としており、 コントローラは、信号発生手段を手動操作して前記点位
   置の少なくともｘ方向及びｙ方向にｘ、ｙ及びｚ信号を
   発生させたとき、該信号発生手段のｘ方向及びｙ方向に
   おける変位に対応した速度にて、作業者から見てｙ方向
   に夫々前記点位置を動かすことができるように、作業者
   及び該作業者から見えるアームに対して配置される、 ことを特徴とする動作制御装置。 （３）作業者の位置とコントローラとの関係は、点位置
   がｘ方向に移動しても一定である特許請求の範囲第１項
   に記載の装置。 （４）作業者の位置とコントローラとの関係は、点位置
   がｘ方向に移動しても一定である特許請求の範囲第２項
   に記載の装置。 （５）第２のアームセグメントは第３の軸の回りを回動
   し、第１のアームセグメントに対して相対移動できるよ
   うに取り付けられている特許請求の範囲第１項に記載の
   装置。 （６）第２のアームセグメントは第３の軸の回りを回動
   し、第１のアームセグメントに対して相対移動できるよ
   うに取り付けられている特許請求の範囲第２項に記載の
   装置。 （７）第２のアームセグメントは第３の軸の回りを回動
   し、第１のアームセグメントに対して相対移動できるよ
   うに取り付けられている特許請求の範囲第３項に記載の
   装置。 （８）第２のアームセグメントは第３の軸の回りを回動
   し、第１のアームセグメントに対して相対移動できるよ
   うに取り付けられている特許請求の範囲第４項に記載の
   装置。 （９）コントローラはジョイスティックを含んでおり、
   該ジョイスティックはｘ、ｙ及びｚ方向の制御手段を備
   え、作業者が点位置をｘ、ｙ及びｚ方向に移動させたと
   き、ｘ、ｙ及びｚ信号が夫々形成される特許請求の範囲
   第１項に記載の装置。 （１０）コントローラはジョイスティックを含んでおり
   、該ジョイスティックはｘ、ｙ及びｚ方向の制御手段を
   備え、作業者が点位置をｘ、ｙ及びｚ方向に移動させた
   とき、ｘ、ｙ及びｚ信号が夫々形成される特許請求の範
   囲第２項に記載の装置。