JPH0381172B2 - - Google Patents

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JPH0381172B2
JPH0381172B2 JP62252181A JP25218187A JPH0381172B2 JP H0381172 B2 JPH0381172 B2 JP H0381172B2 JP 62252181 A JP62252181 A JP 62252181A JP 25218187 A JP25218187 A JP 25218187A JP H0381172 B2 JPH0381172 B2 JP H0381172B2
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JP
Japan
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dimensional
input
grip
host computer
computer
Prior art date
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JP62252181A
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Japanese (ja)
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Shigetsugu Ikeda
Yasutaro Kawamura
Yoshiaki Inoe
Koichi Inoe
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SHIGAKEN
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SHIGAKEN
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はコンピユータへの3次元入力装置に関
する。さらに詳しくは、本発明者らが開発中のオ
フライン・ロボツト・テイーチング・システムに
おいて、ロボツトの置かれている環境(対象物、
動作制限要素など)を現場で撮影したステレオ画
像の再生画面上で、立体視を応用してロボツトハ
ンドの位置、軌道、作業ポイントなどを直接的に
指示・入力するために用いることができる汎用的
な3次元入力装置に関する。さらに、ホストコン
ピユータの機種に対する制約をきわめて少なくし
うる3次元入力装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a three-dimensional input device for a computer. More specifically, in the offline robot teaching system currently being developed by the present inventors, the environment in which the robot is placed (objects,
A general-purpose device that can be used to directly instruct and input the position, trajectory, work points, etc. of the robot hand by applying stereoscopic vision on the playback screen of stereo images taken on-site (such as motion limiting elements). The present invention relates to a three-dimensional input device. Furthermore, the present invention relates to a three-dimensional input device that can significantly reduce restrictions on the model of a host computer.

[従来の技術] CRTなどのデイスプレイ装置に表示された2
次元の背景画像上に重ねて表示したカーソルによ
り2次元の位置などに指示・入力しうるコンピユ
ータへの入力装置として、マウス、タブレツトな
どが従来より知られている。それらの入力装置を
用いて3次元空間の位置を指示・入力しようとす
るばあいは、X−Y軸の2次元座標でまず入力
し、さらに、Z軸の座標を入力するという2回の
操作が必要である。そのため入力操作が操作者の
有する3次元感覚から遊離した煩雑な操作となる
問題がある。
[Prior art] 2 displayed on a display device such as a CRT
Mouse, tablet, etc. are conventionally known as input devices for computers that can specify and input two-dimensional positions using a cursor displayed superimposed on a dimensional background image. When trying to specify or input a position in three-dimensional space using these input devices, it is necessary to first input the two-dimensional coordinates of the X-Y axes, and then input the coordinates of the Z-axis. is necessary. Therefore, there is a problem that the input operation becomes a complicated operation that is disconnected from the three-dimensional sense that the operator has.

操作者の有する3次元認識力または感覚を利用
して直接的に空間上の位置、軌道などを表示し、
あるいは記録・再生するためには、たとえば3次
元空間内に自由に描ける(抽象的な意味での)ペ
ンと、そのペンの位置(とくに先端の位置)や角
度などを連続的に検出しながらコンピユータに入
力する手段が望まれる。
Directly displays spatial positions, trajectories, etc. using the operator's three-dimensional recognition ability or senses,
Alternatively, in order to record and playback, for example, a pen that can draw freely in three-dimensional space (in an abstract sense) and a computer that continuously detects the position (especially the position of the tip) and angle of the pen are used. A means of inputting information is desired.

かかる要望に応えるものとして、たとえば第1
2図に示されるようなフオトマルチプライヤチユ
ーブ51、集光レンズ52,53およびスリツト
54を有する回転デイスク55からなる受光装置
を3方向に設置し、その受光装置で囲まれる空間
内で、光のパルスを発信するスタイラス56を動
かし、スタイラス56の先端の位置を受光装置か
らの角度として検出する光発信型のものが提案さ
れている。
For example, the first
A light receiving device consisting of a photomultiplier tube 51, condensing lenses 52, 53, and a rotating disk 55 having a slit 54 as shown in FIG. A light emitting type has been proposed in which a stylus 56 that emits pulses is moved and the position of the tip of the stylus 56 is detected as an angle from a light receiving device.

また第13図に示すような、たがいに直交する
3本のラインマイクロフオン57と、発信器つき
スタイラスペン58とを組み合わせた音響型の入
力装置も提案されている。さらに第14図に示す
ように3個のジヨイステイツク61を利用して、
たがいに直交する3平面62から距離を測定し、
それ位置信号として入力する力学型の入力装置も
知られている。
Furthermore, an acoustic input device as shown in FIG. 13 has been proposed, which combines three line microphones 57 orthogonal to each other and a stylus pen 58 with a transmitter. Furthermore, as shown in FIG. 14, using three joy stakes 61,
Measuring the distance from three planes 62 that are orthogonal to each other,
A dynamic input device that inputs the position signal as a position signal is also known.

また第15図に示すように通常の2次元マウス
63に対して1次元の要素(垂直座標測定機構)
64を付加した2次元マウス発展型のものが提案
されている(特開昭61−62919号公報参照)。
In addition, as shown in FIG. 15, a one-dimensional element (vertical coordinate measuring mechanism)
An advanced two-dimensional mouse with 64 added has been proposed (see Japanese Patent Laid-Open No. 62919/1983).

一方、コンピユータ入力用ではないが、本発明
の入力装置と機構上の特徴が似ているものとし
て、円筒座標などによるデイジタル式の位置読み
取り装置付のラジアルボール盤や多関節リンクア
ーム式の3次元精密測定装置(たとえば(株)小坂研
究所製のMODEL VSC−07など)が知られてい
る。
On the other hand, although not for computer input, devices similar in mechanical features to the input device of the present invention include a radial drilling machine with a digital position reading device based on cylindrical coordinates, and a three-dimensional precision machine with an articulated link arm. Measuring devices (for example, MODEL VSC-07 manufactured by Kosaka Laboratory Co., Ltd.) are known.

[発明が解決しようとする問題点] 前記光発信型のものは、同時に3方向の光を検
出する必要があるので、測定空間内においてペン
の先端が手やペンの陰にならないように気をつけ
る必要があり、しかもその空間内に模型などの光
の障害物となるものを置くばあいは何度も向きを
変えて測定し、それらの結果を接続しなければ全
体像がえられない。そのため入力操作が煩雑とな
り、えられる入力信号の記録の信頼性も低いとい
う問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] Since the light emitting type device needs to detect light from three directions at the same time, care must be taken to ensure that the tip of the pen does not get in the shadow of the hand or the pen in the measurement space. In addition, if there is a model or other object in the space that will obstruct the light, you will need to change the orientation many times and take measurements, and then connect the results to get a complete picture. Therefore, there are problems in that the input operation is complicated and the reliability of recording of the input signal obtained is low.

前記音響型および力学型の入力装置は、有効な
空間指示範囲が狭い割に装置の設置面積が大き
く、しかも操作しにくいという問題がある。
The acoustic type and dynamic type input devices have problems in that the effective spatial indication range is narrow, the installation area of the device is large, and it is difficult to operate.

前記二次元マウス発展型は垂直方向の指示範囲
がきわめて小さく、3次元入力装置としては限ら
れた用途にしか用いることができない。
The advanced two-dimensional mouse has a very small vertical pointing range and can only be used for limited purposes as a three-dimensional input device.

叙上のごとく従来の3次元入力装置は、本発明
者らが意図するステレオ画像を利用したオフライ
ン・ロボツト・テイーチング・システムに用いる
には機能的に不充分である。
As mentioned above, the conventional three-dimensional input device is functionally insufficient for use in the offline robot teaching system using stereo images intended by the present inventors.

なお、前記従来の3次元入力装置から送信され
る信号は、一般に、専用のホストコンピユータと
のあいだで特別に決められた送信符号がシリアル
またはパラレルの専用の信号線にのせて送信され
る。そのため、他機種と接続しようとするばあ
い、信号線を接続するポートに対する制約が多
く、また信号線が接続できたとしても送信符号の
解読に別途プログラムを作成しなければならない
という問題もある。
Note that the signals transmitted from the conventional three-dimensional input device are generally transmitted with a transmission code specially determined between the three-dimensional input device and the dedicated host computer on a dedicated serial or parallel signal line. Therefore, when trying to connect to other models, there are many restrictions on the port to which the signal line can be connected, and even if the signal line can be connected, there is the problem that a separate program must be created to decode the transmitted code.

本発明は前記テイーチング・システムに用いる
ことができる、操作性のよい、設置面積が小さ
く、しかも表示可能な空間が広く、多くの機種の
コンピユータとの接続が容易であり汎用的な3次
元入力装置を提供することを目的としている。
The present invention provides a general-purpose three-dimensional input device that can be used in the teaching system, has good operability, has a small installation area, has a large display space, and can be easily connected to many types of computers. is intended to provide.

[問題点を解決するための手段] 本発明のコンピユータへの3次元入力装置は、
静止基盤に対し着脱自在に固着しうる固着部と、
該固着部から回転自在の関節を介して順に延びる
ように連結される一連のアームと、該一連のアー
ムの先端部に連結され、ホストコンピユータの操
作装置の少なくとも一部が設けられた、被入力点
の指示のための指示部と、前記各関節に設けられ
た、関節が連結している要素同士の相対的な角変
位を検出するための検出器と、該検出器により検
出された角変位を所定の3次元座標上の被入力点
の位置信号に変換するための変換手段と、該変換
手段による位置信号と操作部の状態を示す信号と
をホストコンピユータ側に送り出すための送信手
段とを有することを構成上の特徴としている。
[Means for solving the problems] The three-dimensional input device for a computer according to the present invention has the following features:
a fixing part that can be detachably fixed to a stationary base;
a series of arms connected to each other so as to extend sequentially from the fixed part via rotatable joints; and an input input device connected to the distal ends of the series of arms and provided with at least a part of the operating device of the host computer. an indicator for indicating a point; a detector provided at each joint for detecting a relative angular displacement between elements connected to the joint; and an angular displacement detected by the detector. a converting means for converting the input point into a position signal of an input point on a predetermined three-dimensional coordinate; and a transmitting means for sending the position signal from the converting means and a signal indicating the state of the operating section to the host computer side. It is a structural feature that it has.

[作 用] 本発明の3次元入力装置を使用するには、指示
グリツプを手で持つて、静止基盤上の任意の点を
指定し、あるいは軌道を描く。それらの操作中
に、ホストコンピユータからの指示または指示グ
リツプのボタン操作などに応じて各検出器が関節
の角変位を検出し、それらの角変位は変換手段に
よつて所定の3次元座標上の座標に変換され、そ
の座標がホストコンピユータに送られ、入力され
る。
[Operation] To use the three-dimensional input device of the present invention, hold the pointing grip in your hand and specify an arbitrary point on a stationary base or draw a trajectory. During these operations, each detector detects the angular displacement of the joint in response to instructions from the host computer or button operations on the instruction grip, and these angular displacements are converted to predetermined three-dimensional coordinates by the conversion means. The coordinates are then sent to the host computer and input.

本発明の装置においては、静止基盤と指示グリ
ツプの間には関節で相対的に移動自在に連結され
た一連のアームが介在されているだけである。そ
のためそれらのアームは指示部の動きに応じて柔
軟にその連結姿勢が追従し、操作者が指示部を移
動させ、向きを変える操作をするときにほとんど
邪魔にならない。
In the device of the present invention, there is only a series of relatively articulated arms interposed between the stationary base and the pointing grip. Therefore, the connected postures of these arms flexibly follow the movement of the pointing section, and hardly get in the way when the operator moves the pointing section and changes its direction.

また、前記一連のアームが伸び切るまでのきわ
めて広い空間範囲内で自由に位置、軌道などの指
示・入力ができる。
In addition, the position, trajectory, etc. can be freely instructed and input within an extremely wide spatial range until the series of arms is fully extended.

さらに本発明の装置の機構部分は机などの静止
基盤上にクランプなどの固着部で固定しておけば
よいので、実質的に占有するスペースはきわめて
少なくて済む。
Further, since the mechanical part of the device of the present invention can be fixed onto a stationary base such as a desk using a fixed part such as a clamp, the actual space it occupies is extremely small.

また座標変換手段を入力装置側に設けたため、
ホストコンピユータの負担が少ないという利点が
ある。
In addition, since the coordinate conversion means was provided on the input device side,
This has the advantage of reducing the burden on the host computer.

また入力信号としての伝文をJIS C 6220など
の数字(「0」から「9」)の文字コードを用いて
10進表示で作成する手段と、伝文をJIS C 6361
およびJIS C 6360などのシリアルインターフエ
ースを介して送信する手段とを設けることによ
り、任意のコンピユータと接続しうる。
In addition, the message as an input signal is processed using a character code of numbers (from "0" to "9") such as JIS C 6220.
A means to create a decimal representation and a message in JIS C 6361
By providing means for transmitting data via a serial interface such as JIS C 6360, it is possible to connect to any computer.

[実施例] つぎに図面を参照しながら本発明の装置を説明
する。
[Example] Next, the apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の装置の一実施例を示す概略斜
視図、第2図は第1図に示す装置の作用順序を示
す説明図、第3図は第1図に示される機構部と測
定数値との関係を模型的に示す斜視図、第4〜5
図はそれぞれ第1図に示す機構部の側面図および
平面図、第6図は本発明に用いられる論理回路部
の基本構成の一例を示すブロツク図、第7図は本
発明の装置によつて作成された伝文の一例を示す
図、第8図は本発明の装置に用いられる論理回路
部のハードウエア構成の一例を示すブロツク図、
第9〜11図はそれぞれ本発明の装置の論理回路
部の作用の一実施例を示すフローチヤートであ
る。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing one embodiment of the device of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the operating sequence of the device shown in FIG. 1, and FIG. Perspective views schematically showing relationships with numerical values, 4th to 5th
The figures are a side view and a plan view of the mechanism section shown in FIG. 1, FIG. 6 is a block diagram showing an example of the basic configuration of the logic circuit section used in the present invention, and FIG. FIG. 8 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the logic circuit section used in the device of the present invention.
9 to 11 are flowcharts showing one embodiment of the operation of the logic circuit section of the device of the present invention.

第1〜2図に示される本発明の装置は、大きく
わけて入力ペンまたはマウスとしての作用を行な
う機構部1と、機構部1からの信号に基づいてパ
ーソナルコンピユータ(以下、パソコンという)
(第2図の4)などのホストコンピユータに座標
信号を送るための論理回路部2とから構成されて
おり、さらに第1図に示す装置ではパソコンから
の信号に基づいて画像を表示するためのCRTデ
イスプレイ装置(以下CRTという)3が設けら
れている。
The device of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 consists of a mechanical section 1 that functions as an input pen or a mouse, and a personal computer (hereinafter referred to as a personal computer) based on signals from the mechanical section 1.
(4 in Figure 2) for sending coordinate signals to a host computer, and in the device shown in Figure 1, a logic circuit unit 2 for displaying an image based on signals from a personal computer. A CRT display device (hereinafter referred to as CRT) 3 is provided.

前記論理回路部2は第1図に示す実施例では3
枚のボード2a,2b,2cによつて構成されて
おり、ボード2a,2b,2cはCRT3を載置
しているラツク6内に収容されている。
The logic circuit section 2 is 3 in the embodiment shown in FIG.
The board 2a, 2b, 2c is housed in a rack 6 on which a CRT 3 is mounted.

前記機構部1は、第12〜15図に示されてい
る従来の各種装置と同じく3次元入力を行なうた
めのペンまたはマウスとしての機能を有するもの
であるが、本発明においては多関節機構が用いら
れており、第1図に示すばあいは以下に説明する
ように5軸関節機構を採用している。
The mechanism section 1 has a function as a pen or a mouse for performing three-dimensional input like the various conventional devices shown in FIGS. 12 to 15, but in the present invention, a multi-joint mechanism is used. The case shown in FIG. 1 employs a five-axis joint mechanism as described below.

まず第3〜5図を参照しながら機構部について
説明する。なお図中、Zは関節の回転軸、θは回
転角度を示す。
First, the mechanical section will be explained with reference to FIGS. 3 to 5. In the figure, Z indicates the rotation axis of the joint, and θ indicates the rotation angle.

機構部は静止基盤としてのテーブル5に固定す
るためのクランプ7を有している。クランプ7に
は第1関節8および第2関節9を介して垂直軸Z0
および水平軸Z1まわりにそれぞれ回転自在に連結
される第1アーム10が連結され、第1アーム1
0の先端には第3関節11を介して水平軸Z2まわ
りに回転自在の第2アーム12が連結されてい
る。なお前記アームなどは天井など、上の方から
吊るすようにしてもよい。
The mechanism section has a clamp 7 for fixing it to a table 5 as a stationary base. The clamp 7 has a vertical axis Z 0 via a first joint 8 and a second joint 9.
and a first arm 10 that is rotatably connected around a horizontal axis Z1 , and the first arm 1
A second arm 12 that is rotatable around a horizontal axis Z 2 is connected to the tip of the arm 0 via a third joint 11 . Note that the arm and the like may be hung from above, such as from the ceiling.

第3〜4図に示すアーム10,12はそれぞれ
長さa2およびd4(回転中心軸間の距離)がそれぞ
れ約500mmおよび約400mmの鋼性パイプ(直径18
mm、肉厚0.5mm)を採用しているが、これに限定
されるものではない。
The arms 10 and 12 shown in FIGS. 3 and 4 are made of steel pipes (diameter 18
mm, wall thickness 0.5 mm), but is not limited to this.

前記構成により第1アーム10と第2アーム1
2は第3図に示すようにテーブル5の表面に垂直
で前記垂直軸Z0まわりに回転する垂直平面13内
を自由に動くことができる。
With the above configuration, the first arm 10 and the second arm 1
2 can move freely in a vertical plane 13 perpendicular to the surface of the table 5 and rotating about said vertical axis Z 0 as shown in FIG.

第2アーム12の先端には第2アーム12の中
心軸Z3まわりに回転自在の第4関節14および前
記中心軸Z3に関して直角の軸Z4まわりに回転自在
の第5関節15を介して長さ(回転中心から先端
Pまでの高さh)が約250mmの指示グリツプ16
が設けられている。
At the tip of the second arm 12, a fourth joint 14 rotatable around the central axis Z3 of the second arm 12 and a fifth joint 15 rotatable around an axis Z4 perpendicular to the central axis Z3 are connected. Indicator grip 16 with a length (height h from center of rotation to tip P) of approximately 250 mm
is provided.

したがつて指示グリツプ16の先端Pは第3図
に示す球面17上を移動する。
Therefore, the tip P of the pointing grip 16 moves on the spherical surface 17 shown in FIG.

前記関節としては、操作グリツプ16を手で動
かすばあいにスムーズに動かせるように、摩擦抵
抗が少ないもの、たとばフツ素樹脂、ポリアセタ
ール、ポリカーボネート、ナイロンなどからなる
軸受け用ブツシユ、リング状スペーサなどを摺動
部に介在させたものが好適に採用されるが、必要
であればスムーズな操作性を損なわない範囲で、
すべての、またはいくつかの関節に適切な大きさ
の摩擦抵抗を与えたり、アームなどの重量をバラ
ンスさせるためのバランス手段を設けるようにし
てもよい。
The joints are made of materials with low frictional resistance, such as bearing bushes made of fluororesin, polyacetal, polycarbonate, nylon, etc., ring-shaped spacers, etc., so that the operating grip 16 can be moved smoothly by hand. It is preferable to use a sliding part, but if necessary, as long as it does not impair smooth operability,
A suitable amount of frictional resistance may be applied to all or some of the joints, or a balancing means may be provided to balance the weight of the arms or the like.

前記関節にはそれぞれ関節の前後の要素間の変
位角すなわち関節の回転角を検出する検出器とし
て、ロータリー・エンコーダR1〜R5がカツプリ
ングなどによつて関節の回転軸に対して同軸に設
けられている。
In each of the joints, rotary encoders R1 to R5 are installed coaxially with the axis of rotation of the joint by coupling or the like, as detectors for detecting the displacement angle between the front and rear elements of the joint, that is, the rotation angle of the joint. It is being

なお前記関節には二軸まわりに回転しうるボー
ルジヨイントタイプのものを用いてもよいが、そ
のばあいは2個の角変位の検出器を設ける必要が
ある。
Note that a ball joint type joint capable of rotating around two axes may be used as the joint, but in that case, it is necessary to provide two angular displacement detectors.

検出器としては前記角変位を検出しうるもので
あればいずれも用いることができ、ロータリー・
エンコーダなどのデイジタル式の検出器のほか、
アナログ式のもの、たとえばポテンシヨメータ、
レゾルバなども用いられる。
Any detector that can detect the above-mentioned angular displacement can be used, including rotary,
In addition to digital detectors such as encoders,
analog type, e.g. potentiometer,
Resolvers and the like are also used.

前記指示グリツプ16にはパソコン(第2図の
4)の操作機構の一部として2個の押ボタンスイ
ツチB1,B2と、1個の1周2400パルス(600パル
スのロータリー・エンコーダを4倍カウントし、
16ビツト分加算している)のダイヤルDとが設け
られており、後述するように操作者が指示グリツ
プ16を操作しながら指示点の固定およびその解
除、パソコンによつて表示されるメニユーの選択
など、種々の命令を行なうことができるように構
成されている。かかる構成により入力装置として
の操作性がきわめて向上する。
The instruction grip 16 is equipped with two pushbutton switches B 1 and B 2 as part of the operating mechanism of the personal computer (4 in Figure 2), and one rotary encoder with 2400 pulses per revolution (600 pulses). double count,
Dial D (adding 16 bits) is provided, and as described later, the operator can fix and release the indicated point while operating the indicating grip 16, and select the menu displayed by the computer. It is configured to be able to execute various commands such as. This configuration greatly improves the operability of the input device.

前記ダイヤルDにはたとえばロータリー・エン
コーダなど、前記関節の角変位検出器と同じもの
を利用しうる。
The dial D may be the same as the angular displacement detector of the joint, such as a rotary encoder.

すなわち前記指示グリツプ16はテーブル5上
の空間内でいわばフリーハンド的に自由に図形を
描いたり、位置の指示を行なうものであり、その
操作中に自由に指示点の固定、その解除などを行
なうことができ、パソコンのメニユーを選択する
ことができる。
In other words, the pointing grip 16 is used to freely draw figures in a so-called freehand manner within the space on the table 5 and to indicate the position, and during the operation, the pointing point can be fixed or released at will. You can select from the computer menu.

なお、操作性をさらに向上させるために、指示
グリツプの前記押ボタンスイツチなどが設けられ
ている部分は、長さ方向の軸まわりに回転自在と
なつている。
In order to further improve operability, the portion of the indicator grip where the push button switch and the like are provided is rotatable around an axis in the longitudinal direction.

ロータリー・エンコーダR1〜R5は各関節の機
械的信号である角度の変位を電気信号に変換し
て、たとえば変位量に対応する数のパルスとして
以下に説明する論理回路部2に向けて出力する。
The rotary encoders R 1 to R 5 convert the angular displacement, which is a mechanical signal of each joint, into an electrical signal and output it as a number of pulses corresponding to the amount of displacement to the logic circuit section 2 described below. do.

第6図は、本発明に用いられる論理回路部2の
基本構成の一例を示すブロツク図である。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of the basic configuration of the logic circuit section 2 used in the present invention.

ロータリー・エンコーダR1〜R5で検出された
各関節における変位角はたとえば電気信号の形で
読み込まれ、座標変換手段に送られる。前記座標
変換手段においては読み込まれた変位角と、既知
のアーム10,12および指示グリツプ16の長
さに基づいて指示グリツプの先端位置、すなわち
被入力点位置の3次元座標が演算される。
The displacement angles at each joint detected by the rotary encoders R 1 to R 5 are read, for example, in the form of electrical signals and sent to the coordinate conversion means. The coordinate conversion means calculates the three-dimensional coordinates of the tip position of the pointing grip, that is, the position of the input point, based on the read displacement angle and the known lengths of the arms 10, 12 and pointing grip 16.

前記3次元座標としては、たとえば機構部をク
ランプするテーブルの左前端を原点とする3次元
直交座標(マウス座標系)K2などが採用される
が、さらに操作者が望むように座標の単位や方向
を変えたユーザー座標系K1′に変換してもよい。
As the three-dimensional coordinates, for example, three-dimensional orthogonal coordinates (mouse coordinate system) K2 whose origin is the left front end of the table that clamps the mechanism part are adopted, but the coordinate unit and the like can be changed as desired by the operator. It may also be converted to the user coordinate system K 1 ′ with a different direction.

多関節座標系K3からマウス座標系K2やユーザ
ー座標系K1への座標変換は、従来公知の種々の
方法により行ないうるが、軸数の変更に対応しう
るように以下のようにマトリツクス計算で行なう
のが便利である。
Coordinate transformation from the articulated coordinate system K 3 to the mouse coordinate system K 2 or the user coordinate system K 1 can be performed using various conventionally known methods, but in order to accommodate changes in the number of axes, the following matrix is used. It is convenient to do this by calculation.

座標変換計算について、多関節座標系K3から
マウス座標系K2への変換を例にとつたばあい、
第4〜5図を参照して、指示グリツプ16の先端
Pから第5関節15までの並進変換行列をEと
し、各リンク座標系間の変換行列を第5関節から
順にA5,A4,A3,A2,A1とし、第1関節と第2
関節との交点からマウス座標系K2への並進行列
をZとすると、指示グリツプの先端Pからのマウ
ス座標系K2への変換行列Tは、 T=Z A1 A2 A3 A4 A5 E となる。
Regarding coordinate conversion calculation, if we take the conversion from multi-joint coordinate system K 3 to mouse coordinate system K 2 as an example,
Referring to FIGS. 4 and 5, let E be the translational transformation matrix from the tip P of the pointing grip 16 to the fifth joint 15, and let the transformation matrices between each link coordinate system be A 5 , A 4 , A 5 , A 4 , A 3 , A 2 , A 1 , the first joint and the second joint
If the translation matrix from the intersection with the joint to the mouse coordinate system K2 is Z, then the transformation matrix T from the tip P of the pointing grip to the mouse coordinate system K2 is T=Z A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 E.

ここで各関節の角度を第4〜5図に示すように
それぞれθ5,θ4,θ3,θ2,θ1とすると、求める指
示グリツプ先端Pの座標は前記変換行列Tの4列
目の成分となるから、マウス座標(x,y,z)
の各成分は、 x=h(c1(c23 c4 s5+s23 c5)+ s1 s4 s5)+c1(d4 s23+a2 c2) +mx、 y=h(S1(c23 c4 s5+s23 c5)− c1 s4 s5)+s1(d4 s23+a2 c2) +my、 z=h(s23 c4 s5−c23 c5)− (d4 c23−a2 s2)+mz となる。
Assuming that the angles of each joint are respectively θ 5 , θ 4 , θ 3 , θ 2 , and θ 1 as shown in FIGS. Since the mouse coordinates (x, y, z) are the components of
Each component of _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1 (c 23 c 4 s 5 + s 23 c 5 ) − c 1 s 4 s 5 ) + s 1 (d 4 s 23 + a 2 c 2 ) + my, z=h (s 23 c 4 s 5 − c 23 c 5 ) − (d 4 c 23 − a 2 s 2 ) + mz.

ただしso=sinθo、cn=cosθo、 sij=sin(θi+θj)、 cij=cos(θi+θj)であり、 (mx,my,mz)は第1関節の軸と第2関節
の軸の交点の座標である。
However, s o = sin θ o , cn = cos θ o , s ij = sin (θ i + θ j ), c ij = cos (θ i + θ j ), and (mx, my, mz) are the axis of the first joint. These are the coordinates of the intersection of the axes of the second joint.

なお、マウス座標系K2からユーザー座標系K1
への変換は、たとえば通常の直交座標系間の変換
によつて行なうことができる。
Note that from the mouse coordinate system K 2 to the user coordinate system K 1
The conversion to can be performed, for example, by conversion between ordinary orthogonal coordinate systems.

ついで、えられた演算結果と操作部の状態を示
す信号に基づいて伝文が作成される。
Next, a message is created based on the obtained calculation result and the signal indicating the state of the operating section.

ホストコンピユータへの送信伝文においては、
指示された位置に関する多関節座標系から直交座
標系への変換演算結果と2個の押ボタンスイツチ
の状態およびダイヤルの位置のそれぞれの値とが
JIS C 6220の文字コードを用い10進数表示で順
にコンマで区切つて配列される。
In the transmission message to the host computer,
The calculation result of the conversion from the articulated coordinate system to the orthogonal coordinate system regarding the specified position and the respective values of the state of the two pushbutton switches and the position of the dial are
They are arranged in decimal notation using the JIS C 6220 character code and separated by commas.

第7図に作成された伝文の一例を示す。()
は後述する操作モードの状態、()はx座標の
10進数表示、()はy座標の10進数表示、()
はz座標の10進表示、()は押ボタンスイツチ
B1およびB2の状態、()はダイヤルDの状
態をそれぞれ示している。たとえば第7図で示さ
れた伝文は座標が1,2,−3、押ボタンスイツ
チB1がオン、押ボタンスイツチB2がオフ、ダ
イヤルDの読みが1000であることを意味する。な
お、CRおよびLFはそれぞれ復帰コードおよび改
行コードを示す。
FIG. 7 shows an example of the created message. ()
is the state of the operation mode, which will be described later, and () is the x-coordinate.
Decimal representation, () is the y-coordinate decimal representation, ()
indicates the z-coordinate in decimal notation, () indicates the state of pushbutton switches B1 and B2, and () indicates the state of dial D, respectively. For example, the message shown in FIG. 7 means that the coordinates are 1, 2, -3, pushbutton switch B1 is on, pushbutton switch B2 is off, and dial D reads 1000. Note that C R and L F indicate a return code and a line feed code, respectively.

叙上のごとく10進数表示の配列を採用する理由
は、どのような種類のホストコンピユータにでも
接続できるようにするためである。すなわち従来
のマウスからの信号のように10進数表示で順に配
列されず、特定のコンピユータの専用の数値表
示、たとえばZ80Aの数値表現で作成した2進数
による伝文を送信するばあいは、前記特定のホス
トコンピユータ以外では、一般に数値表現が異な
るので接続できない。あえて接続しようとして
も、入力信号を受けるコンピユータ側で形式変換
などの処理が必要となり、負担がきわめて大きく
なる。
As mentioned above, the reason for using a decimal number array is so that it can be connected to any type of host computer. In other words, when transmitting a message that is not arranged sequentially in decimal notation like the signals from a conventional mouse, but in binary numbers created in a numeric representation dedicated to a specific computer, such as the Z80A, the specified Generally speaking, it cannot be connected to computers other than the host computer because the numerical representation is different. Even if you dare to make a connection, the computer that receives the input signal would need to perform processing such as format conversion, which would place an extremely heavy burden on the computer.

また、後述するようにホストコンピユータとの
通信インターフエースはJIS C 6361およびJIS
C 6360のサブセツトであるいわゆるRS232Cを
用いて行なうのが好ましい。
In addition, as described later, the communication interface with the host computer conforms to JIS C 6361 and JIS
Preferably, this is done using the so-called RS232C, which is a subset of C6360.

通常のコンピユータには外部インターフエース
として前記インターフエースのみが装備されてい
るので、そのインターフエースを用いないばあい
には信号を入力できるコンピユータの機種が大き
く制約される。
Since a normal computer is equipped with only the above-mentioned interface as an external interface, if this interface is not used, the types of computers that can input signals are greatly restricted.

前記座標変換や伝文作成については、たとえば
フオートラン言語のサブルーチンを利用するのが
便利であるが、他のプログラム言語を用いてもよ
い。また他の部分については通常はマクロアセン
ブラ言語などでプログラムしうるが、とくに限定
されるものではない。
For the coordinate transformation and message creation, it is convenient to use subroutines in the Fortran language, for example, but other programming languages may also be used. Other parts can usually be programmed using a macro assembler language, but this is not particularly limited.

作成された伝文は前記インターフエースからな
る送信手段によつて入力のためにコンピユータに
送られる。なお後述するようにホストコンピユー
タからのコマンドもそのインターフエースを介し
て論理回路部に送信される。
The created message is sent to the computer for input by the sending means consisting of the interface. Note that, as will be described later, commands from the host computer are also sent to the logic circuit section via the interface.

前述のごとく第1図に示される装置における論
理回路部2はCRT3の下のラツク6内に収容さ
れた3枚のボード2a,2b,2c上に組みつけ
られており、具体的には第8図においてそれぞれ
破線で囲まれているCPUボード2a、カウンタ
ボード2b、外部インターフエースボード2cで
ある。
As mentioned above, the logic circuit section 2 in the device shown in FIG. In the figure, the CPU board 2a, counter board 2b, and external interface board 2c are each surrounded by broken lines.

第8図に示される論理回路部はCPUとしてシ
ヤープ(株)社製のZ80Aを用い、STD規格に準じて
設計されている。なお、STD規格は米国モステ
ツク社および同ブロログ社が企画し提案した国際
標準バスのサブセツトでありZ80専用のバス規格
である。
The logic circuit section shown in FIG. 8 uses Z80A manufactured by Sharp Co., Ltd. as a CPU and is designed in accordance with the STD standard. Note that the STD standard is a subset of the international standard bus planned and proposed by Mostek and Blog in the US, and is a bus standard exclusively for the Z80.

メモリには8KBのROM(2764)を1個と、
2KBのRAM(6116)を2個用いている。さらに
後述するスイツチ割り込み、タイマ割り込みのた
めにタイマ/カウンタとしてZ80 CTCを用いて
いる。
Memory includes one 8KB ROM (2764),
Two 2KB RAM (6116) are used. Furthermore, Z80 CTC is used as a timer/counter for switch interrupts and timer interrupts, which will be described later.

またホストコンピユータのインターフエースの
ためには、種々のコンピユータとの接続が可能な
ように、RS232Cなどのシリアルインターフエー
スを用いるのが好ましく、本実施例においてもシ
リアルインターフエースをZ80 SIOのAチヤンネ
ルを用いることによつて実現している。また
RS232Cインターフエースとパソコンとの接続回
路には通信速度の指定のためにボーレートジエネ
レータが接続されている。
In addition, for the host computer interface, it is preferable to use a serial interface such as RS232C so that connection with various computers is possible, and in this embodiment, the serial interface is also connected to the A channel of Z80 SIO. This is achieved by using Also
A baud rate generator is connected to the connection circuit between the RS232C interface and the computer to specify the communication speed.

ロータリー・エンコーダ(第4〜5図のR1
R5およびダイヤルD)からのパルスのカウント
には直接A相、B相を入力できる24 bitカウンタ
(本実施例ではZEN2001(株)ジーニツク社製)を6
個使用し、カウンタの初期値設定台21に指示グ
リツプを差し込むと自動的に押されるスイツチS
および押ボタンスイツチB1,B2もそのカウンタ
の汎用入力ポートに入力している。
Rotary encoder (R 1 ~ in Figures 4-5)
To count the pulses from R5 and dial D, six 24-bit counters (in this example, ZEN2001, manufactured by Genik Co., Ltd.) that can directly input phase A and phase B are used.
switch S, which is automatically pressed when the instruction grip is inserted into the initial value setting table 21 of the counter.
And pushbutton switches B 1 and B 2 also input to the general-purpose input port of the counter.

第8図に示されるCPUボード2aは座標変換
手段、伝文作成手段およびそれらの動作を制御す
る制御手段に対応し、カウンタボード2bおよび
外部インターフエースボード2cによりそれぞれ
読み取りおよび出力を行なう。
The CPU board 2a shown in FIG. 8 corresponds to a coordinate conversion means, a message creation means, and a control means for controlling their operations, and reads and outputs data from a counter board 2b and an external interface board 2c, respectively.

第1図に示す装置においては、以上の基本構成
のほか、前述のごとくパソコンによつてえられる
画像信号を表示するCRT3をテーブル5上に配
置しており、それにより入力した3次元位置信号
に基づいて指示グリツプ16の先端の形状に似せ
た三角錐状のカーソルをCRT3上に表示し、操
作者が入力位置などを見ながら指示グリツプ16
を操作することができるように構成されている。
In addition to the above-mentioned basic configuration, the device shown in Fig. 1 has a CRT 3 placed on the table 5 that displays image signals obtained by a personal computer as described above. Based on this, a triangular pyramid-shaped cursor resembling the tip of the pointing grip 16 is displayed on the CRT 3, and the operator moves the pointing grip 16 while looking at the input position.
It is configured so that it can be operated.

そのばあいのカーソルは、背景画像に合わせ
て、透視図のように奥ゆき方向で大きさが変わる
立体画像とし、背景画像がステレオ画像のばあい
は、さらにステレオ画像のカーソルを用いるのが
好ましい。
In this case, the cursor is preferably a stereoscopic image whose size changes in the depth direction, like a perspective view, in accordance with the background image, and if the background image is a stereo image, it is preferable to use a stereo image cursor.

つぎに叙上のごとく構成される装置の作用およ
びコンピユータねの入力方法を第9〜11図のフ
ローチヤートを参照しながら説明する。
Next, the operation of the apparatus constructed as described above and the input method to the computer will be explained with reference to the flowcharts shown in FIGS. 9 to 11.

本発明の装置を使用する際は装置に電源を投入
した後、第3図の指示グリツプ16を初期値設定
台21に置いて各ロータリー・エンコーダを初期
化する。必要であればユーザ座標系(第1図K1
の設定を行なつておく。その状態でホストコンピ
ユータであるパソコンからの命令待ち(待機モー
ド)となる(第9図参照)。
When using the apparatus of the present invention, after turning on the apparatus, the indicator grip 16 of FIG. 3 is placed on the initial value setting stand 21 to initialize each rotary encoder. User coordinate system if necessary (Fig. 1 K 1 )
Make the following settings. In this state, the computer waits for instructions from the host computer (standby mode) (see FIG. 9).

待機モード中は第10図の左側の流れにしたが
つて5個の関節の角度(ロータリー・エンコーダ
R1〜R5の出力)、2個の押ボタンスイツチB1
B2と1個のダイヤルDの値をラツチし、座標変
換を行ない、伝文を作成するという一連の動作を
繰り返し行つている。なお第10図には示されて
いないが、ホストコンピユータからRS232Cイン
ターフエース(第8図参照)を介して1回分送信
のコマンドが受信されると、もつとも最近に作成
した伝文をホストコンピユータに送信するという
動作を1回行なう。したがつて、前記コマンドを
受けたばあい変換などの計算時間を待つことな伝
文が送信される。その後は再び第10図の状態、
すなわち待機モードでラツチ、座標変換および伝
文作成をしながらホストコンピユータからのコマ
ンドを待つ状態に戻る。
During standby mode, the angles of the five joints (rotary encoder) are adjusted according to the flow on the left side of Figure 10.
R 1 to R 5 outputs), two pushbutton switches B 1 ,
A series of operations is repeated: latching B2 and the value of one dial D, performing coordinate transformation, and creating a message. Although it is not shown in Figure 10, when a single transmission command is received from the host computer via the RS232C interface (see Figure 8), the most recently created message is sent to the host computer. Do this once. Therefore, when the command is received, a message is sent without waiting for calculation time such as conversion. After that, the state shown in Figure 10 again,
That is, it returns to the standby mode where it waits for commands from the host computer while latching, coordinate conversion, and message creation.

前記コマンドが1回分送信のコマンドでなく、
連続的に位置信号をパソコン側に送る状態、すな
わちマウスモードへのモード変更のコマンドです
るばあいは、第10図の右側のフローにしたがい
モードをマウスモードに変更する。
If the above command is not a one-time transmission command,
When position signals are continuously sent to the personal computer, that is, when a command is issued to change the mode to mouse mode, the mode is changed to mouse mode according to the flow on the right side of FIG.

第11図に示すようにマウスモードにおいては
タイマ割込セツト状態となり、クロツクタイマの
指示に支配されて前述の3次元信号が繰り返しホ
ストコンピユータ側に送られる。
As shown in FIG. 11, in the mouse mode, the timer interrupt is set, and the three-dimensional signal described above is repeatedly sent to the host computer under the direction of the clock timer.

すなわちエンコーダなどからのラツチ、座標変
換、伝文作成、ホストコンピユータへの送信とい
う一連の処理がホストコンピユータからのモード
変更のコマンドがくるまでタイマに支配されなが
ら繰り返し行なわれることになる。ホストコンピ
ユータからの、マウスモードから待機モードへの
モード変更のコマンドがくると、再び第9図およ
び第10図の待機モードで新しいコマンドを待つ
ことになる。
That is, a series of processes such as latching from the encoder, coordinate conversion, message creation, and transmission to the host computer are repeated under the control of the timer until a mode change command is received from the host computer. When a command to change the mode from the mouse mode to the standby mode is received from the host computer, the computer waits for a new command in the standby mode shown in FIGS. 9 and 10 again.

前記1回分送信のコマンドは、たとえば、パソ
コンのプログラムが起動したとき一時的に指示グ
リツプの位置入力が必要なばあいに発せられ、マ
ウスモードの変更コマンドは指示グリツプを連続
的に動かし、その軌動などを入力するときに時間
との関数として入力するばあい、その他3次元カ
ーソルを指示グリツプにしたがい表示するばあい
に利用される。
The one-time transmission command is issued, for example, when a computer program starts and it is necessary to temporarily input the position of the pointing grip, and the mouse mode change command moves the pointing grip continuously and changes its trajectory. It is used when inputting motion as a function of time, and when displaying a three-dimensional cursor according to an instruction grip.

前記押ボタンスイツチB1,B2は以上の操作の
途中に、自由にその時点の3次元位置信号をパソ
コンのメモリーに固定しておいたり、その固定を
解除したりするものであり、たとえばCRT上に
写された箱の頂点を指示するばあいなどに用いら
れる。前記ダイヤルDは、パソコンによつて
CRT3画面上に表示される種々のメニユーの選
択、たとえばロボツトハンド軌道入力、環境入力
選択または3次元カーソルの色、形状の選択など
のモード選択を、指示グリツプ16の操作中に適
宜行なうためのものであり、ダイヤルDとしては
たとえばロータリー・エンコーダ、ポテンシヨメ
ータなどを用いることができる。またメニユー選
択ダイヤルとしてはダイヤル以外にトラツクボー
ル、ジヨイステイツクなどを用いてもよい。
The pushbutton switches B 1 and B 2 are used to freely fix or unfix the three-dimensional position signal at that point in the computer's memory during the above operations. For example, on a CRT It is used to indicate the top of a box pictured above. The dial D can be set by a computer.
This is used to select various menus displayed on the CRT3 screen, such as robot hand trajectory input, environmental input selection, or mode selection such as 3D cursor color and shape selection, as appropriate while operating the instruction grip 16. As the dial D, for example, a rotary encoder, a potentiometer, etc. can be used. In addition to the dial, a track ball, joystick, etc. may be used as the menu selection dial.

第1図などに示すマウスは5軸の関節を用いて
いる。これは第1〜2関節でアームの根元部を中
心とする2方向を定め、第3関節で第1アームと
第2アームとを曲げることにより前記根元部から
指示グリツプまでの距離を定めるという、いわば
球面極座標による3次元位置決め方法により大き
く位置を定めると共に、第4および第5関節1
4,15によつて短い長さの指示グリツプ16の
方向(2次元)を細かく定めている。
The mouse shown in FIG. 1 uses five axes of joints. The first and second joints define two directions around the base of the arm, and the third joint determines the distance from the base to the pointing grip by bending the first and second arms. In addition to largely determining the position using a three-dimensional positioning method using spherical polar coordinates, the fourth and fifth joints 1
4 and 15, the direction (two-dimensional) of the short pointing grip 16 is precisely determined.

したがつて指示グリツプ16の動きがスムーズ
であり、操作性がよいという利点がある。たとえ
ば第4〜5図に示す機構部を用いたばあい、指示
したい点までの3次元カーソルの移動がきわめて
スムーズであり、従来の2次元マウスを用いてX
−Y座標とZ座標との2回にわけて入力するばあ
いに比して、ポインテイングに要する時間が約2
〜3割減少した。さらに指示グリツプの先端位置
にかえて第4関節の3次元位置と、第4関節およ
び第5関節の角度をそれぞれパソコン側に送るよ
うに構成するときは、CRT画面上に指示グリツ
プの先端Pをたとえば三角錐状のカーソルの立体
画像で示すと共に、その傾きの方向などもあわせ
て示すことができるので、とくに画像上で重ね合
わせられる相手部材の位置を明確に指示しうる利
点がある。
Therefore, the pointing grip 16 has the advantage of smooth movement and good operability. For example, when using the mechanism shown in Figures 4 and 5, the 3D cursor can be moved extremely smoothly to the point you want to specify, and you can move the 3D cursor to the point you want to specify using the
-The time required for pointing is approximately 2 times compared to inputting the Y coordinate and Z coordinate twice.
~30% decrease. Furthermore, when configuring to send the three-dimensional position of the fourth joint and the angles of the fourth and fifth joints to the computer instead of the tip position of the instruction grip, display the tip P of the instruction grip on the CRT screen. For example, it is possible to show a three-dimensional image of a triangular pyramid-shaped cursor and also show the direction of its inclination, which has the advantage of clearly indicating the position of the mating member to be superimposed on the image.

さらに本発明の装置で5軸以上の多関節構造と
するときは、同じ点を指定するばあいでも指示グ
リツプの操作姿勢が自由にとれるので、操作者が
右ききか左ききであるかに応じて都合のよい姿勢
で指示できるなど、一層操作性が向上する。
Furthermore, when the device of the present invention has a multi-joint structure with 5 or more axes, the operating position of the indicating grip can be changed freely even when specifying the same point, so it can be adjusted depending on whether the operator is right-handed or left-handed. Operability is further improved by allowing instructions to be given in a convenient posture.

しかし本発明の装置は前記5軸のものに限定さ
れるものではなく、3次元位置を示すだけであれ
ば少なくとも3軸の関節で足りる。また6軸以上
の関節を用いてもよい。
However, the device of the present invention is not limited to the above-mentioned five axes, and at least three axes of joints are sufficient as long as the three-dimensional position is indicated. Also, joints with six or more axes may be used.

本発明の装置は主として立体視を用いたばあい
の3次元カーソルの移動、指示といつた相対的な
入力装置に用いるものであるが、模型などの3次
元位置の測定といつた絶対的な入力装置として使
用してもよい。
The device of the present invention is mainly used as a relative input device such as moving a three-dimensional cursor and indicating when using stereoscopic vision, but it is also used as an absolute input device such as measuring the three-dimensional position of a model etc. It may also be used as a device.

[発明の効果] 本発明の装置は設置面積が少なく、しかも表示
可能な空間がきわめて広く、操作がスムーズで簡
単でありコンピユータの操作も同時に行なうこと
ができ、また、多くの機種のコンピユータに接続
ができるという効果を奏する。
[Effects of the Invention] The device of the present invention has a small installation area, has an extremely wide display space, is smooth and easy to operate, can operate a computer at the same time, and can be connected to many types of computers. It has the effect of being able to.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の装置の一実施例を示す概略斜
視図、第2図は第1図に示す装置の作用順序を示
む説明図、第3図は第1図に示される機構部と測
定数値との関係を模型的に示す斜視図、第4〜5
図はそれぞれ第1図に示す機構部の側面図および
平面図、第6図は本発明に用いられる論理回路部
の基本構成を示すブロツク図、第7図は本発明の
装置によつて作成された伝文の一例を示す図、第
8図は本発明の装置に用いられる論理回路部のハ
ードウエア構成の一例を示すブロツク図、第9〜
11図はそれぞれ本発明の装置の論理回路部の作
用の一実施例を示すフローチヤート、第12〜1
4図はそれぞれ従来の3次元入力装置の例を示す
斜視図、第15図は従来の3次元入力装置の他の
例を示す正面図である。 図面の主要符号、1……機構部、2……論理回
路部、3……CRT、4……パソコン、5……テ
ーブル、7……クランプ、8,9,11,14,
15……関節、10,12……アーム、16……
指示グリツプ。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing one embodiment of the device of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the operating order of the device shown in FIG. 1, and FIG. Perspective views schematically showing relationships with measured values, Nos. 4 to 5
The figures are a side view and a plan view of the mechanism section shown in FIG. 1, FIG. 6 is a block diagram showing the basic configuration of the logic circuit section used in the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing the structure created by the apparatus of the present invention. FIG. 8 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the logic circuit section used in the device of the present invention, and FIG.
11 is a flowchart showing an example of the operation of the logic circuit section of the device of the present invention, Nos. 12 to 1, respectively.
4 is a perspective view showing an example of a conventional three-dimensional input device, and FIG. 15 is a front view showing another example of the conventional three-dimensional input device. Main symbols in the drawings: 1... Mechanism section, 2... Logic circuit section, 3... CRT, 4... Personal computer, 5... Table, 7... Clamp, 8, 9, 11, 14,
15... Joint, 10, 12... Arm, 16...
Instruction grip.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 静止基盤に対し着脱自在に固着しうる固着部
と、 該固着部から回転自在の関節を介して順に延び
るように連結される一連のアームと、 該一連のアームの先端部に連結され、ホストコ
ンピユータの操作装置の少なくとも一部が操作部
として設けられた、被入力点の指示のための指示
グリツプと、 前記各関節に設けられた、関節が連結している
要素同士の相対的な角変位を検出するための検出
器と、 該検出器により検出された角変位を所定の3次
元座標上の被入力点の位置信号に変換するための
座標変換手段と、 該座標変換手段によつてえられた位置信号と操
作部の状態を示す信号とをホストコンピユータ側
に送り出すための送信手段 とを有するコンピユータへの3次元入力装置。 2 前記送信手段が位置信号と操作部の状態の信
号とをそれぞれ「0」から「9」の文字コードを
用いて10進数形式で順に配置し、伝文を作成する
手段と、作成された伝文をシリアルインターフエ
ースを介して出力する手段とを含むものである特
許請求の範囲第1項記載の装置。 3 前記静止基盤上に、えられた指示グリツプの
位置を前記ホストコンピユータによつて表示する
ための映像表示装置が設けられてなる特許請求の
範囲第1項記載の装置。 4 前記映像表示装置が背景および3次元カーソ
ルをそれぞれステレオ画像で表示するものである
特許請求の範囲第3項記載の装置。
[Scope of Claims] 1. A fixed part that can be detachably fixed to a stationary base; a series of arms connected to each other so as to extend in sequence from the fixed part via rotatable joints; and tips of the series of arms. an instruction grip for instructing an input point, which is connected to the control section, and in which at least a part of the operation device of the host computer is provided as the control section; a detector for detecting a relative angular displacement of the coordinates; a coordinate conversion means for converting the angular displacement detected by the detector into a position signal of an input point on predetermined three-dimensional coordinates; A three-dimensional input device for a computer, comprising a transmitting means for transmitting a position signal obtained by the converting means and a signal indicating the state of an operating section to a host computer side. 2. The transmitting means arranges the position signal and the operating unit status signal in order in decimal format using character codes from "0" to "9", and creates a message; 2. The apparatus of claim 1, further comprising means for outputting the text via a serial interface. 3. The apparatus of claim 1, further comprising a video display device on the stationary base for displaying the obtained position of the pointing grip by the host computer. 4. The device according to claim 3, wherein the video display device displays the background and the three-dimensional cursor as stereo images.
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