JPH0438507A - Joystick controller - Google Patents

Joystick controller

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Publication number
JPH0438507A
JPH0438507A JP2146477A JP14647790A JPH0438507A JP H0438507 A JPH0438507 A JP H0438507A JP 2146477 A JP2146477 A JP 2146477A JP 14647790 A JP14647790 A JP 14647790A JP H0438507 A JPH0438507 A JP H0438507A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target device
torque
force
stick
joystick
Prior art date
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Pending
Application number
JP2146477A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Hara
憲二 原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd filed Critical Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority to JP2146477A priority Critical patent/JPH0438507A/en
Publication of JPH0438507A publication Critical patent/JPH0438507A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable the feedback of force and to realize versatility by outputting the control signal of a rotational torque by operating a commanded torque to a motor based on a command from a target device and a detection signal from a rotational angle detecting means. CONSTITUTION:When feeding back tensile strength to a joystick 18, first of all, data such as a mode setting command or the value of force feedback are fetched from a target device 38 through a communication table 42. Further, the potentio-angle of the joystick 18 is inputted from rotational angle detectors 30x and 30y of a stick manipulation part 10. Next, when a CPU 34 reads out a program from a memory 36 and operates an output torque, a controller 12 calculates the commanded value of a traveling position for a traveling object in the target device 38. This output torque is outputted through a D/A converter 44 to a current control amplifier 46 and on the other hand, the commanded value of the position is outputted through an RS232C interface 40 to the target device 38.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

r産業上の利用分野】 本発明はジョイスティックコントロール装置に係り、特
にデイスプレィ中の操作対象(カーソル等)が他の表示
物との間で起こる力の作用力をジョイスティック側にフ
ィードバックさせて操作臨場感を現すことができるよう
にしたジョイスティックコントロール装置に関する。
r Industrial Application Field of the Invention The present invention relates to a joystick control device, and in particular, the present invention relates to a joystick control device, and in particular, the present invention provides a sense of realism in operation by feeding back the force acting between an operation object (cursor, etc.) on a display and other displayed objects to the joystick side. The present invention relates to a joystick control device capable of displaying.

【従来の技術】[Conventional technology]

従来、コンピュータに接続されるジョイスティックは、
そのスティックの操作量を直交する2軸回りの回転角と
して検出し、その合成値として、デイスプレィ上のカー
ソル等の移動対象物の平面画像移動量に変換し、移動対
象物をステイ・ツク操作により移動させるようにしてい
る。この場合、ジョイスティックの操作量を一方的に移
動対象カーソル等に対して指令するだけであった。
Traditionally, joysticks connected to computers are
The amount of operation of the stick is detected as a rotation angle around two orthogonal axes, and the combined value is converted into the amount of movement of a two-dimensional image of a moving object such as a cursor on the display, and the moving object can be moved by stay-tuk operation. I'm trying to move it. In this case, the operation amount of the joystick is simply commanded unilaterally to the moving target cursor or the like.

【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]

したがって、上記従来の方法では、ジョイスティック側
からの一方的な指令出力のみができるだけであるため、
デイスプレィ上の操作対象物と他の表示物との間で起こ
る力の作用力を感じ取ることができず、操作の臨場感が
得られないという問題があった。 また、力の作用力をフィードバックする装置として、パ
イラテラル・マスク・スレーブ・マニピュレータのマス
ク・アームが知られている。この主のマスク・アームは
スレーブ・アームと同等の軸数と共に力センサを装着し
、臨場感を達成するためにマスクの機構とその制御シス
テムおよびソフトは複雑なものとなる。しかしながら、
マスク側すなわちオペレータの操作装置の占有空間、重
量、電源容量に制限がある場合、あるいは、同時に必要
なカフィードバックが2自由度以内に限定される作業を
中心とするロボット作業用のシステムにとっては、上記
のような複雑なシステムは不要であり、より小型・軽量
・簡便で汎用的な装置が望ましい。ロボット・マニピュ
レータの手動装置として従来のジョイスティックはまさ
に小型・軽量・簡便で汎用的ではあるが、カフィードバ
ック装置が付加されたものはなかった。 本発明は、上記従来の問題点に着目し、カフィードバッ
クの可能なジョイスティックであって、マスク等の操作
側に力センサ等を取り付けなくてもよい構造とした汎用
性のあるジョイスティックコントロール装置を提供する
ことを目的とする。
Therefore, in the conventional method described above, only one-sided command output from the joystick side is possible.
There is a problem in that it is not possible to feel the force acting between the object to be operated on the display and other displayed objects, and the sense of realism of the operation cannot be obtained. Furthermore, a mask arm of a pirated mask slave manipulator is known as a device that feeds back the applied force. This main mask arm has the same number of axes as the slave arm and is equipped with a force sensor, and in order to achieve a sense of realism, the mask mechanism, its control system, and software are complex. however,
For robot work systems where there are limitations on the space, weight, and power capacity of the mask side, that is, the operator's operating device, or where the required feedback is limited within two degrees of freedom. A complicated system such as the one described above is unnecessary, and a smaller, lighter, simpler, and more versatile device is desirable. Conventional joysticks are small, lightweight, simple, and versatile as manual devices for robot manipulators, but none have been equipped with a feedback device. The present invention focuses on the above conventional problems and provides a versatile joystick control device that is a joystick capable of feedback and has a structure that does not require a force sensor or the like to be attached to the operating side of a mask or the like. The purpose is to

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、本発明に係るジョイスティ
ックコントロール装置は、操作スティックを揺動回転可
能に枢支するとともに、当該操作スティックの動作を直
交座標軸芯回りの回転量に変換する機構を備え、この変
換機構には回転角検出手段およびトルク制御可能なモー
タを連結し、前記操作スティックの操作に基づく回転角
検出手段の検出変位信号からターゲット装置の移動体移
動量を演算してターゲット装置に出力するとともに、タ
ーゲット装置からのコマンドおよび前記回転角検出手段
からの検出信号に基づき前記モータへの指令トルクを演
算して回転トルクの制御信号を出力する演算手段を備え
た構成としたものである。
In order to achieve the above object, a joystick control device according to the present invention includes a mechanism that pivotally supports an operation stick so as to be able to swing and rotate, and converts the operation of the operation stick into a rotation amount around an orthogonal coordinate axis, A rotation angle detection means and a torque-controllable motor are connected to this conversion mechanism, and the moving amount of the target device is calculated from the detected displacement signal of the rotation angle detection means based on the operation of the operation stick and output to the target device. In addition, the configuration includes a calculation means for calculating a command torque to the motor based on a command from the target device and a detection signal from the rotation angle detection means and outputting a rotation torque control signal.

【作用】[Effect]

上記構成によれば、操作スティックを揺動回転操作する
ことにより、その操作量は回転角検出手段により検知さ
れ、これが演算手段によってターゲット装置における移
動体の移動量として算出し、ターゲット装置に出力する
。一方、ターゲット装置から前記移動体が他の構成体と
の間で生じる力の作用力をコマンドとして直接あるいは
間接的に前記演算手段に送出される。このコマンドは直
接トルク指令として、あるいは作用力に対応する間接コ
マンドとして入力される。これを入力した演算手段は前
記操作スティックの操作角の情報を基にして制御トルク
を算出してモータに制御電流を出力し、操作スティック
に操作力をフィードバックすることができる。これによ
って操作スティックの操作感覚はターゲット装置におけ
る移動体が受ける作用力が反映されたものとなり、臨場
感のある操作性が発揮されるのである。
According to the above configuration, by swinging and rotating the operating stick, the operation amount is detected by the rotation angle detection means, and this is calculated by the calculation means as the movement amount of the moving body in the target device and output to the target device. . On the other hand, the force acting on the movable body and other constituent bodies is directly or indirectly sent to the calculation means from the target device as a command. This command is input as a direct torque command or as an indirect command corresponding to the acting force. The arithmetic means that receives this information can calculate a control torque based on the information on the operating angle of the operating stick, output a control current to the motor, and feed back the operating force to the operating stick. As a result, the operating feeling of the operating stick reflects the acting force exerted on the moving object in the target device, and a realistic feeling of operability is achieved.

【実施例】【Example】

以下に、本発明に係るジョイスティックコントロール装
置の具体的実施例を図面を参照して詳細に説明する。 第1図は実施例に係るジョイスティックコントロール装
置の構成図であり、第2図はその外観構成図である。こ
の図に示すように、当該装置はジョイスティック操作部
10と、コントローラ12とを備えている。 まず、ジョイスティック操作部10は筐体14の上面か
ら握り柄16を突出させた操作スティック18を有して
いる。この操作スティック18は筐体14に垂直に立設
されているか、筐体14の内部にてボール軸受け20に
支持されており、ボール軸受け20を中心に揺動回転操
作ができるように取り付けられている。また、筺体14
の内部には、一対のトルク制御モータ228.22.が
設置されている。このモータ228.22.の回転軸は
、前記操作スティック18に直交する平面上にあって前
記ボール軸受け20の中心を通る直交2軸(X軸、y軸
)に沿うように配置されている。 また、両モータ228.22.の回転軸24..24、
には前記ボール軸受け20を中心とする仮想球面に倣っ
て弧状に形成された円弧レバー261、26、が取り付
けられ、これには前記操作スティック18が貫通される
長大28がそれぞれ形成されている。したがって、操作
スティック18をボール軸受け20の回りに回転操作す
ることにより、その操作量が、円弧レバー26..26
.によってモータ221.22アの回転軸248.24
.の回転量に変換され、X軸あるいはy軸回りの回転角
として取込まれる。すなわち、前記ボール軸受け20と
円弧レバー26..26.は、操作ステイ・ツク18の
動作を直交座標軸芯回りの回転量に変換する機構を構成
しているのである。 また、前記モータ22..22.の後端部にはポテンシ
ョメータやロータリエンコーダからなる回転角検出器3
08.30アが取り付けられ、これは回転軸24x、2
4アに連結されてその回転角を検出するようにしている
。 一方、コントローラ12は前記回転角検出器308.3
0.からの検出信号をA/D変換器32を介して入力す
る中央処理装置(CPU)34、および処理プログラム
が記憶格納されたROMあるいはSRAMからなるメモ
リ36を有している。 CPU34は操作スティック18の傾斜角を回転角検出
器30..30.から取込むとともに、メモリ36のプ
ログラムによりモニタやロボット等のターゲット装置3
8における移動体の移動量に変換演算するようにしてい
る。この演算結果はインターフェース40を介して接続
されたR8232C等の通信ケーブル42を通じてター
プ・ソト装置38に出力され、移動体をモニタ上等で移
動させるのである。 またコントローラ12におけるCPU34にはターゲッ
ト装置38から出力される移動体の位置移動データが入
力されるとともに、当該移動体が現在位置で受ける任意
に設定された作用力をコマンドあるいはそのトルク指令
として入力されるようになっている。この入力を受けた
CPU34は、メモリ36に格納されている変換プログ
ラムを読み出し、入力コマンドあるいはトルク指令に対
応する制御値を演算し、D/A変換器44に出力するよ
うにしている。コントローラ12には電流制御用アンプ
46が設けられ、D/A変換器44からの出力信号は電
流制御用アンプ46に入力され、ここで前記トルク制御
モータ22..22.に制御電流を出力し、対応トルク
となるようにモータ22、.22.を制御駆動するよう
にしている。すなわち、CPU34は操作スティック1
8の操作力に移動体が受ける作用力、例えば移動抵抗や
粘性力、弾発力といった設定指令によって定められたモ
ードに対応する制御電流を演算出力し、各モータ22.
.22.を制御駆動するのである。なお、コントローラ
12には電源ユニット48が搭載され、必要電源を供給
するようにしている。 上記コントローラ12の作用を、操作スティック18に
ばね力をフィードバックする場合について説明する。第
3図に示すように、ジョイスティックコントロール装置
の電源を投入し、初期設定を行なった後(ステップ10
0.102)、ターゲット装置38から通信ケーブル4
2を介してモード設定コマンドやカフィードバックの値
のデータを取込む(ステップ104)。また、スティッ
ク操作部10の回転角検出器30..30.から操作ス
ティック18のポテンショ角を入力する(ステップ10
6)。そして、CPU34はメモリ36からプログラム
を読み出し、出力トルクを演算するようにしている(ス
テップ108)。 ばね力を実現するために、第4図に示すように、操作ス
ティック18の直交軸xSYに沿う傾斜角をθ8、θ、
とし、X軸およびy軸回りの対応出力トルクをτ8、τ
、とすると、両者の関係を第4図に示すように設定でき
る。したがって、ステップ108で出力トルクτを算出
するための関数は、τ、= f 、(0M) τ、= f y(θ、) として求められる。したがって、出力トルクτは設定さ
れた関数により(1)式により簡単な演算ルーチンで処
理することができる′。この出力トルクが算出されると
、コントローラ12はターゲット装置38における移動
体の移動位置の指令値を算出する(ステップ200)。 これは前記ステップ106にて取込まれた値θ8、θ、
からタープ・ント装置に有用なデータX、yを出力する
。 例えば、x=keいy=4θ。 として算出しく一般にはX = g x (θ、、θ、
)、y”gy(θ8.θ、))、ターゲット装置38側
からのコマンドによって、有用な演算式を適用し、設定
する。 このようにして出力トルクτが算出され、同時に操作ス
テイク18によって移動されるべき位置a [x、y]
が算出されると前記出力トルクτはD/A変換器44を
介して電流制御アンプ46に出力され(ステップ202
)、一方、位置指令値aはR3232Cインターフエー
ス40を介してターゲット装置38に出力されるのであ
る(ステップ204)。 このようなコントローラ12からの信号を入力したトル
ク制御モータ22□、22.には各々設定トルクτ8、
τ、に対応した制御電流が供給されるので、操作スティ
ック18には制御電流に対応した力のオフセットやばね
力、あるいは粘性力、あるいは慣性力といった力がフィ
ードバックされることになる。この結果、ターゲット装
置38の移動体の操作時に当該移動体に作用する力が操
作スティック18側に反映されるため、非常に臨場感の
ある遠隔操作が可能となるのである。 また、実施例に係るジョイスティックコントロール装置
は、例えばテレビゲームが搭載されたコンピュータをタ
ーゲット装置38として接続し、ゲームプログラムにて
設定された移動体を例えば第5図に示す車両とみなして
コントロールすることもできる。この場合には、車両の
推進力をF。 [=にθ8]としてターゲット装置38に出力する。一
方で車両の進行を妨げる抵抗力をステイ・ツク18のX
軸方向に沿う操作抵抗力として、τ、=αT0をモータ
22!に出力する。また、車両が上下方向に受ける衝撃
力をスティック18のy軸方向に沿う操作力として、τ
、=βT、をモータ22yに出力する。このとき車両は
、mα= F x−T、で推進され、ターゲット装置3
8でその推進力によって移動される様子を画像出力する
のである。 なお、前記T!、T、は車両の位置、速度、加速度の関
数で、T=C(x、dx/dxSd″x/dx”)とな
る。これはターゲット装置38のコンピュータ側で演算
され、コントローラ12に取込まれるものである。 次に、上記実施例装置をロボットの手先の力と位置の制
御に適用する場合の処理を第6図を参照して説明する。 これは同図(1)に示したように、ロボットアーム50
にペン52を持たせ、曲面54上に線を書く場合に適用
したものである。この種の倣い制御にはX方向に位置制
御、X方向(特に負の向き)に力制御を協調させること
で達成できる。ペン52の水平直線移動を操作スティッ
ク18のX軸方向に沿う傾斜角に対応させるようにし、
また、ペン52の鉛直方向の移動量を操作スティック1
8のy軸方向に沿う傾斜角に対応させるようにしたもの
である。 すなわち、操作スティック18のX軸は通常のジョイス
ティックと同様な関数として処理し、操作スティック1
8のX軸トルクは、第6図(2)による関数、 τヨ= f 1(θ、) ペン先の水平直線移動速度としてのアームのコントロー
ラへの出力は、 X=にθ。 としてトルクの演算(ステップ108)、および出力指
令値の演算(ステップ200)を行なう。 一方、操作スティック18のy軸トルクは、アーム50
に取付けた力センサ56によって検出されたペン先にか
かる鉛直方向の反力F、を一定に比例割合した値をフィ
ードバックするとして、τ、=αF。 ペン先の鉛直方向の移動変位としてのアームのコントロ
ーラへの出力は、 Y=にθ。 としてトルクの演算(ステップ108)、および出力指
令値の演算(ステップ200)を行なう。 ペン先の力のフィードバック値τ、によってオペレータ
はペン圧を感じながらペン先の上下位置を調整できる。
Hereinafter, specific embodiments of the joystick control device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a joystick control device according to an embodiment, and FIG. 2 is an external configuration diagram thereof. As shown in this figure, the device includes a joystick operating section 10 and a controller 12. First, the joystick operating section 10 has an operating stick 18 with a grip handle 16 protruding from the top surface of a housing 14. The operating stick 18 is installed vertically on the housing 14 or is supported by a ball bearing 20 inside the housing 14, and is attached so as to be able to swing and rotate around the ball bearing 20. There is. In addition, the housing 14
Inside are a pair of torque control motors 228.22. is installed. This motor 228.22. The rotational axes of are arranged along two orthogonal axes (X-axis, y-axis) that are on a plane perpendicular to the operation stick 18 and pass through the center of the ball bearing 20. Also, both motors 228.22. The rotating shaft 24. .. 24,
are fitted with arcuate levers 261 and 26 formed in an arc shape following a virtual spherical surface centered on the ball bearing 20, each of which has an elongated length 28 through which the operation stick 18 passes. Therefore, by rotating the operating stick 18 around the ball bearing 20, the amount of operation is changed by rotating the operating stick 18 around the ball bearing 20. .. 26
.. The rotating shaft 248.24 of the motor 221.22a
.. is converted into a rotation amount and taken in as a rotation angle around the X-axis or y-axis. That is, the ball bearing 20 and the arcuate lever 26. .. 26. constitutes a mechanism that converts the movement of the operating stay 18 into a rotation amount around the orthogonal coordinate axis. Further, the motor 22. .. 22. At the rear end is a rotation angle detector 3 consisting of a potentiometer and rotary encoder.
08.30a is attached, which is the rotating shaft 24x, 2
4A to detect its rotation angle. On the other hand, the controller 12 detects the rotation angle detector 308.3.
0. It has a central processing unit (CPU) 34 which inputs a detection signal from the CPU via an A/D converter 32, and a memory 36 consisting of a ROM or SRAM in which a processing program is stored. The CPU 34 detects the tilt angle of the operation stick 18 using a rotation angle detector 30. .. 30. At the same time, the target device 3 such as a monitor or robot
The conversion calculation is performed to the amount of movement of the moving body in 8. The calculation result is outputted to the tarp/sort device 38 through a communication cable 42 such as R8232C connected via an interface 40, and the movable object is moved on a monitor or the like. Further, the CPU 34 in the controller 12 receives the position movement data of the moving body outputted from the target device 38, and also inputs the arbitrarily set acting force that the moving body receives at its current position as a command or its torque command. It has become so. Upon receiving this input, the CPU 34 reads the conversion program stored in the memory 36, calculates a control value corresponding to the input command or torque command, and outputs it to the D/A converter 44. The controller 12 is provided with a current control amplifier 46, and the output signal from the D/A converter 44 is input to the current control amplifier 46, where the torque control motor 22. .. 22. A control current is output to the motors 22, . 22. It is designed to be controlled and driven. That is, the CPU 34 uses the operation stick 1
A control current corresponding to a mode determined by a setting command such as movement resistance, viscous force, elastic force, etc., which is applied to the moving body by the operating force of 8 is calculated and outputted, and each motor 22.
.. 22. It is controlled and driven. Note that the controller 12 is equipped with a power supply unit 48 to supply necessary power. The operation of the controller 12 will be described with respect to the case where a spring force is fed back to the operation stick 18. As shown in Figure 3, after powering on the joystick control device and performing initial settings (step 10),
0.102), from the target device 38 to the communication cable 4
2, the mode setting command and feedback value data are taken in (step 104). Also, a rotation angle detector 30 of the stick operation section 10. .. 30. Input the potentiometer angle of the operation stick 18 from (step 10)
6). Then, the CPU 34 reads the program from the memory 36 and calculates the output torque (step 108). In order to realize the spring force, the inclination angle of the operating stick 18 along the orthogonal axis xSY is set to θ8, θ,
and the corresponding output torques around the X and y axes are τ8, τ
, the relationship between the two can be set as shown in FIG. Therefore, the function for calculating the output torque τ in step 108 is obtained as τ,=f, (0M) τ,=f y(θ,). Therefore, the output torque τ can be processed by a simple arithmetic routine according to equation (1) using the set function. Once this output torque is calculated, the controller 12 calculates a command value for the movement position of the moving body in the target device 38 (step 200). This is the value θ8, θ, taken in step 106 above.
outputs useful data X, y to the tarp/nt device. For example, x=key=4θ. Generally, it is calculated as X = g x (θ,, θ,
), y"gy (θ8.θ, )), apply and set a useful calculation formula according to a command from the target device 38 side. In this way, the output torque τ is calculated, and at the same time the operation stake 18 moves the position a [x, y]
Once calculated, the output torque τ is output to the current control amplifier 46 via the D/A converter 44 (step 202).
), on the other hand, the position command value a is output to the target device 38 via the R3232C interface 40 (step 204). Torque control motors 22 □, 22 . are each set torque τ8,
Since a control current corresponding to τ is supplied, a force such as a force offset, a spring force, a viscous force, or an inertial force corresponding to the control current is fed back to the operation stick 18. As a result, the force acting on the movable body of the target device 38 when the movable body is operated is reflected on the operation stick 18 side, making it possible to perform remote control with a very realistic feeling. Further, the joystick control device according to the embodiment connects, for example, a computer equipped with a video game as the target device 38, and controls the moving object set in the game program by regarding it as, for example, the vehicle shown in FIG. You can also do it. In this case, the propulsion force of the vehicle is F. It is output to the target device 38 as [= to θ8]. On the other hand, the resistance force that impedes the progress of the vehicle is
As the operation resistance force along the axial direction, τ, = αT0 is the motor 22! Output to. Also, if the impact force that the vehicle receives in the vertical direction is taken as the operating force of the stick 18 along the y-axis direction, τ
, =βT, is output to the motor 22y. At this time, the vehicle is propelled by mα=F x−T, and the target device 3
At step 8, an image of how the robot is moved by the propulsion force is output. In addition, the above T! , T is a function of the vehicle position, speed, and acceleration, and T=C(x, dx/dxSd″x/dx″). This is calculated on the computer side of the target device 38 and taken into the controller 12. Next, a process in which the above-described embodiment is applied to control the force and position of a robot's hand will be described with reference to FIG. As shown in the same figure (1), this means that the robot arm 50
This is applied when a person is allowed to hold a pen 52 and draw a line on a curved surface 54. This type of tracing control can be achieved by coordinating position control in the X direction and force control in the X direction (especially in the negative direction). The horizontal linear movement of the pen 52 is made to correspond to the inclination angle of the operation stick 18 along the X-axis direction,
In addition, the amount of vertical movement of the pen 52 can be adjusted using the operation stick 1.
8 along the y-axis direction. That is, the X axis of the operation stick 18 is processed as a function similar to that of a normal joystick, and the X axis of the operation stick 18 is
The X-axis torque of 8 is a function according to Figure 6 (2), τyo = f 1 (θ,) The output of the arm to the controller as the horizontal linear movement speed of the pen tip is: X = to θ. Then, torque calculation (step 108) and output command value calculation (step 200) are performed. On the other hand, the y-axis torque of the operation stick 18 is
Assuming that the feedback is a value obtained by a constant proportional ratio of the vertical reaction force F applied to the pen tip detected by the force sensor 56 attached to the pen tip, τ,=αF. The output of the arm to the controller as the vertical movement displacement of the pen tip is Y = θ. Then, torque calculation (step 108) and output command value calculation (step 200) are performed. The pen tip force feedback value τ allows the operator to adjust the vertical position of the pen tip while feeling the pen pressure.

【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれば、操作スティック
を揺動回転可能に枢支するとともに、当該操作スティッ
クの動作を直交座標軸芯回りの回転量に変換する機構を
備え、この変換機構には回転角検出手段およびトルク制
御可能なモータを連結し、前記操作スティックの操作に
基づく回転角検出手段の検出変位信号からターゲット装
置の移動体移動量を演算してターゲット装置に出力する
とともに、ターゲット装置からのコマンドおよび前記回
転角検出手段からの検出信号に基づき前記モータへの指
令トルクを演算して回転トルクの制御信号を出力する演
算手段を備えたので、カフィードバックの可能なジョイ
スティックであって、汎用性のあるジョイスティックコ
ントロール装置とすることができる。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, a control stick is provided with a mechanism that pivotally supports the control stick so as to be able to swing and rotate, and converts the movement of the control stick into a rotation amount around an orthogonal coordinate axis. A rotation angle detection means and a torque-controllable motor are connected to this conversion mechanism, and the moving amount of the target device is calculated from the detected displacement signal of the rotation angle detection means based on the operation of the operation stick and output to the target device. At the same time, since it is equipped with a calculation means for calculating the command torque to the motor based on the command from the target device and the detection signal from the rotation angle detection means and outputting a rotation torque control signal, it is possible to perform feedback control. The joystick can be a versatile joystick control device.

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

第1図は実施例に係るジョイスティックコントロール装
置の全体構成図、第2図はその外観構成図、第3図は処
理の流れを示すフローチャート、第4図は操作スティッ
クの操作角と制御トルクの関係図、第5図はターゲット
装置がテレビゲームの表示車両を移動体とした場合のフ
ィードバック説明図、第6図はロボットアームの手先の
位置を制御する場合に適用した場合の説明図である。 10・・・・・・ジョイスティック操作部、12・・・
・・・コントローラ、18・・・・・・操作スティック
、20・・・・・・ボール軸受け、22..22.・・
・・・・トルク制御モータ、268.26.・・・・・
・円弧レバー 301.30゜・・・・・・回転角検出
器、34・・・・・・中央処理装置、36・・・・・・
メモリ、38・・・・・・ターゲット装置。 代理人 弁理士 村 上 友 − 第2図 第4 図 第3図 第5図 くX軸〉
Fig. 1 is an overall configuration diagram of the joystick control device according to the embodiment, Fig. 2 is an external configuration diagram thereof, Fig. 3 is a flowchart showing the flow of processing, and Fig. 4 is the relationship between the operating angle of the operating stick and the control torque. 5 and 5 are explanatory views of feedback when the target device is a video game display vehicle as a moving object, and FIG. 6 is an explanatory view when applied to control the position of the hand of a robot arm. 10...joystick operation section, 12...
... Controller, 18 ... Operation stick, 20 ... Ball bearing, 22. .. 22.・・・
...Torque control motor, 268.26.・・・・・・
・Arc lever 301.30°...Rotation angle detector, 34...Central processing unit, 36...
Memory, 38...Target device. Agent Patent Attorney Tomo Murakami - Figure 2, Figure 4, Figure 3, Figure 5, X-axis>

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)、操作スティックを揺動回転可能に枢支するととも
に、当該操作スティックの動作を直交座標軸芯回りの回
転量に変換する機構を備え、この変換機構には回転角検
出手段およびトルク制御可能なモータを連結し、前記操
作スティックの操作に基づく回転角検出手段の検出変位
信号からターゲット装置の移動体移動量を演算してター
ゲット装置に出力するとともに、ターゲット装置からの
コマンドおよび前記回転角検出手段からの検出信号に基
づき前記モータへの指令トルクを演算して回転トルクの
制御信号を出力する演算手段を備えてなることを特徴と
するジョイスティックコントロール装置。
1) The operating stick is pivotally supported for rocking rotation, and is equipped with a mechanism that converts the operation of the operating stick into a rotation amount around the orthogonal coordinate axis, and this conversion mechanism includes a rotation angle detection means and a torque controllable mechanism. A motor is connected, and the moving amount of the target device is calculated from the displacement signal detected by the rotation angle detection means based on the operation of the operation stick and outputted to the target device, and the rotation angle detection means receives commands from the target device and the rotation angle detection means. A joystick control device comprising a calculation means for calculating a command torque to the motor based on a detection signal from the motor and outputting a rotation torque control signal.
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