JPH05169391A - マニプレータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 モニタを見ながら遠隔操作でマニプレータに
作業をさせるマニプレータ装置において、マニプレータ
の相対運動する部分が動作しうる範囲を越えていること
を知らずに操作者が操作を続けると一部の関節等が動か
ないまま操作することになり思い通りの作業ができない
ので、この問題を解決する。 【構成】 マニプレータを操作する際に操作者が見る監
視用モニタ５に、マニプレータの各関節等が動作しうる
範囲を越えたときにのみ各関節等と対応して個別に点灯
する表示ランプ６（図１ａのランプ６の番号１〜５が夫
々の関節等に対応する）を設ける等して動作しうる範囲
を越えた関節等を操作者が直ちに知ることができるよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はマニプレータ装置に関
し、マニプレータが動作の限界範囲を越えたときにこれ
を操作者が認識できるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】放射性雰囲気下や高温，高圧の場所ある
いは高い場所等のように人間がその場で直接に作業でき
ない場所で作業を行うにはマニプレータ装置が用いられ
る。マニプレータ装置は、図２に示すように隔壁１で仕
切られた例えば放射性雰囲気下に人間に代わって作業を
行うマニプレータ２を設置する一方、安全な場所にマニ
プレータ２を操作するための操作手段としての操作桿３
を設置し、マニプレータ２の手先部を撮影する監視カメ
ラ４を放射性雰囲気下に設置し、監視カメラ４が撮影し
たマニプレータ２を映し出す監視用モニタ５を操縦桿３
の近傍に設置して構成される。マニプレータ２には例え
ば図のように（イ）〜（ニ）の４つの相対運動する部分
である関節と把握部（ホ）とがあり、これらの部分の動
作を組み合わせて作業を行う。

【０００３】実際にマニプレータ装置を用いて作業を行
うには、監視用モニタ５に移るマニプレータ２とその周
囲の状態とを確認しながら、操作者８が操縦桿３を握っ
てマニプレータ２を操縦する。マニプレータ２の各関節
（イ）〜（ニ）等には機械的な動作範囲の限界が存在
し、操作者８は各関節等の動作しうる範囲でマニプレー
タ２を操縦するように配慮しなければならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、操作者８は
監視用モニタ５によりマニプレータ２の手先と作業対象
物とを見ながら操縦するので、動作しうる範囲を意識す
る余裕がなく、マニプレータ２のある関節が動作しうる
範囲の限界に至ってもこの限界を越えてマニプレータ２
を動かそうとする。

【０００５】このような場合、動作範囲の限界に至った
関節のみが動かず他の関節は動くことから、操作者が行
わせようとする動作とは異なる動作をマニプレータ２が
行い、マニプレータ２が周辺の部材に衝突する虞れがあ
る。また、マニプレータ２に思い通りの動作をさせるこ
とができなくなるため、目的とする作業を行わせるのに
時間がかかり、作業の効率が悪い。そして更に、その影
響で操作者が疲労しやすい。

【０００６】そこで本発明は、斯かる課題を解決したマ
ニプレータ装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】マニプレータに適正な作
業を行わせるため、操作者はモニタを見ながら操縦桿の
操作に集中する。従って、マニプレータの動作範囲の限
界など考えている余裕はない。

【０００８】しかし、操作者の目は常にモニタを見てい
る。この点に着目して本発明はなされている。即ち、マ
ニプレータにおける関節等の相対運動する部分が動作範
囲の限界を越えたときに、限界を越えたことを操作者が
認識できるように、本発明では動作範囲の限界を越えた
ことを表示するための表示部をモニタに設けたものであ
る。

【０００９】

【作用】操作者がモニタを見ながら操縦桿を動かしてマ
ニプレータを操縦しているときに、いずれかの相対運動
する部分が動作範囲の限界を越えてしまうと、動作範囲
の限界を越えたことがモニタに表示される。このため、
モニタを常時見ている操作者はこのことを直ちに知るこ
とができ、これに対応できる。従って、動作範囲の限界
を越えたことを知らずにマニプレータを操縦することに
より発生する前記の問題が解決される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。

【００１１】なお、本実施例は従来のマニプレータ装置
の一部を改良したものなので、従来と同一部分には同一
符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明す
る。

【００１２】（ａ）実施例１ 本発明によるマニプレータ装置の実施例１を、図１
（ａ）に示す。図のように、監視用モニタ５における画
面５ａの上方に表示部としての５つの表示ランプ６が設
けられる。この表示ランプ６の構成を以下に説明する。
マニプレータ２には図２に示すように第一関節（イ），
第二関節（ロ），第三関節（ハ），第四関節（ニ），把
握部（ホ）があり、これらの関節等が動作範囲を越えた
ときに越えたことを検出するための検出器が夫々設けら
れる。そして、動作範囲を越えたときにこれらの検出器
が表示ランプ６を点灯するように設定されており、表示
ランプ６の上方に記載した「１」〜「５」の番号が第一
関節（イ）〜把握部（ホ）と対応する。

【００１３】操作者８が監視用モニタ５を見ながらマニ
プレータ２を操縦しているときに例えば第三関節（ハ）
が動作範囲の限界を越えてしまったとすると、図示しな
い検出器がこれを検出し、表示ランプ６のうちの番号
「３」の下方のものが点灯する。これにより操作者８は
第三関節（ハ）が動作範囲の限界を越えたことを認識で
きるので、一部の関節等が動かないままでマニプレータ
２を操縦することがなくなり、常に操作者８の思い通り
の動きをさせることができる。

【００１４】（ｂ）実施例２ この実施例は、表示ランプに代えて監視用モニタ５の画
面５ａの例えば右上に図１（ｂ）に示すように表示部７
を設け、この表示部７に「１」〜「５」の数字がスーパ
ーインポーズで表示されるようにしたものである。つま
り、例えば第三関節（ハ）が動作範囲の限界を越えてし
まったときには図１（ｂ）に示すように数字の「３」が
監視用モニタ５の画面５ａに表示されることになる。そ
の他の構成と作用は実施例１と同じなので説明を省略す
る。

【００１５】（ｃ）実施例３ この実施例は、各関節等の動作範囲をマニプレータ２の
作業範囲に置き換えたものである。つまり、各関節等の
動作を組み合わせたものがＸ，Ｙ，Ｚ軸からなる三次元
空間内でのマニプレータ２の作業であり、各関節等の動
作範囲はマニプレータ２の作業範囲に置き換えることが
できる。例えば図２においてマニプレータ２に対して左
右方向をＸ軸にとり、紙面と直角な方向をＹ軸にとり、
上下方向をＺ軸にとり、各軸上でのマニプレータ２の作
業範囲の限界を予め設定しておく。この作業範囲の限界
は各関節等の動作範囲に基づいて定まることになる。

【００１６】そして、各軸ごとに個別にマニプレータ２
が作業範囲を越えたときにこれを検出する検出器を夫々
設ける。一方、図１（ｃ）に示すように監視用モニタ５
の画面５ａの上に３つの表示ランプ６を設けるとともに
各表示ランプ６の上に「Ｘ」「Ｙ」「Ｚ」の文字を記載
する。そして、マニプレータ２がいずれかの軸上におけ
る作業範囲を越えたときに検出器がこれを検出して越え
た軸と対応する文字の下の表示ランプ６を点灯させるよ
うに設定する。

【００１７】操作者８が監視用モニタ５を見ながらマニ
プレータ２を操縦しているときに、例えばマニプレータ
２が上下方向での作業範囲を越えてしまったときは、図
示しない検出器がこれを検出し、図１（ｃ）に示すよう
に表示ランプ６のうちの文字「Ｚ」の下のものが点灯す
る。その他の作用については実施例１と同じなので説明
を省略する。

【００１８】なお、前記各実施例は表示部が点灯するよ
うに構成したが、点滅するようにしてもよい。操作手段
としては操縦桿のほかマスターマニプレータやジョイス
ティック等の種々のものがある。相対運動する部分とは
マニプレータの関節のように回動する部分だけでなく、
スライドする部分等も含まれる。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明からわかるように、本発明に
よるマニプレータ装置によればマニプレータの相対運動
する部分が動作範囲を越えたことを表示する表示部をモ
ニタに設けたので、マニプレータの相対運動する部分が
動作範囲を越えたことを操作者が直ちに認識できる。こ
のため、一部の関節等が動けない状態でマニプレータを
操縦することがなくなり、従ってマニプレータをその周
囲の部材に衝突させたりするという虞れがなくなる。ま
た、マニプレータを思い通りに操作できず時間がかかる
ことによる作業効率の低下を防止でき、操作者の疲労も
軽減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるマニプレータ装置に係り、図１
（ａ）は実施例１の監視用モニタの構成図、図１（ｂ）
は実施例２の監視用モニタの構成図、図１（ｃ）は実施
例３の監視用モニタの構成図。

【図２】従来のマニプレータ装置の構成図。

【符号の説明】

２…マニプレータ ３…操縦桿 ４…監視カメラ ５…監視用モニタ ５ａ…画面 ６…表示ランプ ７…表示部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業を行うマニプレータと、マニプレー
   タから離れて配置されるとともにマニプレータを操作す
   るための操作手段と、マニプレータを撮影するカメラ
   と、操作手段の近傍に配置されカメラの撮影したマニプ
   レータを映し出すモニタとで構成されるマニプレータ装
   置において、 マニプレータの相対運動する部分が動作の限界範囲を越
   えたことを表示する表示部をモニタに設けたことを特徴
   とするマニプレータ装置。