JPH05228854A - Method for controlling arm having 7 degree of freedom - Google Patents

Method for controlling arm having 7 degree of freedom

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JPH05228854A
JPH05228854A JP3104392A JP3104392A JPH05228854A JP H05228854 A JPH05228854 A JP H05228854A JP 3104392 A JP3104392 A JP 3104392A JP 3104392 A JP3104392 A JP 3104392A JP H05228854 A JPH05228854 A JP H05228854A
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JP
Japan
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arm
freedom
slave arm
elbow joint
switch
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3104392A
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Japanese (ja)
Inventor
Kaku Ejiri
革 江尻
Ichiro Watanabe
一郎 渡辺
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To control a slave arm having 7 degrees of freedom with one hand of an operator in a method for controlling position and posture of a slave arm having 7 degrees of freedom. CONSTITUTION:A master arm 10 is provided with a switch 10A, which can be operated by the tip of a finger, and an operator can operate the master arm 10 and the switch 10A simultaneously with one hand. Ordinary 6 command values are output to a slave arm 20 having 7 degrees of freedom by operating the master arm 10, and furthermore, one more command value is output to the slave arm 20 by operating the switch 10A. Position of joints of the slave arm 20 is decided on the basis of the command value from the switch 10A. The slave arm 20 having 7 degrees of freedom is controlled on the basis of these 7 command values. The slave arm 20 having 7 degrees of freedom, which has been operated by both hands of an operator, can be controlled by one hand.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は7自由度のスレーブアー
ムの位置及び姿勢を制御する7自由度アーム制御方式に
関し、特に操作者のハンドル操作で肘関節の位置を制御
できる7自由度アーム制御方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a 7-DOF arm control system for controlling the position and posture of a 7-DOF slave arm, and more particularly to a 7-DOF arm control capable of controlling the position of an elbow joint by an operator's handle operation. Regarding the scheme.

【0002】近年、スレーブアームに7自由度を持たせ
るようにしたマスタ&スレーブシステムの研究開発が進
展している。この7自由度のスレーブアームを使用した
場合、6自由度のスレーブアームに対して冗長な1個の
関節を持つことになる。したがって、7自由度のスレー
ブアームには、人間の肘関節に似た動作を行わせること
ができ、スレーブアームは、先端位置を固定したままで
肘関節の回転動作を行うことができる。
In recent years, research and development of a master-slave system in which a slave arm has seven degrees of freedom has been advanced. When this 7-DOF slave arm is used, it has one redundant joint for the 6-DOF slave arm. Therefore, the 7-degree-of-freedom slave arm can perform an operation similar to that of a human elbow joint, and the slave arm can rotate the elbow joint while the tip position is fixed.

【0003】[0003]

【従来の技術】ところで、通常のマスタアームは、操作
者がハンドルを握り、その握った手の3次元的な位置、
姿勢によってスレーブアームに指令値を送っているた
め、6個の指令値しか生成することができない。この6
個の指令値は、例えば、マスタアームを用いて発生させ
たマスタアーム手先の位置X,Y,Zと姿勢α,β,γ
を決定するものである。したがって、スレーブアームが
6自由度以下の場合は、マスタアームの指令によってそ
のスレーブアームの外形を一義的に決めることができ
る。ところが、スレーブアームが7自由度以上になる
と、マスタアームの6個の指令値ではその外形を一義的
に決めることができない。したがって、操作者は、ハン
ドルを握っている手以外のもう一方の手をも使って、ス
レーブアーム制御に必要な指令値を送るようにしてい
る。
2. Description of the Related Art By the way, in a normal master arm, an operator grips a handle, and the three-dimensional position of the gripped hand,
Since the command values are sent to the slave arm depending on the posture, only six command values can be generated. This 6
The individual command values are, for example, the positions X, Y, Z of the master arm hands generated by using the master arm and the postures α, β, γ.
Is to determine. Therefore, when the slave arm has 6 degrees of freedom or less, the outer shape of the slave arm can be uniquely determined by a command from the master arm. However, if the slave arm has more than 7 degrees of freedom, the outer shape cannot be uniquely determined by the six command values of the master arm. Therefore, the operator uses the other hand other than the one holding the handle to send the command value necessary for the slave arm control.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、必要に応じ
て、一人の操作者が2本のスレーブアームを同時に使う
場合もある。したがって、1本のスレーブアームに対し
て両手を使うことは好ましくない。
However, one operator may use two slave arms at the same time, if necessary. Therefore, it is not preferable to use both hands for one slave arm.

【0005】また、上述したように、7自由度のスレー
ブアームの場合は、手先の位置及び姿勢を変えないで、
肘関節の位置のみを任意に制御できるという特徴を有し
ている。このため、逆に肘関節の位置次第では、スレー
ブアームが特異点をとる場合も生じることになる。その
場合は、スレーブアームの一関節が非常に速い動作をし
なければ、その特異点の位置及び姿勢を実現できないこ
とになるため、スレーブアームの動作が不安定になる。
さらに、肘関節の位置次第では、障害物や周囲の作業環
境物と接触したりすることとなる。
Further, as described above, in the case of a slave arm having 7 degrees of freedom, the hand position and posture are not changed,
The feature is that only the position of the elbow joint can be controlled arbitrarily. Therefore, conversely, depending on the position of the elbow joint, the slave arm may take a singular point. In that case, the position and posture of the singular point cannot be realized unless one joint of the slave arm moves very fast, and the operation of the slave arm becomes unstable.
Further, depending on the position of the elbow joint, it may come into contact with an obstacle or a surrounding work environment.

【0006】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、操作者が片手で7自由度スレーブアームを制
御することができる7自由度アーム制御方式を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a 7-degree-of-freedom arm control system in which an operator can control a 7-degree-of-freedom slave arm with one hand.

【0007】また、本発明の他の目的は、7自由度スレ
ーブアームを好ましい肘関節の位置に制御することがで
きるようにすることである。
Another object of the present invention is to be able to control a 7-degree-of-freedom slave arm to a preferable elbow joint position.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】図1及び図2は本発明の
原理ブロック図である。図1において、本発明の7自由
度アーム制御方式は、指先で操作できるスイッチ10A
を有するマスタアーム10と、そのマスタアーム10か
らの指令値に応じて制御される7自由度のスレーブアー
ム20とから構成される。
1 and 2 are block diagrams of the principle of the present invention. In FIG. 1, the 7-degree-of-freedom arm control system of the present invention is a switch 10A that can be operated with a fingertip.
And a slave arm 20 having 7 degrees of freedom controlled according to a command value from the master arm 10.

【0009】図2において、本発明の7自由度アーム制
御方式は、図1の構成に加えて、マスタアーム10から
の指令値に基づいてスレーブアーム20の外形を評価す
る評価手段30と、その評価手段30による評価が悪い
場合にスレーブアーム20の肘関節位置の変更指令を出
力する肘関節位置変更指令手段40とを有する。
In FIG. 2, the 7-degree-of-freedom arm control system of the present invention is, in addition to the configuration of FIG. 1, an evaluation means 30 for evaluating the outer shape of the slave arm 20 based on a command value from the master arm 10, and its evaluation means 30. And an elbow joint position change command means 40 for outputting a command to change the elbow joint position of the slave arm 20 when the evaluation means 30 evaluates poorly.

【0010】[0010]

【作用】図1において、マスタアーム10には指先で操
作できるスイッチ10Aが設けられている。操作者は、
このマスタアーム10及びスイッチ10Aを片手で同時
に操作することができる。マスタアーム10を操作する
ことにより、通常の6個の指令値が、また、スイッチ1
0Aを操作することによりさらにもう1個の指令値が、
7自由度のスレーブアーム20に対して出力される。ス
イッチ10Aからの指令値は、そのスレーブアーム20
の肘関節の位置を決める指令値である。7自由度のスレ
ーブアーム20は、その7個の指令値に基づいて制御さ
れる。このため、従来は操作者が両手を用いて操作して
いた7自由度のスレーブアーム20の制御を片手で行う
ことができる。したがって、作業実行中に7自由度のス
レーブアーム20の動作をリアルタイムで適切に指示す
ることができる。
In FIG. 1, the master arm 10 is provided with a switch 10A which can be operated with a fingertip. The operator
The master arm 10 and the switch 10A can be simultaneously operated with one hand. By operating the master arm 10, the normal six command values are changed to the switch 1
By operating 0A, another command value
It is output to the slave arm 20 having 7 degrees of freedom. The command value from the switch 10A is the slave arm 20
This is a command value that determines the position of the elbow joint. The slave arm 20 having 7 degrees of freedom is controlled based on the 7 command values. Therefore, the slave arm 20 having 7 degrees of freedom, which is conventionally operated by the operator using both hands, can be controlled with one hand. Therefore, the operation of the slave arm 20 having 7 degrees of freedom can be appropriately instructed in real time during execution of the work.

【0011】図2において、評価手段30は、マスタア
ーム10からの7個の指令値に基づいて、スレーブアー
ム20の外形を評価する。その評価の結果、例えば、ス
レーブアーム20が特異点をとったり、そのスレーブア
ーム20の肘関節が障害物や周囲の作業環境物と接触す
るような場合は、肘関節位置変更指令手段40から肘関
節位置の変更指令が出力される。このため、操作者は、
その肘関節位置変更指令に基づいて7自由度のスレーブ
アーム20を好ましい肘関節の位置に制御することがで
きる。したがって、作業空間が狭い場合や障害物がある
場合に、スレーブアーム20の手先の位置及び姿勢に影
響を与えることなく、肘関節が障害物等に接触しないよ
うに、7自由度スレーブアームの肘関節位置を制御する
ことができる。また、スレーブアーム20が特異点に達
しそうになった場合に、その特異点を避けるようにスレ
ーブアーム20の肘関節位置を制御することができる。
In FIG. 2, the evaluation means 30 evaluates the outer shape of the slave arm 20 based on the seven command values from the master arm 10. As a result of the evaluation, for example, when the slave arm 20 takes a singular point or the elbow joint of the slave arm 20 comes into contact with an obstacle or a surrounding work environment, the elbow joint position change command means 40 causes the elbow joint to change. A position change command is output. Therefore, the operator
Based on the elbow joint position change command, the slave arm 20 having 7 degrees of freedom can be controlled to a preferable elbow joint position. Therefore, when the work space is narrow or there is an obstacle, the elbow joint of the 7-DOF slave arm is prevented so that the elbow joint does not come into contact with the obstacle or the like without affecting the position and posture of the hand of the slave arm 20. The joint position can be controlled. Further, when the slave arm 20 is about to reach the singular point, the elbow joint position of the slave arm 20 can be controlled so as to avoid the singular point.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図3は本発明の7自由度アーム制御方式の全体
構成を示す図である。図において、操作者61はマスタ
アーム11及びそのマスタアーム11に設けられたスイ
ッチ11Aを操作して7自由度スレーブアーム21の動
作を制御する。このマスタアーム11及びスイッチ11
Aについて図4及び図5を用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram showing the overall configuration of the 7-degree-of-freedom arm control system of the present invention. In the figure, an operator 61 operates the master arm 11 and a switch 11A provided on the master arm 11 to control the operation of the 7-DOF slave arm 21. This master arm 11 and switch 11
A will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

【0013】図4はマスタアームの概観図である。操作
者61は、このマスタアーム11のハンドル12を握
り、そのハンドル12を上下左右前後のX,Y,Z方向
に動かし、また、α,β,γの3方向に回転させること
により、マスタアーム11から7自由度スレーブアーム
21に6個の指令値を送ることができる。この6個の指
令値によって、7自由度スレーブアーム21の手先の位
置(X,Y,Z)及び姿勢(α,β,γ)が決まる。
FIG. 4 is a schematic view of the master arm. The operator 61 grasps the handle 12 of the master arm 11, moves the handle 12 in the up, down, left, right, front, and rear X, Y, and Z directions, and also rotates the handle 12 in three directions of α, β, and γ. Six command values can be sent to the slave arm 21 having 7 to 11 degrees of freedom. The position (X, Y, Z) and the posture (α, β, γ) of the hand of the 7-DOF slave arm 21 are determined by these 6 command values.

【0014】図5はハンドルに設けられたスイッチを示
す図である。図において、ハンドル12には、スイッチ
11Aが設けられている。このスイッチ11Aは、2つ
のボタン111及び112から成り、操作者61の操作
によってスレーブアーム21の肘関節位置(肘関節の回
転角度)φを制御する指令値を出力する。この肘関節及
び肘関節位置φについての詳細は後述する。2つのボタ
ン111,112のうち、ボタン111を押すと肘関節
を順方向に回転させる指令値が出力され、ボタン112
を押すと逆方向に回転させる指令値が出力される。操作
者61がボタン111,112を押している間、スレー
ブアーム21の肘関節は等速度で変化し、肘関節が希望
の位置に到達したときに、操作者61はボタン111,
112から指を放せばよい。
FIG. 5 is a view showing a switch provided on the handle. In the figure, the handle 12 is provided with a switch 11A. The switch 11A includes two buttons 111 and 112, and outputs a command value for controlling the elbow joint position (rotation angle of the elbow joint) φ of the slave arm 21 by the operation of the operator 61. Details of the elbow joint and the elbow joint position φ will be described later. When the button 111 is pressed out of the two buttons 111 and 112, a command value for rotating the elbow joint in the forward direction is output.
When is pressed, the command value to rotate in the opposite direction is output. While the operator 61 is pressing the buttons 111 and 112, the elbow joint of the slave arm 21 changes at a constant speed, and when the elbow joint reaches a desired position, the operator 61 will press the buttons 111 and 112.
Release your finger from 112.

【0015】また、スイッチ11Aを、図5の場合と同
様にボタンタイプのものとし、そのボタンの押し込む深
さに応じて肘関節位置φの移動速度を変化させるように
構成することもできる。その場合、操作者61は、肘関
節位置φを素早く動かしたいときはボタンを強く押せば
よい。
Further, the switch 11A may be of a button type as in the case of FIG. 5, and the moving speed of the elbow joint position φ may be changed according to the depth of pushing of the button. In that case, the operator 61 may press the button strongly when he wants to move the elbow joint position φ quickly.

【0016】このように、マスタアーム11のハンドル
12にスイッチ11Aを設け、操作者61がそのハンド
ル12及びスイッチ11Aを片手で同時に操作すること
ができるようにした。このため、従来は操作者61が両
手を用いて操作していた7自由度スレーブアーム21の
制御を片手で行うことができる。したがって、作業実行
中に7自由度スレーブアーム21の動作をリアルタイム
で適切に指示することができる。
Thus, the handle 12 of the master arm 11 is provided with the switch 11A so that the operator 61 can simultaneously operate the handle 12 and the switch 11A with one hand. Therefore, the operator 61 can control the 7-DOF slave arm 21 with one hand, which is conventionally operated with both hands. Therefore, the operation of the 7-DOF slave arm 21 can be appropriately instructed in real time during execution of work.

【0017】図3の変数変換器51は、マスタアーム1
1及びスイッチ11Aから送られてきた7個の指令値を
変換して角度指令値を求め、出力する。すなわち、7自
由度スレーブアーム21の手先位置(X,Y,Z)、そ
の姿勢(α,β,γ)及び肘関節の回転角度φを制御す
る指令値を変換して7個の角度指令値とする。その7個
の角度指令値は7自由度スレーブアーム21に送られ、
その7個の角度指令値によって、7自由度スレーブアー
ム21の7個の軸の角度θ1〜θ7が制御される。次
に、この7自由度スレーブアーム21について図6及び
図7を用いて説明する。
The variable converter 51 shown in FIG.
1 and the seven command values sent from the switch 11A are converted to obtain and output an angle command value. That is, the command values for controlling the hand position (X, Y, Z) of the 7-DOF slave arm 21, its posture (α, β, γ) and the rotation angle φ of the elbow joint are converted into seven angle command values. And The seven angle command values are sent to the 7-degree-of-freedom slave arm 21,
The angles θ1 to θ7 of the seven axes of the seven-degree-of-freedom slave arm 21 are controlled by the seven angle command values. Next, the 7-degree-of-freedom slave arm 21 will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

【0018】図6は7自由度スレーブアームの構成を示
す図である。図において、7自由度スレーブアーム21
の根本210側から順に付した数字1〜7はそれぞれ7
自由度スレーブアーム21の軸を示し、根本210側か
ら1軸,3軸,5軸及び7軸が回転軸、2軸,4軸及び
6軸が屈曲軸である。7軸の先端には手先(アーム先
端)211が設けられている。このようなアーム構成に
おいて、2軸と6軸を結ぶ直線を中心にして4軸を回転
させた場合を図7に示す。
FIG. 6 is a diagram showing the structure of a 7-DOF slave arm. In the figure, a 7-degree-of-freedom slave arm 21
Numbers 1 to 7 assigned in order from the root 210 side of each are 7
The axes of the degrees of freedom slave arm 21 are shown, and from the root 210 side, 1 axis, 3 axes, 5 axes and 7 axes are rotation axes, and 2 axes, 4 axes and 6 axes are bending axes. A hand (arm tip) 211 is provided at the tip of the seven axes. FIG. 7 shows a case in which four axes are rotated about a straight line connecting two and six axes in such an arm configuration.

【0019】図7は7自由度スレーブアームの肘関節の
説明図である。7自由度スレーブアーム21の2軸と6
軸を結ぶ直線を中心にして4軸を回転させると、図に示
すように4軸は2軸と6軸の間で肘関節として動作す
る。そのときの手先211の位置及び姿勢は不変であ
る。すなわち、手先211の位置及び姿勢にかかわら
ず、4軸の位置は自由にとれる。ここで、2軸及び6軸
を含む鉛直面と、2軸,4軸及び6軸を含む平面との成
す角度φを肘関節位置として定義する。この肘関節位置
φは、上述したように、マスタアーム11のハンドル1
2に設けられたスイッチ11Aからの指令値によって制
御される。
FIG. 7 is an explanatory view of an elbow joint of a 7-DOF slave arm. 6 axes with 7 degrees of freedom slave arm 21
When the four axes are rotated about a straight line connecting the axes, the four axes operate as an elbow joint between the two and six axes as shown in the figure. The position and posture of the hand 211 at that time are unchanged. That is, regardless of the position and posture of the hand 211, the positions of the four axes can be freely set. Here, the angle φ formed by the vertical plane including the two axes and the six axes and the plane including the two axes, the four axes, and the six axes is defined as the elbow joint position. This elbow joint position φ is determined by the handle 1 of the master arm 11 as described above.
It is controlled by the command value from the switch 11A provided on the No.2.

【0020】図3の評価部31は、変数変換器51から
出力された7個の軸角度θ1〜θ7の角度指令値を受け
て、7自由度スレーブアーム21の外形をシミュレート
し、そのシミュレートして得られた外形を評価する。評
価項目としては、その外形と特異点との距離、障害物や
周囲の壁との距離等である。評価部31での評価が悪い
場合、評価を良くするような肘関節位置φを取るよう
に、肘関節位置φの変更指令を表示装置41から出力す
る。例えば、7自由度スレーブアーム21が特異点や障
害物等に接近するおそれがあるとき、その接近を防ぐよ
うに、表示装置41を通して肘関節位置φの変更を指示
する。操作者61は、その表示装置41の指示を受け
て、マスタアーム11のハンドル12に設けられている
スイッチ11Aを用いて肘関節位置φの変更を指令し、
マスタアーム11による他の6個の指令値と合わせて7
自由度スレーブアーム21の動作を制御する。
The evaluation unit 31 of FIG. 3 receives the angle command values of the seven axis angles θ1 to θ7 output from the variable converter 51, simulates the outer shape of the 7-degree-of-freedom slave arm 21, and the simulation is performed. The outer shape obtained by the evaluation is evaluated. The evaluation items include the distance between the outer shape and the singular point, the distance between obstacles and surrounding walls, and the like. When the evaluation by the evaluation unit 31 is poor, a command to change the elbow joint position φ is output from the display device 41 so as to take the elbow joint position φ so as to improve the evaluation. For example, when the 7-DOF slave arm 21 may approach a singular point or an obstacle, the display device 41 is instructed to change the elbow joint position φ so as to prevent the approach. In response to the instruction from the display device 41, the operator 61 uses the switch 11A provided on the handle 12 of the master arm 11 to instruct to change the elbow joint position φ,
7 together with the other 6 command values from the master arm 11
It controls the operation of the slave arm 21 having the degree of freedom.

【0021】したがって、作業空間が狭い場合や、障害
物がある場合に、7自由度スレーブアーム21の手先2
11の位置及び姿勢に影響を与えることなく、7自由度
スレーブアーム21の肘関節が障害物等に接触しないよ
うに、7自由度スレーブアーム21の肘関節位置φを制
御することができる。また、7自由度スレーブアーム2
1が特異点に達しそうになった場合に、その特異点を避
けるように肘関節位置φを制御することができる。
Therefore, when the work space is narrow or when there is an obstacle, the fingertip 2 of the 7-DOF slave arm 21 is used.
The elbow joint position φ of the seven-degree-of-freedom slave arm 21 can be controlled so that the elbow joint of the seven-degree-of-freedom slave arm 21 does not come into contact with an obstacle or the like without affecting the position and posture of the eleventh degree of freedom. Also, 7-DOF slave arm 2
When 1 is about to reach the singular point, the elbow joint position φ can be controlled so as to avoid the singular point.

【0022】図8はハンドルに設けられたスイッチの他
の例を示す図である。この例では、ハンドル12に設け
られるスイッチ11Aとしてダイヤル113が用いられ
る。この場合も、操作者61は、ハンドル12及びダイ
ヤル113を同時に片手で操作することができ、ダイヤ
ル113の操作は、例えばその親指で操作すればよい。
このダイヤル113を用いることによって、肘関節位置
φすなわち肘関節の回転角度φを直接指令することがで
きる。ダイヤル113を回して希望の回転角度φを指示
すると、7自由度スレーブアーム21の肘関節はその方
向に等速度で移動し、その指示された肘関節位置φで停
止する。
FIG. 8 is a view showing another example of the switch provided on the handle. In this example, the dial 113 is used as the switch 11A provided on the handle 12. Also in this case, the operator 61 can simultaneously operate the handle 12 and the dial 113 with one hand, and the dial 113 can be operated with, for example, the thumb.
By using this dial 113, the elbow joint position φ, that is, the rotation angle φ of the elbow joint can be directly commanded. When the dial 113 is turned to indicate the desired rotation angle φ, the elbow joint of the 7-degree-of-freedom slave arm 21 moves in that direction at a constant speed and stops at the instructed elbow joint position φ.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように本発明では、7自由
度スレーブアームの動作を制御するマスタアームに、指
先で操作できるスイッチを設け、そのマスタアーム及び
スイッチを片手で同時に操作することができるように構
成した。この構成により、従来は操作者が両手を用いて
操作していた7自由度スレーブアームの制御を片手で行
うことができる。したがって、作業実行中に7自由度ス
レーブアームの動作をリアルタイムで適切に指示するこ
とができる。
As described above, according to the present invention, the master arm for controlling the operation of the 7-degree-of-freedom slave arm is provided with a switch that can be operated with a fingertip, and the master arm and the switch can be operated simultaneously with one hand. As configured. With this configuration, the operator can control the 7-degree-of-freedom slave arm with one hand, which is conventionally operated with both hands. Therefore, the operation of the 7-DOF slave arm can be appropriately instructed in real time during work execution.

【0024】また、マスタアームからの指令値に基づい
て、7自由度スレーブアームの外形を評価し、その評価
に基づいて肘関節位置の変更指令を出力するように構成
した。このため、操作者はその肘関節位置変更指令に基
づいて7自由度スレーブアームを好ましい肘関節の位置
に制御することができる。したがって、作業空間が狭い
場合や、障害物がある場合に、7自由度スレーブアーム
の手先の位置及び姿勢に影響を与えることなく、肘関節
が障害物等に接触しないように、7自由度スレーブアー
ムの肘関節位置を制御することができる。また、7自由
度スレーブアームが特異点に達しそうになった場合に、
その特異点を避けるように肘関節位置を制御することが
できる。
Further, the external shape of the 7-DOF slave arm is evaluated based on the command value from the master arm, and the elbow joint position change command is output based on the evaluation. Therefore, the operator can control the 7-DOF slave arm to a preferable elbow joint position based on the elbow joint position change command. Therefore, when the work space is narrow or there is an obstacle, the 7-DOF slave arm does not affect the position and posture of the 7-DOF slave arm so that the elbow joint does not come into contact with the obstacle or the like. The elbow joint position of the arm can be controlled. Also, if the 7-DOF slave arm is about to reach a singularity,
The elbow joint position can be controlled to avoid the singularity.

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

【図1】本発明の原理ブロック図である。FIG. 1 is a principle block diagram of the present invention.

【図2】本発明の原理ブロック図である。FIG. 2 is a principle block diagram of the present invention.

【図3】本発明の7自由度アーム制御方式の全体構成を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an overall configuration of a 7-degree-of-freedom arm control system according to the present invention.

【図4】マスタアームの概観図である。FIG. 4 is a schematic view of a master arm.

【図5】ハンドルに設けられたスイッチを示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a switch provided on a handle.

【図6】7自由度スレーブアームの構成を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a 7-DOF slave arm.

【図7】7自由度スレーブアームの肘関節の説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram of an elbow joint of a 7-DOF slave arm.

【図8】ハンドルに設けられたスイッチの他の例を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing another example of a switch provided on the handle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,11 マスタアーム 10A,11A スイッチ 20 スレーブアーム 21 7自由度スレーブアーム 30 評価手段 31 評価部 40 肘関節位置変更指令手段 41 表示装置 10, 11 master arm 10A, 11A switch 20 slave arm 21 7 degrees of freedom slave arm 30 evaluation means 31 evaluation section 40 elbow joint position change command means 41 display device

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 7自由度のスレーブアームの位置及び姿
勢を制御する7自由度アーム制御方式において、 指先で操作できるスイッチ(10A)を有するマスタア
ーム(10)と、 前記マスタアーム(10)からの指令値に応じて制御さ
れる7自由度のスレーブアーム(20)と、 を有することを特徴とする7自由度アーム制御方式。
1. A master arm (10) having a switch (10A) that can be operated with a fingertip in a 7-DOF arm control system for controlling the position and posture of a slave arm having 7-DOF, and the master arm (10) A 7-DOF arm control system having a 7-DOF slave arm (20) controlled according to the command value of.
【請求項2】 前記スイッチ(10A)は、前記7自由
度のスレーブアーム(20)の肘関節の位置を制御する
前記指令値を出力することを特徴とする請求項1記載の
7自由度アーム制御方式。
2. The 7-DOF arm according to claim 1, wherein the switch (10A) outputs the command value for controlling the position of the elbow joint of the slave arm (20) having the 7-DOF. control method.
【請求項3】 前記スイッチ(10A)は、前記肘関節
の位置を順方向及び逆方向に変化させる2つのスイッチ
から成ることを特徴とする請求項2記載の7自由度アー
ム制御方式。
3. The seven-degree-of-freedom arm control system according to claim 2, wherein the switch (10A) comprises two switches for changing the position of the elbow joint in a forward direction and a backward direction.
【請求項4】 前記スイッチ(10A)は押し込みボタ
ンタイプであり、前記ボタンの押し込み深さによって前
記肘関節の移動速度を制御することを特徴とする請求項
2記載の7自由度アーム制御方式。
4. The seven-degree-of-freedom arm control system according to claim 2, wherein the switch (10A) is a push-in button type, and the moving speed of the elbow joint is controlled by the push-in depth of the button.
【請求項5】 前記スイッチ(10A)は、前記肘関節
の位置(角度)を直接指令するタイプのものであること
を特徴とする請求項2記載の7自由度アーム制御方式。
5. The 7-degree-of-freedom arm control system according to claim 2, wherein the switch (10A) is of a type that directly commands a position (angle) of the elbow joint.
【請求項6】 前記マスタアーム(10)からの指令値
に基づいて前記スレーブアーム(20)の外形を評価す
る評価手段(30)と、前記評価手段(30)による評
価が悪い場合に前記スレーブアーム(20)の肘関節の
位置の変更指令を出力する肘関節位置変更指令手段(4
0)と、 を有することを特徴とする請求項1記載の7自由度アー
ム制御方式。
6. An evaluation means (30) for evaluating the outer shape of the slave arm (20) based on a command value from the master arm (10), and the slave when the evaluation by the evaluation means (30) is bad. Elbow joint position change command means (4) for outputting a command to change the position of the elbow joint of the arm (20).
0) and are included, The 7-degree-of-freedom arm control system according to claim 1.
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