JPH05245784A - Manipulator unit - Google Patents

Manipulator unit

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JPH05245784A
JPH05245784A JP33676692A JP33676692A JPH05245784A JP H05245784 A JPH05245784 A JP H05245784A JP 33676692 A JP33676692 A JP 33676692A JP 33676692 A JP33676692 A JP 33676692A JP H05245784 A JPH05245784 A JP H05245784A
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joint
manipulator
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axis
identification signal
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Takafumi Matsumaru
隆文 松丸
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To provide a manipulator unit that is excellent in maintainability capable of shortening trouble of the rewriting and alteration of the like of a manipulator body for ease of assemblage and the driving control program with the alteration of freedom constitution in the assembly. CONSTITUTION:This manipulator unit is composed of plural pieces of articulated modules 3a-3g and plural pieces of arm modules 4a-4c in combination. In these articulated modules, a gravity switch is provided as a identifying signal generator outputting an identifying signal showing the degree of assembling freedom in the assembly connection order of the module itself or a coordinate system direction. In each arm module, a measuring signal generator is provided to output a measuring signal showing length of an arm and the bending angle, and moreover, a signal processor is provided to analyze each signal showing a state of each module. On the basis of the signal, the driving control program of the manipulator body is automatically rewritten so as to be optimally operated in the state that the body is assembled up.

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、マニピュレータ装置に
係り、特に適用範囲が拡く保守性の良好なマニピュレー
タ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a manipulator device, and more particularly to a manipulator device having a wide range of application and good maintainability.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、従来のマニピュレータ装
置のなかには、(1): 各部がその作業のためにに設計さ
れたマニピュレータ本体を備えた専用マニピュレータ
と、(2): 標準化されている複数の関節モジュールやア
ーム・モジュールを組み合わせて構成されたマニピュレ
ータ本体を備えた「モジュール型マニピュレ−タ」とが
存在する。
2. Description of the Related Art As is well known, among conventional manipulator devices, (1): a dedicated manipulator having a manipulator main body in which each part is designed for the work, and (2): standardized plural manipulators. There is a "module type manipulator" having a manipulator main body configured by combining joint modules and arm modules.

【0003】ただし前者(1) は、作業対象が変化したと
きに種々の問題を生じる。例えば、大きな作業領域を対
象に構成された長い腕を有するマニピュレータ装置を、
小さな作業領域のみの作業に用いると、その作業中にそ
の長い腕が周囲の障害物と接触しないようにその腕を折
り曲げた状態で常に作業を行わせる必要がある。しか
も、その長い腕を支えるために関節駆動部の出力が浪費
されてしまい、先端に取着されている手先効果器(エン
ドエフェクター)においては必要な力に効率よく出力変
換きない。しかし後者(2) は、マニピュレータ装置自体
の低価格化に寄与できるのみならず、作業対象の変化に
も良好に対応が可能であり、しかも保守の容易化にも寄
与できる利点を備えている。
However, the former (1) causes various problems when the work target changes. For example, a manipulator device with a long arm configured for a large work area,
When used for work in a small work area only, it is necessary to always perform work with the long arm bent so that the long arm does not come into contact with surrounding obstacles during the work. Moreover, the output of the joint drive unit is wasted in order to support the long arm, and the output of the hand effector (end effector) attached to the tip cannot be efficiently converted into the required force. However, the latter (2) not only contributes to lowering the price of the manipulator device itself, but also can respond favorably to changes in the work target, and also has the advantage of contributing to easier maintenance.

【0004】ところで、上述の「モジュール型マニピュ
レ−タ」に組み込まれるモジュールには、特開昭62-282
886 号に見られる回転関節モジュールや、特公昭63-501
55号公報に見られるリンク型アーム・モジュールが知ら
れている。これらの種類のモジュールを各取付部を介し
て複数個連結して組み合わせることによって所望の作業
が可能なマニピュレータ本体を提供している。
By the way, a module incorporated in the above-mentioned "module type manipulator" is disclosed in JP-A-62-282.
The rotary joint module seen in No. 886 and Japanese Patent Publication No. 63-501
The link type arm module found in Japanese Patent Publication No. 55 is known. A plurality of these types of modules are connected through respective mounting portions and combined to provide a manipulator main body capable of performing a desired work.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のモジュ
ール型マニピュレータ装置にも次のような問題があっ
た。すなわち、複数個のモジュールを組み合わせてマニ
ピュレータ本体を組み立てた後、そのマニピュレータ本
体に何等かの作業を行わせるためには、マニピュレータ
本体を駆動制御するための専用ソフトウェアを作る必要
がある。そのソフトウェアの作成に際しては、マニピュ
レータ本体の基準姿勢において、各関節モジュールの自
由度の方向(即ち、可動および組合せの自由度)およ
び、アームの接続方向や長さを予め知る必要がある。し
かし、作業内容が変わる都度に、関節モジュールの数や
その自由度の方向を変えたり、長さの異なるアームを方
向を変えて組み合わせたりする場合には、組立て現場に
おいて各関節モジュールの自由度の方向、アームの長さ
およびその方向の確認に意外に時間を要する場合が多
い。しかも、その確認の後にその専用ソフトウェアの開
発のための一連の作業操作(例えば、プログラム作成、
デバッグ、テスト等)を初めから行なう必要がある。し
たがって、マニピュレータ装置に実際の所望な作業を行
わせるまでに多くの手間と時間を要する問題があった。
However, the above-mentioned modular manipulator device also has the following problems. That is, after assembling the manipulator main body by combining a plurality of modules, it is necessary to create dedicated software for driving and controlling the manipulator main body in order to cause the manipulator main body to perform some work. When creating the software, it is necessary to know in advance the direction of the degree of freedom of each joint module (that is, the degree of freedom of movement and combination) and the connecting direction and length of the arm in the reference posture of the manipulator body. However, when changing the number of joint modules and the direction of their degrees of freedom, or combining arms of different lengths in different directions each time the work content changes, the degree of freedom of each joint module is changed at the assembly site. In many cases, it takes an unexpected time to confirm the direction, the length of the arm, and the direction. Moreover, after the confirmation, a series of work operations for developing the dedicated software (for example, program creation,
Debugging, testing, etc.) must be done from the beginning. Therefore, there is a problem that it takes a lot of time and labor to make the manipulator device perform an actual desired work.

【0006】そこで上述のような不具合を解消するため
に、各関節モジュールに自由度の方向に対応した信号を
出力する識別信号発生装置を付設し、この信号発生装置
の出力から各関節モジュールの自由度を読み取ることが
考えられる。しかし、このように改良しても、動作範囲
の変更に伴わせてアームの長さを変えたり、方向を変え
たりしたときには、その都度に寸法を再測定する必要が
ある。故に、ソフトウェアの自動書換えを実現すること
も結局困難であることがわかる。
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, an identification signal generator for outputting a signal corresponding to the direction of the degree of freedom is attached to each joint module, and the joint module is freed from the output of this signal generator. It is possible to read the degree. However, even with such an improvement, when the length of the arm is changed or the direction is changed in accordance with the change of the operating range, it is necessary to remeasure the dimensions each time. Therefore, it turns out that it is difficult to realize automatic rewriting of software.

【0007】上述の如く従来のモジュール型マニピュレ
ータ装置は、動作範囲の変更に伴うマニピュレ−タの駆
動制御のためのプログラムの書換えや変更に多くの手間
や時間を要し、作業者に大きな負担をかける等の問題が
あった。
As described above, the conventional module type manipulator device requires a lot of labor and time for rewriting and changing the program for controlling the driving of the manipulator in accordance with the change of the operating range, which imposes a heavy burden on the operator. There was a problem such as calling.

【0008】本発明の目的は、上述の不具合を解消で
き、保守性に富み、適用範囲の拡大に寄与できるマニピ
ュレ−タ装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a manipulator device which can solve the above-mentioned problems, is highly maintainable, and can contribute to the expansion of the applicable range.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するため、次のように装置を構成する。すなわち、マ
ニピュレータ本体が全体の構成の自由度を所望により選
択できるように、複数の関節部と複数のアームと取付部
を組み合わせて構成し、更に、 ( 1): 複数のアームの少なくとも1つはそれ自身の長
さあるいは曲り角度を任意に設定可能な形状可変部を備
えるとともに、上記長さあるいは曲り角度に対応した計
測信号を発生する計測信号発生部を備える。 ( 2): また、各関節部の自由度の方向を示す識別信号
(即ち、ある座標系のX軸か, Y軸か, Z軸かの何れの
軸の回転かを示す「回転軸」識別信号と、マニピュレ−
タ本体の中で各関節部の接続の順番が何番目かを示す
「接続順番」識別信号と)を出力する識別信号発生部を
備える。また本発明の好適例としては、 ( 3): その計測信号発生部またはその識別信号発生部
の出力を基にしてマニピュレ−タ本体を駆動制御するソ
フトウェアを自動的に書き換えるための信号処理装置を
さらに備える。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention configures a device as follows. That is, the manipulator body is configured by combining a plurality of joint portions, a plurality of arms, and a mounting portion so that the degree of freedom of the overall configuration can be selected as desired, and further, (1): at least one of the plurality of arms is In addition to the shape variable unit that can arbitrarily set its own length or bending angle, it also has a measurement signal generating unit that generates a measurement signal corresponding to the length or bending angle. (2): Also, an identification signal indicating the direction of the degree of freedom of each joint (that is, "rotation axis" identification indicating which of the X-axis, Y-axis, and Z-axis of a coordinate system is rotating). Signal and manipulator
An identification signal generator that outputs a "connection order" identification signal indicating the order of connection of each joint in the main body. Further, as a preferred example of the present invention, (3): a signal processing device for automatically rewriting software for driving and controlling the main body of the manipulator based on the output of the measurement signal generating unit or the identification signal generating unit. Further prepare.

【0010】[0010]

【作用】本発明のマニプレータ装置において、複数のア
ームのうちの少なくとも1つ自体に、その長さまたは曲
り角度を任意に設定可能な形状可変部と、その長さまた
は曲り角度に対応する信号を出力するための計測信号発
生部とが設けられているため、組立て後であっても、ア
ームの形状を変えることによってマニピュレータ本体の
動作範囲の大きさを変更することが可能である。この
際、計測信号発生部の出力によってアームの長さまたは
曲り角度を正確に認知することができる。したがって、
例えば「アーム形状の変更」の場合には、その変更前の
情報と計測信号発生部の出力とを基にしてマニピュレー
タ本体の駆動制御のためのソフトウェアを自動的に書き
換えることが可能となる。
In the manipulator apparatus of the present invention, at least one of the plurality of arms itself is provided with a shape variable portion whose length or bending angle can be arbitrarily set, and a signal corresponding to the length or bending angle. Since the measurement signal generating unit for outputting is provided, it is possible to change the size of the operating range of the manipulator body by changing the shape of the arm even after assembly. At this time, the length of the arm or the bending angle can be accurately recognized by the output of the measurement signal generator. Therefore,
For example, in the case of “change of arm shape”, it is possible to automatically rewrite the software for drive control of the manipulator main body based on the information before the change and the output of the measurement signal generating unit.

【0011】また、ばらばらに存在する複数個の関節モ
ジュールやアームモジュールを使い新たにマニピュレー
タ本体を組み立てたり、作業内容の変更にともなって組
み直した場合には、取付部の種類を選択するだけで、1
つの関節部をある座標系における異なる軸回り(例え
ば、X軸回り、Y軸回り、またはZ軸回り)の旋回関節
として使用できるので組立てが容易である。また同様
に、各関節部の自由度の方向を示す識別信号と各関節部
の接続順番を示す識別信号とを出力する識別信号発生部
を備えているので、この識別信号発生部の出力を基にそ
のソフトウェアを書き換えることができる。つまり、今
まで作業現場でおいて人により行なわれていた一連のソ
フトウェア作成工程(例えば、プログラミング、コンパ
イル、リンク、テスト等)を皆無にし、信号処理装置に
よりその作業現場で選択された自由な構成に合わせて必
要なソフトウェア(例えば、各関節の位置とハンド部の
位置との関係ソフトウェア,各関節の速度とハンド部の
速度との関係ソフトウェア,各関節の力とハンド部の力
との関係ソフトウェア等)を自動的書換え(いわゆるカ
スタマイズ)することも可能となる。
Further, when the manipulator body is newly assembled using a plurality of joint modules and arm modules which are present separately, or when the manipulator body is reassembled due to a change in work content, it is only necessary to select the type of mounting portion. 1
Since one joint can be used as a swivel joint around different axes (for example, around the X-axis, around the Y-axis, or around the Z-axis) in a coordinate system, it is easy to assemble. Similarly, since an identification signal generation unit that outputs an identification signal indicating the direction of the degree of freedom of each joint and an identification signal indicating the connection order of each joint is provided, the output of this identification signal generation unit is used as a basis. You can rewrite the software to. In other words, the series of software creation processes (for example, programming, compiling, linking, testing, etc.) that have been performed by humans at the work site have been completely eliminated, and the free configuration selected at the work site by the signal processing device has been eliminated. Required software (eg, relationship software between the position of each joint and the position of the hand part, relationship software between the speed of each joint and the speed of the hand part, relationship software between the force of each joint and the force of the hand part) Etc.) can be automatically rewritten (so-called customization).

【0012】[0012]

【実施例】【Example】

(第1実施例)図1に示されている本発明の第1実施例
のマニピュレータ本体1は、ベース2上にモジュール化
された6個の関節部3a〜3fを直列に接続するととも
に最先端に位置する関節部3fにハンド部に相当する効
果器4を取り付けた構成となっている。各関節部3a〜
3fは、図1に示されている直角座標上において、図2
に等価図として示される方向に自由度を持つように互い
に接続されている。
(First Embodiment) A manipulator main body 1 according to a first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 has six joint parts 3a to 3f modularized on a base 2 connected in series and is the most advanced. The effector 4 corresponding to the hand portion is attached to the joint portion 3f located at. Each joint 3a-
3f on the Cartesian coordinate shown in FIG.
Are connected to each other so as to have a degree of freedom in the direction shown as an equivalent diagram.

【0013】各関節部3a〜3fは、この実施例の場
合、それぞれ同一寸法に形成されており、具体的には図
3(a) に示すように構成されている。すなわち、各関節
部3a〜3fは、減速機を含むモ−タ部11と、このモ
ータ部11に同軸的に直結されたフィ−ドバックユニッ
ト12と、このフィードバックユニット12からモータ
部11の回転中心線と同軸に外方へ向けて突出する関係
に設けられた固定軸13と、モータ部11からこのモー
タ部11の回転中心線と同軸に外方へ向けて突出する関
係に設けられた回転軸14と、一端側が固定軸13に固
定されるとともに他端側が上記回転中心線と直交する方
向に延びた後に回転中心線と平行にフィードバックユニ
ット12およびモータ部11の外面に沿って延びたL字
型の連結部材15と、一端側が回転軸14に固定される
とともに他端側が上記回転中心線と直交する方向に延び
た後に回転中心線と平行にモータ部11およびフィード
バックユニット12の外面に沿って延びたL字型の連結
部材16とで構成されている。そして、電力供給ケーブ
ル(不図示)や信号線(不図示)を使ってモータ部11
とフィードバックユニット12とを動作させることによ
って、連結部材15と連結部材16とをモータ部11の
回転中心線回りに相対的に回転させることができる構造
である。
In the case of this embodiment, the respective joint portions 3a to 3f are formed to have the same size, and specifically, they are constructed as shown in FIG. 3 (a). That is, each of the joint portions 3a to 3f includes a motor portion 11 including a speed reducer, a feedback unit 12 directly coaxially connected to the motor portion 11, and a rotation center of the motor portion 11 from the feedback unit 12. A fixed shaft 13 provided coaxially with the wire and projecting outward, and a rotary shaft provided with the motor unit 11 projecting outward coaxially with the rotation center line of the motor unit 11. 14, an L-shaped member having one end side fixed to the fixed shaft 13 and the other end side extending in a direction orthogonal to the rotation center line and then extending along the outer surfaces of the feedback unit 12 and the motor unit 11 in parallel with the rotation center line. The connecting member 15 of the mold, one end side of which is fixed to the rotating shaft 14 and the other end side of which extends in a direction orthogonal to the rotation center line, and then is parallel to the rotation center line. It is composed of a connecting member 16 of the L-shaped extending along the outer surface of Kkuyunitto 12. Then, using a power supply cable (not shown) and a signal line (not shown), the motor unit 11
By operating the feedback unit 12 and the connecting unit 15, the connecting member 15 and the connecting member 16 can be relatively rotated about the rotation center line of the motor unit 11.

【0014】連結部材15, 16の上記回転中心線と直
交する部分17, 18および平行する部分19, 20に
は、次に述べるボルト挿入孔を兼用した3種類の取付部
が設けられている。すなわち、連結部材15の部分17
には、図3(c) に示すように、回転中心線を中心にし、
かつ長手辺が部分17の延びる方向と直交するように描
かれる長方形の各頂点位置に4つの取付孔21が設けら
れ、この4つの取付孔21によって第1の取付部22が
形成されている。同様に、連結部材16の部分18に
は、図3(d) に示すように、回転中心線を中心にし、か
つ長手辺が部分18の延びる方向と直交するように描か
れる長方形の各頂点位置に4つの取付孔23が設けら
れ、この4つの取付孔23によって第1の取付部22に
対応する第2の取付部24が形成されている。一方、連
結部材15の部分19には、図3(e)に示すように、部
分19の幅方向の中心の位置25を中心にし、かつ長手
辺が回転中心線と直交するように描かれる長方形の各頂
点位置に4つの取付孔26が設けられ、この4つの取付
孔26によって第3の取付部27が形成されている。ま
た、連結部材18の部分20には、図3(b) に示すよう
に、部分20の幅方向の中心位置で、前記位置25から
部分18の外面までの距離と等しい位置28を中心に
し、かつ長手辺が回転中心線と直交するように描かれる
長方形の各頂点位置に4つの取付孔29が設けられ、こ
の4つの取付孔29によって第3の取付部27に対応す
る第4の取付部30が形成されている。さらに、連結部
材15の部分19には、図3(e) に示すように、位置2
5を中心にし、かつ長手辺が回転中心線と平行するよう
に描かれる長方形の各頂点位置に4つの取付孔31が設
けられ、この4つの取付孔31によって第5の取付部3
2が形成されている。また、連結部材18の部分20に
は、図3(b) に示すように、位置28を中心にし、かつ
長手辺が回転中心線と平行するように描かれる長方形の
各頂点位置に4つの取付け孔33が設けられ、この4つ
の取付孔33によって第5の取付部32に対応する第6
の取付部34が形成されている。ここで、第1〜第6の
取付部22, 24, 27, 30, 32, 34を形成して
いる4つの取付孔の間隔を規定する長方形の縦横寸法
は、それぞれ等しい値に設定されている。
The portions 17, 18 and the portions 19, 20 which are orthogonal to the above-mentioned rotation center line of the connecting members 15, 16 are provided with three types of mounting portions which also serve as bolt insertion holes described below. That is, the portion 17 of the connecting member 15
As shown in Fig. 3 (c),
In addition, four attachment holes 21 are provided at each vertex position of the rectangle drawn such that the long side is orthogonal to the extending direction of the portion 17, and the four attachment holes 21 form the first attachment portion 22. Similarly, in the portion 18 of the connecting member 16, as shown in FIG. 3 (d), the apex positions of rectangles centered on the rotation center line and with the long sides orthogonal to the extending direction of the portion 18. Are provided with four mounting holes 23, and the four mounting holes 23 form a second mounting portion 24 corresponding to the first mounting portion 22. On the other hand, in the portion 19 of the connecting member 15, as shown in FIG. 3 (e), a rectangle centered on the center position 25 in the width direction of the portion 19 and having a long side orthogonal to the rotation center line. Four mounting holes 26 are provided at each apex position of, and the third mounting portion 27 is formed by the four mounting holes 26. Further, as shown in FIG. 3 (b), the portion 20 of the connecting member 18 is centered on a position 28 which is the center position in the width direction of the portion 20 and which is equal to the distance from the position 25 to the outer surface of the portion 18, Further, four attachment holes 29 are provided at each vertex position of the rectangle drawn such that the long side is orthogonal to the rotation center line, and the four attachment holes 29 correspond to the third attachment portion 27. 30 is formed. Further, at the portion 19 of the connecting member 15, as shown in FIG.
5, four attachment holes 31 are provided at each apex position of a rectangle drawn such that the long side is parallel to the rotation center line, and the four attachment holes 31 form the fifth attachment portion 3
2 is formed. Also, as shown in FIG. 3 (b), four attachments are provided on the portion 20 of the connecting member 18 at each apex position of a rectangle drawn so that the long side is parallel to the rotation center line. A hole 33 is provided, and the four mounting holes 33 correspond to the sixth mounting portion 32, which corresponds to the sixth mounting portion 32.
The mounting portion 34 is formed. Here, the vertical and horizontal dimensions of the rectangle defining the intervals of the four mounting holes forming the first to sixth mounting portions 22, 24, 27, 30, 32, 34 are set to equal values. ..

【0015】上記のように構成された各関節部3a〜3
fは、実際に組込まれるとき、たとえば図4に示す直角
座標上で、X軸回りの回転を実現するときには同図(a)
に示すように第3の取付部27と第4の取付部30とが
選択され、Y軸回りの回転を実現するときには同図(b)
に示すように第5の取付部32と第6の取付部34とが
選択され、またZ軸回りの回転を実現するときには同図
(c) に示すように第1の取付部22と第2の取付部24
とが選択される。各関節部3a〜3fが上記のように構
成されているので、たとえば出力の異なる関節部でも、
どのような順番に接続してもマニピュレ−タ本体を構成
することが可能であり、さらにすでに構成されたマニピ
ュレ−タ本体から関節部の接続順序を入れ換えることに
よりマニピュレ−タ本体の自由度配置を変更できる。ま
た、関節部ごとに分割して作業現場まで運搬して、運搬
したその場で容易に組立てることができる。また、作業
内容が決まったときにその作業内容に適した自由度配置
を選択して、マニピュレ−タ本体を構成することができ
るので、マニピュレ−タ本体の関節の性能を効率的に効
果器の速度や力として伝達でき、さらに作業内容が変更
されたときにもその作業内容にふさわしい自由度構成に
マニピュレ−タ本体を容易に再構成できる。このよう
に、1つの関節部を旋回関節としても、屈曲関節として
も使用でき、さらに屈曲関節の屈曲方向を直交する2方
向に選択できるように構成された6個の関節部3a〜3
fの組合わせによってマニピュレータ本体1が構成され
ているのである。
The joint portions 3a to 3 constructed as described above.
f is actually incorporated, for example, on the Cartesian coordinates shown in FIG. 4, when rotation about the X axis is realized, (a) in FIG.
When the third mounting portion 27 and the fourth mounting portion 30 are selected as shown in FIG. 3 and rotation about the Y axis is realized, the same figure (b) is used.
When the fifth mounting portion 32 and the sixth mounting portion 34 are selected and rotation about the Z axis is realized as shown in FIG.
As shown in (c), the first mounting portion 22 and the second mounting portion 24
And are selected. Since the joint portions 3a to 3f are configured as described above, even joint portions having different outputs, for example,
It is possible to configure the manipulator main body by connecting in any order, and by changing the connection order of the joints from the already configured manipulator main body, the flexibility of the manipulator main body can be arranged. Can be changed. Further, the joints can be divided and transported to the work site, and can be easily assembled on the spot where they are transported. Also, when the work content is decided, the manipulator main body can be configured by selecting the degree of freedom arrangement suitable for the work content, so that the performance of the joints of the manipulator main body can be efficiently adjusted by the effector. The speed and force can be transmitted, and even when the work content is changed, the manipulator main body can be easily reconfigured to have a degree of freedom suitable for the work content. In this way, one joint part can be used as both a swivel joint and a flexion joint, and the six joint parts 3a to 3 configured so that the flexion direction of the flexion joint can be selected in two directions orthogonal to each other.
The manipulator body 1 is configured by the combination of f.

【0016】ところで、マニピュレータ本体1に組込ま
れた6つの関節部3a〜3fには、その関節部の自由度
の方向を示す識別信号を出力するための識別信号発生器
が設けられている。この実施例では図5に示すように、
モータ部11の外面に取付けられた切換スイッチ装置4
1を主体にして識別信号発生器が構成されている。切換
スイッチ装置41は、摘み42を操作して指示針を
“X”の表示に合わせると、図6に示すように、可動接
点43が移動して出力端子44, 45間の抵抗値がRx
となり、指示針を“Y”の表示に合わせると抵抗値がR
yとなり、また指示針を“Z”の表示に合わせると抵抗
値がRzとなるように構成されている。また、出力端子
44, 45は2本ピン式のコネクタ46に接続されてい
る。
By the way, the six joint portions 3a to 3f incorporated in the manipulator body 1 are provided with identification signal generators for outputting identification signals indicating the directions of the degrees of freedom of the joint portions. In this embodiment, as shown in FIG.
Changeover switch device 4 mounted on the outer surface of the motor unit 11
The identification signal generator is mainly composed of 1. In the changeover switch device 41, when the knob 42 is operated to move the pointer to the display of "X", the movable contact 43 moves and the resistance value between the output terminals 44 and 45 becomes Rx, as shown in FIG.
The resistance value becomes R when the pointer is adjusted to the "Y" display.
When the pointer is set to "Z", the resistance value becomes Rz. The output terminals 44 and 45 are connected to a two-pin type connector 46.

【0017】上述のように、本実施例ではマニピュレー
タ本体1を構成している各関節部3a〜3fに設けられ
た切換スイッチ装置41の摘み42を組立て時に操作す
ることによって、その関節部がある直角座標上におい
て、X軸回りの関節として動作しているか、Y軸回りの
関節として動作しているか、Z軸回りの関節として動作
しているかを示す識別信号を抵抗値の大きさの形で出力
できるようにしている。この識別信号は、マニピュレー
タ本体1の自由度を変更するための組立て終了後などに
おいて、図7に示す信号処理システム51に導入され
る。
As described above, in this embodiment, by operating the knob 42 of the changeover switch device 41 provided on each joint portion 3a to 3f constituting the manipulator main body 1 at the time of assembling, the joint portion exists. On the Cartesian coordinates, an identification signal indicating whether it is operating as a joint around the X axis, a joint around the Y axis, or a joint around the Z axis is expressed in the form of a resistance value. It is possible to output. This identification signal is introduced into the signal processing system 51 shown in FIG. 7 after the assembly for changing the degree of freedom of the manipulator body 1 is completed.

【0018】信号処理システム51では、各コネクタ4
6にそれぞれコネクタ52を接続し、これらコネクタ5
2を介して測定装置53で各関節部における抵抗値を測
定する。図1に示されるマニピュレータ装置1では、関
節部3aにおいては抵抗値Rz、関節部3bにおいては
抵抗値Rx、関節部3cにおいては抵抗値Rx、関節部
3dにおいては抵抗値Rz、関節部3eにおいては抵抗
値Ry、関節部3fにおいては抵抗値Rxであると測定
される。この抵抗値の測定は、図8に示すように、測定
線に基準抵抗R0 を直列に接続し、測定線の両端に基準
電圧Viを印加しておき、基準抵抗R0 の両端電圧V0
を測定することにより行われる。この測定によって、関
節部3a〜3fは、順にZ軸回り、X軸回り、X軸回
り、Z軸回り、Y軸回り、X軸回りであることが判る。
得られた軸回り情報は、測定装置53から情報処理装置
54に送られて処理される。図7の場合には、測定装置
53からそれぞれの関節部に設けられたコネクタ46に
対して抵抗値測定用コ−ドが1対1の関係に延びている
ので、何番目の関節部の信号を入力しているかを区別す
ることができる。なお、ただ一本の抵抗値測定用コ−ド
を使用するときには、操作者が抵抗値測定用コ−ドを各
関節部上のコネクタ46に接続する度に測定装置53に
付属のキ−ボ−ドから関節番号を入力するなどの方法に
より、何番目の関節部の信号を入力しているかを知るこ
とができる。
In the signal processing system 51, each connector 4
6 to which connectors 52 are connected respectively, and these connectors 5
The resistance value at each joint is measured by the measuring device 53 via 2. In the manipulator device 1 shown in FIG. 1, the resistance value Rz in the joint portion 3a, the resistance value Rx in the joint portion 3b, the resistance value Rx in the joint portion 3c, the resistance value Rz in the joint portion 3d, and the joint portion 3e. Is measured as a resistance value Ry and the joint portion 3f is measured as a resistance value Rx. As shown in FIG. 8, the resistance value is measured by connecting a reference resistance R0 in series to the measurement line, applying a reference voltage Vi to both ends of the measurement line, and measuring the reference voltage R0 across the reference resistance R0.
Is measured. From this measurement, it can be seen that the joint portions 3a to 3f are in order around the Z axis, around the X axis, around the X axis, around the Z axis, around the Y axis, and around the X axis.
The axis information thus obtained is sent from the measuring device 53 to the information processing device 54 and processed. In the case of FIG. 7, since the resistance value measuring code extends in a one-to-one relationship from the measuring device 53 to the connectors 46 provided at the respective joints, the signal of the joint of which joint is present. You can distinguish whether you are entering. When only one resistance value measuring code is used, the keyboard attached to the measuring device 53 is attached each time the operator connects the resistance value measuring code to the connector 46 on each joint. It is possible to know which joint signal is being input by inputting the joint number from the command.

【0019】次に、上述のように構成されたマニピュレ
−タ装置において、何番目の関節部がある直角座標系に
おいて何の軸回りの関節部かが判ったとき、その情報の
利用方法について詳しく述べる。
Next, in the manipulator device configured as described above, when it is known what joint about which axis in the Cartesian coordinate system with which joint there is, the method of utilizing the information will be described in detail. Describe.

【0020】マニピュレ−タの駆動制御に必要なプログ
ラムの一例として、各関節角度から手先の位置・姿勢へ
の座標変換をとりあげる。マニピュレ−タの駆動制御に
必要なプログラムの一例として、各関節角度から手先の
位置・姿勢への座標変換について例示すると次のような
手順で行われる。
As an example of a program required for driving control of the manipulator, coordinate conversion from each joint angle to the position / orientation of the hand is taken up. As an example of a program required for driving control of the manipulator, the coordinate conversion from each joint angle to the position / orientation of the hand is exemplified as follows.

【0021】(1) 回転関節部における座標変換 座標系 (i)のX軸の回りにθ回転した座標系を座標系
(i-1) とすれば、あるベクトルの、座標系 (i)による
表現[x(i) ,y(i) ,z(i) ]T と、座標系(i-1)
による表現[x(i-1) ,y(i-1) ,z(i-1) ]T との関
係は次式のように表される。
(1) Coordinate conversion in the rotary joint section The coordinate system rotated by θ around the X axis of the coordinate system (i) is the coordinate system.
If (i-1), a vector is expressed in the coordinate system (i) [x (i), y (i), z (i)] T and the coordinate system (i-1)
The expression [x (i-1), y (i-1), z (i-1)] T is expressed by the following equation.

【0022】[0022]

【数1】 このときのCi-1 ,i は、X軸回りの回転関節による座
標変換の3×3マトリクスであり、“X軸回りのC行
列”と呼ばれる。
[Equation 1] Ci−1, i at this time is a 3 × 3 matrix of coordinate conversion by a rotary joint around the X axis, and is called “C matrix around the X axis”.

【0023】同様に座標系 (i)のy軸の回りにθ回転し
た座標系を座標系 (i-1) とすれば、あるベクトルの座
標系 (i)による表現[x(i) ,y(i) ,z(i) ]T と、
座標系 (i-1) による表現[x(i-1) ,y(i-1) ,z(i
-1) ]T との関係は次式のように表される。
Similarly, if the coordinate system rotated by θ around the y-axis of the coordinate system (i) is the coordinate system (i-1), the representation of a vector by the coordinate system (i) [x (i), y (i), z (i)] T,
Representation by coordinate system (i-1) [x (i-1), y (i-1), z (i
-1)] T is expressed by the following equation.

【0024】[0024]

【数2】 このときのCi-1 ,i は、Y軸回りの回転関節による座
標変換の3×3マトリクスであり、“Y軸回りのC行
列”と呼ばれる。
[Equation 2] Ci−1, i at this time is a 3 × 3 matrix of coordinate conversion by the rotary joint about the Y axis, and is called “C matrix about the Y axis”.

【0025】同様に座標系 (i)のz軸の回りにθ回転し
た座標系を座標系 (i-1) とすれば、あるベクトルの座
標系 (i)による表現[x(i) ,y(i) ,z(i) ]T と、
座標系 (i-1) による表現[x(i-1) ,y(i-1) ,z(i
-1) ]T との関係は、次式のように表される。
Similarly, if the coordinate system rotated by θ around the z-axis of the coordinate system (i) is the coordinate system (i-1), the expression [x (i), y of a certain vector is represented by the coordinate system (i). (i), z (i)] T,
Representation by coordinate system (i-1) [x (i-1), y (i-1), z (i
-1)] T is expressed by the following equation.

【0026】[0026]

【数3】 このときのCi-1 ,i は、Z軸回りの回転関節による座
標変換の3×3マトリクスであり、“Z軸回りのC行
列”と呼ばれる。
[Equation 3] Ci−1, i at this time is a 3 × 3 matrix for coordinate conversion by a rotary joint about the Z axis, and is called a “C matrix around the Z axis”.

【0027】(2) 座標変換の合成 座標変換の合成は、上記の漸化式を繰り返し用いて、次
式のように表される。
(2) Synthesis of coordinate transformation Synthesis of coordinate transformation is expressed by the following equation by repeatedly using the above recurrence equation.

【0028】[0028]

【数4】 ここで行列Ai はある関節座標系 (i)で表示されたベク
トルをベ−ス座標系(0) で表示するための3×3の合成
変換マトリクスであり、“A行列”と呼ばれる。このよ
うに、ベクトルをある関節座標系 (i)による表示からベ
−ス座標系(0)による表示へ座標変換するには、ベ−ス
座標系からその関節までいくつ関節があって、それぞれ
の関節が何の軸回りの回転関節かを知り、それに対応す
るC行列を順々に掛けていくことによりA行列をつくれ
ばよい。
[Equation 4] Here, the matrix Ai is a 3 × 3 composite transformation matrix for displaying the vector displayed in a certain joint coordinate system (i) in the base coordinate system (0), and is called "A matrix". In this way, in order to coordinate-convert a vector from a joint coordinate system (i) display to a base coordinate system (0) display, there are a number of joints from the base coordinate system to that joint. The A matrix may be created by knowing what axis the joint is about, and multiplying the corresponding C matrix in order.

【0029】(3) 位置の算出 関節と関節の間のア−ムを示すベクトルLiは、マニピ
ュレ−タがどのような姿勢をとっていても、その関節座
標系(i)ではア−ムがZ軸上のマイナス方向にあると
仮定し、次のように表現される。
(3) Calculation of Position The vector Li indicating the arm between joints is the arm in the joint coordinate system (i), regardless of the posture of the manipulator. Assuming that it is in the negative direction on the Z axis, it is expressed as follows.

【0030】[0030]

【数5】 マニピュレ−タがある姿勢をとったときの各ア−ムを表
現するベクトルを、その関節座標系(i)による表現か
らベ−ス座標系 (0)による表現へ変換するために上記の
A行列を利用して求める。
[Equation 5] The above-mentioned A matrix in order to convert the vector representing each arm when the manipulator takes a certain posture from the expression in the joint coordinate system (i) to the expression in the base coordinate system (0) Use to ask.

【0031】[0031]

【数6】 各関節の位置座標をPi をベ−ス座標系(0) により表現
したものは、ベ−ス座標系で表現されたア−ムベクトル
をベ−スからその関節の手前まですべて加えたものであ
る。
[Equation 6] The position coordinates of each joint represented by Pi in the base coordinate system (0) is the sum of arm vectors represented in the base coordinate system from the base to the front of the joint. ..

【0032】[0032]

【数7】 特に、先端部の位置座標をベ−ス座標系(0)により表現
されたものは、ベ−ス座標系で表現されたア−ムベクト
ルをすべて加えたものである。
[Equation 7] In particular, the coordinates of the position of the tip portion expressed by the base coordinate system (0) are the sum of all arm vectors expressed by the base coordinate system.

【0033】[0033]

【数8】 駆動制御ソフトウェアでは、各関節の角度から手先の位
置・姿勢を求める計算として、この(2) 式がプログラミ
ングされているが、この(2) 式において、A行列の要素
A0(02),A0(12),A0(22), ・・・・ ,An(02),An(1
2),An(22) を使っているが、A行列は (1)式で示した
ように複数の回転関節部における座標変換を表わすC行
列を順次掛け合わせたものであるから、構成されたマニ
ピュレータ本体において、何番目の関節がどの軸回りの
関係にあるのかを表わす信号を利用して、3種類のC行
列(即ち、X軸回りのC行列、Y軸回りのC行列、Z軸
回りのC行列)を選択して、順次掛け合わせることによ
りA行列を作成し、更に、L0,L1,……Lnを計測された信
号により書き換えれば、各関節角度から手先の位置・姿
勢を求める計算を書換えることができる。情報処理装置
54ではマニピュレ−タの自由度配置の変更に対応でき
るソフトウェアが用意されており、マニピュレータ本体
の駆動制御に使用するソフトウェアを「自動的に書き換
え」ている。(実際は、そのソフトウエアを構成するサ
ブルーチンのパラメータ等の設定が変更されることで、
所望の動作制御を行なうプログラムに自動的に変化す
る。)このように、全体の自由度構成を選択できる複数
種類、つまり第1から第6のの取付部22, 24, 2
7, 30, 32, 34をそれぞれ有した複数の関節部3
a〜3fの組合わせでマニピュレータ本体1が構成され
ている。したがって、取付部の種類を選択するだけで、
1つの関節部をある座標系におけるX軸回りの屈曲関節
にも、Y軸回りの屈曲関節にも、Z軸回りの旋回関節に
も使用でき、組立てを容易化できる。また、各関節部3
a〜3fのある座標系における自由度方向を示す識別信
号を出力する識別信号発生器を備えているので、この識
別信号発生器の出力からマニピュレ−タの駆動制御に使
用するソフトウェアを書換えるのに必要な情報を得るこ
とができる。したがって、信号処理システム51を使っ
てソフトウェアを自動書換えすることが可能となる。こ
の結果、作業現場において人手を介して毎回プログラム
をエディットし、その後コンパイルやリンクといったソ
フトウェア開発のために行われていた一連の操作をなく
すことができる。しかも、作業現場で選択した自由度構
成に合わせて、たとえば各関節部の位置とハンド部の位
置との関係のソフトウェア、各関節部の速度とハンド部
の速度との関係のソフトウェア、各関節部の力とハンド
部の力との関係のソフトウェアなどを容易に変更するこ
とが可能となる。
[Equation 8] In the drive control software, this equation (2) is programmed to calculate the position and orientation of the hand from the angle of each joint. In this equation (2), elements A0 (02), A0 ( 12), A0 (22), ..., An (02), An (1
2) and An (22) are used, but the A matrix is constructed by sequentially multiplying the C matrix representing the coordinate transformation in a plurality of revolute joints as shown in the equation (1). In the main body of the manipulator, three kinds of C matrices (that is, a C matrix around the X axis, a C matrix around the Y axis, and a Z axis around the Z axis are used by using a signal that indicates which joint has a relationship around which axis. (C matrix of) and create the A matrix by sequentially multiplying it, and further rewriting L0, L1, ... Ln by the measured signal, the calculation to obtain the position / orientation of the hand from each joint angle Can be rewritten. The information processing device 54 is provided with software capable of coping with the change of the degree of freedom of the manipulator, and the software used for drive control of the manipulator body is "automatically rewritten". (Actually, by changing the settings of the parameters of the subroutines that make up the software,
The program automatically changes to the desired operation control. ) As described above, a plurality of types in which the overall degree of freedom configuration can be selected, that is, the first to sixth mounting portions 22, 24, 2
A plurality of joint parts 3 each having 7, 30, 32, 34
The manipulator main body 1 is configured by a combination of a to 3f. Therefore, just by selecting the type of mounting part,
One joint can be used as a bending joint around the X axis, a bending joint around the Y axis, and a swiveling joint around the Z axis in a coordinate system, and the assembly can be facilitated. Also, each joint 3
Since an identification signal generator that outputs an identification signal indicating the direction of freedom in a coordinate system of a to 3f is provided, the software used for driving control of the manipulator can be rewritten from the output of this identification signal generator. You can get the information you need. Therefore, the software can be automatically rewritten using the signal processing system 51. As a result, it is possible to manually edit the program at the work site every time and then eliminate the series of operations that have been performed for software development such as compiling and linking. Moreover, according to the degree of freedom selected at the work site, for example, software for the relationship between the position of each joint and the position of the hand, software for the relationship between the speed of each joint and the speed of the hand, each joint It is possible to easily change the software of the relationship between the force of the hand and the force of the hand unit.

【0034】なお、上述の実施例ではモジュール化され
た関節部だけを複数組み合わせてマニピュレータ本体1
を構成しているが、関節部間にアームを介在させてマニ
ピュレータ本体を構成しなければならない場合が往々に
してある。このような場合には、図9(a) 〜図9(c) に
それぞれ示すように、X軸延長用アーム61, Y軸延長
用アーム62およびZ軸延長用アーム63を用意してお
く。そして、X軸延長用アーム61の一端側に前述の第
1の取付部22を構成している取付孔と同じ配置に取付
孔64を設けて一方の取付部65とし、また他端側に前
述の第2の取付部24を構成している取付孔と同じ配置
に取付孔66を設けて他方の取付部67とする。同様
に、Y軸延長用アーム62の一端側に第1の取付部22
を構成している取付孔とは配列方向が90度異なる取付
孔68を設けて一方の取付部69とし、また他端側に前
述した第2の取付部24を構成している取付孔とは配列
方向が90度異なる取付孔70を設けて他方の取付部7
1とする。さらに、Z軸延長用アーム63の両端に第1
の取付部22および第2の取付部24を構成している取
付孔と同じ配置に取付孔72, 74を設けて取付部7
3, 75とする。
In the above embodiment, the manipulator main body 1 is constructed by combining only a plurality of modular joints.
However, it is often the case that the manipulator body must be constructed with an arm interposed between the joints. In such a case, an X-axis extension arm 61, a Y-axis extension arm 62 and a Z-axis extension arm 63 are prepared as shown in FIGS. 9 (a) to 9 (c). Then, a mounting hole 64 is provided in one end side of the X-axis extension arm 61 in the same arrangement as the mounting hole forming the above-mentioned first mounting portion 22 to form one mounting portion 65, and the other end side thereof is described above. The mounting hole 66 is provided at the same position as the mounting hole that constitutes the second mounting portion 24 of the above, and is used as the other mounting portion 67. Similarly, the first mounting portion 22 is attached to one end of the Y-axis extension arm 62.
The mounting holes 68 that are different in the arrangement direction from the mounting holes that configure the above-mentioned mounting holes are provided as one mounting portion 69, and the mounting holes that configure the above-described second mounting portion 24 on the other end side are The mounting holes 70 having the arrangement directions different by 90 degrees are provided, and the other mounting portion 7 is provided.
Set to 1. In addition, the Z-axis extension arm 63 has a first
The mounting holes 72 and 74 are provided in the same arrangement as the mounting holes forming the mounting portion 22 and the second mounting portion 24 of the mounting portion 7 of FIG.
3,75.

【0035】(第2実施例)図10には前述のアームと
モジュール化された7個の関節部3a〜7fとが組み合
わされて構成されたマニピュレータ本体の第2実施例が
示されている。また図11には同マニピュレータ本体1
aにおける各関節部の自由度の方向を示す等価図が示さ
れている。そして、この例においても、各関節部3a〜
3gには、これら各関節部3a〜3gのある直角座標系
における自由度の方向を示す識別信号を出力するための
切換スイッチ装置が設けられている。各アームの長さは
既知であるため、結局、前記第1実施例と同様の効果を
得ることができる。
(Second Embodiment) FIG. 10 shows a second embodiment of the manipulator main body constructed by combining the above-mentioned arm and seven modularized joints 3a to 7f. Further, FIG. 11 shows the manipulator body 1
An equivalent diagram showing the directions of the degrees of freedom of the respective joint portions in a is shown. Also in this example, the joints 3a to
3g is provided with a changeover switch device for outputting an identification signal indicating the direction of the degree of freedom in the Cartesian coordinate system in which each of the joint portions 3a to 3g is present. Since the length of each arm is known, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0036】図12には本実施例に係るマニピュレータ
装置のマニピュレータ本体を構成する関節部3の一例が
示されている。この例おいて、関節部3の本体部分は先
の実施例のものと同じ構成である。異なる点は関節部3
に付設されて関節部の自由度の方向を示す識別信号を発
生させる識別信号発生器として重力スイッチを用いてい
ることにある。
FIG. 12 shows an example of the joint portion 3 which constitutes the manipulator main body of the manipulator device according to this embodiment. In this example, the main body portion of the joint portion 3 has the same structure as that of the previous embodiment. The difference is the joint 3
The gravity switch is used as an identification signal generator that is attached to the device and generates an identification signal indicating the direction of the degree of freedom of the joint.

【0037】また、図13に示すように、重力スイッチ
76は、金属材で有底角筒状に形成されたケース77
と、このケース77の開口部を蓋するように装着された
絶縁材78と、一端部が絶縁材78に固定され、他端側
がケース77内に延びた横剛性を持つ針金79と、この
針金79の遊端部に固定された金属材製の接触子80と
で構成されている。そして、針金79とケース77とが
リード線を介して2ピン式のコネクタ120に接続され
ている。上記のように構成された重力スイッチ76は、
針金79が関節部3の回転中心線と平行するようにモー
タ部11の外面に固定されている。したがって、図12
に示されている関節部3を図13(a) 中X軸回りあるい
はY軸回りの屈曲関節として使用したときには、針金7
9により片持ちに支えられた接触子80がその自重によ
り導電性のケース77に接触し、コネクタ120の2本
のピン間が導通状態となる。一方、関節部3を図13
(b) 中Z軸回りの旋回関節として使用したときには、接
触子80がケース77に接触することがなく、コネクタ
120の2本のピン間が非導通状態となる。上記説明か
ら判るように、この例では関節部3を複数個組合わせて
マニピュレ−タ本体を構成したときに、各関節部が屈曲
関節として動作しているか、旋回関節として動作してい
るかをコネクタ120の2本のピン間の導通状態で外部
に示すことができる。
Further, as shown in FIG. 13, the gravity switch 76 is a case 77 formed of a metal material in the shape of a square cylinder with a bottom.
An insulating material 78 mounted so as to cover the opening of the case 77, a wire 79 having one end fixed to the insulating material 78 and the other end extending into the case 77 and having lateral rigidity, and the wire 79. A contact 80 made of a metal material is fixed to the free end portion of 79. The wire 79 and the case 77 are connected to the 2-pin type connector 120 via a lead wire. The gravity switch 76 configured as described above is
The wire 79 is fixed to the outer surface of the motor unit 11 so as to be parallel to the rotation center line of the joint unit 3. Therefore, FIG.
When the joint portion 3 shown in Fig. 13 is used as a bending joint about the X axis or the Y axis in Fig. 13 (a), the wire 7
The contactor 80, which is cantilevered by 9, contacts the conductive case 77 due to its own weight, and the two pins of the connector 120 are brought into conduction. On the other hand, the joint portion 3 is shown in FIG.
(b) When used as a swivel joint about the middle Z axis, the contact 80 does not come into contact with the case 77, and the two pins of the connector 120 become non-conductive. As can be seen from the above description, in this example, when a plurality of joint portions 3 are combined to form a manipulator main body, it is determined whether each joint portion operates as a bending joint or a swing joint. It can be shown externally by the conduction between the two pins of 120.

【0038】図14には上述の重力スイッチ76を備え
た6個の関節部3を図1に示したように組み合わせてマ
ニピュレータ本体を構成するとともに、各重力スイッチ
76の情報を信号処理システム51aが取り込んでその
制御に必要なソフトウェアを書換えしている図が示され
ている。各重力スイッチ76の情報はそれぞれ専用のコ
ネクタ52aおよびリード線を介して測定装置53aに
導入される。この場合、関節部3aにおいては非導通、
関節部3bにおいては導通、関節部3cにおいては導
通、関節部3dにおいては非導通、関節部3eにおいて
は導通、関節部3fにおいては導通と測定され、各関節
部3a〜3fは順に旋回関節、屈曲関節、屈曲関節、旋
回関節、屈曲関節、屈曲関節と判定される。そして、こ
の情報は情報処理装置54aに送られて、駆動制御に必
要なソフトウェアの書換え処理に供される。前記第1実
施例に示した手法はマニピュレ−タの駆動制御に用いる
ソフトウェアを書換えるための必要条件を満たしている
が、この実施例に示した方法は旋回関節か、屈曲関節か
の情報だけなので必要条件ではあるが、マニピュレ−タ
の駆動制御に用いるソフトウェアの自動書換えに使うこ
とはできない。しかし、ソフトウェアを書き換えるため
の情報を得るためには、少なくとも両方から得られた情
報に矛盾がないことが必要であるので、この実施例も先
の実施例と併用することにより、安全対策の2重チェッ
ク用として利用できる。
In FIG. 14, the manipulator main body is constructed by combining the six joint portions 3 provided with the above-described gravity switches 76 as shown in FIG. 1, and the signal processing system 51a transmits the information of each gravity switch 76. A figure is shown in which the software that is captured and rewritten for its control is rewritten. The information of each gravity switch 76 is introduced into the measuring device 53a through a dedicated connector 52a and a lead wire. In this case, the joint portion 3a is non-conductive,
It is measured that the joint portion 3b is conductive, the joint portion 3c is conductive, the joint portion 3d is non-conductive, the joint portion 3e is conductive, and the joint portion 3f is conductive. It is determined to be a flexion joint, a flexion joint, a turning joint, a flexion joint, or a flexion joint. Then, this information is sent to the information processing device 54a and is used for rewriting the software required for drive control. The method shown in the first embodiment satisfies the necessary condition for rewriting the software used for the drive control of the manipulator, but the method shown in this embodiment only provides information on the swing joint or the flexion joint. Therefore, although it is a necessary condition, it cannot be used for automatic rewriting of software used for drive control of a manipulator. However, in order to obtain the information for rewriting the software, it is necessary that at least the information obtained from both of them has no contradiction. Therefore, by using this embodiment together with the previous embodiment, the safety measure 2 It can be used for heavy check.

【0039】(変形例1)図15には本発明のマニピュ
レータ装置のマニピュレータ本体を構成する関節部3の
変形例が示されている。この例おいても関節部3の本体
部分は先の実施例のものと同じ構成である。異なる点は
関節部3に付設されて関節部の自由度の方向を示す識別
信号を発生させる識別信号発生器にある。この例では関
節部3を複数組合わせてマニピュレータ本体を構成した
とき、各関節部3の全てについて、ある直角座標上の何
軸回りに装着されているかを示す識別信号を自動的に発
生させるようにしている。
(Modification 1) FIG. 15 shows a modification of the joint portion 3 constituting the manipulator main body of the manipulator device of the present invention. Also in this example, the main body portion of the joint portion 3 has the same configuration as that of the previous embodiment. The difference lies in an identification signal generator that is attached to the joint section 3 and generates an identification signal indicating the direction of the degree of freedom of the joint section. In this example, when the manipulator main body is configured by combining a plurality of joint parts 3, it is possible to automatically generate an identification signal indicating how many axes on a certain rectangular coordinate are mounted for all the joint parts 3. I have to.

【0040】まず、この例では連結部材15, 16が非
導電性部材で形成されている。そして、連結部材15の
回転中心線と平行な部分19で、第3の取付部27を規
定する長方形の中心から図中Y軸上のプラス側に位置す
る上記長方形の短辺上に2本のピンを部分19の図中下
面に露出させる関係にコネクタ81を設けている。ま
た、連結部材15の部分19で、第5の取付部32を規
定する長方形の中心から図中X軸上のプラス側に位置す
る上記長方形の短辺上に2本のピンを部分19の図中下
面に露出させる関係にコネクタ82を設けている。さら
に、連結部材15の回転中心線と直交する部分17で、
第1の取付部22を規定する長方形の中心から図中Y軸
上のプラス側に位置する上記長方形の短辺上に2本のピ
ンを部分17の図中左外面に露出させる関係にコネクタ
83を設けている。各コネクタ81, 82, 83内に
は、図16に示すように、抵抗値がR0 、R1 、R2 の
抵抗体が収容されている。つまり、コネクタ81の2本
のピンが短絡されると端子84a, 84b間の抵抗値が
R0 となり、コネクタ82の2本のピンが短絡されると
端子85a, 85b間の抵抗値がR1 となり、コネクタ
83の2本のピンが短絡されると端子86a, 86b間
の抵抗値がR2 となるように構成されている。そして、
各コネクタ81, 82, 83の端子84a, 84b, 8
5a, 85b, 86a, 86bは対応するもの同志が共
通に接続されて2ピン式のコネクタ87に接続されてい
る。
First, in this example, the connecting members 15 and 16 are formed of non-conductive members. Then, at the portion 19 parallel to the rotation center line of the connecting member 15, two lines are provided on the short side of the rectangle located on the plus side on the Y axis in the figure from the center of the rectangle that defines the third mounting portion 27. The connector 81 is provided in such a manner that the pins are exposed on the lower surface of the portion 19 in the drawing. In addition, in the portion 19 of the connecting member 15, two pins are provided on the short side of the rectangle located on the plus side on the X-axis in the drawing from the center of the rectangle defining the fifth mounting portion 32. The connector 82 is provided so as to be exposed on the inner and lower surfaces. Further, in the portion 17 orthogonal to the rotation center line of the connecting member 15,
The connector 83 is so arranged that two pins are exposed on the left outer surface of the portion 17 on the short side of the rectangle located on the plus side on the Y axis in the figure from the center of the rectangle that defines the first attachment portion 22. Is provided. In each of the connectors 81, 82 and 83, as shown in FIG. 16, resistors having resistance values R0, R1 and R2 are housed. That is, when the two pins of the connector 81 are short-circuited, the resistance value between the terminals 84a and 84b becomes R0, and when the two pins of the connector 82 are short-circuited, the resistance value between the terminals 85a and 85b becomes R1. When the two pins of the connector 83 are short-circuited, the resistance value between the terminals 86a and 86b becomes R2. And
Terminals 84a, 84b, 8 of each connector 81, 82, 83
5a, 85b, 86a, 86b are connected to each other in common and are connected to a 2-pin type connector 87.

【0041】一方、連結部材16には、この連結部に連
結される関節部の自由度方向に対応させて、その関節部
に設けられている前記コネクタ81, 82, 83のいず
れかのコネクタの2本のピンを短絡させるための導電体
が取付けられている。すなわち、連結部材16の回転中
心線と平行な部分20で、第4の取付部30を規定する
長方形の中心から図中Y軸上のプラス側およびマイナス
側に位置する上記長方形の短辺上に導電体89, 90が
設けられている。また、連結部材16の回転中心線と直
交する部分18で、第2の取付部24を規定する長方形
の中心から図中Y軸上のプラス側およびマイナス側に位
置する上記長方形の短辺上に導電体91, 92が設けら
れている。さらに、図17に示すように、ベ−ス2に
も、取付部36を規定する長方形の中心から図中Y軸上
のプラス側およびマイナス側に位置する上記長方形の短
辺上に導電体93, 94が設けられている。
On the other hand, the connecting member 16 is provided with one of the connectors 81, 82 and 83 provided at the joint corresponding to the degree of freedom of the joint connected to the connecting portion. A conductor is attached to short the two pins. That is, in the portion 20 parallel to the rotation center line of the connecting member 16, on the short side of the rectangle located on the plus side and the minus side on the Y axis in the drawing from the center of the rectangle defining the fourth mounting portion 30. Conductors 89 and 90 are provided. Further, in the portion 18 orthogonal to the rotation center line of the connecting member 16, on the short side of the rectangle located on the plus side and the minus side on the Y axis in the figure from the center of the rectangle defining the second mounting portion 24. Conductors 91 and 92 are provided. Further, as shown in FIG. 17, the conductor 93 is also provided on the base 2 on the short sides of the rectangle located on the plus side and the minus side on the Y axis in the figure from the center of the rectangle defining the mounting portion 36. , 94 are provided.

【0042】図18にはコネクタ81, 82, 83およ
び導電体89, 90, 91, 92の取付けられた関節部
3を6個組み合わせて図1に示したマニピュレータ本体
を構成したときの各コネクタと導電体との位置関係が示
されている。この図において、白抜き長方形はコネクタ
を示し、黒塗り長方形は導電体を示している。表1には
このときに各関節部に設けられたコネクタ87から得ら
れた抵抗値およびその処理手法が示されている。
FIG. 18 shows each connector when the manipulator body shown in FIG. 1 is constructed by combining six joint parts 3 to which connectors 81, 82, 83 and conductors 89, 90, 91, 92 are attached. The positional relationship with the conductor is shown. In this figure, a white rectangle shows a connector and a black rectangle shows a conductor. Table 1 shows the resistance value obtained from the connector 87 provided at each joint at this time and the processing method thereof.

【0043】[0043]

【表1】 これらの図および表から判るように、関節部3aは抵抗
値R2 ,関節部3bは抵抗値R0 ,関節部3c抵抗値R
0 ,関節部3dは抵抗値R2 ,関節部3eは抵抗値R1
,関節部3fは抵抗値R1 と測定される。そこで、図
示しない測定装置は抵抗値R2 が測定された関節部につ
いては無条件にZ軸回りの回転関節であると判定する。
ここでは、関節部3aと関節部3dがZ軸回りであると
判定される。次に、抵抗値R0 の関節部は識別記号
“0”,抵抗値R1 の関節部は識別記号“1”,抵抗値
R2 の関節部は識別記号“2”,として、ベ−ス部の
“0”からハンド部に向かって2進数の足し算として順
次加えていく。そして、Z軸回りと判定された以外の関
節部で、最下位の数字が0ならばX軸回りの関節部、最
下位の数字が1ならばY軸回りの関節部であると判定す
る。ここでは、関節部3bと関節部3cと関節部3fと
がX軸回りであると判定され、関節部3eがY軸回りで
あると判定される。以上の方法により、このマニピュレ
−タ本体の構成は、第1関節から順に、“(Base)−Z
−X−X−Z−Y−X−(Hand)”であると判定され
る。そして、この情報は図示しない情報処理装置に導入
されて駆動制御のソフトウェアの自動書換えに供され
る。
[Table 1] As can be seen from these figures and tables, the joint portion 3a has a resistance value R2, the joint portion 3b has a resistance value R0, and the joint portion 3c has a resistance value R.
0, the joint portion 3d has a resistance value R2, and the joint portion 3e has a resistance value R1
, The joint portion 3f is measured as a resistance value R1. Therefore, a measuring device (not shown) unconditionally determines that the joint portion whose resistance value R2 is measured is a rotary joint about the Z axis.
Here, it is determined that the joints 3a and 3d are around the Z axis. Next, the joint having the resistance value R0 is identified by "0", the joint having the resistance value R1 is identified by "1", and the joint having the resistance value R2 is identified by "2". It is added sequentially from 0 "toward the hand part as a binary addition. Then, in the joints other than those determined to be around the Z-axis, if the lowest number is 0, it is determined to be a joint around the X-axis, and if the lowest number is 1, it is determined to be a joint around the Y-axis. Here, it is determined that the joint portion 3b, the joint portion 3c, and the joint portion 3f are around the X axis, and the joint portion 3e is around the Y axis. By the above method, the structure of the manipulator main body is "(Base) -Z" in order from the first joint.
-X-X-Z-Y-X- (Hand) ", and this information is introduced into an information processing device (not shown) and used for automatic rewriting of drive control software.

【0044】図15に示される関節部3を用い、かつ図
10に示すように途中にアームを介在させてマニピュレ
ータ本体を構成するときには、図19に示すように、X
軸延長用アーム61,Y軸延長用アーム62およびZ軸
延長用アーム63に設けられた取付部65, 67, 6
9, 71, 73, 75を規定する長方形の短辺上に導電
体101〜112を取付ければよい。
When the manipulator main body is constructed by using the joint portion 3 shown in FIG. 15 and interposing an arm in the middle as shown in FIG. 10, as shown in FIG.
Mounting portions 65, 67, 6 provided on the axis extending arm 61, the Y axis extending arm 62, and the Z axis extending arm 63.
The conductors 101 to 112 may be attached on the short sides of the rectangle defining 9, 71, 73 and 75.

【0045】図20および図21にはコネクタ81, 8
2, 83および導電体89, 90,91, 92の取付け
られた7個の関節部3と図19に示されているX軸延長
用アーム61およびZ軸延長用アーム63とを組み合わ
せて図10に示したマニピュレータ本体1aを構成した
ときの各コネクタと導電体との位置関係が示されてい
る。この図において、白抜き長方形はコネクタを示し、
黒塗り長方形は導電体を示している。表2にはこのとき
に各関節部に設けられたコネクタ87から得られた抵抗
値およびその処理手法が示されている。
20 and 21, connectors 81, 8 are shown.
10 is a combination of the seven joints 3 to which 2, 83 and conductors 89, 90, 91, 92 are attached and the X-axis extension arm 61 and the Z-axis extension arm 63 shown in FIG. The positional relationship between each connector and the conductor when the manipulator main body 1a shown in FIG. In this figure, the white rectangle shows the connector,
Black rectangles indicate conductors. Table 2 shows the resistance value obtained from the connector 87 provided at each joint at this time and the processing method thereof.

【0046】[0046]

【表2】 これらの図および表から判るように、関節部3aは抵抗
値R0 ,関節部3bは抵抗値R1 ,関節部3cは非導
通,関節部3dは抵抗値R0 ,関節部3eは抵抗値R2
,関節部3fは抵抗値R0 ,関節部3gは抵抗値R1
と測定される。
[Table 2] As can be seen from these figures and tables, the joint part 3a has a resistance value R0, the joint part 3b has a resistance value R1, the joint part 3c is non-conductive, the joint part 3d has a resistance value R0, and the joint part 3e has a resistance value R2.
, The joint portion 3f has a resistance value R0, and the joint portion 3g has a resistance value R1.
Is measured.

【0047】そこで、測定装置(不図示)は、抵抗値R
2 の測定された関節部と、非導通であった関節部とを無
条件にZ軸回りの回転関節であると判定する。ここで
は、関節部3cと関節部3eがZ軸回りであると判定さ
れる。次に、抵抗値R0 の関節部は識別記号“0”,抵
抗値R1 の関節部は識別記号“1”,抵抗値R2 の関節
部は識別記号“2”,非導通の関節部は識別記号“1”
として、ベ−ス部の“0”からハンド部に向かって2進
数の足し算として順次加えていく。そして、Z軸回りと
判定された以外の関節部で、最下位の数字が0ならばX
軸回りの関節部、最下位の数字が1ならばY軸回りの関
節部であると判定する。ここでは、関節部3aと関節部
3dと関節部3eとがX軸回りであると判定され、関節
部3bと関節部3gとがY軸回りであると判定される。
Therefore, the measuring device (not shown) has a resistance value R
The measured joint portion of 2 and the joint portion that was not conducting are unconditionally determined to be rotary joints around the Z axis. Here, it is determined that the joint portions 3c and 3e are around the Z axis. Next, the joint having the resistance value R0 is the identification symbol "0", the joint having the resistance value R1 is the discrimination symbol "1", the joint having the resistance value R2 is the discrimination symbol "2", and the non-conducting joint is the discrimination symbol. "1"
As a result, binary numbers are sequentially added from "0" in the base portion toward the hand portion. If the lowest digit is 0 in joints other than those determined to be around the Z axis, X
The joint around the axis, if the lowest number is 1, it is determined to be the joint around the Y axis. Here, it is determined that the joint portion 3a, the joint portion 3d, and the joint portion 3e are around the X axis, and the joint portion 3b and the joint portion 3g are around the Y axis.

【0048】以上の方法により、このマニピュレ−タ本
体1aの構成が、第1関節から順に、“(Base)−X−
Y−Z−X−Z−X−Y−(Hand)”であると判定され
る。そして、この情報は図示しない情報処理装置に導入
されて駆動制御のソフトウェアの自動書換えに供され
る。
By the above method, the structure of the manipulator body 1a is "(Base) -X-" in order from the first joint.
YZXXZZXY- (Hand) ". Then, this information is introduced into an information processing device (not shown) and used for automatic rewriting of drive control software.

【0049】(変形例2)図22には本発明の実施例に
係るマニピュレータ装置のマニピュレータ本体を構成す
る関節部3の別な変形例が示されている。この例おいて
も関節部3の本体部分は先の実施例のものと同じ構成で
ある。この実施例が先の実施例と異なる点は、関節部3
に付設されて関節部の接続順番を示す識別信号と自由度
の方向を示す識別信号とを発生させる識別信号発生器に
ある。
(Modification 2) FIG. 22 shows another modification of the joint portion 3 constituting the manipulator body of the manipulator device according to the embodiment of the present invention. Also in this example, the main body portion of the joint portion 3 has the same configuration as that of the previous embodiment. This embodiment differs from the previous embodiment in that the joint portion 3
And an identification signal generator attached to the device for generating an identification signal indicating the connection order of joints and an identification signal indicating the direction of the degree of freedom.

【0050】この例では、マニピュレータ本体を組み立
てると、ベース側から最先端の関節部に至るまで測定線
が自動接続されるようにするとともに、各関節部の接続
順番を示す識別信号とその関節部がある直角座標上の何
軸回りに装着されているかを示す識別信号とを発生させ
るようにしている。この例においても連結部材15,1
6が非導電性部材で形成されている。そして、連結部材
15の回転中心線と平行な部分19で、第3の取付部2
7を規定する長方形の中心から図中Y軸上のプラス側に
位置する上記長方形の短辺上に各ピンを部分19の図中
下面に露出させる関係にコネクタ121を設けている。
また、連結部材15の部分19で、第5の取付部32を
規定する長方形の中心から図中X軸上のマイナス側に位
置する上記長方形の短辺上に各ピンを部分19の図中下
面に露出させる関係にコネクタ122を設けている。さ
らに、連結部材15の回転中心線と直交する部分17
で、第1の取付部22を規定する長方形の中心から図中
Y軸上のプラス側に位置する上記長方形の短辺上に各ピ
ンを部分17の図中左外面に露出させる関係にコネクタ
123を設けている。
In this example, when the manipulator main body is assembled, the measurement lines are automatically connected from the base side to the most advanced joint portion, and the identification signal indicating the connection order of each joint portion and the joint portion are connected. And an identification signal indicating how many axes are mounted on a rectangular coordinate system. Also in this example, the connecting members 15, 1
6 is formed of a non-conductive member. Then, at the portion 19 parallel to the rotation center line of the connecting member 15, the third mounting portion 2
A connector 121 is provided on the short side of the rectangle located on the plus side on the Y-axis in the figure from the center of the rectangle defining 7 to expose each pin to the lower surface of the portion 19 in the figure.
Further, in the portion 19 of the connecting member 15, each pin is provided on the short side of the rectangle located on the minus side on the X axis in the drawing from the center of the rectangle defining the fifth mounting portion 32, and the bottom surface of the portion 19 in the drawing is shown. The connector 122 is provided so as to be exposed. Further, the portion 17 orthogonal to the rotation center line of the connecting member 15
Then, in a relation that the respective pins are exposed to the left outer surface of the portion 17 on the figure on the short side of the rectangle located on the plus side on the Y axis in the figure from the center of the rectangle that defines the first mounting portion 22, the connector 123 Is provided.

【0051】一方、連結部材16の回転中心線と直交す
る部分18で、第2の取付部24を規定する長方形の中
心から図中Y軸上のプラス側に位置する上記長方形の短
辺上に各ピンを部分18の図中右外面に露出させる関係
にコネクタ124を設けている。また、連結部材16の
回転中心線と平行する部分20で、第6の取付部34を
規定する長方形の中心から図中X軸上のマイナス側に位
置する上記長方形の短辺上に各ピンを部分20の図中上
面に露出させる関係にコネクタ125を設けている。さ
らに、部分20で、第4の取付部30を規定する長方形
の中心から図中Y軸上のプラス側に位置する上記長方形
の短辺上に各ピンを部分20の図中上面に露出させる関
係にコネクタ126を設けている。この例の場合、各コ
ネクタ121〜126としては、9本のピンを備えたも
のが用いられている。これらのピンのうちの1本にはグ
ランドを示すGの表示が付されており、他の8本のピン
にはそれぞれ1から8までの表示が付されている。そし
て、各コネクタ121〜126の対応するピン同志は、
図23および図24にも示すようにケーブル127によ
って共通に接続されている。
On the other hand, in the portion 18 orthogonal to the rotation center line of the connecting member 16, on the short side of the rectangle located on the plus side on the Y axis in the figure from the center of the rectangle defining the second mounting portion 24. A connector 124 is provided in such a manner that each pin is exposed on the right outer surface of the portion 18 in the drawing. Further, at the portion 20 parallel to the rotation center line of the connecting member 16, each pin is placed on the short side of the rectangle located on the minus side on the X axis in the drawing from the center of the rectangle defining the sixth mounting portion 34. The connector 125 is provided so as to be exposed on the upper surface of the portion 20 in the drawing. Further, in the portion 20, the relationship in which each pin is exposed on the upper surface of the portion 20 in the drawing on the short side of the rectangle located on the plus side on the Y axis in the drawing from the center of the rectangle defining the fourth mounting portion 30. Is provided with a connector 126. In the case of this example, each of the connectors 121 to 126 is provided with nine pins. One of these pins is labeled G to indicate ground, and the other eight pins are labeled 1 to 8, respectively. The corresponding pins of the connectors 121 to 126 are
As shown in FIGS. 23 and 24, they are commonly connected by a cable 127.

【0052】一方、モータ部11の外面には切換スイッ
チ128, 129が取付けられている。切換スイッチ1
28は、図24に示すように、全体で8個有した固定接
点群130と、この固定接点群130の中から1つの固
定接点を選択するための可動接点131とを備えてい
る。そして、摘み132を操作して指示針を文字盤上に
描かれている1から8の数字のいずれかに合わせると、
その数字に対応した接点番号の固定接点に可動接点13
1が接触するようになっている。固定接点群130を構
成している各固定接点は、その番号に対応した番号のコ
ネクタピンに接続されている。切換スイッチ129は、
図24に示すように、X固定接点133,Y固定接点1
34およびZ固定接点135と、これらの中から1つの
固定接点を選択するための可動接点136とを備えてい
る。そして、摘み137を操作して指示針を文字盤上に
描かれているX, Y, Zの文字のいずれかに合わせる
と、その文字に対応した固定接点に可動接点136が接
触するようになっている。可動接点136は切換スイッ
チ128の可動接点131に接続されている。X固定接
点133,Y固定接点134およびZ固定接点135に
は、それぞれ抵抗値がRX , RY , RZ の抵抗体の一端
側が接続されており、これら抵抗体の他端側は共通に接
続されて前述のコネクタのグランドピンGに接続されて
いる。
On the other hand, changeover switches 128 and 129 are attached to the outer surface of the motor section 11. Changeover switch 1
As shown in FIG. 24, the reference numeral 28 includes a group of eight fixed contacts 130 and a movable contact 131 for selecting one fixed contact from the group of fixed contacts 130. Then, when the knob 132 is operated and the pointer is set to any one of the numbers 1 to 8 drawn on the dial,
The movable contact 13 is attached to the fixed contact of the contact number corresponding to that number.
1 comes into contact. Each fixed contact constituting the fixed contact group 130 is connected to a connector pin having a number corresponding to that number. The changeover switch 129 is
As shown in FIG. 24, X fixed contact 133 and Y fixed contact 1
34 and Z fixed contacts 135, and a movable contact 136 for selecting one fixed contact from these. Then, when the knob 137 is operated and the pointer is aligned with any of the letters X, Y, Z drawn on the dial, the movable contact 136 comes into contact with the fixed contact corresponding to the letter. ing. The movable contact 136 is connected to the movable contact 131 of the changeover switch 128. To the X fixed contact 133, the Y fixed contact 134, and the Z fixed contact 135, one end sides of resistors having resistance values RX, RY, and RZ are connected, respectively, and the other end sides of these resistors are commonly connected. It is connected to the ground pin G of the aforementioned connector.

【0053】さらに、図25に示すようにベ−ス2に
も、取付部36を規定する長方形の中心から図中Y軸上
のプラス側に位置する上記長方形の短辺上にコネクタ1
21〜126と同一構成のコネクタ138が各ピンを露
出させて取り付けられている。コネクタ138にはケー
ブル139が接続されており、このケーブル139は図
26に示す信号処理システム51bに選択的に接続され
る。関節部3およびベース2が上記のように構成されて
いるので、この関節部3を複数組合わせてマニピュレー
タ本体を構成すると、隣り合う関節部に設けられている
コネクタ同志が自動的に接続される。なお、組み立てる
ときには、その関節部3のベース2からの順番と、その
関節部3のある直角座標上の自由度方向とを確認し、切
換スイッチ128の指示針を順番数に合わせるとともに
切換スイッチ129の指示針を自由度を示す軸に合せる
ようにする。
Further, as shown in FIG. 25, the connector 1 is also provided on the base 2 on the short side of the rectangle located on the plus side on the Y axis in the figure from the center of the rectangle defining the mounting portion 36.
A connector 138 having the same configuration as that of 21 to 126 is attached with each pin exposed. A cable 139 is connected to the connector 138, and the cable 139 is selectively connected to the signal processing system 51b shown in FIG. Since the joint portion 3 and the base 2 are configured as described above, when a plurality of joint portions 3 are combined to form a manipulator body, the connectors provided in the adjacent joint portions are automatically connected to each other. . When assembling, the order of the joint part 3 from the base 2 and the direction of the degree of freedom of the joint part 3 on a certain rectangular coordinate are confirmed, and the pointer of the changeover switch 128 is adjusted to the order number and the changeover switch 129 is set. Align the indicating needle with the axis showing the degree of freedom.

【0054】図26にはコネクタ121〜126および
切換スイッチ128, 129の取付けられた6個の関節
部3を組み合わせて図1に示したマニピュレータ本体1
を構成したときの関節部3aと関節部3bとの間の測定
用信号線の結線関係が示されている。この場合には、関
節部3aにおいては切換スイッチ128の指示針が文字
盤上の1の位置を指し、切換スイッチ129の指示針が
文字盤上のZの位置を指している。また、関節部3bに
おいては切換スイッチ128の指示針が文字盤上の2の
位置を指し、切換スイッチ129の指示針が文字盤上の
Xの位置を指している。したがって、信号処理定システ
ム51b側からケーブル139を介してグランドピンと
1番ピンとの間の抵抗値を測定すると抵抗値RZ が測定
され、グランドピンと2番ピンとの間の抵抗値を測定す
ると抵抗値RX が測定されることになる。これらの抵抗
値から関節部3aはZ軸回りと判定でき、関節部3bは
X軸回りと判定でき、以下同様に各関節部の軸回り方向
を判定できることになる。そして、判定結果は、情報処
理装置54bに送られて駆動制御のソフトウェアの自動
書換えに供される。
In FIG. 26, the manipulator main body 1 shown in FIG. 1 is shown by combining the six joint parts 3 to which the connectors 121 to 126 and the changeover switches 128 and 129 are attached.
The connection relationship of the measurement signal lines between the joint portion 3a and the joint portion 3b when the above is configured is shown. In this case, in the joint portion 3a, the pointer of the changeover switch 128 points to the 1 position on the dial, and the pointer of the changeover switch 129 points to the Z position on the dial. In the joint portion 3b, the pointer of the changeover switch 128 points to the position 2 on the dial, and the pointer of the changeover switch 129 points to the position X on the dial. Therefore, when the resistance value between the ground pin and the first pin is measured from the signal processing system 51b side via the cable 139, the resistance value RZ is measured, and when the resistance value between the ground pin and the second pin is measured, the resistance value RX is measured. Will be measured. From these resistance values, the joint portion 3a can be determined to be around the Z axis, the joint portion 3b can be determined to be around the X axis, and the axis rotation direction of each joint portion can be similarly determined. Then, the determination result is sent to the information processing device 54b for automatic rewriting of drive control software.

【0055】このような構成であると、測定時に引き回
す測定用ケーブルの数を少なくすることができるととも
に、各関節部の接続順番を間違えるような事態の発生を
少なくできる。なお、上記構成の関節部3を用い、かつ
図10に示すように途中にアームを介在させてマニピュ
レータ本体を構成するときには、図27, 図28, 図2
9に示すように、取付部65, 67, 69, 71, 7
3, 75を規定する長方形の短辺上に図示関係にコネク
タ140〜145を設け、これらを信号用のケーブル1
46〜148で接続したX軸延長用アーム61, Y軸延
長用アーム62およびZ軸延長用アーム63を用いれば
よい。
With such a configuration, it is possible to reduce the number of measurement cables to be laid around at the time of measurement, and it is possible to reduce the occurrence of a situation in which the connection order of each joint is wrong. Note that when the manipulator main body is constructed by using the joint portion 3 having the above-described configuration and interposing an arm in the middle as shown in FIG.
As shown in FIG. 9, the mounting portions 65, 67, 69, 71, 7
The connectors 140 to 145 are provided on the short side of the rectangle that defines 3, 75 in the illustrated relationship, and these are connected to the signal cable 1
The X-axis extension arm 61, the Y-axis extension arm 62, and the Z-axis extension arm 63 connected by 46 to 148 may be used.

【0056】(変形例3)図30には本発明の実施例に
係るマニピュレータ装置のマニピュレータ本体を構成す
る関節部3のさらに異なる変形例が示されている。この
例おいても関節部3の本体部分は先の実施例のものと同
じ構成である。また、この図では図22と同一部分が同
一符号で示してある。
(Modification 3) FIG. 30 shows a further modification of the joint portion 3 constituting the manipulator main body of the manipulator apparatus according to the embodiment of the present invention. Also in this example, the main body portion of the joint portion 3 has the same configuration as that of the previous embodiment. Also, in this figure, the same parts as those in FIG. 22 are denoted by the same reference numerals.

【0057】この例が先の例と異なる点は、関節部3に
付設されて関節部の接続順番を示す識別信号と自由度の
方向を示す識別信号とを発生させる識別信号発生器にあ
る。すなわち、この実施例では図22に示す実施例で用
いていた切換スイッチ129をなくし、代わりに図31
および図32に示すように、コネクタ121のグランド
ピンを除く8本のピンとコネクタ122のグランドピン
を除く8本のピンとの間に抵抗値Rの抵抗を介在させる
抵抗体151を接続し、さらにコネクタ122のグラン
ドピンを除く8本のピンとコネクタ123のグランドピ
ンを除く8本のピンとの間に抵抗値Rの抵抗を介在させ
る抵抗体152を接続している。また、コネクタ123
のグランドピンを含む9本のピンとコネクタ124, 1
25, 126の9本のピンとを対応するピン毎に共通に
接続している。
The difference of this example from the previous example is an identification signal generator which is attached to the joint 3 and generates an identification signal indicating the connection order of the joints and an identification signal indicating the direction of the degree of freedom. That is, in this embodiment, the changeover switch 129 used in the embodiment shown in FIG.
And, as shown in FIG. 32, a resistor 151 for interposing a resistor having a resistance value R is connected between the eight pins excluding the ground pin of the connector 121 and the eight pins excluding the ground pin of the connector 122. A resistor 152 for interposing a resistor having a resistance value R is connected between the eight pins excluding the ground pin 122 and the eight pins excluding the ground pin of the connector 123. In addition, the connector 123
Nine pins including the ground pin and connector 124, 1
The nine pins 25 and 126 are commonly connected to each corresponding pin.

【0058】図33にはコネクタ121〜126、切換
スイッチ128および抵抗体151,152の取付けら
れた6個の関節部3を組み合わせて図1に示したマニピ
ュレータ本体1を構成したときの関節部3aと関節部3
bとの間の測定用信号線の結線関係が示されている。こ
のような構成であると、その関節部がX軸回りの回転関
節として接続されていれば、その関節上において全ての
信号線で抵抗値が2R上昇し、またその関節部がY軸回
りの回転関節として接続されていれば、その関節上にお
いて全ての信号線で抵抗値が1R上昇し、さらにその関
節部がZ軸回りの回転関節として接続されていれば、そ
の関節上において全ての信号線で抵抗値が0R上昇、つ
まり変化しないことになる。すなわち、各関節部上で、
その信号線にその関節の回転方向を示す抵抗が直列に接
続される。関節がそれ以上接続されていなければ、測定
抵抗値は解放となり抵抗値の差が無限大となるので、使
用した関節モジュールの個数を知ることができる。した
がって、ケ−ブル139を介してグランドピンと各ピン
との間の抵抗値を測定し、その抵抗値の差を第1の関節
部から順に調べてゆけば、マニピュレ−タ本体の自由度
の数とその構成(X方向か、Z方向か)を知ることがで
きる。
In FIG. 33, the joint portion 3a when the manipulator main body 1 shown in FIG. 1 is constructed by combining the six joint portions 3 to which the connectors 121 to 126, the changeover switch 128 and the resistors 151 and 152 are attached. And joint 3
The connection relationship of the signal line for measurement with b is shown. With such a configuration, if the joint is connected as a rotary joint about the X axis, the resistance value increases by 2R on all the signal lines on the joint, and the joint moves about the Y axis. If it is connected as a revolute joint, the resistance value increases by 1R on all signal lines on that joint, and if the joint is connected as a revolving joint around the Z-axis, all signals on that joint are connected. The resistance value increases by 0R on the line, that is, it does not change. That is, on each joint,
A resistor indicating the rotation direction of the joint is connected in series to the signal line. If no more joints are connected, the measured resistance value is released and the difference in resistance values becomes infinite, so that the number of joint modules used can be known. Therefore, if the resistance value between the ground pin and each pin is measured through the cable 139 and the difference in the resistance values is checked in order from the first joint, the number of degrees of freedom of the main body of the manipulator can be obtained. The configuration (X direction or Z direction) can be known.

【0059】表3には図1に示したように組み立てられ
たマニピュレータ本体1に対して測定装置53cで測定
された測定結果と自由度構成の判定結果が示されてい
る。
Table 3 shows the measurement results of the manipulator body 1 assembled as shown in FIG. 1 measured by the measuring device 53c and the determination result of the degree of freedom configuration.

【0060】[0060]

【表3】 また、表4には図10に示したように組立てられたマニ
ピュレータ本体1aに対して測定装置53cで測定され
た測定結果と自由度構成の判定結果が示されている。
[Table 3] Further, Table 4 shows the measurement result measured by the measuring device 53c and the determination result of the degree of freedom configuration for the manipulator body 1a assembled as shown in FIG.

【0061】[0061]

【表4】 上述のように測定および判定された結果は、情報処理装
置54cに導入されて駆動制御のソフトウェアの自動書
換えに供される。したがって、この実施例においても前
記実施例と同様の効果を得ることができる。
[Table 4] The results of measurement and determination as described above are introduced into the information processing device 54c and provided for automatic rewriting of drive control software. Therefore, also in this embodiment, the same effect as that of the above embodiment can be obtained.

【0062】(変形例4)図34には本発明の実施例に
係るマニピュレータ装置のマニピュレータ本体を構成す
る関節部3の別の変形例が示されている。この例おいて
も関節部3の本体部分は先の実施例のものと同じ構成で
ある。また、この例では関節部の接続順番を示す識別信
号と自由度の方向を示す識別信号とを発生させる信号発
生器については図30に示された関節部と全く同じ手法
を採用している。
(Modification 4) FIG. 34 shows another modification of the joint portion 3 constituting the manipulator main body of the manipulator device according to the embodiment of the present invention. Also in this example, the main body portion of the joint portion 3 has the same configuration as that of the previous embodiment. Further, in this example, the signal generator that generates the identification signal indicating the connection order of the joints and the identification signal indicating the direction of the degree of freedom adopts exactly the same method as the joint shown in FIG.

【0063】この例が先の例と異なる点は、図35, 図
36, 図37, 図38および図39に示すように、各コ
ネクタ161〜166として、関節部の接続順番と自由
度の方向を測定するために供されるコネクタ部167a
と、関節部のフィードバックユニット12への接続に供
されるコネクタ部167bと、関節部のモータ部11へ
電力を供給するために供されるコネクタ部167cとを
一体化させたものを使用している。また、図38に示す
ように、関節部の接続順番と自由度の方向を測定するた
めに供される切換スイッチ部168に連動して、その関
節部のフィードバッユニット12とモータ部11とを対
応するコネクタ部のピンに接続する切換スイッチ部16
9, 170を有した切換スイッチ171を用いている。
このような構成を採用しても、先の実施例と同様の作用
効果を得ることができる。
This example differs from the previous example in that, as shown in FIGS. 35, 36, 37, 38 and 39, the connection order of the joints and the direction of the degree of freedom are set as the connectors 161 to 166. Portion 167a provided for measuring
And a connector part 167b used for connecting the joint part to the feedback unit 12 and a connector part 167c used for supplying electric power to the motor part 11 of the joint part are integrated. There is. Further, as shown in FIG. 38, the feedback unit 12 and the motor unit 11 of the joint are linked with the changeover switch unit 168 provided for measuring the connection order of the joints and the direction of the degree of freedom. Changeover switch unit 16 to be connected to the corresponding connector pin
A changeover switch 171 having 9,170 is used.
Even if such a configuration is adopted, it is possible to obtain the same effect as that of the previous embodiment.

【0064】(変形例5)図40には本発明の実施例に
係るマニピュレータ装置のマニピュレータ本体を構成す
る関節部3のさらに別な変形例が示されている。この例
おいても関節部3の本体部分は先の例のと同じ構成であ
る。また、この図では図30と同一部分が同一符号で示
してある。
(Modification 5) FIG. 40 shows still another modification of the joint portion 3 constituting the manipulator main body of the manipulator device according to the embodiment of the present invention. Also in this example, the main body portion of the joint portion 3 has the same configuration as in the previous example. Further, in this figure, the same parts as those in FIG. 30 are designated by the same reference numerals.

【0065】本実施例が図30に示された実施例と異な
る点は、関節部3に付設されて関節部の接続順番を示す
識別信号と自由度の方向を示す識別信号とを発生させる
識別信号発生器にある。すなわち、本実施例では、コネ
クタ121のグランドピンを除く8本のピンと中継コネ
クタ181のグランドピンを除く8本のピンとの間にそ
れぞれ抵抗値Rxの抵抗を介在させる抵抗体182を接
続し、またコネクタ122のグランドピンを除く8本の
ピンと中継コネクタ181のグランドピンを除く8本の
ピンとの間にそれぞれ抵抗値Ryの抵抗を介在させる抵
抗体183を接続し、さらにコネクタ123のグランド
ピンを除く8本のピンと中継コネクタ181のグランド
ピンを除く8本のピンとの間にそれぞれ抵抗値Rzの抵
抗を介在させる抵抗体184を接続している。そして、
コネクタ121, 122, 123のグランドピンをそれ
ぞれ中継コネクタ181のグランドピンに共通に接続
し、この中継コネクタ181のグランドピンを含む9本
のピンとコネクタ124, 125, 126の9本のピン
とを対応するピン毎に共通に接続している。
The present embodiment differs from the embodiment shown in FIG. 30 in that an identification signal is attached to the joint portion 3 to generate an identification signal indicating the connection order of the joint portions and an identification signal indicating the direction of the degree of freedom. Located in the signal generator. That is, in this embodiment, a resistor 182 for interposing a resistor having a resistance value Rx is connected between the eight pins excluding the ground pin of the connector 121 and the eight pins excluding the ground pin of the relay connector 181, and A resistor 183 for interposing a resistor having a resistance value Ry is connected between the eight pins of the connector 122 excluding the ground pin and the eight pins of the relay connector 181 excluding the ground pin, and the ground pin of the connector 123 is removed. A resistor 184 for interposing a resistor having a resistance value Rz is connected between the eight pins and the eight pins excluding the ground pin of the relay connector 181. And
The ground pins of the connectors 121, 122, 123 are commonly connected to the ground pins of the relay connector 181, and the nine pins including the ground pin of the relay connector 181 correspond to the nine pins of the connectors 124, 125, 126. Connected in common for each pin.

【0066】図41には、コネクタ121〜126、切
換スイッチ128および抵抗体182, 183, 184
の取り付けられた6個の関節部3を組み合わせて図1の
マニピュレータ本体1を構成したときの関節部3aと関
節部3bとの間の測定用信号線の結線関係が示されてい
る。このような構成であると、その関節部がX軸回りの
回転関節として接続されていれば、その関節上の全ての
信号線で抵抗値がRxだけ上昇する。また、その関節部
がY軸回りの回転関節として接続されていれば、その関
節上の全ての信号線で抵抗値がRyだけ上昇する。ま
た、その関節部がZ軸回りの回転関節として接続されて
いれば、その関節上の全ての信号線で抵抗値がRzだけ
上昇し、さらにその関節部がベース側に隣接している関
節部と同じ方向の屈曲関節としてアーム部などを介在さ
せずに直接接続されていれば、その関節上の全ての信号
線で抵抗値がRxとRyとを並列接続したときの抵抗値
分だけ上昇する。すなわち、各関節部上で、その信号線
にその関節の回転方向を示す抵抗値を持った抵抗が直列
に接続される。したがって、ケ−ブル139を介してグ
ランドピンと各ピンとの間の抵抗値を測定し、その抵抗
値の差を第1の関節部から順に調べてゆけば、マニピュ
レ−タ本体の自由度の数と構成を知ることができる。
In FIG. 41, the connectors 121 to 126, the changeover switch 128 and the resistors 182, 183, 184 are shown.
6 shows the connection relationship of the measurement signal lines between the joint portions 3a and 3b when the manipulator main body 1 of FIG. 1 is configured by combining the six joint portions 3 attached to each other. With such a structure, if the joint is connected as a rotary joint around the X axis, the resistance value increases by Rx in all the signal lines on the joint. If the joint is connected as a rotary joint around the Y axis, the resistance value increases by Ry in all the signal lines on the joint. If the joint is connected as a rotary joint around the Z-axis, the resistance value increases by Rz in all the signal lines on the joint, and the joint is adjacent to the base side. If it is directly connected as a flexion joint in the same direction as without interposing an arm or the like, the resistance value of all signal lines on the joint increases by the resistance value when Rx and Ry are connected in parallel. . That is, on each joint, a resistor having a resistance value indicating the rotation direction of the joint is connected in series to the signal line. Therefore, if the resistance value between the ground pin and each pin is measured through the cable 139 and the difference in the resistance values is checked in order from the first joint, the number of degrees of freedom of the main body of the manipulator can be obtained. You can know the composition.

【0067】図42には図40に示される関節部3を6
個組み合わせて図1に示されたようなマニピュレータ本
体1を構成したときの各コネクタと抵抗体との接続関係
が立体的に示され、図43に同接続関係図が示されてい
る。これらの図は各関節部の接続状態に応じてRx, R
y, Rzのうちのどの抵抗値が加算されるかを説明する
ためのもので、判り易くするために単線で表示されてい
る。
FIG. 42 shows the joint 3 shown in FIG.
The connection relationship between each connector and the resistor when the individual manipulator main body 1 as shown in FIG. 1 is configured is shown three-dimensionally, and FIG. 43 shows the connection relationship diagram. These figures show Rx, R according to the connection state of each joint.
This is for explaining which resistance value of y and Rz is added, and is shown as a single line for easy understanding.

【0068】これら図42および図43から判るよう
に、ケーブル139を介してグランド線と1番ピンとの
間の抵抗値を測定するとRzが測定される。またグラン
ド線と2番ピンとの間の抵抗値を測定すると(Rz+R
x)が測定される。同様にグランド線と3番ピンとの間
の抵抗値、4番ピンとの間の抵抗値、以下同様に6番ピ
ンとの間の抵抗値を順次測定すると、{Rz+Rx+
(Rx・Ry)/(Rx+Ry)}、{Rz+Rx+
(Rx・Ry)/(Rx+Ry)+Rz}、{Rz+R
x+(Rx・Ry)/(Rx+Ry)+Rz+Ry}、
{Rz+Rx+(Rx・Ry)/(Rx+Ry)+Rz
+Ry+Rx}と測定される。上位番号のピンで得られ
た抵抗値と1つ下位のピンで得られた抵抗値との差を求
めると、Rz、Rx、(Rx・Ry)/(Rx+R
y)、Rz、Ry、Rxとなる。したがって、このマニ
ピュレータ本体1の自由度構成は、そのマニピュレータ
本体が設けられている場に設定された座標系において、
ベース2側から、“(Base)−Z−X−X−Z−Y−X−
(Hand)”であると判定される。この判定は、実際には図
41に示す測定装置53dで行われる。このようにして
測定および判定された結果は情報処理装置54dに導入
されて駆動制御のソフトウェアの自動書換えに供され
る。したがって、この実施例においても前記実施例と同
様の効果を得ることができる。そして、この実施例の場
合には、関節部がどのような関係に接続されていても各
関節部の接続順番および自由度の方向を確実に検出でき
る。
As can be seen from FIGS. 42 and 43, Rz is measured when the resistance value between the ground wire and the first pin is measured via the cable 139. When the resistance value between the ground wire and the 2nd pin is measured (Rz + R
x) is measured. Similarly, when the resistance value between the ground line and the 3rd pin and the resistance value between the 4th pin and the resistance value between the 6th pin and the like are sequentially measured, {Rz + Rx +
(Rx · Ry) / (Rx + Ry)}, {Rz + Rx +
(Rx · Ry) / (Rx + Ry) + Rz}, {Rz + R
x + (Rx · Ry) / (Rx + Ry) + Rz + Ry},
{Rz + Rx + (Rx · Ry) / (Rx + Ry) + Rz
+ Ry + Rx} is measured. When the difference between the resistance value obtained by the higher-order pin and the resistance value obtained by the one lower-order pin is calculated, Rz, Rx, (Rx · Ry) / (Rx + R
y), Rz, Ry, and Rx. Therefore, the degree of freedom configuration of the manipulator main body 1 is as follows in the coordinate system set at the place where the manipulator main body is provided.
From the base 2 side, "(Base) -Z-X-X-Z-Y-X-"
(Hand) "is determined. This determination is actually performed by the measuring device 53d shown in FIG. 41. The results of the measurement and determination thus performed are introduced into the information processing device 54d and drive control is performed. Therefore, the same effect as in the previous embodiment can be obtained in this embodiment, and in this case, the joints are connected in any relationship. However, the connection order of each joint and the direction of the degree of freedom can be reliably detected.

【0069】なお、本発明は上述の実施例および変形例
に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々変形して実施することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiments and modified examples, and various modifications can be carried out without departing from the gist of the present invention.

【0070】(第3実施例)図44には本発明の第3実
施例に係るマニピュレータ装置におけるマニピュレータ
本体1の概略構成が示されている。このマニピュレータ
本体1は、ベース2上にモジュール化された7個の関節
3a〜3gと3個のアーム4a〜4cを直列に接続する
とともに,最先端に位置する関節3gにハンド部に相当
する効果器5を取り付けた構成である。各関節3a〜3
gは、図44に示されている直角座標上において、図4
5に等価図として示される方向に自由度を持つように互
いに接続されている。各関節3a〜3gは、本実施例の
場合も、それぞれ同一寸法に形成されたモジュールであ
る。基本的には前述の第1実施例および第2実施例に採
用されている関節部とほぼ同様な仕様である。(参照、
図3(a) 〜図3(e) )ただし、具体的に本実施例におけ
る各関節3a〜3gは、部分17, 18の外面間距離が
20cm、部分19, 20を対向させた条件で部分19,
20の外面間距離が20cmの大きさに形成されている。
(Third Embodiment) FIG. 44 shows a schematic structure of a manipulator main body 1 in a manipulator device according to a third embodiment of the present invention. This manipulator main body 1 has a structure in which seven joints 3a to 3g and three arms 4a to 4c modularized on a base 2 are connected in series, and the joint 3g located at the leading edge has an effect equivalent to a hand portion. This is a configuration in which the container 5 is attached. Each joint 3a-3
g is on the Cartesian coordinates shown in FIG.
5 are connected to each other so as to have a degree of freedom in a direction shown as an equivalent diagram. Each joint 3a to 3g is a module formed to have the same size in this embodiment as well. Basically, the specifications are almost the same as the joints used in the first and second embodiments described above. (reference,
3 (a) to 3 (e)) However, specifically, the joints 3a to 3g in the present embodiment are partly provided under the condition that the distance between the outer surfaces of the parts 17 and 18 is 20 cm and the parts 19 and 20 face each other. 19,
The distance between the outer surfaces of 20 is formed to a size of 20 cm.

【0071】上記のように構成された各関節3a〜3g
は、実際に組み込まれるとき、たとえば図4(a) 〜(c)
に示す直角座標XYZ上で、X軸回りの回転を実現する
ときには同図(a) に示すように第3の取付部27と第4
の取付部30とが選択され、Y軸回りの回転を実現する
ときには同図(b) に示すように第5の取付部32と第6
の取付部34とが選択され、またZ軸回りの回転を実現
するときには同図(c)に示すように第1の取付部22と
第2の取付部24とが選択される。
Each joint 3a to 3g constructed as described above
Is actually installed, for example, as shown in FIGS. 4 (a) to 4 (c).
On the Cartesian coordinates XYZ shown in Fig. 4, when the rotation around the X-axis is realized, as shown in Fig. 7 (a), the third mounting portion 27 and the fourth mounting portion 27
When the mounting portion 30 of No. 6 is selected and rotation about the Y axis is realized, as shown in FIG.
And the first mounting portion 22 and the second mounting portion 24 are selected as shown in FIG. 7C when the rotation around the Z axis is realized.

【0072】各関節3a〜3gが上記のように構成され
ているので、たとえば出力の異なる関節でも、どのよう
な順番に接続してもマニピュレ−タ本体を構成すること
が可能であり、さらにすでに構成されたマニピュレ−タ
本体から関節の接続順序を入れ換えることによりマニピ
ュレ−タ本体の自由度配置を変更できる。また、関節ご
とに分割して作業現場まで運搬して、運搬したその場で
容易に組立てることができる。また、作業内容が決まっ
たときにその作業内容に適した自由度配置を選択して、
マニピュレ−タ本体を構成することができるので、マニ
ピュレ−タ本体の関節の性能を効率的に効果器の速度や
力として伝達できる。さらに作業内容が変更されたとき
にもその作業内容にふさわしい自由度構成にマニピュレ
−タ本体を容易に再構成できる。このように、1つの関
節を旋回関節としても、屈曲関節としても使用でき、さ
らに屈曲関節の屈曲方向を直交する2方向に選択できる
ように構成された7個の関節3a〜3gと後述する3個
のアーム4a〜4cとの組合わせによってマニピュレー
タ本体1が構成されている。マニピュレータ本体1に組
込まれた7つの関節3a〜3gには、その関節のベース
2からの接続順番を示す識別信号と、その関節の自由度
の方向を示す識別信号とを出力するための識別信号発生
器が設けられている。詳しくは、図46に示すように、
この識別信号発生器は次のように構成されている。すな
わち、連結部材15の回転中心線と平行な部分19で、
第3の取付部27を規定する長方形の中心から図中Y軸
上のプラス側に位置する上記長方形の短辺上に各ピンを
部分19の図中下面に露出させる関係にコネクタ41を
設けている。また、連結部材15の部分19で、第5の
取付部32を規定する長方形の中心から図中X軸上のマ
イナス側に位置する上記長方形の短辺上に各ピンを部分
19の図中下面に露出させる関係にコネクタ42を設け
ている。さらに、連結部材15の回転中心線と直交する
部分17で、第1の取付部22を規定する長方形の中心
から図中Y軸上のプラス側に位置する上記長方形の短辺
上に各ピンを部分17の図中左外面に露出させる関係に
コネクタ43を設けている。
Since each of the joints 3a to 3g is constructed as described above, it is possible to construct the manipulator main body even if the joints having different outputs are connected in any order. The degree of freedom of the manipulator body can be changed by changing the connection order of joints from the constructed manipulator body. Further, the joints can be divided and transported to a work site, and can be easily assembled on the spot where they are transported. Also, when the work content is decided, select the degree of freedom layout suitable for the work content,
Since the manipulator body can be configured, the performance of the joint of the manipulator body can be efficiently transmitted as the speed and force of the effector. Further, even when the work content is changed, the manipulator main body can be easily reconfigured into a structure having a degree of freedom suitable for the work content. As described above, one joint can be used as both a swivel joint and a flexion joint, and further, seven joints 3a to 3g and three joints 3a to 3g, which are configured so that the flexion direction of the flexion joint can be selected in two directions orthogonal to each other. The manipulator body 1 is configured by a combination with the individual arms 4a to 4c. An identification signal for outputting to the seven joints 3a to 3g incorporated in the manipulator main body 1 an identification signal indicating the order of connection of the joint from the base 2 and an identification signal indicating the direction of the degree of freedom of the joint. A generator is provided. For details, as shown in FIG.
This identification signal generator is constructed as follows. That is, in the portion 19 parallel to the rotation center line of the connecting member 15,
A connector 41 is provided on the short side of the rectangle located on the positive side on the Y-axis in the drawing from the center of the rectangle defining the third mounting portion 27 so as to expose each pin to the lower surface of the portion 19 in the drawing. There is. Further, in the portion 19 of the connecting member 15, each pin is provided on the short side of the rectangle located on the minus side on the X axis in the drawing from the center of the rectangle defining the fifth mounting portion 32, and the bottom surface of the portion 19 in the drawing is shown. The connector 42 is provided so as to be exposed. Further, in the portion 17 orthogonal to the rotation center line of the connecting member 15, each pin is placed on the short side of the rectangle located on the plus side on the Y axis in the figure from the center of the rectangle defining the first mounting portion 22. The connector 43 is provided so as to be exposed on the left outer surface of the portion 17 in the figure.

【0073】一方、連結部材16の回転中心線と直交す
る部分18で、第2の取付部24を規定する長方形の中
心から図中Y軸上のプラス側に位置する上記長方形の短
辺上に各ピンを部分18の図中右外面に露出させる関係
にコネクタ44を設けている。また、連結部材16の回
転中心線と平行する部分20で、第6の取付部34を規
定する長方形の中心から図中X軸上のマイナス側に位置
する上記長方形の短辺上に各ピンを部分20の図中上面
に露出させる関係にコネクタ45を設けている。さら
に、部分20で、第4の取付部30を規定する長方形の
中心から図中Y軸上のプラス側に位置する上記長方形の
短辺上に各ピンを部分20の図中上面に露出させる関係
にコネクタ46を設けている。
On the other hand, in the portion 18 orthogonal to the rotation center line of the connecting member 16, on the short side of the rectangle located on the plus side on the Y axis in the figure from the center of the rectangle defining the second mounting portion 24. A connector 44 is provided so as to expose each pin to the right outer surface of the portion 18 in the drawing. Further, at the portion 20 parallel to the rotation center line of the connecting member 16, each pin is arranged on the short side of the rectangle located on the minus side on the X axis in the figure from the center of the rectangle defining the sixth mounting portion 34. The connector 45 is provided so as to be exposed on the upper surface of the portion 20 in the drawing. Further, in the portion 20, the relationship in which each pin is exposed on the upper surface of the portion 20 in the drawing on the short side of the rectangle located on the plus side on the Y axis in the drawing from the center of the rectangle defining the fourth mounting portion 30. Is provided with a connector 46.

【0074】この例の場合、各コネクタ41〜46とし
ては、9本のピンを備えたものが用いられている。これ
らのピンのうちの1本にはグランドを示すGの表示が付
されており、他の8本のピンにはそれぞれ1から8まで
の表示が付されている。コネクタ41のグランドピンを
除く8本のピンと中継コネクタ47のグランドピンを除
く8本のピンとの間にはそれぞれX軸回りであることを
特徴づける抵抗値Rx(=10Ω)の抵抗を介在させる
抵抗体48が接続されており、またコネクタ42のグラ
ンドピンを除く8本のピンと中継コネクタ47のグラン
ドピンを除く8本のピンとの間にはそれぞれY軸回りで
あることを特徴づける抵抗値Ry(=20Ω)の抵抗を
介在させる抵抗体49が接続されており、さらにコネク
タ43のグランドピンを除く8本のピンと中継コネクタ
47のグランドピンを除く8本のピンとの間にはそれぞ
れZ軸回りを特徴づける抵抗値Rz(=30Ω)の抵抗
を介在させる抵抗体50が接続されている。コネクタ4
1, 42, 43のグランドピンは、それぞれ中継コネク
タ47のグランドピンに共通に接続されており、この中
継コネクタ47のグランドピンを含む9本のピンとコネ
クタ44, 45, 46の対応する9本のピンとはピン毎
に図47にも示すようにケーブル51によって共通に接
続されている。
In the case of this example, as each of the connectors 41 to 46, one having nine pins is used. One of these pins is labeled G to indicate ground, and the other eight pins are labeled 1 to 8, respectively. A resistor having a resistance value Rx (= 10Ω) interposed between the eight pins of the connector 41 excluding the ground pin and the eight pins of the relay connector 47 excluding the ground pin. The body 48 is connected, and the resistance value Ry (characterizing that the Y axis is around each of the eight pins excluding the ground pin of the connector 42 and the eight pins excluding the ground pin of the relay connector 47) A resistor 49 having a resistance of 20 Ω) is connected, and between the eight pins excluding the ground pin of the connector 43 and the eight pins excluding the ground pin of the relay connector 47, the Z-axis rotation is provided. A resistor 50 interposing a resistor having a resistance value Rz (= 30Ω) to be characterized is connected. Connector 4
The ground pins 1, 42, and 43 are commonly connected to the ground pins of the relay connector 47, and the nine pins including the ground pin of the relay connector 47 and the corresponding nine pins of the connectors 44, 45, and 46 are connected. The pins are commonly connected by cables 51 as shown in FIG. 47.

【0075】一方、モータ部11の外面には切換スイッ
チ52が取付けられている。切換スイッチ52は、図4
7に示すように、全体で8個有した固定接点群53と、
この固定接点群53の中から1つの固定接点を選択する
ための可動接点54とを備えている。そして、摘み55
を操作して指示針を文字盤上に描かれている1から8の
数字のいずれかに合わせると、その数字に対応した接点
番号の固定接点に可動接点54が接触するようになって
いる。可動接点54は、図47に示すようにケーブル5
1の位置において中継コネクタ47のグランドピンに接
続されており、また固定接点群53を構成している8個
の固定接点はケーブル51の位置において対応するピン
に接続されている。
On the other hand, a changeover switch 52 is attached to the outer surface of the motor section 11. The changeover switch 52 is shown in FIG.
As shown in FIG. 7, a fixed contact group 53 having eight in total,
The movable contact 54 is provided for selecting one fixed contact from the fixed contact group 53. And pick 55
When the pointer is moved to any of the numbers 1 to 8 drawn on the dial by operating, the movable contact 54 comes into contact with the fixed contact having the contact number corresponding to the number. The movable contact 54 is connected to the cable 5 as shown in FIG.
It is connected to the ground pin of the relay connector 47 at the position 1 and the eight fixed contacts forming the fixed contact group 53 are connected to the corresponding pins at the position of the cable 51.

【0076】ここで、摘み55は、ベース2からの順番
に相当した固定接点番号を選択するように組立て時に操
作される。たとえば、関節3aの場合には、ベース2を
基準にして1番目に設けられているので、可動接点54
と1番の固定接点との接触関係が成立するように操作さ
れる。
Here, the knob 55 is operated at the time of assembly so as to select a fixed contact number corresponding to the order from the base 2. For example, in the case of the joint 3a, since it is provided first with respect to the base 2, the movable contact 54
And the fixed contact No. 1 are operated so as to be established.

【0077】図48に示すように、ベ−ス2には、取付
部56を規定する長方形の中心から図中Y軸上のプラス
側に位置する上記長方形の短辺上にコネクタ41〜46
と同一構成のコネクタ57が各ピンを露出させて取り付
けられている。コネクタ57にはケーブル58が接続さ
れている。
As shown in FIG. 48, in the base 2, the connectors 41 to 46 are provided on the short sides of the rectangle located on the plus side on the Y axis in the figure from the center of the rectangle defining the mounting portion 56.
A connector 57 having the same configuration as the above is attached with each pin exposed. A cable 58 is connected to the connector 57.

【0078】また、X軸延長用のアーム4aは、具体的
には図49に示すように構成されている。すなわち、一
端側には前述した第1の取付部22を構成している取付
孔と同じ配置に、つまり長手辺を図中X軸と直交させる
ように描かれる長方形の各頂点位置に4つの取付孔60
を配置してなる取付部61が設けられており、他端側に
には長手辺を図中X軸と直交させるように描かれる長方
形の各頂点位置に4つの取付孔62を配置してなる取付
部63が設けられている。また、取付部61を規定する
長方形の中心から図中Y軸上のマイナス側に位置する上
記長方形の短辺上には各ピンを図中上面に露出させる関
係にコネクタ64が設けられている。同様に、取付部6
3を規定する長方形の中心から図中Y軸上のマイナス側
に位置する上記長方形の短辺上には各ピンを図中上面に
露出させる関係にコネクタ65が設けられている。各コ
ネクタ64, 65には、前記コネクタ41〜46と同様
に、1本のグランドピンと8本の信号ピンとが設けられ
ている。コネクタ64のグランドピンとコネクタ65の
グランドピンとは直接接続されている。また、コネクタ
64の8本の信号ピンとコネクタ65の8本の信号ピン
とは、図50に示すように、アーム4aの長さSxを特
徴づける抵抗値rxの抵抗をそれぞれ介在させる抵抗体
66とアーム4aの延長方向を特徴づけるインダクタン
ス値Lxのインダクタンスをそれぞれ介在させるインダ
クタ67とを直列に介して接続されている。つまり、抵
抗体66とインダクタ67とは、アーム4aの長さおよ
び方向を示す計測信号発生器68を構成している。
The X-axis extending arm 4a is specifically constructed as shown in FIG. That is, four attachments are arranged on one end side in the same arrangement as the attachment holes forming the above-described first attachment portion 22, that is, at each vertex position of a rectangle drawn so that the long side is orthogonal to the X axis in the drawing. Hole 60
Is provided and four attachment holes 62 are provided at the other end side at each apex position of a rectangle drawn so that the long side is orthogonal to the X axis in the drawing. A mounting portion 63 is provided. A connector 64 is provided on the short side of the rectangle located on the negative side on the Y-axis in the drawing from the center of the rectangle defining the mounting portion 61 so as to expose each pin to the upper surface in the drawing. Similarly, the mounting portion 6
A connector 65 is provided on the short side of the rectangle located on the negative side on the Y-axis in the figure from the center of the rectangle defining 3 so as to expose each pin to the upper surface in the figure. Each of the connectors 64 and 65 is provided with one ground pin and eight signal pins, like the connectors 41 to 46. The ground pin of the connector 64 and the ground pin of the connector 65 are directly connected. Further, the eight signal pins of the connector 64 and the eight signal pins of the connector 65 are, as shown in FIG. 50, a resistor 66 and an arm for interposing a resistor having a resistance value rx characterizing the length Sx of the arm 4a. The inductors 67, which interpose the inductances of the inductance value Lx characterizing the extension direction of 4a, are connected in series. That is, the resistor 66 and the inductor 67 configure a measurement signal generator 68 that indicates the length and direction of the arm 4a.

【0079】この例では、長さ10(cm)につき1( Ω)
の割合が採用され、Sxが30(cm)で、rxが3( Ω)
に設定されている。また、インダクタンスとしては、X
軸延長用のものについては10(H) ,Y軸延長用のもの
については20(H) ,Z軸延長用のものについては30
(H) の値が採用されている。したがって、アーム4aに
おけるLxは10(H) に設定されている。
In this example, 1 (Ω) per length 10 (cm)
Is adopted, Sx is 30 (cm), and rx is 3 (Ω)
Is set to. Also, as the inductance, X
10 (H) for axis extension, 20 (H) for Y axis extension, 30 for Z axis extension
The value of (H) is adopted. Therefore, Lx in the arm 4a is set to 10 (H).

【0080】Z軸延長用のアーム4b, 4cは、図51
に示すように形状可変構造、具体的には長さを可変でき
る構造に形成されている。すなわち、アーム4b, 4c
は、一端側にフランジ71を有した外円筒72と、一端
側にフランジ73を有するとともに他端側を外円筒72
の他端側に嵌入させて配置された内円筒74と、外円筒
72の他端部に設けられ、周方向に複数に分割されると
ともに先端に近付くにしたがって薄肉となる形状に形成
された押圧片75と、これら押圧片75の外面に一体的
に形成されたテーパ雄ねじ76と、図52に示すように
内面にテーパ雄ねじ76と螺合するテーパ雌ねじ77を
有し、両ねじの螺合度の増加に伴わせて押圧片75を内
円筒74の外面に強く押付ける締付けリング78とを備
えている。上記構成から判るように、アーム4b, 4c
は、外円筒72と内円筒74との嵌合度を変え、この状
態で締付けリング78を締付けることによってZ軸方向
の長さSzを自由に調整できるように構成されている。
なお、図中79は外円筒72の外面側から装着された回
り止め用のねじを示し、80はねじ79の先端部を嵌入
させるために内円筒74に軸方向へ沿って設けられたス
リットを示している。
The arms 4b and 4c for extending the Z axis are shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the shape is variable, specifically, the length is variable. That is, the arms 4b, 4c
Is an outer cylinder 72 having a flange 71 on one end side, a flange 73 on one end side, and an outer cylinder 72 on the other end side.
Of the inner cylinder 74 and the outer cylinder 72, both of which are fitted to the other end of the outer cylinder 72, are divided into a plurality of pieces in the circumferential direction, and are formed in a shape that becomes thinner as they approach the tip. 52, a taper male screw 76 integrally formed on the outer surfaces of the pressing pieces 75, and a taper female screw 77 that is screwed to the taper male screw 76 on the inner surface as shown in FIG. 52. A tightening ring 78 that strongly presses the pressing piece 75 against the outer surface of the inner cylinder 74 as the number increases. As can be seen from the above configuration, the arms 4b, 4c
Is configured such that the fitting degree between the outer cylinder 72 and the inner cylinder 74 is changed, and the tightening ring 78 is tightened in this state so that the length Sz in the Z-axis direction can be freely adjusted.
In the figure, reference numeral 79 denotes a rotation-preventing screw mounted from the outer surface side of the outer cylinder 72, and reference numeral 80 denotes a slit provided in the inner cylinder 74 along the axial direction for fitting the tip portion of the screw 79. Shows.

【0081】フランジ71には前述した第1の取付部2
2を構成している取付孔と同じ配置に、つまり長手辺を
図中X軸と直交させるように描かれる長方形の各頂点位
置に4つの取付孔81を配置してなる取付部82が設け
られ、さらにフランジ73にも長手辺を図中X軸と直交
させるように描かれる長方形の各頂点位置に4つの取付
孔83を配置してなる取付部84が設けられている。ま
た、フランジ71には取付部82を規定する長方形の中
心から図中Y軸上のマイナス側に位置する上記長方形の
短辺上に各ピンを図中上面に露出させる関係にコネクタ
85が設けられている。同様に、フランジ73にも取付
部84を規定する長方形の中心から図中Y軸上のマイナ
ス側に位置する上記長方形の短辺上に各ピンを図中下面
に露出させる関係にコネクタ86が設けられている。各
コネクタ85, 86には、前記コネクタ41〜46と同
様に、1本のグランドピンと8本の信号ピンとが設けら
れている。コネクタ85のグランドピンは、外円筒72
の内面に軸心線と平行に配設されたグランド線87に接
続されている。また、コネクタ85の8本の信号ピン
は、このアームの延びる方向を特徴づけるインダクタン
ス値Lzを介在させるインダクタ88を介して外円筒7
2の内面にグランド線87と平行に配設されてアームの
長さを特徴づける抵抗値rzを提供する8本の抵抗線8
9a〜89hに接続されている。
The flange 71 has the above-described first mounting portion 2
The mounting portion 82 is provided in the same arrangement as that of the mounting holes that form the structure No. 2, that is, four mounting holes 81 are arranged at each vertex of a rectangle drawn so that the long side is orthogonal to the X axis in the drawing. Further, the flange 73 is also provided with a mounting portion 84 in which four mounting holes 83 are arranged at each vertex position of a rectangle drawn so that its long side is orthogonal to the X axis in the drawing. A connector 85 is provided on the flange 71 so as to expose each pin to the upper surface in the figure on the short side of the rectangle located on the negative side on the Y axis in the figure from the center of the rectangle defining the mounting portion 82. ing. Similarly, a connector 86 is provided on the flange 73 so as to expose each pin to the lower surface in the figure on the short side of the rectangle located on the negative side on the Y axis in the figure from the center of the rectangle that defines the mounting portion 84. Has been. Each of the connectors 85 and 86 is provided with one ground pin and eight signal pins like the connectors 41 to 46. The ground pin of the connector 85 is the outer cylinder 72
Is connected to a ground wire 87 arranged on the inner surface of the parallel to the axis. Further, the eight signal pins of the connector 85 are connected to the outer cylinder 7 via an inductor 88 having an inductance value Lz that characterizes the extending direction of the arm.
Eight resistance wires 8 arranged on the inner surface of 2 parallel to the ground wire 87 to provide a resistance value rz characterizing the length of the arm.
9a to 89h.

【0082】一方、内円筒74の図中上端部内面には、
上記グランド線87および8本の抵抗線89a〜89h
に1対1の関係に摺動接触する合計9個の接触子90a
〜90iを有した接続器91が設けられている。この接
続器91の9個の信号ピンはケーブル92を介してコネ
クタ86の対応するピンに接続されている。上記構成か
ら判るように、インダクタ88と抵抗線89a〜89h
とは、アーム4b, 4cの長さおよび方向を示す計測信
号発生器93を構成している。
On the other hand, on the inner surface of the upper end of the inner cylinder 74 in the figure,
The ground line 87 and the eight resistance lines 89a to 89h
9 contactors 90a that slide-contact in a one-to-one relationship with
A connector 91 having ~ 90i is provided. The nine signal pins of the connector 91 are connected to the corresponding pins of the connector 86 via the cable 92. As can be seen from the above configuration, the inductor 88 and the resistance wires 89a to 89h.
And constitute a measurement signal generator 93 which indicates the lengths and directions of the arms 4b and 4c.

【0083】図53は計測信号発生器93の電気回路で
ある。この例では、先に説明したように、長さ10(cm)
につき1( Ω) の割合が採用されている。したがって、
アーム4b, 4cの長さSzが、たとえば60(cm)のと
きには、rzが6( Ω) となるように設定されている。
また、アーム4b, 4cは、Z軸延長用のものであるか
ら、Lzは30(H) に設定されている。マニピュレータ
本体1が上記のように構成されていると、このマニピュ
レータ本体1を組立てた後において、ある直角座標上に
おいて何番目の関節が何軸回りの関節として接続されて
いるか、またその途中に介在しているアームの方向およ
び長さがどのようなものであるかを直ちに知ることがで
きる。すなわち、図44に示されたようにマニピュレー
タ本体1が組め立てられると、各関節3a〜3gに搭載
されている識別信号発生器および各アーム4a〜4cに
搭載されている計測信号発生器68, 93は自動的に図
54および図55に示すように接続される。したがっ
て、ベース2から延びたケーブル58を使ってグランド
ピンと1番信号ピンとの間の抵抗分を測定すると、R=
Rx=10( Ω) が検出され、このRから1番目の関節
3aはX軸回りであることが判る。次に、グランドピン
と2番信号ピンとの間の抵抗分を測定すると、R=Rx
+rx+Ry=33( Ω) が検出される。この33(
Ω) と先に検出された10( Ω) との差をとると、23
( Ω) が得られ、この値から1桁目の値を除くと20(
Ω) が得られ、この値から2番目の関節3bはY軸回り
であることが判る。以下同様に、グランドピンと信号ピ
ンとの間の抵抗分を測定し、その値から前回得られた抵
抗分を差引くとともに1桁目の値を除いた抵抗値を確認
することによって、関節3c〜3gが何の軸回りに接続
されているかを知ることができる。
FIG. 53 shows an electric circuit of the measurement signal generator 93. In this example, as described above, the length is 10 (cm).
A ratio of 1 (Ω) is used for each. Therefore,
When the length Sz of the arms 4b and 4c is, for example, 60 (cm), rz is set to be 6 (Ω).
Since the arms 4b and 4c are for Z-axis extension, Lz is set to 30 (H). When the manipulator main body 1 is configured as described above, after the manipulator main body 1 is assembled, what number joint is connected as a joint around which axis on a certain rectangular coordinate, and is interposed in the middle thereof. You can immediately see what the direction and length of the arm is doing. That is, when the manipulator body 1 is assembled as shown in FIG. 44, the identification signal generators mounted on the joints 3a to 3g and the measurement signal generators 68 mounted on the arms 4a to 4c, 93 is automatically connected as shown in FIGS. 54 and 55. Therefore, when the resistance between the ground pin and the 1st signal pin is measured using the cable 58 extending from the base 2, R =
Rx = 10 (Ω) is detected, and it is understood from this R that the first joint 3a is around the X axis. Next, when measuring the resistance between the ground pin and the second signal pin, R = Rx
+ Rx + Ry = 33 (Ω) is detected. This 33 (
If we take the difference between 10) and the previously detected value of 10 (Ω),
(Ω) is obtained, and if the first digit value is excluded from this value, 20 (
Ω) is obtained, and it can be seen from this value that the second joint 3b is around the Y axis. Similarly, by measuring the resistance between the ground pin and the signal pin, subtracting the resistance obtained last time from that value, and confirming the resistance value excluding the value of the first digit, joints 3c to 3g You can know what axis is connected around.

【0084】一方、グランドピンと信号ピンとの間の抵
抗分を測定し、その値から前回得られた抵抗分を差引い
て得られた値中の1桁目の数字は、その間に介在してい
るアームの長さを示している。たとえば、グランドピン
と2番信号ピンとの間の抵抗分33( Ω) から先に検出
された10( Ω) との差をとると、23( Ω) が得られ
るが、この値中の1桁目の値3( Ω) はアーム4aの長
さ30(cm)に対応している。したがって、1桁目の値か
らアームの存在およびその長さを知ることができる。表
1は抵抗分から判定された各関節の軸回りおよび各アー
ムの長さを示している。
On the other hand, the first digit in the value obtained by measuring the resistance component between the ground pin and the signal pin and subtracting the resistance component obtained last time from the value is the arm interposed between them. Shows the length of. For example, if you take the difference between the resistance 33 (Ω) between the ground pin and the 2nd signal pin and 10 (Ω) detected earlier, you will get 23 (Ω), but the first digit of this value is The value of 3 (Ω) corresponds to the length 30 (cm) of the arm 4a. Therefore, the existence of the arm and its length can be known from the value of the first digit. Table 1 shows the axis around each joint and the length of each arm determined from the resistance.

【0085】[0085]

【表5】 上記の表の結果では、各関節の軸回りおよび各アームの
長さだけが判明し、各アームの方向までは判らない。そ
こで、次にグランドピンと各信号ピンとの間に交流電流
を流し、その閉回路のインピーダンスを測定し、得られ
たインピーダンスと先に測定された抵抗分とを使って閉
回路中のインダクタンスを測定する。先に説明したよう
に、各アーム4a〜4cに搭載された計測信号発生器6
8, 93には、これらアームの方向を特徴づけるインダ
クタンスが挿入されている。したがって、インダクタン
ス値が判れば、そのアームの方向を知ることができる。
インダクタンスの測定方法としては、たとえば図56に
示すように、抵抗RoとインダクタンスLoとの直列回
路を例にとると、まず回路に直流電圧Vdを印加し、そ
のときの電流idを使って抵抗Roを測定する。次に回
路に交流電圧Vaを印加し、そのときの電流iaを使っ
てインピーダンスZoを測定する。そして、Lo=(Z
o2 −Ro2 )0.5 /ωの関係からインダクタンスLo
を測定する。
[Table 5] From the results in the above table, only the axis of each joint and the length of each arm are known, not the direction of each arm. Therefore, next, an alternating current is passed between the ground pin and each signal pin, the impedance of the closed circuit is measured, and the inductance in the closed circuit is measured using the obtained impedance and the resistance measured previously. . As described above, the measurement signal generator 6 mounted on each of the arms 4a to 4c
Inductors 8 and 93 characterizing the directions of these arms are inserted. Therefore, if the inductance value is known, the direction of the arm can be known.
As a method of measuring the inductance, for example, as shown in FIG. 56, when a series circuit of a resistance Ro and an inductance Lo is taken as an example, first, a DC voltage Vd is applied to the circuit, and a resistance id is used by using a current id at that time. To measure. Next, the alternating voltage Va is applied to the circuit, and the impedance Zo is measured using the current ia at that time. And Lo = (Z
o2 −Ro2) 0.5 / ω, the inductance Lo
To measure.

【0086】表2には上記手法で測定されたインダクタ
ンス値およびアームの方向が示されている。
Table 2 shows the inductance value and the arm direction measured by the above method.

【0087】[0087]

【表6】 以上で各アーム4a〜4cの方向も判明した。一方、各
関節3a〜3gの大きさ、ベース2の厚み、効果器5の
大きさは予め判明しているので、結局、図44に示され
るマニピュレータ本体1の仕様は次表に示す如くであ
る。
[Table 6] From the above, the directions of the arms 4a to 4c were also found. On the other hand, since the sizes of the joints 3a to 3g, the thickness of the base 2, and the size of the effector 5 are known in advance, the specifications of the manipulator main body 1 shown in FIG. 44 are as shown in the following table. .

【0088】[0088]

【表7】 なお、上述の各値の測定は、図54に示すように、ケー
ブル58に信号処理装置100を接続して行われる。こ
の信号処理装置100では、測定装置101において上
述の測定が行われる。この測定によって得られた情報は
情報処理装置102に与えられ、この情報処理装置10
2によって前述の第1実施例の処理手法と同様に処理さ
れる。よって、このように構成されたマニピュレ−タ装
置における、各関節の軸回り情報、アームの存在位置情
報、アームの方向および長さ情報が得られたときのそれ
ら情報の利用方法についての詳しい説明は重複を避け省
略する。(参照:第1実施例) 上述のように本実施例においても、ある座標系における
自由度方向を示す識別信号を出力する識別信号発生器を
搭載し、しかもモジュール化された関節3a〜3gと、
方向および長さを示す信号を出力する計測信号発生器6
8, 93の搭載されたアーム4a〜4cとを組み合わせ
てマニピュレータ本体1が構成されている。したがっ
て、マニピュレ−タ本体1の駆動制御に使用するソフト
ウェアを書き換えるのに必要な情報のすべてを得ること
ができるので、信号処理システム100を使ってソフト
ウェアを自動書換えすることが可能である。その結果、
作業現場においてソフトウェア作成のために行われてい
た一連の操作(例えば、エディットし、コンパイルやリ
ンク等)をなくすことができ、作業現場で選択した自由
度構成に合わせて、例えば、各関節部の位置と手先効果
器(ハンド部)の位置との関係のソフトウェア,各関節
の速度と手先効果器の速度との関係のソフトウェア,各
関節の力と手先効果器の力との関係のソフトウェアなど
を容易にしかも自動的に書き換える(即ち、カスタマイ
ズする)ことが可能となる。
[Table 7] The measurement of each value described above is performed by connecting the signal processing device 100 to the cable 58, as shown in FIG. In the signal processing device 100, the above-described measurement is performed by the measuring device 101. The information obtained by this measurement is given to the information processing device 102, and the information processing device 10
2 is processed in the same manner as the processing method of the first embodiment described above. Therefore, in the manipulator device configured as described above, detailed description about how to use the information about the axis of each joint, the position information of the arm, the direction and length of the arm when the information is obtained Avoid duplication and omit. (Reference: First Embodiment) As described above, also in the present embodiment, the joint signals 3a to 3g which are equipped with the discrimination signal generator that outputs the discrimination signal indicating the direction of the degree of freedom in a certain coordinate system and are modularized. ,
Measurement signal generator 6 for outputting a signal indicating direction and length
The manipulator main body 1 is configured by combining the arms 4a to 4c on which 8, 93 are mounted. Therefore, all the information necessary for rewriting the software used to control the drive of the manipulator main body 1 can be obtained, so that the signal processing system 100 can be used to automatically rewrite the software. as a result,
It is possible to eliminate the series of operations (eg, editing, compiling, linking, etc.) that were performed at the work site to create software, and, for example, according to the degree of freedom configuration selected at the work site, Software for the relationship between the position and the position of the hand effector (hand part), software for the relationship between the speed of each joint and the speed of the hand effector, software for the relationship between the force of each joint and the force of the hand effector, etc. It is possible to easily and automatically rewrite (that is, customize).

【0089】なお、本発明は上述の実施例に限定されな
い。すなわち、上述の実施例ではベース側から方向や長
さを電気的に計測できるアームを組込んでいるが、本発
明の主旨はこのように構成されたものに限定されるもの
ではない。
The present invention is not limited to the above embodiment. That is, in the above-described embodiment, the arm capable of electrically measuring the direction and the length from the base side is incorporated, but the gist of the present invention is not limited to the one configured in this way.

【0090】たとえば、図57に示すように構成された
ものでもよい。すなわち、図には形状可変構造、具体的
には長さを変えることのできるZ軸延長用のアーム4d
が示されている。(なお、図51と同一部分は同一符号
で示してあるので、重複する部分の詳しい説明は省略す
る。)このアーム4dにおいては、外円筒72の内面
に、軸心線と平行に、かつフランジ71の近傍において
折り返す関係に抵抗線111を配設するとともに内円筒
74の図中上端部内面に上記抵抗線111に摺動接触す
る接触子112a, 112bを備えた接続器113を配
置し、接触子112a, 112bをケーブル114を介
して2ピン式のコネクタ115に接続したものとなって
いる。すなわち、この例では抵抗線111、接続器11
3、ケーブル114およびコネクタ115で計測信号発
生器116を構成し、コネクタ115のピン間で測定さ
れる抵抗値rzがアーム4dの長さに対応するようにし
ている。このように構成されたアーム4dを用いてもよ
い。なお、上記構成のアーム4dを用いると、このアー
ムより先端側に配置された関節の情報をベース側におい
て読み取ることができないので、情報伝達用の接続要素
を設けてもよいし、先端側の関節については識別信号発
生器の構造を変えて個別に読み取ることができるように
してもよい。
For example, it may be constructed as shown in FIG. That is, in the figure, a variable shape structure, specifically, a Z-axis extension arm 4d whose length can be changed.
It is shown. (Note that the same portions as those in FIG. 51 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the overlapping portions will be omitted.) In this arm 4d, the inner surface of the outer cylinder 72 is parallel to the axis and the flange. In the vicinity of 71, the resistance wire 111 is arranged in a folded relationship, and the connector 113 having the contacts 112a and 112b that slidably contact the resistance wire 111 is arranged on the inner surface of the upper end portion of the inner cylinder 74 in the drawing to make contact. The children 112a and 112b are connected to a 2-pin type connector 115 via a cable 114. That is, in this example, the resistance wire 111 and the connector 11
3, the cable 114 and the connector 115 constitute the measurement signal generator 116 so that the resistance value rz measured between the pins of the connector 115 corresponds to the length of the arm 4d. You may use the arm 4d comprised in this way. If the arm 4d having the above-mentioned configuration is used, the information of the joint arranged on the distal end side of this arm cannot be read on the base side. Therefore, a connection element for information transmission may be provided, or the joint on the distal end side may be provided. For the above, the structure of the identification signal generator may be changed so that they can be read individually.

【0091】図58には別の例に係るアームが示されて
いる。ここには形状可変構造、具体的には長さを変える
ことのできるZ軸延長用のアーム4eが示されている。
なお、この図においては図57と同一部分が同一符号で
示してある。したがって、重複する部分の詳しい説明は
省略する。このアーム4eにおいては、磁気式リニア・
スケールで計測信号発生器117を構成している。すな
わち、外円筒72の内面に沿わせ、かつ軸心線と平行す
るように棒状のセンサ本体118を配置するとともにセ
ンサ本体118の図中上端部を外円筒72の内面に固定
されたセンサ・アンプ119に接続している。そして、
内円筒74の図中上端部内面にセンサ本体118と嵌合
する関係にセンサ・ターゲット120を配置し、さらに
センサ・アンプ119をケーブル121を介してコネク
タ122に接続し、このコネクタ122を介しアーム4
eの長さSzに対応した信号を出力させるように構成さ
れている。
FIG. 58 shows an arm according to another example. Shown here is a shape-variable structure, specifically, an arm 4e for extending the Z axis, the length of which can be changed.
In this figure, the same parts as those in FIG. 57 are designated by the same reference numerals. Therefore, detailed description of the overlapping portions will be omitted. In this arm 4e, a magnetic linear
The measurement signal generator 117 is composed of a scale. That is, a sensor amplifier 118 having a rod-shaped sensor body 118 arranged along the inner surface of the outer cylinder 72 and parallel to the axial center line, and an upper end portion of the sensor body 118 in the figure fixed to the inner surface of the outer cylinder 72 is provided. It is connected to 119. And
A sensor target 120 is arranged on the inner surface of the upper end portion of the inner cylinder 74 in the figure so as to fit with the sensor body 118, and a sensor amplifier 119 is connected to a connector 122 via a cable 121, and an arm is connected via this connector 122. Four
It is configured to output a signal corresponding to the length Sz of e.

【0092】図59には別の例に係る形状可変構造、具
体的には円弧の長さを変えることのできる円弧状のアー
ム4fが示されている。アーム本体の基本構造は図51
に示されているものと同じで、一端側にフランジ131
を備えるとともに1点に中心を持つ円弧状に形成された
外円筒132と、一端側にフランジ133を備えるとと
もに上記点に中心を持つ円弧状に形成され、他端側を外
円筒132に嵌入させた内円筒134と、内円筒134
の嵌入度を所望の値に固定する固定機構135とで構成
されている。固定機構135は対向する関係に2組設け
られており、各組は外円筒132に設けられたスリット
136と、内円筒134に形成された図示しないねじ孔
と、外円筒132の外面側からスリット136を通して
上記ねじ孔に装着される止めねじ137とで構成されて
いる。なお、フランジ131, 133には、4つの取付
孔138, 139によって構成された取付部140, 1
41が設けられている。アーム4f内には、計測信号発
生器142が装着されている。この計測信号発生器14
2は、外円筒132の内面に軸心線に沿う関係に固定さ
れ、内円筒134に設けられたスリットを介して一部を
内円筒134内へ突出させた歯付ベルト143と、内円
筒134の内面に固定されるとともに歯付ベルト143
に噛合して回転するポテンションメータ144と、フラ
ンジ133に接続部を図中上面に露出させて取り付けら
れた2ピン式のコネクタ145と、このコネクタ145
とポテンションメータ144を接続するケーブル146
とで構成されている。そして、コネクタ145を介して
フランジ間の長さに対応した信号を出力させるようにし
ている。このように構成されたアームを用いることもで
きる。
FIG. 59 shows a variable shape structure according to another example, specifically, an arcuate arm 4f whose arc length can be changed. The basic structure of the arm body is shown in Fig. 51.
Same as shown in, but with flange 131 at one end
And an outer cylinder 132 formed in an arc shape having a center at one point and a flange 133 on one end side and formed in an arc shape having a center at the above point, and the other end side is fitted into the outer cylinder 132. Inner cylinder 134 and inner cylinder 134
And a fixing mechanism 135 for fixing the degree of insertion of the device to a desired value. Two sets of fixing mechanisms 135 are provided in a facing relationship, and each set includes a slit 136 provided in the outer cylinder 132, a screw hole (not shown) formed in the inner cylinder 134, and a slit from the outer surface side of the outer cylinder 132. It is composed of a set screw 137 which is attached to the screw hole through 136. It should be noted that the flanges 131, 133 have mounting portions 140, 1 constituted by four mounting holes 138, 139.
41 is provided. A measurement signal generator 142 is mounted in the arm 4f. This measurement signal generator 14
2 is a toothed belt 143 fixed to the inner surface of the outer cylinder 132 in a relationship along the axis, and a part of the toothed belt 143 protruding into the inner cylinder 134 through a slit provided in the inner cylinder 134; Is fixed to the inner surface of the toothed belt 143
A potentiometer 144 that meshes with and rotates, a 2-pin type connector 145 attached to the flange 133 with its connecting portion exposed on the upper surface in the drawing, and this connector 145.
146 that connects the potentiometer 144 with the
It consists of and. Then, a signal corresponding to the length between the flanges is output via the connector 145. An arm configured in this way can also be used.

【0093】図60にはさらに別の例に係るアームが示
されている。ここには形状可変構造、具体的には円弧の
長さを変えることのできる円弧状のアーム4gが示され
ている。アーム本体の基本構造は図59に示されている
ものと同じである。したがって、図59と同一部分が同
一符号で示してある。この例が図59に示すものと異な
る点は、計測信号発生器150にある。計測信号発生器
150は、基本的には図51に示されているものと同様
に、外円筒132の内面に配設された1本のグランド線
151および8本の抵抗線152a〜15hと、内円筒
134の固定されるとともに上記各線に1対1の関係に
摺動接触する合計9個の接触子153を有した接続器1
54と、フランジ131に取付けられた9ピン式のコネ
クタ155と、フランジ133に取付けられた9ピン式
のコネクタ156と、このコネクタ156の各ピンを接
続器154の対応するピンに接続するケーブル157
と、グランド線151および8本の抵抗線152a15
2hをコネクタ155の対応するピンに接続するケーブ
ル158とで構成されている。そして、コネクタ15
5, 156を介してフランジ間の長さに対応した抵抗値
信号を出力するようにしている。
FIG. 60 shows an arm according to another example. Here, a shape-variable structure, specifically, an arcuate arm 4g capable of changing the length of an arc is shown. The basic structure of the arm body is the same as that shown in FIG. Therefore, the same parts as those in FIG. 59 are designated by the same reference numerals. This example is different from that shown in FIG. 59 in the measurement signal generator 150. The measurement signal generator 150 basically has one ground line 151 and eight resistance lines 152a to 15h arranged on the inner surface of the outer cylinder 132, similarly to the one shown in FIG. A connector 1 having a total of nine contacts 153 which are fixed to the inner cylinder 134 and are in sliding contact with the above wires in a one-to-one relationship.
54, a 9-pin type connector 155 attached to the flange 131, a 9-pin type connector 156 attached to the flange 133, and a cable 157 for connecting each pin of the connector 156 to a corresponding pin of the connector 154.
And the ground line 151 and the eight resistance lines 152a15
2h to a corresponding pin of the connector 155 and a cable 158. And the connector 15
A resistance value signal corresponding to the length between the flanges is output via 5, 156.

【0094】図61にはさらに別の例に係る屈曲型のア
ーム4hが示されている。このアーム4hの本体は、連
結部材161と、この連結部材161に対して回動自在
に連結された連結部材162と、両連結部材161, 1
62を所定の回動位置に固定するねじりダイアル16
3, 164(ただし、ねじりダイアル164は図示せ
ず。)とで構成されている。連結部材161, 162に
はそれぞれ取付けプレート165, 166が取付けてあ
り、これらプレート165, 166には4つの取付け孔
によって構成された取付部167, 168が形成されて
いる。連結部材161, 162の回動連結部には、それ
ぞれ回動中心を中心とする同一半径の曲面169, 17
0が形成されている。そして、曲面169, 170を利
用する関係に計測信号発生器171が設けられている。
計測信号発生器171は、曲面169上に平行に、かつ
周方向に向けて設けられた抵抗線172, 173と、曲
面170に取付けられて抵抗線172, 173に摺動接
触する接触子174, 175と、信号ピンを図中下面に
露出させる関係にプレート165に取付けられた2ピン
式のコネクタ176と、信号ピンを図中上面に露出させ
る関係にプレート166に取付けられた2ピン式のコネ
クタ177と、抵抗線171, 173の一端側をコネク
タ176の信号ピンに接続する接続線178と、接触子
174, 175をコネクタ177の信号ピンに接続する
接続線179とで構成されている。したがって、この例
に係るアーム4hにおいては、連結部材161, 162
の回動角度に対応した信号を計測信号発生器171から
出力させるように設定されている。
FIG. 61 shows a bent arm 4h according to yet another example. The main body of the arm 4h includes a connecting member 161, a connecting member 162 rotatably connected to the connecting member 161, and both connecting members 161, 1.
Torsion dial 16 for fixing 62 at a predetermined rotation position
3, 164 (however, the twist dial 164 is not shown). Mounting plates 165 and 166 are mounted on the connecting members 161 and 162, respectively, and mounting plates 167 and 168 formed by four mounting holes are formed on the plates 165 and 166, respectively. Curved surfaces 169 and 17 having the same radius centered on the center of rotation are provided at the rotation connection portions of the connection members 161 and 162, respectively.
0 is formed. The measurement signal generator 171 is provided so as to use the curved surfaces 169 and 170.
The measurement signal generator 171 includes resistance wires 172, 173 provided on the curved surface 169 in parallel and in the circumferential direction, and contactors 174 mounted on the curved surface 170 for sliding contact with the resistance wires 172, 173. 175, a 2-pin type connector 176 attached to the plate 165 so as to expose the signal pin to the lower surface in the figure, and a 2-pin type connector 176 attached to the plate 166 so as to expose the signal pin to the upper side in the figure 177, a connection line 178 that connects one end side of the resistance lines 171 and 173 to the signal pin of the connector 176, and a connection line 179 that connects the contacts 174 and 175 to the signal pin of the connector 177. Therefore, in the arm 4h according to this example, the connecting members 161, 162
The measurement signal generator 171 is set to output a signal corresponding to the rotation angle of.

【0095】図62には別の例に係るアームが示されて
いる。ここには屈曲型のアーム4iが示されており、図
61と同一部分が同一符号で示されている。したがっ
て、重複する部分の詳しい説明は省略する。この例が図
61に示すアームと異なる点は、計測信号発生器181
の構成にある。計測信号発生器181は、曲面169上
に周方向に向けて設けられた歯付ベルト182と、回転
駆動部が歯付ベルト182に噛合する関係に曲面170
に固定されたポテンションメータ183と、信号ピンを
図中上面に露出させる関係にプレート166に取付けら
れた2ピン式のコネクタ184と、ポテンションメータ
183の出力端をコネクタ184の信号ピンに接続する
接続線185とで構成されている。すなわち、この計測
信号発生器181では、連結部材161, 162の回動
角度に対応した信号をコネクタ184を介して出力させ
る。
FIG. 62 shows an arm according to another example. A bent arm 4i is shown here, and the same portions as those in FIG. 61 are designated by the same reference numerals. Therefore, detailed description of the overlapping portions will be omitted. This example differs from the arm shown in FIG. 61 in that the measurement signal generator 181
In the configuration. The measurement signal generator 181 includes a toothed belt 182 provided on the curved surface 169 in the circumferential direction, and a curved surface 170 in which the rotation driving unit meshes with the toothed belt 182.
Connected to the signal pin of connector 184, and a two-pin type connector 184 attached to plate 166 so as to expose the signal pin to the upper surface in the figure. Connection line 185 to That is, the measurement signal generator 181 outputs a signal corresponding to the rotation angle of the connecting members 161 and 162 via the connector 184.

【0096】図63にはさらに異なる例に係るブロック
化されたアームユニット4jが示されており、このアー
ムユニット4jを複数組合わせて構成されたアーム4k
が図64に示されている。アームユニット4jは、本体
が筒体191と、この筒体191の両端部に取付けられ
た取付フランジ192, 193とで構成されている。そ
して、このアームユニット4jには、計測信号発生器1
94が搭載されている。計測信号発生器194は、筒体
191の外面に沿うように設けられたグランド線195
と、グランド線195と平行に配設されて途中にアーム
ユニット4jの軸方向の長さLに相当する抵抗値rを示
す抵抗体196を介在させた信号線197と、グランド
線195および信号線197の一端側の接続されたピン
を図中上面に露出させる関係に取付フランジ192に取
付けられた2ピン式のコネクタ198と、グランド線1
95および信号線197の他端側の接続されたピンを図
中下面に露出させる関係に取付フランジ193に取付け
られた2ピン式のコネクタ199とで構成されている。
したがって、図64に示すように、アームユニット4j
をn個直列に接続してアーム4kを構成したときに、ア
ーム4kの両端部に位置するコネクタを介して抵抗値を
測定すると、n倍の抵抗値が測定されることになり、こ
の値からアーム4kの長さLnを知ることができる。な
お、アーム4kの一端側から抵抗値を測定できるように
するには、測定しようとする位置とは反対側に位置する
取付フランジに短絡用のコネクタを備えたフランジを装
着するようにすればよい。
FIG. 63 shows a blocked arm unit 4j according to a further different example, and an arm 4k constituted by combining a plurality of the arm units 4j.
Is shown in FIG. The arm unit 4j has a main body composed of a tubular body 191, and mounting flanges 192, 193 attached to both ends of the tubular body 191. The arm unit 4j includes a measurement signal generator 1
94 is mounted. The measurement signal generator 194 is provided with a ground line 195 provided along the outer surface of the cylindrical body 191.
A signal line 197 disposed in parallel with the ground line 195 and having a resistor 196 having a resistance value r corresponding to the axial length L of the arm unit 4j interposed therebetween, the ground line 195, and the signal line 195. A two-pin type connector 198 mounted on a mounting flange 192 and a ground wire 1 so that the connected pins on one end side of 197 are exposed on the upper surface in the figure.
95 and the two-pin type connector 199 mounted on the mounting flange 193 so that the connected pin on the other end side of the signal line 197 is exposed on the lower surface in the drawing.
Therefore, as shown in FIG. 64, the arm unit 4j
When n pieces are connected in series to form the arm 4k, and the resistance value is measured through the connectors located at both ends of the arm 4k, the resistance value n times is measured. The length Ln of the arm 4k can be known. In order to be able to measure the resistance value from one end side of the arm 4k, a flange provided with a short-circuit connector may be attached to a mounting flange located on the side opposite to the position to be measured. .

【0097】図65には別のブロック化されたアームユ
ニット4mが示されている。アームユニット4mは、図
64に示されているものと同様に、本体が筒体200
と、この筒体200の両端部に取付けられた取付フラン
ジ201, 202とで構成されている。筒体200は、
真っ直ぐではなく、ある点Pに中心を持つ半径L1 の円
弧の一部をなす曲り筒体によって形成されている。そし
て、この例では、取付フランジ201, 202間の長さ
が点Pを中心にしてθ=15゜に相当する値に設定され
ている。アームユニット4mには、計測信号発生器20
3が搭載されている。
FIG. 65 shows another block-shaped arm unit 4m. The arm unit 4m has a cylindrical body 200 similar to that shown in FIG.
And mounting flanges 201 and 202 mounted on both ends of the tubular body 200. The cylinder 200 is
Instead of being straight, it is formed by a curved cylinder that forms a part of an arc of radius L1 centered at a point P. Further, in this example, the length between the mounting flanges 201 and 202 is set to a value corresponding to θ = 15 ° centering on the point P. The arm unit 4m includes a measurement signal generator 20.
3 is installed.

【0098】計測信号発生器203は、図64に示す例
と同様に、グランド線204と、アームユニット4mを
構成している角度θに相当する抵抗値rを示す抵抗体2
05を途中に介在させた信号線206と、グランド線2
04および信号線206が接続された2ピン式のコネク
タ207, 208とで構成されている。この例ではアー
ムユニット4mを必要個数接続してアームを構成したと
き、このアームの一方の端部にフランジ209を接続す
るようにしている。このフランジ209にはアーム側の
コネクタに接続されるコネクタ210が設けてあり、こ
のコネクタ210には半径L1 を示すインダクタンスを
有したインダクタ211が接続されている。したがっ
て、この例では、測定されたインダクタンスの値からア
ームの曲率半径L1 を知ることができ、測定された抵抗
値からアームの弧の角度範囲を知ることができ、また両
者の関係からアームの弧の長さ知ることができる。この
ように構成されたアームを用いることもできる。
Similar to the example shown in FIG. 64, the measurement signal generator 203 has a resistor 2 having a resistance value r corresponding to the angle θ forming the ground line 204 and the arm unit 4m.
Signal line 206 in which 05 is interposed and the ground line 2
04 and a signal line 206 are connected to a 2-pin type connector 207, 208. In this example, when a necessary number of arm units 4m are connected to form an arm, a flange 209 is connected to one end of this arm. The flange 209 is provided with a connector 210 which is connected to a connector on the arm side, and an inductor 211 having an inductance showing a radius L1 is connected to the connector 210. Therefore, in this example, the radius of curvature L1 of the arm can be known from the value of the measured inductance, the angular range of the arc of the arm can be known from the measured resistance value, and the arc of the arm can be determined from the relationship between the two. You can know the length of. An arm configured in this way can also be used.

【0099】なお、上述の各種のアームは、モジュール
関節を用いるマニピュレータ本体に限らず、通常の関節
・アーム一体型のものにも使用できる。
The above-mentioned various arms are not limited to the manipulator main body using the module joints, but can also be used for a normal joint / arm integrated type.

【0100】(第4実施例)図66には、本発明の第4
実施例が図示されている。本実施例は前述の第3実施例
(図44)の構成を、各モジュールのサイズを異ならせ
ることにより、運用効率を高めた実際のマニプュレータ
本体の形状として望ましい組合せを開示している。本体
のベース2に接続する関節モジュール(3a, 3b)は
装置本体でも駆動力の大きなモジュールで構成されてい
る。一方、手先部(エンドエフェクター)5の近くに接
続する関節モジュール(3f, 3g)は小さな駆動力で
且つ軽量なモジュールで構成されている。また、アーム
モジュール等(4a, 4b, 4c, )も、手先部に近い
ものほど小さく細く軽いモジュールで構成されている。
(Fourth Embodiment) FIG. 66 shows a fourth embodiment of the present invention.
An example is illustrated. This embodiment discloses a desirable combination of the configurations of the above-described third embodiment (FIG. 44) as the shape of the actual manipulator main body in which the operating efficiency is improved by making the size of each module different. The joint modules (3a, 3b) connected to the base 2 of the main body are composed of modules having a large driving force even in the main body of the apparatus. On the other hand, the joint modules (3f, 3g) connected near the hand portion (end effector) 5 are composed of a lightweight module with a small driving force. Further, the arm modules and the like (4a, 4b, 4c,) are also composed of smaller, thinner and lighter modules as they are closer to the hand.

【0101】また、このモジュールの大きさを検知する
手法は次の通りである。すなわち、関節モジュールの大
きさおよびそのトルクは、そのモータの巻線の長さ(即
ち、抵抗値)に比例することを利用すると、関節モジュ
ールの大きさを示す信号は、この巻線と電源供給線との
抵抗値を検知することにより、相対的なモジュールの大
きさが容易に認識できる。また、アームモジュールは同
じ比率で長さに比例する計測信号が出力できる構成なら
ば、その太さ(軽さ)に無関係にソフトウエアの書換え
に利用できる。
The method of detecting the size of this module is as follows. That is, by utilizing the fact that the size of the joint module and its torque are proportional to the length (that is, the resistance value) of the winding of the motor, a signal indicating the size of the joint module is supplied to this winding and the power supply. The relative module size can be easily recognized by detecting the resistance value to the line. Further, the arm module can be used for rewriting software regardless of its thickness (lightness) as long as it can output a measurement signal proportional to length at the same ratio.

【0102】[0102]

【発明の効果】【The invention's effect】

(第1,第2実施例の効果)本発明によれば、1つの関
節部を旋回関節としても屈曲関節としても使用でき、さ
らに屈曲関節の屈曲方向を直交する2方向で選択できる
ので、複数の、たとえば出力の異なる関節部の場合で
も、またどのような順番に接続してもマニピュレ−タ本
体を構成することが可能である。また、すでに構成され
たマニピュレ−タから、関節部の接続順序を入れ換える
ことによりマニピュレ−タ本体の自由度配置を変更でき
るので、関節部ごとに分割して作業現場まで運搬して、
運搬したその場で作業内容に適した自由度配置のマニピ
ュレ−タ本体を構成できる。さらに、作業内容が変更さ
れた場合でも、その作業内容にふさわしい自由度構成の
マニピュレ−タを容易に再構成できる。そして、関節部
の故障に対しても、故障した関節部のみを交換すればマ
ニピュレ−タ本体を正常に動作させることができる。ま
た、旋回関節として用いる場合も、屈曲関節として用い
る場合も、1種類の関節部を用意しておけばよいので、
組立の容易化および保守の容易化を図ることができる。
さらに、それぞれの関節部が、ある座標系のX軸回りの
回転か、Y軸回りの回転か、Z軸回りの回転か、を識別
するための3種類の信号を発生できる識別信号発生器を
有しているので、これらの識別信号を使ってマニピュレ
−タ本体の駆動制御に使用するソフトウェアを書換える
作業を容易化できる。よって、構成の変更に伴うマニピ
ュレ−タの駆動制御プログラムの書換、変更に要する手
間や時間を短縮できる。また、所望によりそのプログラ
ムを自動書換え可能なマニピュレータ装置を提供するこ
とも可能である。
(Effects of First and Second Embodiments) According to the present invention, one joint can be used as both a swivel joint and a flexion joint, and the flexion direction of the flexion joint can be selected in two directions orthogonal to each other. It is possible to construct the manipulator main body even in the case of joints having different outputs, or in any order. Also, from the already configured manipulator, you can change the degree of freedom of the manipulator body by changing the connection order of the joint parts, so you can divide each joint part and transport it to the work site,
The manipulator main body can be configured with the degree of freedom suitable for the work contents on the spot where it is transported. Further, even when the work content is changed, the manipulator having the freedom degree suitable for the work content can be easily reconfigured. Then, even if the joint portion fails, the manipulator main body can be operated normally by replacing only the failed joint portion. Moreover, since it is sufficient to prepare one kind of joint portion both when it is used as a swing joint and when it is used as a flexion joint,
It is possible to facilitate assembly and maintenance.
Further, an identification signal generator capable of generating three kinds of signals for identifying whether each joint is a rotation about an X axis, a rotation about a Y axis, or a rotation about a Z axis of a coordinate system. Since it has them, the work of rewriting the software used for the drive control of the manipulator main body can be facilitated by using these identification signals. Therefore, it is possible to reduce the labor and time required for rewriting and changing the drive control program of the manipulator due to the change of the configuration. It is also possible to provide a manipulator device capable of automatically rewriting the program if desired.

【0103】(第3,第4実施例の効果)また本発明に
よれば、複数のアームのうちの少なくとも1つには、そ
れ自身の長さあるいは曲り角度を任意に設定可能な形状
可変手段と、上記長さあるいは曲り角度に対応した信号
を出力する計測信号発生器とが設けられているため、組
立て後であっても、アームの形状を変えることによっ
て、マニピュレータ本体の動作範囲の大きさを容易に変
更可能である。またこのとき、計測信号発生器の出力に
よってアームの長さあるいは曲り角度を正確に知ること
ができる。したがって、アームの形状を変えただけの変
更の場合には、変更前の情報と計測信号発生器の出力と
を使ってマニピュレータ本体を駆動制御するためのソフ
トウェアを自動書換えすることができる。
(Effects of Third and Fourth Embodiments) Further, according to the present invention, at least one of the plurality of arms has a shape varying means capable of arbitrarily setting its own length or bending angle. And a measurement signal generator that outputs a signal corresponding to the length or bending angle described above, the size of the operating range of the manipulator body can be changed by changing the shape of the arm even after assembly. Can be easily changed. Further, at this time, the length of the arm or the bending angle can be accurately known from the output of the measurement signal generator. Therefore, in the case of the change only by changing the shape of the arm, the software for driving and controlling the manipulator main body can be automatically rewritten using the information before the change and the output of the measurement signal generator.

【0104】また、新たにマニピュレータ本体を組み立
てたり、作業内容の変更に伴わせて再組立てをした場合
には、関節に自由度の方向に対応した信号を出力する識
別信号発生器を設ける方式と組合わせることによって、
マニピュレ−タ本体の駆動制御用ソフトウェアを書き換
えるのに必要な情報(例えば、必須な信号すなわち必須
パラメータ等)を得ることができる。よって、信号処理
装置により所望のソフトウェアを自動書換えすることも
可能となる。
Further, when the manipulator main body is newly assembled or reassembled in accordance with the change of the work content, the joint signal is provided with an identification signal generator for outputting a signal corresponding to the direction of the degree of freedom. By combining,
Information necessary for rewriting the drive control software of the manipulator body (for example, an essential signal, that is, an essential parameter) can be obtained. Therefore, it is possible to automatically rewrite desired software by the signal processing device.

【0105】つまり、今まで作業現場でおいてソフトウ
ェア作成の一連の操作(例えば、プログラムをエディッ
ト, コンパイル, リンク等)をなくすことがでる。例え
ば、作業現場で選択した自由度構成に合わせて、各関節
の位置とハンド部の位置との関係のプログラム、各関節
の速度とハンド部の速度との関係のプログラム、各関節
の力とハンド部の力との関係のプログラムなどを人手を
介して再作成するのではなく、本体のシステムが容易か
つ迅速にしかも自動的にそのプログラムを最適に変更す
ることが可能となる。
In other words, it is possible to eliminate a series of operations for software creation (eg, editing a program, compiling, linking, etc.) at the work site. For example, according to the degree of freedom configuration selected at the work site, a program for the relationship between the position of each joint and the position of the hand part, a program for the relationship between the speed of each joint and the speed of the hand part, the force of each joint and the hand Instead of manually recreating a program relating to the power of the department, the system of the main body can easily, quickly and automatically change the program optimally.

【0106】また、第4実施例のような出力の大きさの
異なる関節モジュールの適宜な組合せにより、実用的で
且つ駆動効率の高いモジュール型マニピュレータ装置を
提供することができる。
Further, by appropriately combining the joint modules having different output magnitudes as in the fourth embodiment, it is possible to provide a practical module manipulator device having high driving efficiency.

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

【図1】本発明の第1実施例に係るマニピュレータ装置
におけるマニピュレータ本体全体の斜視図、
FIG. 1 is a perspective view of an entire manipulator main body in a manipulator device according to a first embodiment of the present invention,

【図2】同マニピュレータ本体の等価図、FIG. 2 is an equivalent diagram of the manipulator body,

【図3】(a) 〜(e) は同マニピュレータ本体を構成する
関節部の実施例であり、(a) はその正面図、(b) は上面
図、(c) は左側面図、(d) は右側面図、(e) は下面図、
FIGS. 3 (a) to 3 (e) are examples of joints forming the manipulator body, FIG. 3 (a) is a front view thereof, FIG. 3 (b) is a top view, and FIG. d) is right side view, (e) is bottom view,

【図4】(a) 〜(c) は、同関節部の自由度の方向を変え
た3例の説明図、
4A to 4C are explanatory views of three examples in which the directions of the degrees of freedom of the joint are changed,

【図5】同関節部の拡大斜視図、FIG. 5 is an enlarged perspective view of the joint section,

【図6】同関節部に搭載された識別信号発生器の回路
図、
FIG. 6 is a circuit diagram of an identification signal generator mounted on the joint section,

【図7】各関節部に搭載された識別信号発生器と信号処
理システムとの接続状態を示す接続図、
FIG. 7 is a connection diagram showing a connection state between an identification signal generator mounted on each joint and a signal processing system;

【図8】識別信号発生器から情報を取出す手段を示す回
路図、
FIG. 8 is a circuit diagram showing a means for extracting information from an identification signal generator;

【図9】(a) 〜(c) は、3種類の延長用アームを示す斜
視図、
9A to 9C are perspective views showing three types of extension arms;

【図10】本発明の第2実施例に係る、同延長用アーム
と関節部とを組み合わせて構成されたマニピュレータ本
体全体の斜視図、
FIG. 10 is a perspective view of the entire manipulator body configured by combining the extension arm and the joint portion according to the second embodiment of the present invention;

【図11】同マニピュレータ本体の等価図、FIG. 11 is an equivalent diagram of the manipulator body,

【図12】本発明の第2実施例に係るマニピュレータ装
置におけるマニピュレータ本体を構成する関節部の拡大
斜視図、
FIG. 12 is an enlarged perspective view of a joint portion that constitutes a manipulator main body in the manipulator device according to the second embodiment of the present invention;

【図13】(a) および(b) は、同関節部に搭載された識
別信号発生器の構成説明図、
13 (a) and 13 (b) are configuration explanatory diagrams of an identification signal generator mounted on the joint.

【図14】各関節部に搭載された識別信号発生器と信号
処理システムとの接続状態を示す接続図、
FIG. 14 is a connection diagram showing a connection state between an identification signal generator mounted on each joint and a signal processing system;

【図15】本発明の実施例に係るマニピュレータ本体を
構成する関節部の変形例の1つを表わす拡大斜視図、
FIG. 15 is an enlarged perspective view showing one of modified examples of the joint portion that constitutes the manipulator main body according to the embodiment of the present invention;

【図16】同関節部に搭載された識別信号発生器の回路
図、
FIG. 16 is a circuit diagram of an identification signal generator mounted in the joint section,

【図17】同関節部を使用するマニピュレータ本体のベ
ースを示す斜視図、
FIG. 17 is a perspective view showing a base of a manipulator main body using the same joint section;

【図18】同関節部を組み合わせてマニピュレータ本体
を構成したときの識別信号発生器の動作関係を説明する
説明図、
FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating an operation relationship of the identification signal generator when the manipulator main body is configured by combining the joint parts;

【図19】(a) 〜(c) は、同関節部の組合わせによりマ
ニピュレータ本体を構成するときに用いる3種類の延長
用アームを示す斜視図、
19 (a) to (c) are perspective views showing three types of extension arms used when constructing a manipulator main body by combining the joint parts.

【図20】同関節部と同延長用アームとを組み合わせて
マニピュレータ本体を構成したときの識別信号発生器の
動作関係の一部を説明する説明図、
FIG. 20 is an explanatory view for explaining a part of the operation relation of the identification signal generator when the manipulator main body is configured by combining the joint portion and the extension arm.

【図21】同識別信号発生器の動作関係の残りを説明す
る説明図、
FIG. 21 is an explanatory diagram illustrating the rest of the operation relationship of the same identification signal generator;

【図22】本発明の実施例に係るマニピュレータ本体を
構成する関節部のさらに異なる変形例を表わす拡大斜視
図、
FIG. 22 is an enlarged perspective view showing still another modified example of the joint portion that constitutes the manipulator main body according to the embodiment of the present invention;

【図23】同関節部に搭載された識別信号発生器の接続
例を示す接続図、
FIG. 23 is a connection diagram showing a connection example of an identification signal generator mounted on the joint section;

【図24】同接続例の具体的な回路図、FIG. 24 is a specific circuit diagram of the same connection example;

【図25】同関節部を使用するマニピュレータ本体のベ
ースを示す斜視図、
FIG. 25 is a perspective view showing a base of a manipulator main body using the same joint section;

【図26】各関節部に搭載された識別信号発生器と信号
処理システムとの接続状態を示す接続図、
FIG. 26 is a connection diagram showing a connection state between an identification signal generator mounted on each joint and a signal processing system;

【図27】同関節部と組み合わせてマニピュレータ本体
を構成するときに用いるX軸延長用アームを示す斜視
図、
FIG. 27 is a perspective view showing an X-axis extension arm used when a manipulator main body is formed by combining it with the joint portion;

【図28】同関節部と組み合わせてマニピュレータ本体
を構成するときに用いるY軸延長用アームを示す斜視
図、
FIG. 28 is a perspective view showing a Y-axis extension arm used when the manipulator main body is configured by combining with the joint portion;

【図29】同関節部と組み合わせてマニピュレータ本体
を構成するときに用いるZ軸延長用アームを示す斜視
図、
FIG. 29 is a perspective view showing a Z-axis extension arm used when a manipulator main body is formed by combining the same with a joint portion;

【図30】本発明の実施例のマニピュレータ本体を構成
する関節部のさらに別の変形例を表わす拡大斜視図、
FIG. 30 is an enlarged perspective view showing still another modified example of the joint portion that constitutes the manipulator main body according to the embodiment of the present invention;

【図31】同関節部に搭載された識別信号発生器の接続
例、
FIG. 31 is a connection example of an identification signal generator mounted on the joint part,

【図32】同接続例の具体的な回路図、FIG. 32 is a specific circuit diagram of the same connection example,

【図33】各関節部に搭載された識別信号発生器と信号
処理システムとの接続状態を示す接続図、
FIG. 33 is a connection diagram showing a connection state between an identification signal generator mounted on each joint and a signal processing system;

【図34】本発明の実施例のマニピュレータ本体を構成
する関節部の異なる変形例を表わす拡大斜視図、
FIG. 34 is an enlarged perspective view showing a different modified example of the joint portion that constitutes the manipulator main body of the embodiment of the present invention;

【図35】同関節部に搭載されたコネクタの斜視図、FIG. 35 is a perspective view of a connector mounted in the joint section,

【図36】同関節部に搭載された識別信号発生器の接続
例、
FIG. 36 is a connection example of an identification signal generator mounted on the joint,

【図37】同関節部に付設された配線系統の一部を示す
接続図、
FIG. 37 is a connection diagram showing a part of a wiring system attached to the joint section;

【図38】同関節部に付設された配線系統のB−B線か
らC−C線までの接続図、
FIG. 38 is a connection diagram from the line BB to the line C-C of the wiring system attached to the joint.

【図39】同関節部に付設された配線系統のC−C線以
降の範囲の接続図。
[Fig. 39] Fig. 39 is a connection diagram of a range after the line C-C of the wiring system attached to the joint.

【図40】本発明の実施例のマニピュレータ本体を構成
する関節部のさらに異なる変形例を表わす拡大斜視図、
FIG. 40 is an enlarged perspective view showing still another modified example of the joint portion that constitutes the manipulator main body of the embodiment of the present invention;

【図41】同関節部に搭載された識別信号発生器の接続
例、
FIG. 41 is a connection example of an identification signal generator mounted on the joint,

【図42】同関節部を6個組み合わせて図1に示される
マニピュレータ装置本体を構成したときの各コネクタと
抵抗体との接続例の組合せ図、
42 is a combination diagram of connection examples of respective connectors and resistors when the manipulator device main body shown in FIG. 1 is configured by combining six joint parts.

【図43】同接続例の回路図、FIG. 43 is a circuit diagram of the same connection example;

【図44】本発明の第3実施例に係るマニピュレータ装
置におけるマニピュレータ本体の斜視図、
FIG. 44 is a perspective view of the manipulator main body in the manipulator device according to the third embodiment of the present invention,

【図45】同マニピュレータ本体の等価図、FIG. 45 is an equivalent diagram of the manipulator body,

【図46】同関節の拡大斜視図、FIG. 46 is an enlarged perspective view of the joint,

【図47】同関節に搭載された識別信号発生器の回路
図、
FIG. 47 is a circuit diagram of an identification signal generator mounted on the joint,

【図48】同マニピュレータ本体のベースを示す斜視
図、
FIG. 48 is a perspective view showing a base of the manipulator body,

【図49】同マニピュレータ本体に組込まれたX軸延長
用アームの斜視図、
FIG. 49 is a perspective view of an X-axis extension arm incorporated in the manipulator body;

【図50】同X軸延長用アームに組込まれた計測信号発
生器の回路図、
FIG. 50 is a circuit diagram of a measurement signal generator incorporated in the X-axis extension arm,

【図51】同マニピュレータ本体に組込まれたZ軸延長
用アームを一部切欠して示す斜視図、
FIG. 51 is a perspective view showing a Z-axis extension arm incorporated in the manipulator body with a part thereof cut away;

【図52】同Z軸延長用アームの長さ調整部を拡大して
示す断面図、
FIG. 52 is an enlarged sectional view showing a length adjusting portion of the Z-axis extending arm.

【図53】同Z軸延長用アームに搭載された計測信号発
生器の回路図、
FIG. 53 is a circuit diagram of a measurement signal generator mounted on the Z-axis extension arm,

【図54】各関節に搭載されている識別信号発生器と各
アームに搭載されている計測信号発生器との接続関係お
よび信号処理システムの接続関係の一部を示す図、
FIG. 54 is a diagram showing a part of the connection relation between the identification signal generator mounted on each joint and the measurement signal generator mounted on each arm and the connection relation of the signal processing system;

【図55】接続関係の残りを示す図、FIG. 55 is a diagram showing the rest of the connection relationship;

【図56】アームの長さおよび方向の計測原理を説明す
るための図、
FIG. 56 is a view for explaining the measurement principle of arm length and direction;

【図57】Z軸延長用アームの変形例を一部切欠して示
す斜視図、
FIG. 57 is a perspective view showing a modified example of a Z-axis extension arm with a part thereof cut away;

【図58】Z軸延長用アームの別の変形例を一部切欠し
て示す斜視図、
FIG. 58 is a perspective view showing another modification of the Z-axis extension arm with a part thereof cut away;

【図59】円弧型アームの例を一部切欠して示す斜視
図、
FIG. 59 is a perspective view showing an example of an arc-shaped arm with a part thereof cut away;

【図60】円弧型アームの別の例を一部切欠して示す斜
視図、
FIG. 60 is a perspective view showing another example of the arc-shaped arm with a part thereof cut away;

【図61】屈曲型アームの例を示す斜視図、FIG. 61 is a perspective view showing an example of a bendable arm,

【図62】屈曲型アームの別の例を示す斜視図、FIG. 62 is a perspective view showing another example of the bending arm,

【図63】ブロック型のアームユニットを示す斜視図、FIG. 63 is a perspective view showing a block type arm unit;

【図64】同アームユニットを組合わせて構成されたア
ームの側面図、
FIG. 64 is a side view of an arm configured by combining the arm units;

【図65】ブロック型のアームユニットの別の例を説明
するための側面図、
FIG. 65 is a side view for explaining another example of the block type arm unit;

【図66】本発明の第4実施例に係るマニピュレータ装
置における現実的なマニピュレータ本体の斜視図。
FIG. 66 is a perspective view of a realistic manipulator body in the manipulator device according to the fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a…マニピュレータ本体、 3,3a〜3g…関
節部、 4, 5…効果器、4a〜4m…アーム、 1
1…モータ部、 12…フィードバックユニット、1
3…固定軸、 14…回転軸、 15, 1
6…連結部材、22, 24, 27, 30, 32, 34…
第1〜第6の取付部、41〜46…識別信号発生器の一
部を構成する切換スイッチおよびコネクタ、48, 4
9, 50…識別信号発生器の一部を構成する抵抗器、5
1, 51a, 51b, 51c, 51d…信号処理システ
ム、52…識別信号発生器の一部を構成する切換スイッ
チ、61…X軸延長用アーム、62…Y軸延長用アー
ム、63…Z軸延長用アーム、76…識別信号発生器と
して重力スイッチ、81, 82, 83…識別信号発生器
の一部をなすコネクタ、89〜94,101〜111…
識別信号発生器の一部をなす導電体、121〜126…
識別信号発生器の一部をなすコネクタ、128, 129
…識別信号発生器を構成する切換スイッチ、151, 1
52, 182〜184…識別信号発生器の一部を構成す
る抵抗体、68, 93, 116, 117, 142, 15
0, 171, 181, 194, 203…計測信号発生
器。
1, 1a ... Manipulator main body, 3, 3a-3g ... Joint part, 4, 5 ... Effector, 4a-4m ... Arm, 1
1 ... Motor part, 12 ... Feedback unit, 1
3 ... Fixed shaft, 14 ... Rotation shaft, 15, 1
6 ... Connection member, 22, 24, 27, 30, 32, 34 ...
First to sixth mounting portions, 41 to 46 ... Changeover switch and connector forming part of the identification signal generator, 48, 4
9, 50 ... Resistors forming part of the identification signal generator, 5
1, 51a, 51b, 51c, 51d ... Signal processing system, 52 ... Changeover switch forming a part of identification signal generator, 61 ... X-axis extension arm, 62 ... Y-axis extension arm, 63 ... Z-axis extension Arm, 76 ... Gravity switch as identification signal generator, 81, 82, 83 ... Connector forming a part of identification signal generator, 89-94, 101-111 ...
Conductors forming a part of the identification signal generator, 121 to 126 ...
Connector forming part of the identification signal generator, 128, 129
... Switches constituting the identification signal generator, 151, 1
52, 182-184 ... Resistors forming part of the identification signal generator, 68, 93, 116, 117, 142, 15
0, 171, 181, 194, 203 ... Measurement signal generator.

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B25J 18/06 9147−3F 19/02 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location B25J 18/06 9147-3F 19/02

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 組合せにより装置を構成する複数の構成
モジュールと、それら前記モジュールの動作を制御する
駆動制御手段とから成るマニピュレ−タ装置において更
に、 前記構成モジュールに付設され当該モジュールに関する
所定の情報を収集し出力する情報出力手段と、 前記情報出力手段からの各情報を導入しそれら情報を基
にして所定の解析処理を行ない、各構成モジュールの動
作を規定する前記駆動制御手段の動作条件に変換する情
報処理手段と、 前記駆動制御手段に格納され起動される、上記の動作条
件を導入することで前記構成モジュールに新たな規定の
動作を行なわせる機能実現手段と、から構成されること
を特徴とするマニピュレ−タ装置。
1. A manipulator apparatus comprising a plurality of constituent modules which constitute an apparatus by combination and drive control means for controlling the operation of the modules, and further, predetermined information attached to the constituent modules and related to the module. An information output means for collecting and outputting, and performing a predetermined analysis process based on the information introduced from each information from the information output means, to the operation condition of the drive control means that defines the operation of each component module An information processing unit for converting; and a function realizing unit, which is stored and activated in the drive control unit and causes the constituent module to perform a new prescribed operation by introducing the above operating condition, Characteristic manipulator device.
【請求項2】 前記構成モジュールは、取付けの自由度
を選択的に決定できる複数種類の取付け部と、前記取付
け部に所定位置に接続された駆動源とから成る所定の方
向に選択的に可働できる関節ユニットおよび、所定方向
に延長されて成り選択的にその長さまたは角度を変更で
きるアームユニットであり、 更に、前記ユニットの何れかには、当該ユニットの選択
された現在の状態を選択的に設定可能で且つ、視覚的に
認識できる識別表示手段を有することを特徴とする請求
項1に記載のマニピュレ−タ装置。
2. The constituent module is selectively movable in a predetermined direction, which is composed of a plurality of types of mounting portions capable of selectively determining the degree of freedom of mounting and a drive source connected to the mounting portion at a predetermined position. A joint unit that can work, and an arm unit that is extended in a predetermined direction and that can selectively change its length or angle. Further, one of the units is selected from the selected current state of the unit. 2. The manipulator apparatus according to claim 1, further comprising identification display means that can be visually set and can be visually recognized.
【請求項3】 前記情報出力手段は、少なくとも前記各
関節ユニットまたは前記アームユニットの何れかに付設
され、 当該ユニット自身の固有のユニット種別情報と組合せの
自由度を表わす組合せ情報を検知収集し、識別信号とし
て出力する識別信号発生手段と、 当該ユニット自身の長さまたは曲り角度等の形状に関す
る情報を自ら検知するかまたは前記識別表示手段から収
集して計測信号として出力する計測信号発生手段と、か
ら構成されることを特徴とする請求項2に記載のマニピ
ュレ−タ装置。
3. The information output means is attached to at least one of the joint units or the arm unit, detects and collects unique unit type information of the unit itself and combination information indicating a degree of freedom of combination, An identification signal generating means for outputting as an identification signal, and a measurement signal generating means for detecting information about the shape of the unit itself such as length or bending angle by itself, or collecting from the identification display means and outputting as a measurement signal, The manipulator device according to claim 2, wherein the manipulator device is composed of:
【請求項4】 自由に組合せが選択できる複数のモジュ
ールと、その組合せに対応した所期の動作を制御する制
御手段とを有するモジュール型マニピュレータ装置にお
いて、 複数種類の取付けユニットと, 前記の取付けユニットに
所定の位置に装着された駆動源とから成る関節モジュー
ルと、 所定方向に延長され, 選択的にその長さまたは角度を変
更できるアームモジュール、が相互に組み合わされその
一部が構成されて成るマニピュレ−タ本体と、 前記モジュールの何れかに少なくとも1つ付設され、当
該モジュールの選択された現在の状態すなわち、当該モ
ジュール自身の固有のユニット種別情報と、その後の組
合せの自由度を表わす組合せ情報を選択的に検知または
手動設定可能で且つ、視覚的に認識できると共にそれら
情報を出力する識別表示手段と、 前記識別表示手段に接続され、上記の出力された情報を
導入し識別信号に変換して出力する識別信号発生手段
と、 当該ユニット自身の長さまたは曲り角度等の形状に関す
る情報を自ら計測して検知するかまたは, 前記識別表示
手段から収集し計測信号に変換して出力する計測信号発
生手段とを有し、 更に、前記各関節モジュールの各々の動作を規定し、前
記マニピュレータ本体として最適に駆動制御するための
書換え可能な駆動制御手段を格納し、前記識別信号発生
手段および計測信号発生手段からの各出力信号を基にし
て前記駆動制御手段の動作規定条件をそのマニピュレー
タ本体の組合せに最適なように変更した後に選択的に起
動する情報処理装置と、から構成されるマニピュレ−タ
装置。
4. A modular manipulator apparatus having a plurality of modules which can be freely selected in combination and a control means for controlling an intended operation corresponding to the combination, wherein a plurality of types of mounting units and the mounting unit are provided. A joint module consisting of a drive source mounted at a predetermined position and an arm module extending in a predetermined direction and capable of selectively changing its length or angle are mutually combined to form a part thereof. Manipulator main body, and at least one attached to any of the modules, the selected current state of the module, that is, unique unit type information of the module itself, and combination information indicating the degree of freedom of subsequent combinations. Can be selectively detected or manually set, and can be visually recognized and output that information. Identification display means, identification signal generation means that is connected to the identification display means, introduces the above-mentioned output information, converts the output information into an identification signal, and outputs the identification signal, and information about the shape such as the length or bending angle of the unit itself. Or a measurement signal generating unit that collects from the identification display unit, converts the measurement signal into a measurement signal, and outputs the measurement signal. Further, the manipulator defines each operation of each joint module. A rewritable drive control means for optimal drive control is stored as a main body, and the operation prescribing condition of the drive control means is defined based on each output signal from the identification signal generating means and the measurement signal generating means. And an information processing device which is selectively activated after being changed to the optimum combination.
【請求項5】 前記識別信号発生手段および前記計測信
号発生手段は、前記マニピュレータ本体が組み立てられ
る都度に自動的に前記識別信号および前記計測信号をそ
れぞれ出力することを特徴とする請求項4に記載のマニ
ピュレ−タ装置。
5. The identification signal generating means and the measurement signal generating means automatically output the identification signal and the measurement signal each time the manipulator main body is assembled. Manipulator device.
【請求項6】 前記情報処理装置は、前記計測信号発生
手段および前記識別信号発生手段から出力された各信号
を基にして、前記駆動制御手段の動作を規定する条件と
してのパラメータを前記マニュピュレータ本体が全体と
して稼働するように所定の解析を行なって算出し、その
因数を使用して選択的に前記駆動制御手段を再設定する
上記各発生手段に直結された信号処理手段を有すること
を特徴とする請求項4に記載のマニピュレ−タ装置。
6. The manipulator, wherein the information processing device sets a parameter as a condition for defining an operation of the drive control means on the basis of each signal output from the measurement signal generation means and the identification signal generation means. It has a signal processing means directly connected to each of the generating means for performing a predetermined analysis so that the main body operates as a whole and calculating and selectively resetting the drive control means by using a factor thereof. The manipulator device according to claim 4.
【請求項7】 前記識別信号発生手段は、前記識別信号
として前記の各関節モジュールの各々の組合せの自由度
をある座標系のある方向で示す第1の識別信号と、前記
の各関節部が接続される順番を示す第2の識別信号とを
出力することを特徴とする請求項4に記載のマニピュレ
ータ装置。
7. The identification signal generating means includes a first identification signal indicating, as the identification signal, a degree of freedom of each combination of the joint modules in a certain direction of a coordinate system, and the joint portions. The manipulator device according to claim 4, wherein the manipulator device outputs a second identification signal indicating a connection order.
【請求項8】 前記識別表示手段は、少なくとも、関節
部のベースからの順番を記す文字盤とその盤上の文字を
指す指示針とから成る第1の切換えスイッチと、関節部
の所定の直角座標上の組合せの自由な方向を記す文字盤
とその盤上の文字を指す指示針とから成る第2の切換え
スイッチと、の何れかから構成されていることを特徴と
する請求項4に記載のマニピュレ−タ装置。
8. The identification display means includes at least a first changeover switch including a dial for indicating the order of the joint from the base and an indicator needle for pointing a character on the dial, and a predetermined right angle of the joint. The second changeover switch comprising a dial for indicating a free direction of coordinate combination and a pointer for pointing a character on the dial, and a second changeover switch. Manipulator device.
【請求項9】 前記識別信号発生器は、金属の有底角筒
状のケースと、前記ケースの開口部に閉塞して付設され
る絶縁部材と、前記絶縁部材に一端が固定され他端が前
記ケース内に延び所定の剛性を有する針金部材と、前記
針金部材の遊端に固定された導電体と、前記ケースと前
記針金部材とにそれぞれリード線を介して接続するコネ
クタと、から構成される重力スイッチであることを特徴
とする請求項4に記載のマニピュレータ装置。
9. The identification signal generator includes a metal case having a bottomed rectangular tube shape, an insulating member attached to the opening of the case, and one end fixed to the insulating member and the other end. A wire member extending into the case and having a predetermined rigidity, a conductor fixed to a free end of the wire member, and a connector for connecting the case and the wire member via lead wires, respectively. The manipulator device according to claim 4, wherein the manipulator device is a gravity switch.
【請求項10】 前記計測信号発生手段は、長さが任意
に可変できる前記アームモジュールの長手方向の一端に
固定され、その他端は可動できる状態で端部が接続され
た棒状のセンサと、前記センサからの信号を増幅するセ
ンサアンプと、前記センサアンプにケーブルを介して接
続するコネクタと、から構成される磁気式リニアスケー
ルであることを特徴とする請求項4記載のマニピュレ−
タ装置。
10. The rod-shaped sensor, wherein the measurement signal generating means is fixed to one end in the longitudinal direction of the arm module whose length can be arbitrarily changed, and the other end is movably connected to the rod-shaped sensor. 5. The manipulator according to claim 4, wherein the magnetic linear scale comprises a sensor amplifier that amplifies a signal from the sensor and a connector that is connected to the sensor amplifier via a cable.
Device.
【請求項11】 前記複数のアームモジュールは、ある
座標系において、水平軸方向に延設される第1軸延長用
アームユニットと、前記水平軸に直交し鉛直方向でない
軸方向に延設される第2軸延長用アームユニットと、鉛
直軸回り方向に延設される第3軸延長用アームユニット
と、から構成される請求項4に記載のマニピュレ−タ装
置。
11. The plurality of arm modules, in a coordinate system, a first axis extending arm unit extending in a horizontal axis direction and an axis direction orthogonal to the horizontal axis and not in the vertical direction. The manipulator device according to claim 4, comprising a second axis extending arm unit and a third axis extending arm unit extending in a direction around the vertical axis.
【請求項12】 前記信号処理手段は、前記計測信号発
生手段からの第1の信号を基にして所定の動作条件を規
定する第1パラメータを生成する第1パラメータ生成手
段と、前記識別信号発生手段からの第2の信号を基にし
て所定の動作条件を規定する第2パラメータを生成する
第2パラメータ生成手段と、から構成され、 前記第1および第2パラメータ生成手段からの各第1、
第2パラメータを前記駆動制御手段に選択的にセットし
て、初期の動作条件と置換することを特徴とする請求項
6に記載のマニピュレ−タ装置。
12. The signal processing means generates a first parameter that defines a predetermined operating condition based on a first signal from the measurement signal generating means, and the identification signal generating means. Second parameter generating means for generating a second parameter that defines a predetermined operating condition based on a second signal from the first and second parameter generating means, respectively.
7. The manipulator apparatus according to claim 6, wherein a second parameter is selectively set in the drive control means to replace the initial operating condition.
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