JPH06320457A - Intelligent robot system - Google Patents

Intelligent robot system

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JPH06320457A
JPH06320457A JP11126593A JP11126593A JPH06320457A JP H06320457 A JPH06320457 A JP H06320457A JP 11126593 A JP11126593 A JP 11126593A JP 11126593 A JP11126593 A JP 11126593A JP H06320457 A JPH06320457 A JP H06320457A
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JP
Japan
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sensor
robot
control
detection information
information
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP11126593A
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Japanese (ja)
Inventor
Masami Tajima
正實 但馬
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To perform reliable prevention of the occurrence of a risk by providing a control mechanism to perform direct avoidance of a risk by means of mechanical state change information of a robot detected by means of a plurality of given sensors, a control mechanism to perform avoidance of a risk when it is decided from information that a risk occurs, and a control mechanism to control a drive part through a control part through decision of the occurrence of a risk by means of a remote operation control part. CONSTITUTION:A robot 5 comprising a hand 1; an arm 2; a drive part 3; and a various sensors 4 consisting of a television camera, a limit sensor, and a temperature sensor is controlled by a remote operation control part 7 through a control part 6. The mechanical state change of the robot 5 is detected by means of a limit sensor. When a detected state is a risky state, direct risk avoidance control of the drive part 3 is performed by a first control mechanism. When it is decided by the control part 6 based on information from the television camera that a risky state is produced, the drive part 3 is controlled by a second control mechanism. When it is decided by the remote operation control part 7 from information from various sensors 4 that a risky state is produced, a command is outputted to the control part 6 from a third control mechanism to perform control.

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、知能ロボットの遠隔制
御に於ける危険回避を確実に行わせる知能ロボットシス
テムに関する。知能ロボットを有線回線又は無線回線を
介して遠隔制御するシステムに於いては、知能ロボット
を制御する為の指令情報の伝送遅延及び知能ロボットの
状態情報の伝送遅延の為に、指令情報の送出間隔を短く
することが困難であった。従って、危険回避を行う為の
緊急制御を効率良く行うことが要望されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intelligent robot system capable of reliably avoiding danger in remote control of an intelligent robot. In a system that remotely controls an intelligent robot via a wired line or a wireless line, the command information transmission interval is delayed due to the transmission delay of the command information for controlling the intelligent robot and the transmission delay of the state information of the intelligent robot. Was difficult to shorten. Therefore, there is a demand for efficient emergency control for avoiding danger.

【0002】[0002]

【従来の技術】作業用のロボットは、物品を把持する為
のハンドと、そのハンドを目的位置に移動させる為のア
ームとを基本構成としている。又複数の関節を介して複
数のアームを結合した多関節ロボットは、アームの自由
度が大きいから複雑な動作が可能となり、各種の作業に
適用されている。
2. Description of the Related Art A working robot has a basic structure of a hand for gripping an article and an arm for moving the hand to a target position. In addition, a multi-joint robot in which a plurality of arms are connected via a plurality of joints has a large degree of freedom of the arms, and thus can perform a complicated operation, and is applied to various works.

【0003】このようなロボットを制御する為に、ハン
ドに圧力センサを設けて、物品を把持した時の把持力を
検出し、所定の圧力で物品を把持するように、ハンドの
駆動部をフィードバック制御するものであり、又アーム
の各関節に角度センサ或いはハンドに位置センサを設け
て、ハンドの移動位置を識別し、指令位置にハンドを移
動させるように、アームの駆動部をフィードバック制御
するものである。又特定の作業を繰り返し行わせる為の
プレイバック制御も知られている。
In order to control such a robot, a pressure sensor is provided in the hand to detect the gripping force when gripping an article, and the hand drive unit is fed back so that the article is gripped at a predetermined pressure. In order to control, the arm is provided with an angle sensor at each joint of the arm or a position sensor at the hand to identify the moving position of the hand and to feedback-control the driving unit of the arm so as to move the hand to the command position. Is. Playback control for repeatedly performing a specific work is also known.

【0004】又ロボットのハンド等が作業領域外へ移動
しようとする場合や、作業を行う物品以外の構造物等に
衝突する場合を検出するリミットスイッチや切断用電線
を設け、リミットスイッチの動作又は切断用電線が切断
されることにより、危険回避の制御を行う構成も知られ
ている。
Further, a limit switch and an electric wire for cutting are provided for detecting the case where the robot hand or the like tries to move out of the work area or collides with a structure or the like other than the article to be worked. There is also known a configuration in which risk avoidance control is performed by cutting the cutting wire.

【0005】又ロボットを遠隔制御する構成も知られて
おり、ロボットの制御部と遠隔操作制御部との間を有線
回線又は無線回線で接続し、ロボットの動作状態を撮像
した画像情報を、ロボットの制御部から遠隔操作制御部
に伝送し、遠隔操作制御部の表示装置にロボットの動作
状態を表示し、オペレータはその動作状態を観察しなが
ら遠隔操作指令情報を入力し、その指令情報を遠隔操作
制御部からロボットの制御部に伝送して、ロボットを制
御することができる。
A configuration for remotely controlling a robot is also known, and a control unit of the robot and a remote operation control unit are connected to each other by a wired line or a wireless line, and image information obtained by imaging the operation state of the robot is converted into a robot. From the control unit of the remote control unit to the remote operation control unit, the operation state of the robot is displayed on the display unit of the remote operation control unit, and the operator inputs the remote operation command information while observing the operation state, and the command information is transmitted remotely. The robot can be controlled by transmitting from the operation control unit to the control unit of the robot.

【0006】又マスタ・スレーブ方式のロボットの遠隔
制御も知られており、マスタロボットの動作と遠隔地の
スレーブロボットの動作とが同一となることを前提とし
て、オペレータはマスタロボットの動作状態を見ながら
制御操作を行うもので、画像情報による特定範囲のロボ
ットの動作状態よりも、スレーブロボットと同様な動作
を行うマスタロボットの全体を観察できるから、遠隔地
のスレーブロボットの作業状態を容易に把握することが
できる。
Remote control of a master / slave type robot is also known, and the operator sees the operation state of the master robot on the assumption that the operation of the master robot and the operation of the slave robot at a remote place are the same. However, the master robot that performs the same operation as the slave robot can be observed more than the operation state of the robot in a specific range based on the image information, so it is easy to understand the work state of the slave robot at a remote location. can do.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】各種の作業用のロボッ
トに各種の自律的な制御機能を付加して、知能ロボット
化を図ることができるが、完全に自律的に動作する構成
は経済的にも実現が困難である。従って、オペレータ等
の状況判断による制御が必要となる。このオペレータが
知能ロボットから離れている場合、知能ロボット側の制
御部と、オペレータ側の遠隔操作制御部との間を有線回
線又は無線回線で接続し、各種の情報の伝送を行うこと
になる。その場合に、知能ロボットの状態を把握して適
切な制御を行う為に、伝送情報量が比較的多くなるもの
である。
Although it is possible to add various autonomous control functions to various work robots to make them intelligent robots, a configuration that operates completely autonomously is economical. Is difficult to achieve. Therefore, it is necessary to control the situation by the operator. When this operator is away from the intelligent robot, the control section on the intelligent robot side and the remote operation control section on the operator side are connected by a wired line or a wireless line to transmit various kinds of information. In that case, the amount of transmitted information is relatively large in order to grasp the state of the intelligent robot and perform appropriate control.

【0008】このような知能ロボットの遠隔制御に於い
て、各種情報の処理遅延と有線回線又は無線回線による
伝送遅延とが大きい場合、例えば、人工衛星上の知能ロ
ボットの遠隔制御に於いて、オペレータの操作により遠
隔操作制御部から制御情報を送出した後、或る時間後に
ロボットのハンドやアームが動作することになり、その
動作結果の情報は或る時間後に遠隔操作制御部に伝送さ
れてオペレータに通知される。従って、オペレータがロ
ボットの危険状態をロボットの画像情報等により認識し
て、その危険回避の制御情報を送出しても、その制御情
報がロボットの制御部に到着する時間には、ロボットが
危険状態に陥ってしまうことになる。即ち、制御遅れに
より危険回避が困難となる。
In the remote control of such an intelligent robot, when the processing delay of various information and the transmission delay by the wired line or the wireless line are large, for example, in the remote control of the intelligent robot on the artificial satellite, the operator After sending the control information from the remote operation control unit by the operation of, the hand and arm of the robot will operate after a certain time, and the information of the operation result will be transmitted to the remote operation control unit after a certain time. Will be notified. Therefore, even if the operator recognizes the dangerous state of the robot from the image information of the robot and sends the control information for avoiding the danger, the robot is in the dangerous state at the time when the control information arrives at the control unit of the robot. Will fall into. That is, it becomes difficult to avoid danger due to the control delay.

【0009】そこで、マスタ・スレーブ方式によりマス
タロボットを制御すれば、処理遅延や伝送遅延が大きく
ても、遠隔地のスレーブロボットの動作を予測できるか
ら、危険状態に陥る動作予測から、それを回避する制御
が可能となる。しかし、その場合に於いても、誤動作に
よりスレーブロボットが危険状態となった時は、制御遅
れにより危険回避ができない場合が生じる。又オペレー
タは、遠隔地のロボットが物品を把持した時の圧力の感
覚を得ることができないので、きめ細かい遠隔制御がで
きない問題があった。本発明は、知能ロボットの危険回
避を確実に行わせ、且つ遠隔制御を容易に行わせること
を目的とする。
Therefore, if the master robot is controlled by the master / slave system, the operation of the slave robot at a remote place can be predicted even if the processing delay and the transmission delay are large. Can be controlled. However, even in that case, when the slave robot is in a dangerous state due to a malfunction, the risk may not be avoided due to the control delay. Further, the operator cannot obtain a feeling of pressure when a robot at a remote place grips an article, so that there is a problem that fine remote control cannot be performed. It is an object of the present invention to surely avoid danger of an intelligent robot and easily perform remote control.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の知能ロボットシ
ステムは、図1を参照して説明すると、物品を把持する
為のハンド1と、このハンド1を支持するアーム2と、
ハンド1及びアームを機械的に駆動する駆動部3と、各
部の状態を検出するテレビカメラを含む複数種類のセン
サ4とを有するロボット5と、指令情報によるプログラ
ムとセンサ4の検出情報とを用いてロボット5を制御す
る制御部6と、この制御部6を介してセンサ4の検出情
報を受信し、且つ制御部6に指令情報を送出する遠隔操
作制御部7とを備えた知能ロボットシステムに於いて、
ロボット5の機械的状態変化が危険状態を示す時のセン
サ4の検出情報により、駆動部3を直接的に制御して危
険回避を行う第1の制御構成と、センサ4の検出情報の
処理判断によりロボット5が危険状態か否かを判断し、
危険状態と判断した時に駆動部3を制御して危険回避を
行う第2の制御構成と、センサ4の検出情報を制御部6
を介して受信した遠隔操作制御部7に於いて、検出情報
を基にロボット5が危険状態か否かを判断し、危険状態
と判断した時に駆動部3を制御して危険回避を行わせる
指令情報を送出する第3の制御構成とを設けたものであ
る。
An intelligent robot system of the present invention will be described with reference to FIG. 1. A hand 1 for holding an article, an arm 2 for supporting the hand 1,
A robot 5 having a driving unit 3 that mechanically drives the hand 1 and the arm, a plurality of types of sensors 4 including a television camera that detects the state of each unit, a program based on command information, and detection information of the sensor 4 are used. To an intelligent robot system including a control unit 6 for controlling the robot 5 and a remote operation control unit 7 for receiving detection information of the sensor 4 via the control unit 6 and sending command information to the control unit 6. At
A first control configuration for directly controlling the drive unit 3 to avoid danger based on the detection information of the sensor 4 when the change in the mechanical state of the robot 5 indicates a dangerous state, and the processing determination of the detection information of the sensor 4. Determines whether the robot 5 is in a dangerous state,
A second control configuration for controlling the drive unit 3 to avoid danger when it is determined to be in a dangerous state, and the detection information of the sensor 4 for the control unit 6
The remote operation control unit 7 received via the command determines whether or not the robot 5 is in a dangerous state based on the detection information, and when it determines that the robot 5 is in a dangerous state, commands the drive unit 3 to avoid the danger. And a third control configuration for transmitting information.

【0011】又センサ4の中のリミットセンサによりロ
ボット5の機械的状態変化が危険状態であることを検出
した時に、駆動部3を直接的に停止或いは逆方向に移動
させる危険回避制御を行う第1の制御構成と、センサ4
の中の位置センサ,温度センサ,圧力センサ,音響セン
サ,振動センサ等の各種センサの検出情報を処理して危
険状態を示すものであるか否かを判断し、危険状態を示
すものと判断した時に、駆動部3を停止或いは逆方向に
移動させる危険回避制御を行う第2の制御構成と、セン
サ4の検出情報を受信した遠隔操作制御部7に於いて、
センサ4の中のテレビカメラからの画像情報及び他の各
種のセンサの検出情報を基に、又はロボット5の動作予
測シミュレーションによりロボット5が危険状態か否か
を判断し、危険状態と判断した時に、危険回避の為の指
令情報を送出する第3の制御構成とを設けることができ
る。
Further, when the limit sensor in the sensor 4 detects that the mechanical state change of the robot 5 is in a dangerous state, a danger avoidance control for directly stopping or moving the driving unit 3 in the opposite direction is performed. 1 control configuration and sensor 4
Of position sensors, temperature sensors, pressure sensors, acoustic sensors, vibration sensors, etc. are processed to determine whether they indicate a dangerous state, and it is determined that a dangerous state is indicated. Sometimes, in the second control configuration for performing the danger avoidance control for stopping or moving the drive unit 3 in the opposite direction, and the remote operation control unit 7 receiving the detection information of the sensor 4,
When it is determined that the robot 5 is in the dangerous state based on the image information from the television camera in the sensor 4 and the detection information of other various sensors, or by the motion prediction simulation of the robot 5, it is determined that the robot 5 is in the dangerous state. A third control structure for sending command information for avoiding danger can be provided.

【0012】又前記第2及び第3の制御構成は、センサ
4の中の位置センサ,温度センサ,圧力センサ,音響セ
ンサ,振動センサ等の各種のセンサの検出情報の周波数
分析を行い、この周波数分析によって得られた周波数ス
ペクトラム又はこの周波数スペクトラムの時間的変化に
ついて異常か否かを判定し、異常と判定した時に、ロボ
ット5の危険回避制御を行う構成を含ませることができ
る。
The second and third control configurations perform frequency analysis of detection information of various sensors in the sensor 4, such as a position sensor, a temperature sensor, a pressure sensor, an acoustic sensor, a vibration sensor, and the like. It is possible to include a configuration for determining whether or not there is an abnormality in the frequency spectrum obtained by the analysis or the temporal change of this frequency spectrum, and performing the risk avoidance control of the robot 5 when the abnormality is determined.

【0013】又前記第2及び第3の制御構成は、センサ
4の中の位置センサ,温度センサ,圧力センサ,音響セ
ンサ,振動センサ等の各種のセンサの検出情報の周波数
分析を行い、その周波数分析により得られた周波数スペ
クトラム又はその周波数スペクトラムの時間的変化につ
いて、ロボット5の作業種別対応の予め求めた標準の周
波数スペクトラム又はその周波数スペクトラムの時間的
変化のパターンと照合して異常か否かを判定し、異常と
判定した時に、ロボット5の危険回避制御を行う構成を
含ませることができる。
The second and third control configurations perform frequency analysis of detection information of various sensors in the sensor 4, such as a position sensor, a temperature sensor, a pressure sensor, an acoustic sensor, a vibration sensor, and the frequency thereof. Regarding the frequency spectrum obtained by the analysis or the time variation of the frequency spectrum, whether or not there is an abnormality is checked by collating with the standard frequency spectrum obtained in advance corresponding to the work type of the robot 5 or the time variation pattern of the frequency spectrum. A configuration may be included in which the risk avoidance control of the robot 5 is performed when the determination is made and the determination is abnormal.

【0014】又第2及び第3の制御構成は、センサ4の
中の異なる種類のセンサのそれぞれの検出情報の相互の
相関値を求め、その相関値が異常な変化を示す時に、ロ
ボット5が危険状態と判断して、危険回避制御を行う構
成を含ませることができる。
In the second and third control configurations, the robot 5 determines the mutual correlation value of the detection information of each of the different types of sensors in the sensor 4, and when the correlation value shows an abnormal change. It is possible to include a configuration for performing risk avoidance control by determining a dangerous state.

【0015】又第2の制御構成は、センサ4の中のテレ
ビカメラからの画像情報の高周波成分が最も大きくなる
ようにテレビカメラの自動焦点制御を行い、その高周波
成分のレベル又はスペクトラムによって接近距離を判断
し、危険域に移動したと判断した時に、危険回避制御を
行う構成を含ませることができる。
The second control structure performs automatic focus control of the television camera so that the high frequency component of the image information from the television camera in the sensor 4 becomes the largest, and the approach distance is determined by the level or spectrum of the high frequency component. It is possible to include a configuration for performing risk avoidance control when it is determined that the vehicle has moved to the dangerous area.

【0016】又制御部6に、センサ4の中のテレビカメ
ラからの画像情報に他のセンサの検出情報を重畳して、
制御部6から遠隔操作制御部7に送出する送出部を設
け、遠隔操作制御部7に、制御部6から受信して画像情
報と他のセンサの検出情報とを分離し、画像情報を画像
表示部に表示させる受信部を設けることができる。
Further, the control unit 6 superimposes the detection information of another sensor on the image information from the television camera in the sensor 4,
A sending unit for sending from the control unit 6 to the remote operation control unit 7 is provided, and the remote operation control unit 7 separates the image information received from the control unit 6 from the detection information of other sensors and displays the image information as an image. It is possible to provide a receiving unit for displaying on the unit.

【0017】又ロボットの動作に於いて受ける把持力等
の圧力を検出するセンサの検出情報を、センサ4の中の
テレビカメラからの画像情報に重畳して制御部6から遠
隔操作制御部7に伝送し、遠隔操作制御部7のロボット
5を制御する為の操作レバーに対して、前記圧力を検出
するセンサの検出情報を基に反発力を与える構成を設け
ることができる。
Further, the detection information of the sensor for detecting the pressure such as the gripping force received in the operation of the robot is superposed on the image information from the television camera in the sensor 4 so that the control section 6 causes the remote control section 7 to operate. A configuration may be provided in which the operation lever for transmitting and controlling the robot 5 of the remote operation control unit 7 applies a repulsive force based on the detection information of the sensor that detects the pressure.

【0018】[0018]

【作用】遠隔操作制御部7からロボット5の指令情報を
有線回線又は無線回線を介して制御部6に伝送し、制御
部6はその指令情報によるプログラムを用いてロボット
5のハンド1やアーム2の駆動部3を制御し、各種セン
サ4の検出情報を用いて所定の動作を行わせる。又ロボ
ット5の危険回避の為に、応答速度が早いものから順
に、第1,第2,第3の制御構成を設ける。第1の制御
構成は、ロボット5の近傍に設け、ロボット5のハンド
1やアームが他の構造物等に衝突して破損するような危
険区域に移動したような機械的状態変化の検出情報が得
られた時、緊急を要するものであるから、駆動部3の電
源遮断等の直接的な制御により危険回避を行う。又第2
の制御構成は、主として制御部6に設け、例えば、温度
センサの検出情報と許容値とを比較して、温度が許容値
を超えた場合に危険状態と判断し、駆動部3の停止等の
制御を行う。又第3の制御構成は、遠隔操作制御部7に
設け、テレビカメラを含むセンサ4の検出情報を受信
し、テレビカメラからの画像情報を表示部に表示させ
て、ロボット5が危険状態か否かを判断し、又は音響セ
ンサ等からの検出情報を基に異常スペクトラム発生状態
か否かを判断し、危険状態と判断した時に、駆動部3を
停止させるような指令情報を送出する。この第3の制御
構成による危険回避は、伝送遅延等による影響が比較的
少ない制御状態の場合に相当する。
The remote control unit 7 transmits the command information of the robot 5 to the control unit 6 via a wired line or a wireless line, and the control unit 6 uses the program according to the command information to hand 1 or arm 2 of the robot 5. The driving unit 3 is controlled to perform a predetermined operation by using the detection information of the various sensors 4. In order to avoid the danger of the robot 5, the first, second, and third control configurations are provided in order of increasing response speed. The first control configuration is provided in the vicinity of the robot 5, and the detection information of the mechanical state change such as the movement of the hand 1 or arm of the robot 5 to a dangerous area where the robot 1 collides with other structures and is damaged. When it is obtained, it is an urgent matter, so the danger is avoided by direct control such as power-off of the drive unit 3. The second
The control configuration is mainly provided in the control unit 6, and compares, for example, the detection information of the temperature sensor with a permissible value, and when the temperature exceeds the permissible value, it is determined as a dangerous state, and the drive unit 3 is stopped. Take control. The third control configuration is provided in the remote control unit 7, receives the detection information of the sensor 4 including the TV camera, displays the image information from the TV camera on the display unit, and determines whether the robot 5 is in a dangerous state. It is determined whether or not there is an abnormal spectrum generation state based on the detection information from the acoustic sensor or the like, and when it is determined that there is a dangerous state, command information for stopping the drive unit 3 is transmitted. Danger avoidance by the third control configuration corresponds to a control state in which the influence of transmission delay or the like is relatively small.

【0019】又第1の制御構成は、センサ4の中のマイ
クロスイッチ,近接スイッチ,切断用電線等のリミット
センサの検出情報が得られると、ロボット5が危険状態
となった時であるから、駆動部3の電源遮断等により危
険回避を行う。又第2の制御構成は、例えば、位置セン
サの検出情報が危険区域に入ったことを示す場合、圧力
センサの検出情報が所定圧力以上を示す場合、音響セン
サの検出情報が異常スペクトラムを示す場合、振動セン
サの検出情報が異常振動を示す場合等に於いて、ロボッ
ト5が危険状態であると判断し、駆動部3を停止させる
か又は逆方向に移動させて危険回避を行う。又第3の制
御構成は、受信した画像情報や各種の検出情報を基に、
ロボット5が危険状態か否かを判断し、又ロボット5の
動作予測シミュレーションによって危険状態となるか否
かを判断し、危険状態と判断すると、危険回避の指令情
報を送出する。
The first control structure is when the robot 5 is in a dangerous state when the detection information of the limit sensor such as the micro switch, the proximity switch, and the cutting wire in the sensor 4 is obtained. Danger is avoided by shutting down the power source of the drive unit 3. The second control configuration is, for example, when the detection information of the position sensor indicates that the dangerous area has been entered, when the detection information of the pressure sensor indicates a predetermined pressure or more, and when the detection information of the acoustic sensor indicates an abnormal spectrum. When the detection information of the vibration sensor indicates abnormal vibration, it is determined that the robot 5 is in a dangerous state, and the drive unit 3 is stopped or moved in the opposite direction to avoid the danger. The third control configuration is based on the received image information and various detection information.
It is determined whether or not the robot 5 is in a dangerous state, and whether or not the robot 5 is in a dangerous state is predicted by a motion prediction simulation of the robot 5, and if it is determined to be in a dangerous state, danger avoidance command information is transmitted.

【0020】又センサ4の検出情報の周波数スペクトラ
ム又はその時間的変化は、センサ4の種類によっても相
違するが、予め標準的なもの或いはそれらセンサ間の相
関について標準的なものを求めておくことにより、異常
か否かを判断することができる。例えば、特定周波数成
分のレベルが極端に大きくなった場合等は異常と判断す
ることができる。このように異常と判断した場合は、前
述のように、危険回避の制御を行うものである。
Further, the frequency spectrum of the detection information of the sensor 4 or its change over time varies depending on the type of the sensor 4, but a standard one or a standard correlation between the sensors should be obtained in advance. Thus, it is possible to determine whether or not there is an abnormality. For example, when the level of the specific frequency component becomes extremely large, it can be determined as abnormal. When it is determined that there is an abnormality, the risk avoidance control is performed as described above.

【0021】又正常時に於けるロボット5の各種の作業
種別について、各種のセンサ4の検出情報の周波数スペ
クトラム又はその時間的変化を求め、それを標準とし、
実際にロボット5が作業を行う場合に、各種のセンサの
検出情報の周波数スペクトラム又はその時間的変化を求
めて、作業種別対応の標準と比較することにより、異常
か否かを容易に判断することができる。そして、異常と
判断した時は、ロボット5の危険回避制御を行うことに
なる。
Further, for various work types of the robot 5 in a normal state, the frequency spectrum of the detection information of the various sensors 4 or its temporal change is obtained, which is used as a standard,
When the robot 5 actually performs the work, it is possible to easily determine whether or not there is an abnormality by obtaining the frequency spectrum of the detection information of various sensors or its temporal change and comparing it with the standard corresponding to the work type. You can When it is determined that the robot 5 is abnormal, the risk avoidance control of the robot 5 is performed.

【0022】又センサ4の中の異なる種類のセンサの検
出情報の相関値は、例えば、音響センサの検出情報は、
ロボット5から空間に放出された音波等を検出したもの
であり、又振動センサの検出情報は、ロボット5の機構
部分を伝播した振動を検出したものであるから、比較的
相関が高いものである。従って、この場合の相関値を用
いることにより、音響センサ又は振動センサの何れか一
方の検出情報のみを用いて異常か否かを判断するよりも
精度が高くなる。更に圧力センサの検出情報を含めて相
互の相関値を求めて異常か否かを判断することもでき
る。
Further, the correlation value of the detection information of different types of sensors in the sensor 4, for example, the detection information of the acoustic sensor,
The sound waves and the like emitted from the robot 5 into the space are detected, and the detection information of the vibration sensor is the vibration that propagates through the mechanical portion of the robot 5, and thus has a relatively high correlation. . Therefore, by using the correlation value in this case, the accuracy is higher than that of determining whether or not there is an abnormality using only the detection information of either the acoustic sensor or the vibration sensor. Furthermore, it is possible to determine whether or not there is an abnormality by obtaining the mutual correlation value including the detection information of the pressure sensor.

【0023】又テレビカメラからの画像情報のエッジ抽
出,微分処理,輪郭強調等の処理や高域強調フィルタを
用いた高周波成分が最も大きくなるようにした自動焦点
制御を行うことができる。その場合、焦点合わせ被写体
が近い程、再生画像は鮮明となる。即ち、高周波成分が
大きくなる。従って、高周波成分のレベル又はスペクト
ラムによってテレビカメラを設けたハンドと被写体との
接近距離を判断することができる。そして、ハンドが衝
突するような危険域に移動したことを判断した時に、前
述の場合と同様に危険回避制御を行うことができる。
Further, it is possible to perform edge extraction of image information from a television camera, processing such as differential processing, contour enhancement, etc., and automatic focus control using a high-frequency enhancement filter so as to maximize the high-frequency component. In that case, the closer the focused subject is, the clearer the reproduced image becomes. That is, the high frequency component becomes large. Therefore, the approach distance between the hand provided with the television camera and the subject can be determined based on the level or spectrum of the high frequency component. Then, when it is determined that the hand has moved to the dangerous area where the hand collides, the danger avoidance control can be performed as in the case described above.

【0024】又制御部6から遠隔操作制御部7に伝送す
る情報量は非常に多くなるものであり、そこで、画像情
報に他の各種のセンサの検出情報を重畳して伝送するも
のである。その場合、例えば、テレビスキャンにより得
られた画像情報の時は、その帰線期間に他の各種のセン
サの検出情報を重畳することができる。有効水平走査線
上の一部に重畳することもできる。遠隔操作制御部7
は、画像情報と各種センサの検出情報とを分離し、画像
情報は表示部に加えることにより、ロボット5の状態を
表示することができる。又各種のセンサの検出情報を処
理して、異常状態か否かを判断することができる。
The amount of information transmitted from the control unit 6 to the remote operation control unit 7 is very large, and therefore, the detection information of other various sensors is superimposed on the image information and transmitted. In that case, for example, in the case of image information obtained by television scanning, detection information of other various sensors can be superimposed in the blanking period. It can also be superposed on a part of the effective horizontal scanning line. Remote control unit 7
By separating the image information from the detection information of various sensors and adding the image information to the display unit, the state of the robot 5 can be displayed. Further, it is possible to process the detection information of various sensors to judge whether or not it is in an abnormal state.

【0025】又ロボット5を遠隔操作する遠隔操作制御
部7の操作レバーに、ロボット5の動きによって生じる
反力を検出した検出情報を基に反発力を与える。例え
ば、ハンド1により物品を把持した時の把持力に対応す
る反発力を操作レバーに与えることにより、遠隔地のロ
ボット5のハンド1の把持力を実感として認識すること
ができる。
A repulsive force is applied to the operation lever of the remote operation control section 7 for remotely operating the robot 5 based on the detection information obtained by detecting the reaction force generated by the movement of the robot 5. For example, by giving a repulsive force corresponding to the gripping force when the hand 1 grips an article to the operation lever, the gripping force of the hand 1 of the robot 5 in a remote place can be recognized as a real feeling.

【0026】[0026]

【実施例】図2は本発明の実施例の説明図であり、11
はロボット、20は制御部、30は遠隔操作制御部を示
す。又12はアーム、13はハンド、14は指、15は
モータ、16はテレビカメラ、17はリミットセンサ、
18は作業対象物、19は作業台である。又アーム12
の関節に相当するモータ15の回転角度を検出する角度
センサや温度上昇を検出する温度センサ、ハンド13の
位置を検出する位置センサ、指14の内側の把持力を検
出する圧力センサと指14の駆動部及び危険区域を定め
るリミットセンサに相当する切断用電線等は図示を省略
している。
EXAMPLE FIG. 2 is an explanatory view of an example of the present invention.
Is a robot, 20 is a control unit, and 30 is a remote control unit. Further, 12 is an arm, 13 is a hand, 14 is a finger, 15 is a motor, 16 is a television camera, 17 is a limit sensor,
Reference numeral 18 is a work target, and 19 is a workbench. Also arm 12
Angle sensor that detects the rotation angle of the motor 15 that corresponds to the joint of the robot, a temperature sensor that detects a temperature rise, a position sensor that detects the position of the hand 13, a pressure sensor that detects the gripping force inside the finger 14, and the finger 14 The cutting wires and the like corresponding to the drive unit and the limit sensor that defines the dangerous area are not shown.

【0027】又21は制御用計算機、22は画像処理装
置、23は合成回路、24は分離回路、25は通信装
置、26は警報回路である。又27は有線回線又は無線
回線、31は通信装置、32は分離回路、33は指令作
成部、34は復調回路、35は警報回路、36はマスタ
ロボット制御部、37,38は表示制御部、39は操作
卓、40は画像表示装置、41は発光ダイオード(LE
D)等による点灯表示装置、42はスペクトラム表示装
置、43はマスタロボット、JYはジョイスティック等
の操作レバーを示す。
Reference numeral 21 is a control computer, 22 is an image processing device, 23 is a combining circuit, 24 is a separation circuit, 25 is a communication device, and 26 is an alarm circuit. Also, 27 is a wired or wireless line, 31 is a communication device, 32 is a separation circuit, 33 is a command creating unit, 34 is a demodulation circuit, 35 is an alarm circuit, 36 is a master robot control unit, 37 and 38 are display control units, 39 is a console, 40 is an image display device, 41 is a light emitting diode (LE
D) is a lighting display device, 42 is a spectrum display device, 43 is a master robot, and JY is an operation lever such as a joystick.

【0028】この実施例は、マスタロボット43を遠隔
操作制御部30側に設け、ロボット11をスレーブとし
たマスタスレーブ方式の場合を示し、ロボット11は、
複数のアーム12を有する多関節型の概略構成を示す。
各アーム12の関節のモータ15とハンド13の指14
の駆動部とが図1の駆動部3に相当し、又ハンド13に
取付けたテレビカメラ16やリミットセンサ17及びア
ーム12に取付けたリミットセンサ17が図1のセンサ
4に相当する。なお、テレビカメラ16は自動焦点制御
機構を有するもので、ズーム機構や旋回機構等を設ける
こともできる。又ロボット11全体の状態を観測する為
のテレビカメラを設けることもできる。又ロボット11
全体をモータ等の駆動部によって移動できる構成とする
こともできる。
This embodiment shows a case of a master-slave system in which the master robot 43 is provided on the remote control unit 30 side and the robot 11 is a slave.
A schematic structure of an articulated type having a plurality of arms 12 is shown.
The motor 15 of the joint of each arm 12 and the finger 14 of the hand 13
1 corresponds to the drive unit 3 in FIG. 1, and the television camera 16 and the limit sensor 17 attached to the hand 13 and the limit sensor 17 attached to the arm 12 correspond to the sensor 4 in FIG. The television camera 16 has an automatic focus control mechanism, and may be provided with a zoom mechanism, a turning mechanism, or the like. It is also possible to provide a television camera for observing the state of the entire robot 11. Robot 11
The whole structure can be moved by a driving unit such as a motor.

【0029】ロボット11のセンサの一種としてのテレ
ビカメラからの画像情報VDは、合成回路23と画像処
理装置22とに加えられる。この画像処理装置22は、
画像信号の輪郭強調,微分処理,二値化処理等を行い、
一方、自動焦点機構による画像信号の高周波成分のレベ
ル等によってハンドの近接が異常か否かを判断する為
に、制御用計算機21に処理結果を入力する。制御用計
算機21は、分離回路24により分離された指令情報を
従ったプログラムを用いてロボット11の制御を行い、
又画像処理装置22からの画像信号により、被写体まで
の距離や角度を測定し、指令情報との誤差を検出する。
一方、その高周波成分のレベル等によりハンド等の近接
が異常と判断した時に、モータ15の停止等の危険回避
の制御を行う。又アーム12,ハンド13,指14,モ
ータ15等に取付けた各種のセンサの検出情報SNは、
制御用計算機21と合成回路23と画像処理装置22と
警報回路26とに加えられる。合成回路23は、画像情
報VDの例えば垂直又は水平帰線期間等に検出情報SN
や制御状態情報CS等を重畳して合成する機能を有し、
合成信号は通信装置25から有線回線又は無線回線27
を介して遠隔操作制御部30の通信装置31に伝送され
る。
Image information VD from a television camera as a kind of sensor of the robot 11 is added to the synthesizing circuit 23 and the image processing device 22. This image processing device 22 is
Performs edge enhancement of image signals, differential processing, binarization processing, etc.
On the other hand, the processing result is input to the control computer 21 in order to determine whether or not the proximity of the hand is abnormal based on the level of the high frequency component of the image signal by the automatic focusing mechanism. The control computer 21 controls the robot 11 using a program according to the command information separated by the separation circuit 24,
The image signal from the image processing device 22 is used to measure the distance and angle to the subject, and the error from the command information is detected.
On the other hand, when it is determined that the proximity of the hand or the like is abnormal due to the level of the high-frequency component or the like, control for avoiding danger such as stopping the motor 15 is performed. Further, the detection information SN of various sensors attached to the arm 12, hand 13, finger 14, motor 15, etc.
It is added to the control computer 21, the synthesis circuit 23, the image processing device 22, and the alarm circuit 26. The synthesizing circuit 23 detects the detection information SN during the vertical or horizontal blanking period of the image information VD, for example.
And the function of superimposing control status information CS, etc.
The combined signal is transmitted from the communication device 25 to the wired line or the wireless line 27.
Is transmitted to the communication device 31 of the remote operation control unit 30 via.

【0030】遠隔操作制御部30は分離回路32により
画像情報VDとそれ以外の検出情報SN及び制御情報C
Sとに分離し、画像情報VDは表示制御部37により画
像表示装置40に加えられて表示される。又制御状態情
報CSは復調回路34によりセンサ対応に復調されて点
灯表示装置41等に加えられる。又ロボット11の指1
4の内側の圧力センサ等の検出情報がマスタロボット制
御部36に加えられ、操作卓39の操作レバーJY等に
反発力が与えられる。それによって、オペレータはロボ
ット11が作業対象物18を把持したような場合の力を
感じ取ることができる。又画像表示装置40とスペクト
ラム表示装置42とはCRT(陰極線管)表示装置とす
ることができる。又点灯表示装置41は発光ダイオード
や小型ランプ等により各部の動作状態や異常状態を表示
するものである。
The remote control section 30 uses the separation circuit 32 to detect the image information VD and the other detection information SN and control information C.
After being separated into S and S, the image information VD is added to the image display device 40 by the display control unit 37 and displayed. Further, the control state information CS is demodulated by the demodulation circuit 34 corresponding to the sensor and added to the lighting display device 41 and the like. Moreover, the finger 1 of the robot 11
Detection information from a pressure sensor inside 4 is applied to the master robot controller 36, and a repulsive force is applied to the operation lever JY of the operation console 39. Thereby, the operator can feel the force when the robot 11 grasps the work target 18. The image display device 40 and the spectrum display device 42 can be CRT (cathode ray tube) display devices. The lighting display device 41 displays the operating state and abnormal state of each part by means of a light emitting diode, a small lamp, or the like.

【0031】又復調された各種のセンサ対応の検出情報
が警報回路35に加えられて、周波数分析が行われる。
その分析結果の周波数スペクトラム又はその時間的変化
を基に、ロボット11の異常の有無を判断し、異常状態
と判断した時は、表示制御部37を介して画像表示装置
40に表示されるロボット11の異常発生個所或いは文
字によって異常発生を表示することができる。又表示制
御部38によってスペクトラム表示装置42に周波数ス
ペクトラム又はその時間的変化を表示する。
Further, the demodulated detection information corresponding to various sensors is added to the alarm circuit 35 to perform frequency analysis.
The presence or absence of abnormality of the robot 11 is determined based on the frequency spectrum of the analysis result or its change over time, and when it is determined to be in an abnormal state, the robot 11 displayed on the image display device 40 via the display control unit 37. It is possible to display the occurrence of an abnormality by the location or the character of the abnormality. The display control unit 38 also displays the frequency spectrum or its temporal change on the spectrum display device 42.

【0032】又オペレータは、画像表示装置40と点灯
表示装置41とスペクトラム表示装置42とを観測し、
且つマスタロボット43の動きを観測しながら、操作卓
39の操作レバーJY等を操作する。操作卓39からの
操作情報によりマスタロボット制御部36はマスタロボ
ット43を制御する。又マスタロボット43と遠隔地の
ロボット11との環境が同一でないことにより、同一の
指令情報によって同一の動作を行わない場合が生じる。
このような点を想定して、動作予測シミュレーションを
行う機能を例えばマスタロボット制御部36に設けるこ
とができる。そして、そのシミュレーション結果を画像
表示装置40に表示させ、又危険状態が予測される時
は、指令作成部33を制御して、ロボット11の危険回
避の為の指令情報を送出させることができる。
The operator observes the image display device 40, the lighting display device 41, and the spectrum display device 42,
Moreover, while observing the movement of the master robot 43, the operation lever JY or the like of the operation console 39 is operated. The master robot control unit 36 controls the master robot 43 based on the operation information from the operation console 39. Further, since the environments of the master robot 43 and the remote robot 11 are not the same, the same operation may not be performed by the same command information.
In consideration of such a point, the master robot control unit 36 can be provided with a function of performing a motion prediction simulation, for example. Then, the simulation result is displayed on the image display device 40, and when the dangerous state is predicted, the command creating unit 33 can be controlled to send the command information for avoiding the danger of the robot 11.

【0033】指令作成部33は、マスタロボット制御部
36によりマスタロボット43を制御する為の指令情報
と同一の指令情報を作成し、オペレータによる大まかな
指令に基づいた自動的或いはオペレータによる操作卓3
9からの手動的制御入力に従って通信装置31から有線
回線又は無線回線27を介して制御部20の通信装置2
5に伝送する。又警報回路35により異常状態発生と判
断した時に、その情報により、指令作成部33は、危険
回避の為のモータ15を停止させる指令情報を作成し、
通信装置31から有線回線又は無線回線27を介して制
御部20の通信装置25に伝送する。
The command creating unit 33 creates the same command information as the command information for controlling the master robot 43 by the master robot control unit 36, and automatically or based on the rough command by the operator, the operator console 3
In accordance with a manual control input from the communication device 9, the communication device 2 of the control unit 20 from the communication device 31 via the wired line or the wireless line 27.
5 is transmitted. When the alarm circuit 35 determines that an abnormal state has occurred, the command creating unit 33 creates command information for stopping the motor 15 for danger avoidance based on the information.
The data is transmitted from the communication device 31 to the communication device 25 of the control unit 20 via the wired line or the wireless line 27.

【0034】図3は本発明の実施例の危険回避構成の要
部説明図であり、51はテレビカメラ、52は自動焦点
機構等の機構部、53は距離センサ、54はアームの関
節に設けたアームモータ、55は位置センサ、56はリ
ミットセンサ、57は温度センサ、58は音響センサ、
59はハンドの指を駆動する為の指モータ、60は位置
センサ、61はリミットセンサ、62は圧力センサ、6
3は温度センサ、64は音響センサ、65〜70はスイ
ッチ回路(SW)、71は温度処理部、72は周波数分
析部、73は照合判断部、74は標準パターン格納部、
75は制御用インタフェース部、76は画像処理部、7
7は制御用計算機、78は受信指令情報分離部、79は
通信装置である。
FIG. 3 is an explanatory view of the essential parts of the danger avoidance structure of the embodiment of the present invention, in which 51 is a television camera, 52 is a mechanism part such as an autofocus mechanism, 53 is a distance sensor, and 54 is a joint of an arm. Arm motor, 55 is a position sensor, 56 is a limit sensor, 57 is a temperature sensor, 58 is an acoustic sensor,
59 is a finger motor for driving the fingers of the hand, 60 is a position sensor, 61 is a limit sensor, 62 is a pressure sensor, 6
3 is a temperature sensor, 64 is an acoustic sensor, 65 to 70 are switch circuits (SW), 71 is a temperature processing unit, 72 is a frequency analysis unit, 73 is a collation determination unit, 74 is a standard pattern storage unit,
Reference numeral 75 is a control interface unit, 76 is an image processing unit, 7
Reference numeral 7 is a control computer, 78 is a reception command information separating unit, and 79 is a communication device.

【0035】テレビカメラ51は、ハンドと作業対象物
との相対位置を撮像するもの或いはその他のロボットの
動作状態を観測する為に、別に任意数設けられており、
機構部52は自動焦点機構,ズーム機構,旋回機構等を
含むものである。又距離センサ53はテレビカメラ51
が作業対象物等に接近したことを検出する為のものであ
る。又テレビカメラ51を複数設けた場合は、その中の
1台のテレビカメラを選択する為の切替回路、或いは複
数のテレビカメラからの画像情報をそれぞれ圧縮処理し
て多重化する構成を設けることになる。又アームモータ
54はアーム対応に複数個設けられ、それぞれに各セン
サやスイッチ回路が配置される。同様に、指モータ59
も複数個設けられ、それぞれに各センサやスイッチ回路
65〜70が設けられている。
An arbitrary number of TV cameras 51 are separately provided in order to image the relative position between the hand and the work object or to observe the operation state of other robots.
The mechanical section 52 includes an automatic focusing mechanism, a zoom mechanism, a turning mechanism, and the like. Further, the distance sensor 53 is the TV camera 51.
Is for detecting that the object has approached the work object or the like. When a plurality of TV cameras 51 are provided, a switching circuit for selecting one TV camera among them or a structure for compressing and multiplexing image information from a plurality of TV cameras is provided. Become. A plurality of arm motors 54 are provided for each arm, and each sensor and switch circuit are arranged in each arm motor 54. Similarly, the finger motor 59
Is also provided, and each sensor and switch circuits 65 to 70 are provided for each.

【0036】スイッチ回路65とリミットセンサ56又
はスイッチ回路68とリミットセンサ61は、ロボット
のアーム及びハンドの機械的状態変化が危険状態を示す
時、即ち、他の構造物に衝突して破損するような危険状
態を検出した時に、スイッチ回路65,68を直接的に
制御して、アームモータ54又は指モータ59の電源を
遮断して、危険回避を行う第1の制御構成である。この
場合、電源遮断によってアームモータ54又は指モータ
59を停止させるものであるが、アームモータ54又は
指モータ59を逆方向に回転させてアーム又は指をバッ
クさせることも可能である。
The switch circuit 65 and the limit sensor 56 or the switch circuit 68 and the limit sensor 61 may be damaged when a change in the mechanical state of the robot arm and the hand indicates a dangerous state, that is, by colliding with another structure. When a dangerous state is detected, the switch circuits 65 and 68 are directly controlled to cut off the power supply of the arm motor 54 or the finger motor 59 to avoid the danger. In this case, the arm motor 54 or the finger motor 59 is stopped by shutting off the power, but it is also possible to rotate the arm motor 54 or the finger motor 59 in the opposite direction to move the arm or the finger back.

【0037】又温度センサ57とスイッチ回路66又は
温度センサ63とスイッチ回路69と温度処理部71
は、温度処理部71に於いて温度が許容値を超えたか否
かを判断し、許容値を超えた時に危険状態と判断して、
スイッチ回路66,69によってアームモータ54又は
指モータ59の電源を遮断し、危険回避を行う第2の制
御構成である。又音響センサ58とスイッチ回路67又
は音響センサ64とスイッチ回路70と周波数分析部7
2は、周波数分析部72に於いて検出情報の周波数分析
を行い、その結果の周波数スペクトラム又はその時間的
変化が異常であるか否かを判断し、異常であると判断し
た時に、スイッチ回路67,70を制御してアームモー
タ54又は指モータ59の電源を遮断し、危険回避を行
う第2の制御構成である。
Further, the temperature sensor 57 and the switch circuit 66 or the temperature sensor 63, the switch circuit 69 and the temperature processing section 71.
Determines whether or not the temperature exceeds a permissible value in the temperature processing section 71, and when it exceeds the permissible value, it is judged as a dangerous state,
This is a second control configuration in which the power supply to the arm motor 54 or the finger motor 59 is shut off by the switch circuits 66 and 69 to avoid danger. Also, the acoustic sensor 58 and the switch circuit 67 or the acoustic sensor 64, the switch circuit 70, and the frequency analysis unit 7
The frequency analysis unit 72 analyzes the frequency of the detection information and determines whether the resulting frequency spectrum or its temporal change is abnormal. When it is determined that the frequency spectrum is abnormal, the switch circuit 67 is used. , 70 to control the arm motor 54 or the finger motor 59 to shut off the power to avoid danger.

【0038】周波数分析部72は、フーリェ変換機能或
いは中心周波数がそれぞれ異なる複数のフィルタを備え
たフィルタバンクにより構成することができ、それによ
って音響センサ58,64の検出情報の周波数分析を行
い、その結果の周波数スペクトラム又はその時間的変化
と、ロボットの作業種別に対応して予め求めて標準パタ
ーン格納部74に格納しておいた標準の周波数スペクト
ラム又はその時間的変化のパターンとを、照合判断部7
3に於いて照合し、異常であるか否かを判断し、異常で
あると判断した時に、危険回避の為にスイッチ回路6
7,70を制御するものである。
The frequency analysis unit 72 can be constituted by a filter bank having a Fourier transform function or a plurality of filters each having a different center frequency, by which the frequency analysis of the detection information of the acoustic sensors 58 and 64 is performed. The resulting frequency spectrum or its temporal change is compared with the standard frequency spectrum or its temporal change pattern previously obtained and stored in the standard pattern storage section 74 corresponding to the work type of the robot. 7
In step 3, it is judged whether or not there is an abnormality, and when it is judged that there is an abnormality, the switch circuit 6 is provided to avoid danger.
7, 70 are controlled.

【0039】又音響センサ58,64と同様に振動セン
サを設け、アームやハンドに於いて発生する振動を検出
し、その検出情報を周波数分析し、その結果の周波数ス
ペクトラム又はその時間的変化について異常であるか否
かを判断し、又は標準のパターンと照合して異常である
か否かを判断することもできる。又音響センサ58,6
4の検出情報と振動センサの検出情報との相関値を求
め、又は周波数分析結果の周波数スペクトラム或いはそ
の時間的変化の相関値を求め、その相関値を基に異常か
否かを判断することもできる。又圧力センサ62の検出
情報を含めた相関値を求めて異常か否かを判断すること
もできる。
Further, similarly to the acoustic sensors 58 and 64, a vibration sensor is provided to detect the vibration generated in the arm or the hand, frequency-analyze the detected information, and the resulting frequency spectrum or its temporal change is abnormal. It is also possible to judge whether or not it is abnormal or by comparing with a standard pattern. Also acoustic sensors 58, 6
It is also possible to obtain the correlation value between the detection information of 4 and the detection information of the vibration sensor, or obtain the correlation value of the frequency spectrum of the frequency analysis result or its temporal change, and judge whether there is an abnormality based on the correlation value. it can. It is also possible to determine whether or not there is an abnormality by obtaining a correlation value including the detection information of the pressure sensor 62.

【0040】又位置センサ55,60と圧力センサ62
との検出情報は、制御用インタフェース部75を介して
制御用計算機77に加えられ、指令情報に従った位置に
移動したか否かを判断し、又指令情報に従った把持力で
作業対象物を把持したか否かを判断し、判断結果に対応
してアームモータ54又は指モータ59を制御するもの
である。又テレビカメラ51からの画像情報と、他のセ
ンサの検出情報とは、制御用インタフェース部75を介
して画像処理部76に加えられ、画像情報に他のセンサ
の検出情報が合成回路80により重畳されて通信装置7
9を介して遠隔操作制御部に伝送される。
Further, the position sensors 55 and 60 and the pressure sensor 62
Detection information is added to the control computer 77 via the control interface unit 75 to determine whether or not the position has moved to a position according to the command information, and the work object with the gripping force according to the command information. It is determined whether or not is gripped, and the arm motor 54 or the finger motor 59 is controlled according to the determination result. The image information from the television camera 51 and the detection information of other sensors are added to the image processing unit 76 via the control interface unit 75, and the detection information of other sensors is superimposed on the image information by the synthesizing circuit 80. Communication device 7
9 is transmitted to the remote control unit.

【0041】又図2に於けるロボット11と制御部20
と遠隔操作制御部30とを含め、遠隔操作制御部30に
於ける判断処理によってロボット11の危険回避制御を
行う構成が第3の制御構成であり、画像表示装置40の
表示内容やスペクトラム表示装置42の表示内容及びマ
スタロボット43の動作を観測したオペレータの判断を
含めて、ロボット11の危険回避の制御を行うことにな
る。
Further, the robot 11 and the control unit 20 shown in FIG.
The third control configuration is configured to perform the risk avoidance control of the robot 11 by the determination processing in the remote operation control unit 30, including the remote operation control unit 30 and the remote operation control unit 30, and the display content of the image display device 40 and the spectrum display device. The risk avoidance control of the robot 11 is performed including the display contents of 42 and the judgment of the operator who observed the operation of the master robot 43.

【0042】前述のように、リミットセンサを含む第1
の制御構成によってロボット11の衝突等の機械的状態
変化の場合の迅速な危険回避が可能となり、又各種のセ
ンサの検出情報の分析や照合比較等による処理判断を行
う第2の制御構成によって、ロボット11の異常状態を
判断した時に、自律的に危険回避を行うことができるか
ら、伝送遅延等による制御遅れが生じることなく、危険
回避が可能となる。又遠隔操作制御部30を含む第3の
制御構成は、大規模な判断処理機能を備えた構成とする
ことができるから、動作予測等により危険状態とならな
いように先行制御が可能となる。又第1,第2の制御構
成が充分に作用しない場合でも、第3の制御構成によっ
て確実にロボット11の危険回避の制御が可能となり、
システムの信頼性を向上することができる。
As mentioned above, the first including the limit sensor
With this control configuration, it is possible to quickly avoid danger in the case of a mechanical state change such as a collision of the robot 11, and by the second control configuration for performing processing judgment by analysis of detection information of various sensors and collation comparison, When the abnormal state of the robot 11 is determined, it is possible to autonomously avoid the danger. Therefore, it is possible to avoid the danger without causing a control delay due to a transmission delay or the like. Further, the third control configuration including the remote control unit 30 can be configured to have a large-scale judgment processing function, so that the preceding control can be performed so as not to cause a dangerous state due to motion prediction or the like. Even when the first and second control configurations do not work sufficiently, the third control configuration enables reliable control of the risk avoidance of the robot 11,
The reliability of the system can be improved.

【0043】図4は本発明の実施例のロボット制御系の
説明図であり、81は作業対象物等を撮像するテレビカ
メラ、82はハンドや指の駆動部と各種センサを含むハ
ンド・指駆動・検出部、83はアームの関節の駆動部や
各種センサを含むアーム駆動・検出部、84は駆動増幅
器、85はサーボ系指令信号発生部、86は制御用計算
機、87は合成分離部、88は通信装置、89,90は
加算器、91は処理判断部、92はハンド及びアームの
リミットセンサ、93はリミットセンサ処理判断部、9
4は電源スイッチである。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a robot control system according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 81 is a television camera for picking up an image of a work object, and 82 is a hand / finger drive including a hand / finger drive unit and various sensors. -Detection unit, 83 is an arm drive / detection unit including an arm joint drive unit and various sensors, 84 is a drive amplifier, 85 is a servo system command signal generation unit, 86 is a control computer, 87 is a composite separation unit, 88 Is a communication device, 89 and 90 are adders, 91 is a process determination unit, 92 is a hand and arm limit sensor, 93 is a limit sensor process determination unit, 9
Reference numeral 4 is a power switch.

【0044】遠隔操作制御部から伝送されて通信装置8
8で受信した指令情報は、合成分離部87を介して制御
用計算機86に加えられ、制御用計算機86は指令情報
に従った移動経路の算出等を行い、主経路情報を出力す
る。この主経路情報は、ハンド・指駆動・検出部82の
位置センサ等の検出情報によって加算器90に於いて補
正されてサーボ系指令信号発生部85に加えられ、アー
ムの各関節についての指令信号が出力される。この指令
信号は、アーム駆動・検出部83の位置センサ,角度セ
ンサ等の検出情報によって加算器89に於いて補正され
て、駆動増幅器84に加えられ、駆動増幅器84により
アーム駆動・検出部83のモータ及びハンド・指駆動・
検出部82のモータが駆動される。
The communication device 8 is transmitted from the remote control unit.
The command information received in 8 is added to the control computer 86 via the combining / separating unit 87, and the control computer 86 calculates the moving route according to the command information and outputs the main route information. This main path information is corrected in the adder 90 by the detection information from the position sensor of the hand / finger drive / detection unit 82 and added to the servo system command signal generation unit 85 to generate command signals for each joint of the arm. Is output. This command signal is corrected in the adder 89 by the detection information of the position sensor, the angle sensor, etc. of the arm drive / detection section 83, and is added to the drive amplifier 84. Motor and hand / finger drive
The motor of the detector 82 is driven.

【0045】ハンド及びアームの何れかが衝突等の危険
区域に移動すると、ハンド及びアームの何れかのリミッ
トセンサ92が動作し、電源スイッチ94を制御して、
駆動増幅器84の動作電源を遮断し、ロボットの危険回
避を行う。即ち、リミットセンサ判断処理部93を含む
第1の制御構成により、直接的に危険回避を行うことに
なる。
When either the hand or the arm moves to a dangerous area such as a collision, the limit sensor 92 of either the hand or the arm operates to control the power switch 94.
The operating power of the drive amplifier 84 is cut off to avoid the danger of the robot. That is, the first control configuration including the limit sensor determination processing unit 93 directly avoids danger.

【0046】又テレビカメラ81からの画像情報と、ハ
ンド・指駆動・検出部82の各種センサの検出情報と、
アーム駆動・検出部83の各種センサの検出情報とが、
処理判断部91に加えられ、温度センサ及び圧力センサ
の検出情報については許容値を超えたか否かにより異常
か否かの判断が行われ、又音響センサや振動センサの検
出情報については周波数分析による周波数スペクトラム
やその時間的変化により異常か否かの判断が行われる。
Image information from the television camera 81 and detection information of various sensors of the hand / finger drive / detection section 82,
The detection information of the various sensors of the arm drive / detection unit 83
It is added to the processing determination unit 91, and it is determined whether or not the detection information of the temperature sensor and the pressure sensor exceeds the permissible value, and whether or not the detection information of the acoustic sensor or the vibration sensor is detected by frequency analysis. Whether or not there is an abnormality is determined based on the frequency spectrum and its temporal change.

【0047】そして、異常と判断した時に迅速な制御が
必要な場合は駆動増幅器84に危険回避信号を加え、モ
ータを停止させるか又は逆方向に回転させる。又サーボ
系指令信号発生部85に危険回避信号を加えて、モータ
を停止させるか又は逆方向に回転させる指令信号を出力
させる。又制御用計算機86に危険回避信号を加えると
同時に、制御用計算機86から合成分離部87,通信装
置88を介してオペレータに知らせる適切な指示情報を
出力させる。即ち、第2の制御構成によって危険回避を
行うものである。
If a rapid control is required when it is judged to be abnormal, a danger avoidance signal is added to the drive amplifier 84 to stop the motor or rotate it in the opposite direction. Further, a danger avoidance signal is added to the servo system command signal generator 85 to output a command signal for stopping the motor or rotating it in the reverse direction. At the same time as adding the danger avoidance signal to the control computer 86, the control computer 86 outputs appropriate instruction information to be notified to the operator via the combining / separating unit 87 and the communication device 88. That is, the danger is avoided by the second control configuration.

【0048】従って、危険回避の応答優先度は、第1の
制御構成が最も高く、次に第2の制御構成に於ける駆動
増幅器84による危険回避制御、次にサーボ系指令信号
発生部85による危険回避制御、次に制御用計算機86
による危険回避制御の順序となり、第3の制御構成によ
る危険回避の応答優先度が最も低くなる。
Therefore, the risk avoidance response priority is highest in the first control configuration, then the risk avoidance control by the drive amplifier 84 in the second control configuration, and then by the servo system command signal generating section 85. Danger avoidance control, then control computer 86
The risk avoidance control is performed in order, and the risk avoidance response priority by the third control configuration is lowest.

【0049】図5は本発明の実施例のセンサの検出情報
多重化説明図であり、ロボットのアームやハンド等に取
付けた圧力センサ等の各種のセンサSN1〜SNnの検
出情報は、それぞれサンプルホールド回路SH11〜S
H1m〜SHn1〜SHnmに於いてサンプリング制御
部98からのサンプリングパルスspによってサンプル
ホールドされ、マルチプレクサ95により、テレビカメ
ラ97からの画像信号と多重化され、AD変換器(A/
D)96によりディジタル信号に変換され、図示を省略
した通信装置により遠隔操作制御部に伝送される。
FIG. 5 is an explanatory diagram for multiplexing the detection information of the sensors according to the embodiment of the present invention. The detection information of various sensors SN1 to SNn such as pressure sensors attached to the arm or hand of the robot is sampled and held, respectively. Circuit SH11-S
In H1m to SHn1 to SHnm, sample holding is performed by the sampling pulse sp from the sampling control unit 98, the multiplexer 95 multiplexes the image signal from the television camera 97, and an AD converter (A /
D) It is converted into a digital signal by 96 and transmitted to the remote control unit by a communication device (not shown).

【0050】この実施例は、各センサSN1〜SNnに
対してそれぞれ複数個のサンプルホールド回路SH11
〜SH1m〜SHn1〜SHnmを設け、検出情報の送
出周期に比較して短い周期で順次サンプルホールドする
必要がある場合に相当する。なお、検出情報の送出周期
でサンプルホールドすれば良い程度の比較的最高周波数
が低い検出情報の場合は、センサ対応の各サンプルホー
ルド回路を省略し、マルチプレクサ95を介してAD変
換器96に加えてディジタル信号に変換する構成とする
ことができる。
In this embodiment, a plurality of sample hold circuits SH11 are provided for each of the sensors SN1 to SNn.
This corresponds to a case in which it is necessary to provide SH1m to SHn1 to SHn1 to sequentially perform sample and hold in a cycle shorter than the transmission cycle of detection information. In the case of detection information having a relatively low maximum frequency such that sampling and holding may be performed in the detection information transmission cycle, each sample and hold circuit corresponding to the sensor is omitted, and a sample signal is added to the AD converter 96 via the multiplexer 95. It can be configured to convert into a digital signal.

【0051】又サンプリング制御部98は、テレビカメ
ラ97の垂直同期信号VS等に同期して、サンプルホー
ルド回路SH11〜SH1m〜SHn1〜SHnmに順
次加えるサンプリングパルスspを出力し、又マルチプ
レクサ95に加える選択制御信号を出力し、又AD変換
器96に加えるサンプリングパルスを出力する。
Further, the sampling control section 98 outputs sampling pulses sp sequentially added to the sample hold circuits SH11 to SH1m to SHn1 to SHnm in synchronization with the vertical synchronizing signal VS of the television camera 97, etc., and also selects to add to the multiplexer 95. It outputs a control signal and also outputs a sampling pulse to be applied to the AD converter 96.

【0052】図6は本発明の実施例の多重化動作の説明
図であり、(a)は垂直同期信号VS、(b)は多重化
期間信号、(c),(d),(e)はマルチプレクサ9
5に加える選択制御信号、(f)は多重化信号を示す。
例えば、センサSN1の検出情報は、順次発生する所定
の周期のサンプリングパルスspによりサンプルホール
ド回路SH11〜SH1mに於いて順次サンプルホール
ドされる。
FIG. 6 is an explanatory view of the multiplexing operation of the embodiment of the present invention, where (a) is the vertical synchronizing signal VS, (b) is the multiplexing period signal, and (c), (d), (e). Is the multiplexer 9
5 shows a selection control signal added to 5, and (f) shows a multiplexed signal.
For example, the detection information of the sensor SN1 is sequentially sampled and held in the sample and hold circuits SH11 to SH1m by the sampling pulse sp having a predetermined cycle which is sequentially generated.

【0053】そして、垂直同期信号VSに同期し、遅延
時間td後の多重化期間tsに於いて、マルチプレクサ
95に加えられる(c),(d),(e)に示す選択制
御信号によってサンプルホールド回路SH11〜SH1
mのサンプルホールド出力信号は、マルチプレクサ95
を介してAD変換器96に加えられ、ディジタル信号に
変換されて送出される。
Then, in the multiplexing period ts after the delay time td in synchronization with the vertical synchronizing signal VS, sample holding is performed by the selection control signals shown in (c), (d) and (e) applied to the multiplexer 95. Circuits SH11 to SH1
The sample hold output signal of m is the multiplexer 95.
Is added to the AD converter 96 via the, and converted into a digital signal and transmitted.

【0054】多重化期間ts後の期間tvに於いては、
テレビカメラ97の画像信号がマルチプレクサ95を介
してAD変換器96に加えられてディジタル信号に変換
される。従って、(f)に示すように、多重化期間ts
にはセンサの検出情報、次の期間tvには画像情報がそ
れぞれ配置された状態で伝送される。この多重化期間t
sは、垂直帰線期間内に設定するのが一般的であるが、
遠隔操作制御部の画像表示装置の再生画像に余り影響を
与えない場合が多いから、有効水平期間内に設定するこ
とも可能である。又多重化期間ts内に複数のセンサの
検出情報を順次多重化することも、又比較的高速な音響
信号等は、水平同期信号毎の水平走査帰線期間内に設定
して伝送することも可能である。
In the period tv after the multiplexing period ts,
The image signal of the television camera 97 is applied to the AD converter 96 via the multiplexer 95 and converted into a digital signal. Therefore, as shown in (f), the multiplexing period ts
The sensor detection information and the image information are transmitted in the next period tv. This multiplexing period t
Although s is generally set within the vertical blanking period,
Since it often does not affect the reproduced image of the image display device of the remote control unit in many cases, it is also possible to set it within the effective horizontal period. Further, the detection information of a plurality of sensors may be sequentially multiplexed within the multiplexing period ts, or a relatively high-speed acoustic signal or the like may be set and transmitted within the horizontal scanning blanking period for each horizontal synchronization signal. It is possible.

【0055】又テレビカメラ97の1画面を、256×
256の画素構成とし、1画素を4ビットでディジタル
化し、5Mbpsの伝送速度で伝送する場合、約19枚
/秒の枚数の画面を伝送することができる。更に帯域圧
縮処理を施せば、数倍の枚数の画面を伝送することも可
能である。又センサの検出情報をディジタル化した時
に、4ビット単位で処理することにより、画像信号の画
素対応の処理で伝送することができるから、更に多数の
センサの検出情報を容易に遠隔操作制御部に伝送するこ
とができる。
Also, one screen of the TV camera 97 is displayed as 256 ×
When 256 pixels are used and one pixel is digitized into 4 bits and transmitted at a transmission rate of 5 Mbps, about 19 screens / second can be transmitted. Further, if band compression processing is performed, it is possible to transmit several times the number of screens. Further, when the detection information of the sensor is digitized, it can be transmitted by the processing corresponding to the pixel of the image signal by processing it in units of 4 bits. Therefore, the detection information of more sensors can be easily transmitted to the remote control unit. Can be transmitted.

【0056】図7は本発明の実施例のスペクトラムによ
る異常判断説明図であり、横軸を周波数、縦軸を強度と
して示し、点線Bの周波数スペクトラムの強度を警報レ
ベル、太線Cの周波数スペクトラムの強度を停止レベル
とした場合を示す。例えば、図3の周波数分析部72に
於いて音響センサ58,64,圧力センサ62,位置セ
ンサ55,60の検出情報の周波数分析を行い、その分
析結果の周波数スペクトラムが実線Aに示すものであ
り、又標準パターン格納部74に格納された標準パター
ンを点線B及び太線Cの周波数スペクトラムであるとす
ると、照合判断部73に於いては、正常であると判断す
ることになる。
FIG. 7 is an explanatory diagram of abnormality determination based on the spectrum of the embodiment of the present invention, in which the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents intensity, the intensity of the frequency spectrum indicated by the dotted line B indicates the alarm level, and the frequency spectrum indicated by the thick line C indicates the frequency spectrum. The case where the strength is taken as the stop level is shown. For example, frequency analysis of the detection information of the acoustic sensors 58 and 64, the pressure sensor 62, and the position sensors 55 and 60 is performed in the frequency analysis unit 72 of FIG. 3, and the frequency spectrum of the analysis result is shown by the solid line A. If the standard pattern stored in the standard pattern storage unit 74 is the frequency spectrum of the dotted line B and the thick line C, the collation judging unit 73 judges that it is normal.

【0057】そして、検出情報の周波数スペクトラムの
強度が点線Bの周波数スペクトラムの強度を超えると、
照合判断部73は制御用インタフェース部75を介して
制御用計算機77に警報信号を送出し、又その警報信号
は画像処理部76に於いてテレビカメラ51の画像信号
に重畳されて遠隔操作制御部に、通信装置79から伝送
される。又太線Cの周波数スペクトラムの強度を超える
と、照合判断部73は直接或いは周波数分析部72を介
してスイッチ回路67,70を制御して、アームモータ
54又は指モータ59の電源を遮断して危険回避を行う
ことになる。
When the intensity of the frequency spectrum of the detection information exceeds the intensity of the frequency spectrum of dotted line B,
The collation judging unit 73 sends an alarm signal to the control computer 77 via the control interface unit 75, and the alarm signal is superposed on the image signal of the television camera 51 in the image processing unit 76 so that the remote operation control unit. Is transmitted from the communication device 79. When the intensity of the frequency spectrum of the thick line C is exceeded, the collation judging unit 73 controls the switch circuits 67 and 70 directly or via the frequency analyzing unit 72 to shut off the power supply of the arm motor 54 or the finger motor 59, which is dangerous. Avoid it.

【0058】前述の点線B及び太線Cの標準の周波数ス
ペクトラムは、ロボットの作業種別によって異なるパタ
ーンとなる場合が多いから、ロボットの作業種別対応に
予め標準の周波数スペクトラムを作成して、標準パター
ン格納部74に格納し、遠隔操作制御部からの指令情報
から作業種別を識別し、その作業種別に対応した標準の
周波数スペクトラムを読出して、照合判断部73に於い
て異常か否かを判断することができる。
Since the standard frequency spectra of the dotted line B and the thick line C described above often have different patterns depending on the work type of the robot, a standard frequency spectrum is created in advance corresponding to the work type of the robot and the standard pattern is stored. The work type is stored in the unit 74, the work type is identified from the command information from the remote operation control unit, the standard frequency spectrum corresponding to the work type is read, and the collation determination unit 73 determines whether or not there is an abnormality. You can

【0059】又遠隔操作制御部に於いても、制御部を介
して受信した各種センサの検出情報の周波数分析を行
い、異常か否かを判断するものであり、図2の警報回路
35に於いてこのような処理を行うことができる。その
周波数分析結果又は照合判断結果をスペクトラム表示装
置42に表示するか或いは図7に示すような周波数スペ
クトラムを表示することができる。
Also in the remote control unit, the frequency information of the detection information of the various sensors received through the control unit is analyzed to determine whether or not there is an abnormality. In the alarm circuit 35 of FIG. Such processing can be performed. The frequency analysis result or the collation determination result can be displayed on the spectrum display device 42, or the frequency spectrum as shown in FIG. 7 can be displayed.

【0060】本発明は、前述の実施例にのみ限定される
ものではなく、種々付加変更することができるものであ
り、例えば、リミットセンサとして、ロボットの動作範
囲を規定する位置に張り巡らした切断用電線を用いて、
第1の制御構成を実現することも可能である。又マスタ
スレーブ方式以外のロボットの制御方式にも本発明を適
用することができるものである。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, but various additions and modifications can be made. For example, as a limit sensor, a cutting operation is provided around a position defining the operation range of the robot. Using the electric wire for
It is also possible to realize the first control configuration. The present invention can also be applied to robot control systems other than the master-slave system.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ロボッ
ト5の機械的状態変化が危険状態を示す時のリミットセ
ンサ等のセンサ4の検出情報により、関節モータ等の駆
動部3を直接的に制御する第1の制御構成によって危険
回避を迅速に行い、又温度センサや音響センサ等の検出
情報を処理して、ロボット5が危険状態か否かを判断
し、危険状態と判断した時に駆動部3を制御する第2の
制御構成によって危険回避を行い、又テレビカメラを含
む各種のセンサ4の検出情報を制御部6を介して遠隔操
作制御部7に伝送し、この遠隔操作制御部7に於いて判
断処理した結果により制御する第3の制御構成によっ
て、ロボット5の危険回避を行うものであり、危険回避
の為の応答優先度をロボット5に近い制御機能程高くす
ることができるから、伝送遅延等による影響を受けるこ
となく、迅速な危険回避が可能となり、且つ最終的には
第3の制御構成に於いて、未来予測型シミュレーション
やオペレータの判断を加味することができるから、信頼
性の高いシステムを構築することがてきる利点がある。
As described above, according to the present invention, the drive unit 3 such as the joint motor is directly detected by the detection information of the sensor 4 such as the limit sensor when the mechanical state change of the robot 5 indicates a dangerous state. The first control configuration for controlling the robot 5 quickly avoids the danger, processes the detection information of the temperature sensor, the acoustic sensor, and the like to determine whether the robot 5 is in the dangerous state, and drives when the robot 5 is in the dangerous state. The second control configuration for controlling the unit 3 avoids danger, and transmits detection information of various sensors 4 including a television camera to the remote operation control unit 7 via the control unit 6, and the remote operation control unit 7 In the third control configuration in which the control is performed according to the result of the determination process, the risk of the robot 5 is avoided, and the response priority for risk avoidance can be increased as the control function closer to the robot 5. , The risk can be promptly avoided without being affected by the transmission delay, etc., and in the end, the future control type simulation and the operator's judgment can be taken into consideration in the third control configuration, so that the reliability can be improved. There is an advantage that it is possible to build a high system.

【0062】又第2又は第3の制御構成に於いて、セン
サ4の検出情報の周波数分析の結果を基に異常か否かを
判断することができ、完全に危険な状態と、その前の警
報状態との判別も可能となるから、適切な危険回避の制
御が可能となる。又作業種別に対応した標準の周波数ス
ペクトラムやその時系列と検出情報の周波数スペクトラ
ムもその時系列とを照合判断する場合は、各種の異なる
作業を行うロボット5に対して常に最適な監視を行うこ
とが可能となる。
Further, in the second or third control configuration, it is possible to determine whether or not there is an abnormality based on the result of frequency analysis of the detection information of the sensor 4, and it is possible to determine whether there is a completely dangerous state and the previous state. Since it is possible to discriminate the alarm state, it is possible to perform appropriate risk avoidance control. Further, when the standard frequency spectrum corresponding to the work type or its time series and the frequency spectrum of the detection information are also compared with the time series, it is possible to always perform optimum monitoring for the robot 5 performing various different works. Becomes

【0063】又人工衛星上等の地上から離れた位置のロ
ボットに対しても高い安全性を得て容易に制御が可能と
なり、その場合の遠隔操作制御部7に於いては画像情報
を表示することにより、ロボット5の動作状態を監視で
きるものであるが、その画像信号に多数の各種センサ4
の検出情報を重畳して伝送することにより、複数チャネ
ルを用いることなく、容易に制御部6と遠隔操作制御部
7との間で通信を行うことができる。
Further, it becomes possible to easily control a robot located far away from the ground such as on an artificial satellite, and in that case, the remote control unit 7 displays image information. By doing so, the operating state of the robot 5 can be monitored.
By superimposing and transmitting the detection information of 1, the communication between the control unit 6 and the remote operation control unit 7 can be easily performed without using a plurality of channels.

【0064】各種のセンサ4の検出情報を遠隔操作制御
部7に伝送することが可能となるから、ロボット5のハ
ンドの把持力等の圧力センサの検出情報を受信した遠隔
操作制御部7に於いて、操作レバーの反発力に変換して
与えることにより、オペレータは把持力等を実際に感じ
取ることができる。
Since the detection information of various sensors 4 can be transmitted to the remote operation control unit 7, the remote operation control unit 7 receives the detection information of the pressure sensor such as the gripping force of the hand of the robot 5 and the like. In addition, the operator can actually feel the gripping force and the like by converting and applying the repulsive force of the operating lever.

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

【図1】本発明の原理説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.

【図2】本発明の実施例の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of an example of the present invention.

【図3】本発明の実施例の危険回避構成の要部説明図で
ある。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a main part of a danger avoidance configuration according to the embodiment of this invention.

【図4】本発明の実施例のロボット制御系の説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a robot control system according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例のセンサの検出情報多重化説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for multiplexing detection information of the sensor according to the embodiment of this invention.

【図6】本発明の実施例の多重化動作の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a multiplexing operation according to the embodiment of this invention.

【図7】本発明の実施例のスペクトラムによる異常判断
説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of abnormality determination by spectrum according to the embodiment of this invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ハンド 2 アーム 3 駆動部 4 センサ 5 ロボット 6 制御部 7 遠隔操作制御部 1 Hand 2 Arm 3 Drive Unit 4 Sensor 5 Robot 6 Control Unit 7 Remote Control Unit

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 物品を把持する為のハンド(1)と、該
ハンド(1)を支持するアーム(2)と、前記ハンド
(1)及び前記アーム(2)を機械的に駆動する駆動部
(3)と、各部の状態を検出するテレビカメラを含む複
数種類のセンサ(4)とを有するロボット(5)と、 指令情報によるプログラムと前記センサ(4)の検出情
報とを用いて前記ロボット(5)を制御する制御部
(6)と、 該制御部(6)を介して前記センサ(4)の検出情報を
受信し、且つ前記制御部(6)に前記指令情報を送出す
る遠隔操作制御部(7)とを備えた知能ロボットシステ
ムに於いて、 前記ロボット(5)の機械的状態変化が危険状態を示す
時の前記センサ(4)の検出情報により、前記駆動部
(3)を直接的に制御して危険回避を行う第1の制御構
成と、 前記センサ(4)の検出情報の処理判断により前記ロボ
ット(5)が危険状態か否かを判断し、危険状態と判断
した時に前記駆動部(3)を制御して危険回避を行う第
2の制御構成と、 前記センサ(4)の検出情報を前記制御部(6)を介し
て受信した前記遠隔操作制御部(7)に於いて、前記検
出情報を基に前記ロボット(5)が危険状態か否かを判
断し、危険状態と判断した時に前記駆動部(3)を制御
して危険回避を行わせる指令情報を送出する第3の制御
構成とを設けたことを特徴とする知能ロボットシステ
ム。
1. A hand (1) for gripping an article, an arm (2) for supporting the hand (1), and a drive unit for mechanically driving the hand (1) and the arm (2). A robot (5) having (3) and a plurality of types of sensors (4) including a television camera for detecting the state of each part, and the robot using a program based on command information and the detection information of the sensor (4). A control unit (6) for controlling (5) and a remote operation for receiving the detection information of the sensor (4) via the control unit (6) and sending the command information to the control unit (6). In an intelligent robot system including a control unit (7), the drive unit (3) is driven by the detection information of the sensor (4) when the mechanical state change of the robot (5) indicates a dangerous state. With the first control configuration that directly controls to avoid danger A second determination is made to determine whether or not the robot (5) is in a dangerous state by processing the detection information of the sensor (4), and when it is determined to be in a dangerous state, the drive unit (3) is controlled to avoid the danger. In the remote control section (7) which receives the detection information of the sensor (4) through the control section (6), the robot (5) is dangerous based on the detection information. And a third control configuration for sending command information for controlling the drive unit (3) to judge the danger and avoiding the danger when it is judged that the robot is in a dangerous state. system.
【請求項2】 前記センサ(4)の中のリミットセンサ
により前記ロボット(5)の機械的状態変化が危険状態
であることを検出した時に、前記駆動部(3)を直接的
に停止或いは逆方向に移動させる危険回避制御を行う第
1の制御構成と、前記センサ(4)の中の位置センサ,
温度センサ,圧力センサ,音響センサ,振動センサ等の
各種センサの検出情報を処理して危険状態を示すもので
あるか否かを判断し、危険状態を示すものと判断した時
に、前記駆動部(3)を停止或いは逆方向に移動させる
危険回避制御を行う第2の制御構成と、前記センサ
(4)の検出情報を受信した前記遠隔操作制御部(7)
に於いて、前記センサ(4)の中のテレビカメラからの
画像情報及び他の各種のセンサの検出情報を基に、又は
前記ロボット(5)の動作予測シミュレーションにより
前記ロボット(5)が危険状態か否かを判断し、危険状
態と判断した時に、危険回避の為の指令情報を送出する
第3の制御構成とを備えたことを特徴とする請求項1記
載の知能ロボットシステム。
2. When the limit sensor in the sensor (4) detects that the mechanical state change of the robot (5) is in a dangerous state, the drive unit (3) is directly stopped or reversed. A first control configuration for performing danger avoidance control for moving in a direction, a position sensor in the sensor (4),
When the detection information of various sensors such as a temperature sensor, a pressure sensor, an acoustic sensor, and a vibration sensor is processed, it is determined whether or not it indicates a dangerous state. 2) A second control configuration for performing danger avoidance control for stopping or moving the sensor 3) in the opposite direction, and the remote operation control unit (7) that has received the detection information of the sensor (4).
The robot (5) is in a dangerous state on the basis of image information from the television camera in the sensor (4) and detection information of various other sensors, or by a motion prediction simulation of the robot (5). The intelligent robot system according to claim 1, further comprising: a third control configuration that sends command information for avoiding a danger when it is determined whether the state is a dangerous state.
【請求項3】 前記第2及び第3の制御構成は、前記セ
ンサ(4)の中の位置センサ,温度センサ,圧力セン
サ,音響センサ,振動センサ等の各種のセンサの検出情
報の周波数分析を行い、該周波数分析により得られた周
波数スペクトラム又は該周波数スペクトラムの時間的変
化について異常か否かを判定し、異常と判定した時に、
前記ロボット(5)の危険回避制御を行う構成を含むこ
とを特徴とする請求項1又2記載の知能ロボットシステ
ム。
3. The second and third control configurations perform frequency analysis of detection information of various sensors such as a position sensor, a temperature sensor, a pressure sensor, an acoustic sensor, a vibration sensor in the sensor (4). The frequency spectrum obtained by the frequency analysis or a temporal change of the frequency spectrum is determined to be abnormal, and when it is determined to be abnormal,
The intelligent robot system according to claim 1 or 2, further comprising a configuration for performing risk avoidance control of the robot (5).
【請求項4】 前記第2及び第3の制御構成は、前記セ
ンサ(4)の中の位置センサ,温度センサ,圧力セン
サ,音響センサ,振動センサ等の各種のセンサの検出情
報の周波数分析を行い、該周波数分析により得られた周
波数スペクトラム又は該周波数スペクトラムの時間的変
化について、前記ロボット(5)の作業種別対応の予め
求めた標準の周波数スペクトラム又は該周波数スペクト
ラムの時間的変化のパターンと照合して異常か否かを判
定し、異常と判定した時に、前記ロボット(5)の危険
回避制御を行う構成を含むことを特徴とする請求項1又
は2又は3記載の知能ロボットシステム。
4. The second and third control configurations perform frequency analysis of detection information of various sensors such as a position sensor, a temperature sensor, a pressure sensor, an acoustic sensor, and a vibration sensor in the sensor (4). The frequency spectrum obtained by the frequency analysis or the temporal change of the frequency spectrum is collated with a standard frequency spectrum obtained in advance corresponding to the work type of the robot (5) or a temporal change pattern of the frequency spectrum. The intelligent robot system according to claim 1, 2 or 3, further comprising a configuration for performing risk avoidance control of the robot (5) when it is determined to be abnormal and when it is determined to be abnormal.
【請求項5】 前記第2及び第3の制御構成は、前記セ
ンサ(4)の中の異なる種類のセンサのそれぞれの検出
情報の相互の相関値を求め、該相関値が異常な変化を示
す時に、前記ロボット(5)が危険状態と判断して、危
険回避制御を行う構成を含むことを特徴とする請求項1
記載の知能ロボットシステム。
5. The second and third control configurations obtain mutual correlation values of detection information of different types of sensors in the sensor (4), and the correlation values show an abnormal change. At times, the robot (5) includes a configuration for performing risk avoidance control by determining that the robot (5) is in a dangerous state.
The described intelligent robot system.
【請求項6】 前記第2の制御構成は、前記センサ
(4)の中のテレビカメラからの画像情報の高周波成分
が最も大きくなるように前記テレビカメラの自動焦点制
御を行い、前記高周波成分のレベル又はスペクトラムに
よって接近距離を判断し、危険域に移動したと判断した
時に、危険回避制御を行う構成を含むことを特徴とする
請求項1記載の知能ロボットシステム。
6. The second control configuration performs automatic focus control of the television camera so that a high frequency component of image information from the television camera in the sensor (4) becomes maximum, and the high frequency component of the high frequency component is controlled. The intelligent robot system according to claim 1, further comprising a configuration for performing danger avoidance control when it is determined that the approach distance is determined based on the level or the spectrum, and it is determined that the vehicle has moved to a dangerous area.
【請求項7】 前記制御部(6)に、前記センサ(4)
の中のテレビカメラからの画像情報に他のセンサの検出
情報を重畳して、前記制御部(6)から前記遠隔操作制
御部(7)に送出する送出部を設け、前記遠隔操作制御
部(7)に、前記制御部(6)から受信して前記画像情
報と前記他のセンサの検出情報とを分離し、前記画像情
報を画像表示部に表示させる受信部を設けたことを特徴
とする請求項1記載の知能ロボットシステム。
7. The sensor (4) is provided in the control unit (6).
In the remote operation control unit (the remote operation control unit (7)) is provided with the detection information of another sensor superimposed on the image information from the television camera in the above, and is sent from the control unit (6) to the remote operation control unit (7). In 7), there is provided a receiving unit for separating the image information received from the control unit (6) and the detection information of the other sensor and displaying the image information on an image display unit. The intelligent robot system according to claim 1.
【請求項8】 前記ロボット(5)の動作に於いて受け
る把持力等の圧力を検出するセンサの検出情報を、前記
センサ(4)の中のテレビカメラからの画像情報に重畳
して前記制御部(6)から前記遠隔操作制御部(7)に
伝送し、該遠隔操作制御部(7)の前記ロボット(5)
を制御する為の操作レバーに対して前記圧力を検出する
センサの検出情報を基に反発力を与える構成を設けたこ
とを特徴とする請求項1記載の知能ロボットシステム。
8. The control by superimposing detection information of a sensor that detects pressure such as a gripping force received in the operation of the robot (5) on image information from a television camera in the sensor (4). From the part (6) to the remote operation control part (7), the robot (5) of the remote operation control part (7) is transmitted.
2. The intelligent robot system according to claim 1, further comprising: a configuration for applying a repulsive force to an operation lever for controlling a force based on detection information of a sensor that detects the pressure.
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