JPH07116980A - マニピュレータシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】親アームに着脱可能な子アームを親アームと同
様に独立して制御し得るマニピュレータシステムを提供
することにある。 【構成】このマニピュレータシステムは、親アームの先
端以外の腕部に子アームを結合し、親アームと子アーム
を制御的に独立して動作できるようにする。子アームを
親アームの腕部に結合するには、親アームの先端の着脱
機構を動作させて子アームの着脱機構を結合し、子アー
ムの別の着脱機構を親アームの腕部の着脱機構に移動さ
せて機械的及び電気的に結合する。この結合が完了する
と、親アームの先端の着脱機構と子アームの着脱機構と
の結合を解放する。 【効果】これにより、親アームに対し子アームを分岐接
続でき、作業範囲の拡大と複合作業を行うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボット等のア
ームの先端に着脱装置を取付け、作業工具等を交換する
機能を有するマニピュレータシステムに関するものであ
る。 【０００２】特に、宇宙環境等の悪環境における作業に
用いて好適なマニピュレータシステムに関するものであ
る。 【０００３】 【従来の技術】従来、宇宙空間で作業するマニピュレー
タとしては、作業範囲の広さや高精度の作業等、各種の
仕様が要求されると共に、宇宙空間に打上げ時の重量制
限等の制約条件が存在する。 【０００４】これらの要求を満たすために、例えば、特
開昭６１−３０３８７号公報に記載されているような、
改良されたマニピュレータを有する宇宙ステーションが
提案されている。この宇宙ステーションは、作業範囲の
広い大型のマニピュレータの先端に、高精度の小型マニ
ピュレータを取付けるか、あるいは別個に制御可能とす
ることで、宇宙ステーションにおける広範囲の搬送作業
と高精度の組立、保守、点検作業を行うことができるも
のである。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなマニピュレータは、大型マニピュレータの先端に
小型マニピュレータを直列に結合するか、別個の制御と
するため、次のような問題がある。 【０００６】(１) 一端を抑えて他端を回すような複合
作業が簡単にできない。 【０００７】(２) ２つのマニピュレータの結合は、直
列接続のため、動作領域の拡大に限界がある。 【０００８】(３) 小型マニピュレータを台等に固定し
ておくために、宇宙空間などでの機械的、熱的保護が大
型マニピュレータとは別個に必要になり、経済的でな
い。 【０００９】(４) 直列結合の場合、力が全体に伝わる
ので、負荷を上げると全体の剛性をあげる必要があり、
大幅な重量増加になる。 【００１０】(５) 先端が常に１つしかないので、ツー
ルの交換が頻繁になり能率が悪い。 【００１１】本発明の目的は、親アームに着脱されるア
ームをも制御し得るマニピュレータシステムを提供する
にある。 【００１２】本発明の他の目的は、複合作業を簡単に行
い得るマニピュレータシステムを提供するにある。 【００１３】さらに、他の本発明の目的は、子アームの
機械的、熱的保護を特に設けることなく、保管しておく
ことのできるマニピュレータシステムを提供するにあ
る。 【００１４】さらに他の本発明の目的は、全体として小
型、軽量で、大荷重の負荷に対応できるマニピュレータ
システムを提供するにある。 【００１５】 【課題を解決するための手段】上記の目的は、親アーム
の先端の着脱装置を作業できる状態にしたまま、親アー
ムの先端以外の腕部に子アームが着脱可能な着脱機構を
装着し、制御的にも独立して動作できるようにすること
で達成される。 【００１６】 【作用】例えば、子アームの基部に、少なくともそれぞ
れ１つづつの作動側および被動側着脱装置を設け、親ア
ーム先端の作動側着脱装置を作動させて子アームの被動
側着脱装置を結合し、子アームの着脱装置（作動側）を
作動できるよう電源及び信号線の結合を行う。その後、
親アームの着脱装置によって子アームを親アームの腕の
着脱装置（被動側）に運搬させ結合し、親アームの着脱
装置（被動側）からの電源及び信号線の供給を確認し
て、親アームの作動側着脱装置によって子アームを離脱
させるようにする。 【００１７】親アームの先端に設けた着脱装置によっ
て、子アームを装着し、親アーム自身に取付けるための
部位は自由に選ぶことはできないが、腕の動作領域を検
討することによって取付位置範囲を拡大できる。また、
親アームに取付位置範囲を拡大するために、特殊な自由
度を設けることは効果が大きい。 【００１８】 【実施例】以下本発明の一実施例を図１により説明す
る。図１の１００は４自由度以上の長腕の親アーム、２
００は３自由度以上の短腕の子アーム、３００はコント
ローラを示す。 【００１９】親アーム１００は大形のマニピュレータで
７つの独立して動く可動部を持ち先端には１０１の着脱
装置を有している。着脱装置１０１は、米国特許第４１
０５２４１号に記載されるようにいづれの方向に対して
も遊びなく結合することのできる装置である。通常機械
的結合のほかに電気的結合部を有し、電力や信号を供給
することができる。 【００２０】子アーム２００は、小形のマニピュレータ
で、６つの独立して動く可動部のほか、着脱装置１０１
と同じ構造を持つ２０１の着脱装置と２０２の着脱突起
および２０３のグリッパより成る。 【００２１】コントローラ３００は、親アーム１００と
子アーム２００を制御するもので、その装置構成につい
ては、図２にて後述する。 【００２２】親アーム１００において、１０２は親アー
ムベースで、親アーム１００を軸のまわりに回転させる
駆動装置を内蔵している。 【００２３】１０３は親アーム前腕であり、１０４は親
アーム第一関節であって、親アーム前腕１０３は、親ア
ームベース１０２の中心軸まわりに親アーム第一関節１
０４に内蔵された駆動装置により動作する。１０５は親
アーム回転腕、親アーム前腕１０３に内蔵された駆動装
置によりその中心軸まわりに回転する。１０６は親アー
ム上腕であり、１０７は親アーム第二関節で、親アーム
上腕１０６は、親アーム第二関節１０７に内蔵された駆
動装置によりその中心軸まわりに回転する。１０８は、
親アーム手首で、親アーム上腕１０６の先端の中心軸ま
わりに回転（ピッチ運動）する。１０９は、親アーム手
首１０８の中心軸のまわりに回転する親アーム手首ロー
ル部である。１１０は、手首ヨウ部で、手首ロール部の
中心軸と直角な中心軸のまわりに回転する。なお、親ア
ーム回転腕１０５には、１１１，１１２の着脱突起があ
り、親アーム上腕１０６には、１１３の着脱突起があ
る。 【００２４】子アーム２００の構成は、一端に着脱装置
２０１を備えており、着脱装置２０１は、２０４の子ア
ームベースに取付けられる。子アームベース２０４は、
子アーム２００のグリッパ２０３側を、中心軸のまわり
に回転させる。２０５は、子アーム前腕、２０６は子ア
ーム上腕で、それぞれ、子アームベース２０４の中心軸
に直角な中心軸まわりに回転する。２０７は子アーム手
首で、子アーム上腕の中心軸のまわりに回転（ロール運
動）する。２０８は子アームピッチ軸で、子アーム手首
２０７の中心軸に直角な軸のまわりに回軸する。 【００２５】２０９は子アームヨウ軸で先端のグリッパ
２０３を子アームピッチ軸２０８および子アーム手首２
０７の中心軸の両方に直角な中心軸のまわりに回転させ
る。２１０は子アームベース２０４に取付けられたテレ
ビカメラである。 【００２６】次に、図２により、図１の機構を動作させ
るための制御回路を説明する。 【００２７】まず、コントローラ３００において、３０
１は電源である。３０２は親アーム動作指令発生装置
で、３０３は親アーム制御処理装置である。３０４は中
央演算装置である。３０５は子アーム動作指令発生装置
で、３０６は子アーム制御処理装置である。 【００２８】親アーム制御処理装置３０３及び子アーム
制御処理装置３０６はそれぞれ親アーム動作指令発生装
置３０２および子アーム動作指令発生装置３０５からの
指令を受けて、それぞれのアームの７つ及び６つの独立
して動く可動部と着脱装置１０１および２０１との駆動
制御を行う。 【００２９】すなわち、４０１，４０２，４０３，４０
４，４０５，４０６，４０７は、それぞれ親アームベー
ス１０２、親アーム第１関節１０４、親アーム回転腕１
０５、親アーム第２関節１０７、親アーム手首１０８、
親アーム手首ロール部１０９、親アーム手首ヨウ部１１
０への駆動制御回路、４０８は着脱装置１０１の駆動制
御回路である。３０７，３０８，３０９，３１０は、そ
れぞれ着脱装置１０１、着脱突起１１１，１１２，１１
３に設けられた親接続端子板である。また、４０９，４
１０，４１１，４１２，４１３，４１４は、子アーム２
００の６つの独立した可動部（子アームベース２０４、
子アーム前腕２０５、子アーム上腕２０６、子アーム手
首２０７、子アームピッチ軸２０８、子アームヨウ軸２
０９）の駆動制御回路で、４１５は着脱装置２０１の、
４１６はグリッパ２０３の駆動制御回路である。 【００３０】これら４０９〜４１５の駆動制御回路は、
親アームベース１０２から入って親アーム１００の先端
にある着脱装置１０１の親接続端子板３０７に連絡して
いる。また４０９〜４１５の駆動回路は、着脱突起１１
１の親接続端子板３０８，１１２の親接続端子板３０
９，１１３の親接続端子板３０１にも連絡している。 【００３１】４１７は電源回路で、親アームの７つの可
動部１０２〜１０４，１０７〜１１０と着脱装置１０１
および親接続端子板３０７〜３１０に接続されている。 【００３２】図３は、子アーム２００の制御回路で、３
１１，３１２はそれぞれ着脱装置２０１と着脱突起２０
２に取付けられた子接続端子板である。また、４１８は
子電源回路、４１９はグリツパ２０３の駆動制御回路、
４２０，４２１，４２２，４２３，４２４，４２５はそ
れぞれ子アームの６つの可動部すなわち子アームベース
２０４、子アーム前腕２０５、子アーム上腕２０６、子
アーム手首２０７、子アームピッチ軸２０８、子アーム
ヨウ軸２０９の駆動制御回路、４２６は着脱装置２０１
の駆動制御回路である。 【００３３】ここで、子電源回路４１８は、図２におけ
る電源回路４１７に電気的に接続されるもので、駆動制
御回路４１９，４２０，４２１，４２２，４２３，４２
４，４２５，４２６は、同じく図２における駆動制御回
路４１６，４０９，４１０，４１１，４１２，４１３，
４１４，４１５に電気的に接続されるものである。 【００３４】４１８の子電源回路は、子アームの上記６
つの可動部およびグリッパ２０３、着脱装置２０１へ接
続されている。 【００３５】駆動制御回路４０１〜４０７，４０９〜４
１４はサーボ制御回路で、それぞれ電動機駆動回路、電
動機速度検出回路、電動機位置検出回路からなっており
その構成は同じである。したがって親アームベース１０
２を代表的に選んでその動作を説明し、他の親アームの
可動部および子アームの可動部の駆動方法について１つ
１つ説明することは省略する。 【００３６】図４は、親アームベース１０２の駆動装置
を示す。 【００３７】５００は親アームベース１０２の駆動用電
動機であり、５０１はその速度検出器、５０２はその減
速機、５０３は親アームベース１０２の出力軸であり、
５０４は出力軸５０３の位置検出器である。 【００３８】５０５，５０６，５０７は一組となって駆
動用電動機５００を駆動する駆動回路であり、５０８，
５０９はそれぞれ速度検出器５０１、位置検出器５０４
の出力信号の速度検出回路および位置検出回路である。 【００３９】速度検出器５０１、位置検出器５０３に
は、出力信号を出力させるため、図２でのべた電源回路
４１７が接続されている。 【００４０】図２にのべた親アームベース１０２の駆動
制御回路４０１は、図４の駆動回路５０５，５０６，５
０７及び速度検出器４回路５０８、位置検出回路５０９
より成っている。 【００４１】親アームベース１０２は、図２の親アーム
動作指令発生装置３０２の指令によって親アーム制御処
理装置３０３が親アームベース１０２の制御量を演算で
求めて出力し、その出力は駆動回路５０５，５０６，５
０７によって図４の駆動用電動機５００に伝えられ、駆
動用電動機５００が回転するとその速度は、速度検出器
５０１によって検出され、その信号は速度検出回路５０
８によって親アーム制御処理装置３０３にフィードバッ
クされる。 【００４２】さらに、駆動用電動機５００の回転は、減
速機５０２に伝えられ、その回転位置は、位置検出器５
０４によって検出され、その信号は位置検出回路５０９
によって親アーム制御処理装置３０３にフィードバック
される。 【００４３】親アーム制御処理装置３０３は、親アーム
動作指令発生装置３０２の指令と速度検出回路５０８、
位置検出回路５０９のフィードバック信号を受け、中央
演算装置３０４と共に親アームベース１０２の駆動装置
を制御する。 【００４４】次に図５により着脱装置１０１，２０１に
ついて説明する。 【００４５】図５は、その機能を説明するため要素に分
解して説明したものである。 【００４６】５１０は、３つのワイヤから成る捕獲要素
でワイヤの一端が固定、他端が１／３周の円周回転する
回転部になっており、着脱突起１１１，１１２，１１
３，２０２が着脱装置１０１，２０１に入ると捕獲され
るようになっている。この捕獲要素５１０については、
ＵＳＰ４，１０５，２４１に記載されているものが利用
できる。 【００４７】５１１は、引込要素でボールネジ構造にな
っており、捕獲要素５１０を引込んで着脱装置の結合要
素（図示せず）と結合させる。 【００４８】５１２は、捕獲要素５１０、引込要素５１
１に共通に使用される電動機で、その動力分配は、５１
３と５１４のクラッチで行われる。５１５，５１６はブ
レーキで捕獲要素５１０と引込要素５１１の状態保持に
使用される。５１７，５１８は減速機でそれぞれ捕獲要
素５１０とクラッチ５１３及び引込要素５１１とクラッ
チ５１４の中間にあって、電動機５１２の回転数を減速
しトルクを上げる役割をはたしている。捕獲要素５１
０、引込要素５１１の動作完了を確認するためそれぞれ
の動作領域の端部に、５１９，５２０，５２１，５２２
のリミットスイッチが置かれている。 【００４９】上記の電動機５１２、クラッチ５１３，５
１４、ブレーキ５１５，５１６の動作指令を与えるため
に制御回路５２３，５２４，５２５，５２６，５２７が
設置され、またリミットスイッチ５１９，５２０，５２
１，５２２から親アーム制御処理装置３０３、または子
アーム制御処理装置３０６へ５２８，５２９，５３０，
５３１のリミット信号がフィードバックされている。こ
れら制御回路５２３，５２４，５２５，５２６，５２
７、リミット信号回路５２８，５２９，５３０，５３１
をまとめて着脱装置１０１については図２に駆動制御回
路４０８として示し、着脱装置２０１では駆動制御回路
４１５として示した。また図２の電源回路４１７は、リ
ミットスイッチ５１９，５２０，５２１，５２２へ電源
供給のため接続されている。なお、グリッパ２０３につ
いては、一般のグリッパと変わる所がなく、また回路構
成は着脱装置１０１，２０１と基本的には変わらないの
で詳細な説明は省略する。 【００５０】次に本マニピュレータシステムの動作につ
いて説明する。 【００５１】まず、親アーム動作指令発生装置３０２か
ら着脱装置１０１取付位置の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と方向
（α，β，γ）に対する指令が発生すると、親アーム制
御処理装置３０３が中央演算装置３０４と共に、親アー
ムの７つの可動部のうち親アーム回転腕１０５を除く６
つの可動部につきそれぞれに対する駆動制御指令
（δ₁₁，δ₂₁，δ₄₁，δ₅₁，δ₆₁，δ₇₁）を出力する。
この信号は、駆動制御回路４０１，４０２，４０４〜４
０７によって各軸の駆動装置へ伝えられる。例を親アー
ムベース１０２にとるならば、駆動制御指令δ₁₁は駆動
制御回路４０１を構成する駆動回路５０５，５０６，５
０７、速度検出回路５０８、位置検出回路５０９のうち
駆動回路５０５，５０６，５０７に伝えられ、駆動用電
動機５００が動作して位置検出器５０３から位置検出回
路５０９によって親アーム制御処理装置３０３にフィー
ドバックされ、上記駆動制御指令δ₁₁の位置まで駆動用
電動機５００が来るとその位置を保持するよう制御し続
ける。このようにして、親アーム動作指令発生装置３０
２から指令された位置と方向に親アーム１００の着脱装
置１０１の取付位置がなるよう制御が行われる。親アー
ム回転腕１０５については、この回転腕１０５上に設置
された着脱突起１１１，１１２を回転させるのが目的で
このような回転動作によっても着脱装置１０１の取付位
置には、全く影響がない。したがって親アーム回転腕１
０５に対する指令は、他の動作部とは独立に出力され
る。しかし動作方法については、他の動作部と変わる所
がない。 【００５２】子アーム２００の動作は、親アーム回転腕
１０５を除いた親アーム１００の動作と同じ方法で子ア
ーム動作指令発生装置３０６から出力され、各動作部へ
の指令に演算処理されて伝達される。その内容は親アー
ム１００に関して示したものと変わらないので省略す
る。 【００５３】着脱装置１０１の動作は、親アーム動作指
令発生装置３０２からの順序動作指令によって行われ
る。着脱装置１０１が子アーム２００の着脱突起２０２
に接近して内部に取り込む状態になったとき、親アーム
動作指令発生装置３０２が駆動制御回路４０８より図５
のクラッチ５１３を結合してクラッチ５１４を開放し、
ブレーキ５１５を開放して電動機５１２に指令を与える
と捕獲要素５１０の３つの回転部が動いて３つのワイヤ
により着脱突起２０２を捕獲する。捕獲の完了は、リミ
ットスイッチ５２０によって検出され、リミット信号回
路５２９により親アーム制御処理装置３０３に伝えられ
る。その結果、親アーム動作指令発生装置３０２は、電
動機５１２を停止しブレーキ５１５を結合させ、クラッ
チ５１３を開放してクラッチ５１４を結合し、ブレーキ
５１６を解放して再び電動機５１２を動作させる。その
結果、引込要素５１１が動作して着脱突起を着脱装置１
０１の内部まで引込み着脱装置の結合要素（図示せず）
と結合する。結合の完了は、リミットスイッチ５２２に
よって検出され、リミット信号回路５３１により親アー
ム制御処理装置３０３に伝えられると、電動機５１２が
停止され、ブレーキ５１６が動作され、クラッチ５１４
が解放されて着脱装置１０１と子アーム２００の着脱突
起２０２の結合が終了する。 【００５４】このようにして、親アーム１００の着脱装
置１０１と子アーム２００の着脱突起２０２が結合する
と、その後電気的結合装置（図示せず）が動作して親接
続端子板３０７の端子と子接続端子板３１２の端子が結
合する。その結果、子アーム２００の着脱装置２０１
は、図３に示すように、親アーム１００からの駆動制御
回路４２６と子電源回路４１８により上記に示した着脱
装置１０１と全く同じ動作が、子アーム動作指令発生装
置３０５からの指令で行える状態になる。 【００５５】したがって、子アーム２００の着脱装置２
０１は、親アーム１００の届くかぎりの範囲に設置され
た着脱突起１１１に結合することができる。 【００５６】着脱突起１１１には、図２に示した親接続
端子板３０８があるので、子アーム２００のすべての駆
動制御回路はこの親接続端子板３０８の回路と、着脱装
置１０１の親接続端子板３０７、子接続端子板３１２か
らの回路との２重系となる。次に、着脱装置１０１を着
脱突起２０２から分離させる方法についてのべる。親ア
ーム動作指令発生装置３０２が駆動制御回路４０８によ
り図５のクラッチ５１４を結合し、ブレーキ５１６を解
放して電動機５１２を動作すべく（制御回路５２５，５
２７，５２３に）指令を与えると引込要素５１１が動い
て図５の引込準備状態にもどる。引込準備状態は、リミ
ットスイッチ５２１によって検出され、リミット信号回
路５３０により親アーム制御処理装置５０３に伝えられ
ると、続いて親アーム動作指令発生装置３０２は、駆動
制御回路４０８より電動機５１２を停止させ、ブレーキ
５１６を結合し、クラッチ５１４を解放させる。しかる
後、親アーム動作指令装置３０２は、クラッチ５１３を
結合し、ブレーキ５１５を解放して電動機５１２を動作
すべく（制御回路５２４，５２６，５２３に）指令を伝
えると、捕獲要素５１０が動いて図５の捕獲準備状態に
もどる。 【００５７】獲得準備状態は、リミットスイッチ５１９
によって検出され、リミット信号回路５２８により親ア
ーム制御処理装置３０３に伝えられると続いて親アーム
動作指令装置３０２が駆動制御回路４０８を介して電動
機５１２を停止させ、ブレーキ５１５を結合させクラッ
チ５１３を解放して着脱装置１０１と子アームの着脱突
起２０１との分離が完了する。 【００５８】以上により着脱装置１０１によって子アー
ム着脱突起２０２を結合し、子アーム２００を親アーム
回転腕１０５上の着脱突起１１１に結合させ、子アーム
２００を子アーム動作指令装置３０５で制御できる状態
にして、着脱突起２０２から着脱装置１０１を解放する
方法をのべた。 【００５９】この結果、着脱装置１０１は、親アーム１
００の動作範囲にある物体Ａ（図示省略）に固定された
着脱突起と結合することができる。 【００６０】一方、子アーム２００は、親アーム回転腕
１０５上の着脱突起１１１を介して子アーム動作指令装
置３０５で制御できる状態にあるので、子アーム２００
と親アーム回転腕１０５を組合わして到達できる範囲で
グリッパ２０３を使用して物体Ａに対して作業すること
ができる。 【００６１】この結果、上記実施例では、親アーム１０
０の着脱装置１０１で物体Ａを抑えて、子アーム２００
のグリッパ２０３により物体Ａに対して作業することが
できる。 【００６２】また親アーム１００の先端で着脱突起のつ
いた作業工具Ｂ（図示省略）を着脱装置１０１が結合し
て、親アーム１００によって子アーム２００のグリッパ
２０３にはできない作業を行うこともできるので、作業
工具Ｂとグリッパ２０３による作業を交互に行わなけれ
ばならない場合にも作業工具の交換に時間をかけること
なく行うことができる。 【００６３】さらに子マニピュレータ２００を、着脱突
起１１１のみでなく着脱突起１１２，１１３にも取りつ
けて、親アーム１００と子アーム２００との組合せのマ
ニピュレータシステムの動作範囲を拡大することができ
る。 【００６４】また、親アームの着脱装置１０１で、固定
台をつかみ、子アームで作業をすると、子アームに作用
する力は、子アームと着脱装置の間で発生する。したが
って、子アームが着脱突起１１３についているときは、
親アーム上腕１０６よりベース１０２の間のガタや変形
による位置精度の低下は考慮する必要がなくなる。この
ため、子アームのみに大荷重をかけることが可能であ
る。 【００６５】本発明の実施例では、親アーム動作指令発
生装置３０２及び子アーム動作指令発生装置３０５の指
令の作り方については特に示さなかったが、人が操作し
たジョイスティック等によって作られることが多い。こ
の場合子アーム２００のベース２０４にテレビカメラ２
１０が付いたまま移動し設置される方式にしておくと使
い勝手が良くなる。 【００６６】さらに、着脱突起１１１，１１２，１１３
毎にリミットスイッチを設けておき、着脱装置２０１が
着脱突起に結合したときに信号を発生して、親アーム制
御処理装置（３０３）に伝達するためのリミット信号回
路を設ければ、親アーム制御処理装置３０３では子アー
ム２００のベースが設置されている絶対位置が認識され
ているので、親アーム１００と子アーム２００をシステ
ムとして、親アームと子アームの指令を別々に発生させ
なくても、１つの指令装置から子アームの先端位置を指
令させることができるようになる。 【００６７】なお、本発明の実施例では、親アーム１０
０には、着脱装置（１０１）１つと着脱突起（１１１，
１１２，１１３）３つとを設け、子アーム２００には着
脱装置（２０１）、着脱突起（２０２）各１つを設けて
説明したが親アーム１００に着脱装置４つを設け、子ア
ーム２００に着脱突起２つを設けても同じような効果を
もたらすことができる。 【００６８】但し、子アーム２００の着脱装置２０１を
着脱突起に代える場合には、親アーム１００の着脱装置
１０１に子アーム２００を直列に接続することも可能で
ある。このとき、２つ以上の子アームを用意し、１つの
子アームを親アームの先端に直列接続し、他の子アーム
を親アームの腕から分岐接続して複合作業させることも
可能である。 【００６９】他方、図１の実施例の如く、親アーム１０
０の腕に構成が簡単な着脱突起１１１，１１２，１１３
を複数設け、子アーム２００側に高価な着脱装置２０１
を１つ設けることで、全体として経済的なマニピュレー
タシステムとすることができる。 【００７０】なお、以上の説明では、一方のマニピュレ
ータを親とし、他方のマニピュレータを子としたが、そ
のような区別が必要ない場合もあることはいうまでもな
い。 【００７１】 【発明の効果】以上のように、本発明によれば、親アー
ム１００の先端にある着脱装置１０１によって子アーム
２００を着脱突起１１１，１１２，１１３のある任意の
場所に移動して動作範囲を拡大できる。また、親アーム
先端の着脱装置１０１の先端に作業工具をつけ、親アー
ムの腕につけた子アーム２００の先端の先のグリッパ２
０３で別の作業工具を把持して２つの作業工具による同
時複合作業ができる。 【００７２】また親アーム１００と子アーム２００との
いずれか一方の腕で物件を抑えつけ、他の腕で作業をす
ることができる。 【００７３】また親アーム１００の回転腕１０５のよう
に親アームの位置決めのためでなく、親アームの着脱装
置１０１がとどかない場所へ子アーム２００を結合する
ため、または結合後の動作領域拡大のための余分の動作
部を追加することにより、親アーム１００と子アーム２
００より成るマニピュレータシステムは、その動作領域
を飛躍的に拡大できる。 【００７４】特に本マニピュレータシステムを悪環境下
で使用したい場合、子マニピュレータのみを台車の上に
乗せ、親接続端子板３０７，３０８，３０９，３１０を
コード付きのまま移動可能にして着脱装置１０１を用い
て台車に結合し、親マニピュレータの着脱装置１０１と
台車の間に別に引戻し用ロープを取付けて台車を着脱装
置１０１で押して悪環境領域へ送り出すことも本発明か
ら容易に推考できる。 【００７５】このようにすれば、マニピュレータの動作
部が悪環境下で動作する時間を最小限度に抑えることが
できるのでマニピュレータの寿命を向上できるほか、人
間に対する安全にも効果がある。 【００７６】さらに、親アーム１００に複数個の着脱突
起１１１，１１２，１１３を取付けることで、子アーム
が結合されていない着脱突起に作業工具を取付けておけ
ば、作業工具を保管するための正確な装置を作らなくて
も、迅速かつ正確な作業工具交換ができる。 【００７７】また、本発明では、子アーム２００を取付
けるための取付け装置が（１１１，１１２，１１３）が
親アームの腕部に設けられているため、それらの取付装
置（着脱突起，着脱装置）を機械的、熱的に保護する機
構を親アームと一体的に構成できる利点がある。特に、
宇宙空間等の悪環境では、機械的、熱的保護が重要であ
り、これをマニピュレータとは別個に設けることは大変
なコストアップになる。 【００７８】さらに、本発明では、子アーム２００を親
アーム１００から分岐させる形で協調動作させるため、
２つのアームを独立して設ける場合に比べ、重量の増加
はわずかであり、全体として小型、軽量の双腕マニピュ
レータシステムが構成できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明によるマニピュレータシステムの全体構
造の１例を示す構造図である。 【図２】図１における制御装置と親アーム内の回路の１
実施例を示すブロック図である。 【図３】図１における子アーム内の回路の１実施例を示
すブロック図である。 【図４】図２における親アームベースの駆動装置の１例
を示すブロック図である。 【図５】図２における着脱装置の１具体例を示すブロッ
ク図である。 【符号の説明】 １００…親アーム、 １１１，１１２，１１３…着脱突起、 １０１，２０１…着脱装置、 ２００…子アーム、 ３００…コントローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも第１と第２の着脱機構を有する第１のマ
   ニピュレータと、前記第１のマニピュレータの第１の着
   脱機構を作動させて該第１のマニピュレータに着脱され
   る第２のマニピュレータを制御する制御手段とからなる
   マニピュレータシステム。 ２．前記制御手段は、電源と、前記第１のアームの動作
   を指令する第１の指令手段と、前記第２のアームの動作
   を指令する第２の指令手段と、前記第１の指令手段から
   の指令によって、前記第１のアームの可動部と作動側着
   脱手段の駆動制御を行う第１の制御処理手段と、前記第
   ２の指令手段からの指令によって、前記第２のアームの
   制御を行う第２の制御処理手段とを有する特許請求の範
   囲第１項記載のマニピュレータシステム。