JPH0857779A - Remote operating device - Google Patents

Remote operating device

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Publication number
JPH0857779A
JPH0857779A JP21815094A JP21815094A JPH0857779A JP H0857779 A JPH0857779 A JP H0857779A JP 21815094 A JP21815094 A JP 21815094A JP 21815094 A JP21815094 A JP 21815094A JP H0857779 A JPH0857779 A JP H0857779A
Authority
JP
Japan
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hand mechanism
slave
master
axes
hand
Prior art date
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Pending
Application number
JP21815094A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masao Kume
正夫 久米
Kazuo Ito
和雄 伊藤
Hideo Kawakami
日出生 河上
Daizo Takaoka
大造 高岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Publication of JPH0857779A publication Critical patent/JPH0857779A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To provide the structure of master hand mechanism without needing to constrain a hand to master hand mechanism and that with desirable operability in a master-slave system remote operating device. CONSTITUTION: Master hand mechanism is provided with a spherical body 20 rotatably around three mutually orthogonal axes, and a pair of sticks 21, 22 supported on the spherical body 20 in such a way as to be closably operated by the fingers of one hand. The rotating quantity of the spherical body 20 and the opening/closing operation quantity of a pair of sticks are detected, and the object grip action of slave hand mechanism is controlled on the basis of the detection.

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、物体把持機能を有する
スレーブハンド機構をマスタハンド機構の操作に追従さ
せて動作させ、物体の把持を行なうマスタ・スレーブ方
式の遠隔操作装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a master-slave type remote control device for gripping an object by causing a slave hand mechanism having an object gripping function to operate following the operation of the master hand mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】物体の把持を行なうマスタ・スレーブ方
式の遠隔操作装置においては、スレーブハンド機構と同
一の自由度を有するマスタハンド機構を構成して、マス
タハンド機構の操作によって、スレーブハンド機構の動
作を微妙に制御することが行なわれている。
2. Description of the Related Art In a master / slave type remote control device for gripping an object, a master hand mechanism having the same degree of freedom as the slave hand mechanism is constructed, and the master hand mechanism is operated to operate the slave hand mechanism. The operation is delicately controlled.

【0003】例えば図18に示すマスタハンド機構(特
公平6-37035号)は、オペレータの手の動きに追従させて
スレーブハンド機構(図示省略)を動作させるべく、オペ
ーレータの腕をベース部材(200)により固定し、各指先
は、対応するマスタ指先片(201)(202)(203)に差し込ん
で、各マスタ指先片の動きをポテンショメータ(204)〜
(212)により検出するものである。該マスタハンド機構
においては、オペレータが腕を動かしてベース部材(20
0)をXYZ方向に変位させることによって、これに追従
してスレーブハンド機構がXYZ方向に移動し、物体把
持部の位置決めが行なわれる。
For example, in a master hand mechanism (Japanese Patent Publication No. 6-37035) shown in FIG. 18, an arm of an operator is operated as a base member (200) in order to operate a slave hand mechanism (not shown) by following the movement of an operator's hand. ), Insert each fingertip into the corresponding master fingertip piece (201) (202) (203), and move the movement of each master fingertip piece with the potentiometer (204) ~
It is detected by (212). In the master hand mechanism, the operator moves the arm to move the base member (20
By displacing 0) in the XYZ directions, the slave hand mechanism moves in the XYZ directions following this, and the object gripper is positioned.

【0004】そして、オペレータが腕を静止させたま
ま、あたかも実際の物体を把持する様に指先を動かし
て、マスタ指先片(201)(202)(203)を変位させることに
よって、これに追従してスレーブハンド機構の物体把持
部が把持動作を行ない、物体の把持が行なわれる。
Then, the operator keeps his arm still and moves his / her fingertip as if he / she is grasping an actual object, and the master fingertip pieces (201) (202) (203) are displaced to follow this. The object gripping portion of the slave hand mechanism performs a gripping operation to grip the object.

【0005】ところで、図17は、出願人の考案に係る
ショーケースベンダー(100)を示している。該ショーケ
ースベンダー(100)は、密閉ケース(101)内に多数の商品
(104)を収納して、陳列すると共に、所望の商品(104)を
取り出すためのマスタ・スレーブ方式の遠隔操作装置を
具えて、購買者自身の操作によって商品(104)が販売さ
れるものである。該遠隔操作装置は、XYZ軸方向の位
置決めが可能なロボットアーム(103)の先端部に物体把
持機能を有するスレーブ(55)と、該スレーブ(55)を動作
させるために操作するマスタ(1)と、スレーブ(55)及び
マスタ(1)を制御する制御回路(図示省略)から構成され
ている。
By the way, FIG. 17 shows a showcase vendor (100) proposed by the applicant. The showcase vendor (100) has a large number of products in a closed case (101).
(104) is stored and displayed, and a master / slave remote control device for taking out a desired product (104) is provided, and the product (104) is sold by the purchaser's own operation. is there. The remote control device comprises a slave (55) having an object gripping function at the tip of a robot arm (103) capable of positioning in the XYZ axes, and a master (1) operated to operate the slave (55). And a control circuit (not shown) for controlling the slave (55) and the master (1).

【0006】ここで、マスタ(1)として図18に示すマ
スタハンド機構を採用すれば、オペレータの手の動きを
微妙に検出して、これをスレーブ(55)の動きに忠実に反
映させることが出来、確実な物体把持が可能となる。
If the master hand mechanism shown in FIG. 18 is adopted as the master (1), the movement of the operator's hand can be delicately detected and reflected faithfully in the movement of the slave (55). Yes, it is possible to securely grasp the object.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図18
に示すマスタハンド機構は、腕や各指先がマスタハンド
機構に拘束された状態で、スレーブの物体把持動作に対
応させて腕や各指先を動かす必要があるため、操作性が
悪い問題がある。又、特に図17の如きショーケースベ
ンダー(100)においては、オペレータである購買者が入
り替りつつ、操作を行なうこととなるから、腕や指先を
図18の如くマスタアームに着脱する作業が極めて煩雑
となり、実用上の問題がある。
However, as shown in FIG.
The master hand mechanism shown in (1) has a problem of poor operability because it is necessary to move the arm or each fingertip in response to the object gripping operation of the slave while the arm or each fingertip is constrained by the master hand mechanism. Further, particularly in the showcase vendor (100) as shown in FIG. 17, the purchaser who is the operator performs the operation while switching, so the work of attaching and detaching the arm and fingertip to the master arm as shown in FIG. It becomes complicated and there are practical problems.

【0008】本発明の目的は、マスタ・スレーブ方式の
遠隔操作装置において、マスタハンド機構に手を拘束す
る必要がなく、然も操作性が良好なマスタハンド機構を
提供することである。
It is an object of the present invention to provide a master-hand mechanism which does not require a hand to be restrained by the master-hand mechanism in a master-slave type remote control device and has good operability.

【0009】[0009]

【課題を解決する為の手段】本発明に係る遠隔操作装置
において、マスタハンド機構は、操作台上に互いに直交
する2軸回り或いは3軸回りに回転可能に支持された回
動部材と、該回動部材上に一方の手の指によって開閉操
作可能に支持された操作部材とを具えている。回動部材
の前記複数軸回りの回転量は第1のセンサー手段によっ
て検出されると共に、操作部材の開閉操作量は第2のセ
ンサー手段によって検出され、第1及び第2のセンサー
手段の検出信号に基づいて、スレーブハンド機構の物体
把持動作が制御される。
In a remote control device according to the present invention, a master hand mechanism includes a rotating member which is rotatably supported on an operation table about two axes or three axes orthogonal to each other. An operating member is supported on the rotating member so as to be opened and closed by a finger of one hand. The rotation amount of the rotating member around the plurality of axes is detected by the first sensor means, and the opening / closing operation amount of the operating member is detected by the second sensor means, and the detection signals of the first and second sensor means are detected. The object gripping operation of the slave hand mechanism is controlled based on the.

【0010】具体的構成において、回動部材は、互いに
直交する2軸回り或いは3軸回りに回転可能に支持され
た球体(20)に形成され、操作部材は、前記球体(20)の表
面に開設した操作窓(20a)の内側に揺動可能に支持され
て、操作する手の親指と他の少なくとも1本の指を差し
込んで開閉操作されるべき一対のスティック(21)(22)か
ら構成されている。又、スレーブハンド機構及びマスタ
ハンド機構を制御する制御回路は、回動部材の前記複数
軸回りの回転に追従させて、スレーブハンド機構の手首
部を互いに直交する複数軸回りに回転させる第1制御手
段と、一対のスティック(21)(22)の開閉動作に追従させ
て、スレーブハンド機構の物体把持部を開閉させる第2
制御手段とを具えている。
In a specific configuration, the rotating member is formed on a sphere (20) rotatably supported about two axes or three axes orthogonal to each other, and the operating member is provided on the surface of the sphere (20). Consists of a pair of sticks (21) (22) that are swingably supported inside the opened operation window (20a) and that should be opened and closed by inserting the thumb of the operating hand and at least one other finger. Has been done. The control circuit for controlling the slave hand mechanism and the master hand mechanism is configured to follow the rotation of the rotating member about the plurality of axes and rotate the wrist portion of the slave hand mechanism about the plurality of axes orthogonal to each other. Second means for opening and closing the object gripping part of the slave hand mechanism by following the opening and closing operations of the pair of sticks (21) and (22).
And control means.

【0011】本発明に係る他の遠隔操作装置において、
マスタハンド機構は、操作台上に互いに直交する2軸回
り或いは3軸回りに回転可能に支持された回動部材と、
該回動部材上に両方の手で把持して開閉操作可能に支持
された操作部材とを具えている。回動部材の前記複数軸
回りの回転量は第1のセンサー手段によって検出される
と共に、操作部材の開閉操作量は第2のセンサー手段に
よって検出され、第1及び第2のセンサー手段の検出信
号に基づいて、スレーブハンド機構の物体把持動作が制
御される。
In another remote control device according to the present invention,
The master hand mechanism includes a rotating member rotatably supported on the operation console about two axes or three axes orthogonal to each other.
An operating member is supported on the rotating member so as to be opened and closed by being held by both hands. The rotation amount of the rotating member around the plurality of axes is detected by the first sensor means, and the opening / closing operation amount of the operating member is detected by the second sensor means, and the detection signals of the first and second sensor means are detected. The object gripping operation of the slave hand mechanism is controlled based on the.

【0012】具体的構成において、操作部材は、回動部
材上に移動不能に支持されて、一方の手によって把持さ
れるべき第1の操作棒と、回動部材上に揺動可能に支持
されて、他方の手によって把持されるべき第2の操作棒
とから構成されている。又、制御回路は、回動部材の複
数軸回りの回転に追従させて、スレーブハンド機構の手
首部を互いに直交する複数軸回りに回転させる第1制御
手段と、第1及び第2の操作棒の開閉動作に追従させ
て、スレーブハンド機構の物体把持部を開閉させる第2
制御手段とを具えている。
In a specific configuration, the operating member is supported immovably on the rotating member, and is swingably supported on the rotating member and the first operating rod to be grasped by one hand. And a second operating rod to be grasped by the other hand. Further, the control circuit follows the rotation of the rotating member around the plurality of axes, and rotates the wrist portion of the slave hand mechanism around the plurality of axes orthogonal to each other, and the first and second operating rods. Second opening and closing of the object gripping part of the slave hand mechanism by following the opening and closing operation of the second
And control means.

【0013】[0013]

【作用】上記遠隔操作装置において、オペレータは、操
作する一方の手の平を回動部材の上に置き、その手の指
を操作部材に係合させる。この状態で、手を前後左右に
動かして、回動部材を2軸回り或いは3軸回りに回転さ
せることによって、例えばスレーブハンド機構の手首部
が2軸回り或いは3軸回りに回転し、スレーブハンド機
構の姿勢が変化する。ここでは、スレーブハンド機構の
物体把持部が対象物体に対向して、物体把持が可能な直
前の姿勢まで、スレーブハンド機構を移動させる。その
後、操作する手の指を開閉させることによって、スレー
ブハンド機構の物体把持部が開閉し、物体の把持が行な
われる。
In the above remote control device, the operator places the palm of one hand to be operated on the rotating member and engages the finger of the hand with the operating member. In this state, the hand is moved back and forth and left and right to rotate the rotating member about two axes or about three axes. For example, the wrist portion of the slave hand mechanism is rotated about two axes or about three axes, and the slave hand is rotated. The posture of the mechanism changes. Here, the object gripping part of the slave hand mechanism faces the target object, and the slave hand mechanism is moved to the posture immediately before the object gripping is possible. After that, by opening and closing the fingers of the operating hand, the object gripping portion of the slave hand mechanism is opened and closed to grip the object.

【0014】回動部材が球体(20)に形成された具体的構
成においては、操作する手の平を球体(20)の表面に接触
させた状態で、その手の親指を球体(20)表面の操作窓(2
0a)から一方のスティック(21)に差し込むと共に、他の
指を操作窓(20a)から他方のスティック(22)に差し込
む。この状態で、操作する手を動かして球体(20)を回転
させ、更に指を動かして一対のスティック(21)(22)を開
閉させることによって、スレーブハンド機構を動作さ
せ、物体把持を行なう。
In a specific structure in which the rotating member is formed on the sphere (20), the thumb of the hand is operated on the surface of the sphere (20) while the palm of the hand to be operated is in contact with the surface of the sphere (20). Window (2
Insert one stick (21) from 0a) and insert another finger into the other stick (22) from the operation window (20a). In this state, the operating hand is moved to rotate the sphere (20), and the finger is further moved to open and close the pair of sticks (21) and (22), thereby operating the slave hand mechanism and grasping the object.

【0015】上記他の構成の遠隔操作装置においては、
オペレータは、操作する両方の手で操作部材を把持す
る。この状態で、両方の手を開閉移動させることなく、
前後左右に動かして、回動部材を2軸回り或いは3軸回
りに回転させることによって、例えばスレーブハンド機
構の手首部が2軸回り或いは3軸回りに回転し、スレー
ブハンド機構の向きが変化する。ここでは、スレーブハ
ンド機構によって物体把持が可能な直前の姿勢まで、ス
レーブハンド機構を動作させる。その後、両手を開閉移
動させることによって、スレーブハンド機構の物体把持
部が開閉し、物体の把持が行なわれる。
In a remote control device having another structure as described above,
The operator holds the operating member with both hands to operate. In this state, without moving both hands open and close,
By moving the rotary member about two axes or about three axes by moving it back and forth and left and right, for example, the wrist of the slave hand mechanism rotates about two axes or about three axes, and the orientation of the slave hand mechanism changes. . Here, the slave hand mechanism is operated until the posture immediately before the object can be gripped by the slave hand mechanism. After that, by opening and closing both hands, the object gripping portion of the slave hand mechanism is opened and closed to grip the object.

【0016】操作部材が2本の操作棒から構成される具
体的構成においては、回動部材上に移動不能に支持され
た第1の操作棒に力をかけることによって、回動部材を
2軸回り或いは3軸回りに容易に回転させることが出来
る。又、第1の操作棒を支点として、揺動可能な第2の
操作棒に力をかけることによって、両操作棒を容易に開
閉させることが出来る。
In a specific configuration in which the operating member is composed of two operating rods, the rotating member is biaxially moved by applying a force to the first operating rod which is immovably supported on the rotating member. It can be easily rotated around or about 3 axes. Further, by applying a force to the swingable second operating rod with the first operating rod as a fulcrum, both operating rods can be easily opened and closed.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明に係る遠隔操作装置によれば、操
作する手を回動部材の上に置き、その手の指を操作部材
に係合させた状態、或いは操作する両方の手で操作部材
を把持した状態で、少なくとも3自由度を有するスレー
ブハンド機構の動作を制御することが可能であるから、
従来の如くマスタハンド機構に手を拘束する必要はな
い。然も、操作する手は回動部材の上に置いて、或いは
両手で操作部材を把持して操作を行なうから、安定した
操作が可能であり、操作性は良好である。
According to the remote control device of the present invention, the operating hand is placed on the rotating member and the fingers of the hand are engaged with the operating member, or both the operating hands are operated. Since it is possible to control the operation of the slave hand mechanism having at least three degrees of freedom while holding the member,
It is not necessary to bind the hand to the master hand mechanism as in the conventional case. However, since the operating hand is placed on the rotating member or the operating member is held by both hands to perform the operation, stable operation is possible and the operability is good.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明を図17のショーケースベンダ
ー(100)に実施した2つの例につき、図面に沿って詳述
する。尚、図17において、スレーブ(55)は、XYZ軸
方向の位置決めが可能なロボットアーム(103)の先端部
に周知の物体把持ハンド(スレーブハンド機構)を取り付
けて構成されている。物体把持ハンドは、一般的には、
図16に示す様に手首部における3軸回りの自由度
1、C2、C3と、物体把持部における第1指第1関節
(55a)における自由度C4と、第2指第2関節(55c)に
おける自由度C5と、第2指第1関節(55b)における自
由度C6の合計6つの自由度を有しているが、実際に
は、その動作の目的に応じて、より少ない自由度に構成
されることもある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Two examples in which the present invention is applied to the showcase vendor (100) of FIG. 17 will be described in detail below with reference to the drawings. In FIG. 17, the slave (55) is configured by attaching a known object gripping hand (slave hand mechanism) to the tip of the robot arm (103) capable of positioning in the XYZ axis directions. Object gripping hands are generally
As shown in FIG. 16, degrees of freedom C 1 , C 2 , and C 3 around the three axes in the wrist and the first finger first joint in the object gripping portion
And freedom C 4 in (55a), has a degree of freedom C 5 in the second finger second joint (55c), a total of six degrees of freedom degrees of freedom C 6 in the second finger first joint (55b) However, in practice, the degree of freedom may be reduced depending on the purpose of the operation.

【0019】下記の第1実施例では、第2指第2関節(5
5c)における自由度C5と、第2指第1関節(55b)にお
ける自由度C6のいずれか一方が拘束されて、全体で5
自由度を有するスレーブハンド機構を対象としている。
又、第2実施例では、手首部の自由度C3と、第1指第
1関節(55a)における自由度C4とが拘束されて、全体
で4自由度を有するスレーブハンド機構を対象としてい
る。
In the following first embodiment, the second finger second joint (5
One of the degrees of freedom C 5 in 5c) and the degree of freedom C 6 in the second finger first joint (55b) is constrained to make a total of 5 degrees.
The target is a slave hand mechanism having a degree of freedom.
In the second embodiment, the degree of freedom C 3 of the wrist and the degree of freedom C 4 of the first finger first joint (55a) are constrained, and a slave hand mechanism having a total of 4 degrees of freedom is targeted. There is.

【0020】第1実施例 図1に示すマスタ(1)において、操作台(10)上には、前
記スレーブ(55)を構成するロボットアーム(103)を、X
軸方向及びY軸方向に移動させて位置決めするための第
1ジョイスティック(11)と、Z軸方向に移動させて位置
決めするための第2ジョイスティック(12)が装備されて
いる。
First Embodiment In the master (1) shown in FIG. 1, a robot arm (103) constituting the slave (55) is mounted on an operation console (10) by an X-axis.
A first joystick (11) for moving and positioning in the axial direction and the Y-axis direction, and a second joystick (12) for moving and positioning in the Z-axis direction are provided.

【0021】又、操作台(10)上には、マスタハンド機構
(2)として、球体(20)が互いに直交する3本の軸A1
2、A3回りに回転可能に支持されており、該球体(20)
の表面に開設した操作窓(20a)の内側には、操作する手
の親指を挿入すべき筒状の第1スティック(21)と、他の
1乃至4本の指を挿入すべき筒状の第2スティック(22)
とが、夫々前記A軸に垂直で互いに平行な2本の軸A
4及びA5回りに揺動可能に支持されている。
Further, a master hand mechanism is provided on the operation console (10).
As (2), three axes A 1 of the sphere (20) orthogonal to each other,
The sphere (20) is rotatably supported around A 2 and A 3.
Inside the operation window (20a) opened on the surface, the first cylindrical stick (21) into which the thumb of the operating hand is to be inserted and the other first to four fingers are to be inserted. Second stick (22)
Are two axes A which are perpendicular to the A 3 axis and parallel to each other.
It is swingably supported around 4 and A 5 .

【0022】上記マスタハンド機構(2)においては、球
体(20)の3軸A1、A2、A3回りの回転が図16のスレ
ーブ(55)の手首部における3軸回りの自由度C1、C2
3に対応している。又、第1スティック(21)の軸A4
りの揺動が図16のスレーブ(55)の物体把持部における
第1指第1関節(55a)の自由度C4に対応し、第2ステ
ィック(22)の軸A5回りの揺動が第2指第2関節(55c)
の自由度C5、或いは第2指第1関節(55b)の自由度C6
に対応している。
In the master hand mechanism (2), the rotation of the sphere (20) about the three axes A 1 , A 2 and A 3 is the degree of freedom C about the three axes at the wrist of the slave (55) in FIG. 1 , C 2 ,
Corresponds to C 3 . The swing of the first stick (21) about the axis A 4 corresponds to the degree of freedom C 4 of the first finger first joint (55a) in the object gripping portion of the slave (55) in FIG. The swing of (22) around the axis A 5 is the second finger second joint (55c).
Degree of freedom C 5 or degree of freedom C 6 of the second finger first joint (55b)
It corresponds to.

【0023】図2は、マスタハンド機構(2)の具体的な
構造を示しており、支持基板(13)上には、円弧状の第1
回動アーム(14)がA3軸を中心として枢支され、該第1
回動アーム(14)の両端部には、同じく円弧状の第2回動
アーム(15)が架設され、A2軸を中心として枢支されて
いる。そして、該第2回動アーム(15)に対して、球体(2
0)がA1軸を中心として枢支されている。これによっ
て、球体(20)は、A1、A2、A3の3軸回りに回転自由
となり、後述の力帰還型のマスタ・スレーブ制御におい
て、A3軸回りの駆動は第1アクチュエータ(23)によっ
て、A2軸回りの駆動は第2アクチュエータ(24)によっ
て、更にA1軸回りの駆動は第3アクチュエータ(25)に
よって行なわれる。又、第1スティック(21)のA4軸回
りの駆動は第4アクチュエータ(26)によって、第2ステ
ィック(22)のA5軸回りの駆動は第5アクチュエータ(2
7)によって行なわれる。
FIG. 2 shows a concrete structure of the master hand mechanism (2), in which an arc-shaped first part is provided on the support substrate (13).
A rotating arm (14) is pivotally supported about the A 3 axis,
A circular arc-shaped second rotating arm (15) is erected on both ends of the rotating arm (14) and is pivotally supported about the A 2 axis. Then, with respect to the second rotating arm (15), a sphere (2
0) is pivoted around the A 1 axis. As a result, the sphere (20) is free to rotate around the three axes A 1 , A 2 , and A 3 , and in the force feedback master / slave control described later, the drive around the A 3 axis is performed by the first actuator (23 ), The drive about the A 2 axis is performed by the second actuator (24), and the drive about the A 1 axis is performed by the third actuator (25). Further, the driving of the first stick (21) around the A 4 axis is performed by the fourth actuator (26), and the driving of the second stick (22) around the A 5 axis is performed by the fifth actuator (2).
7).

【0024】尚、上記第1乃至第5アクチュエータ(23)
(24)(25)(26)(27)には夫々、回転角度を検出するための
ロータリエンコーダと、力或いはトルクを検出するため
の力/トルクセンサとが内蔵されている。
The first to fifth actuators (23)
Each of (24), (25), (26) and (27) has a built-in rotary encoder for detecting a rotation angle and a force / torque sensor for detecting force or torque.

【0025】又図3は、マスタハンド機構(2)の他の具
体的構造を示しており、支持アーム(19)の上端部には、
回動アーム(17)を介して枠体(16)がA1軸を中心として
枢支され、球体(20)は、該枠体(16)に配備した複数のボ
ールベアリング(18)(18)と一対の駆動片(29)(31)に挟持
されて、A2軸及びA3軸回りに回転自由に枢支されてい
る。これによって、球体(20)は、A1、A2、A3の3軸
回りに回転自由となり、後述の力帰還型のマスタ・スレ
ーブ制御において、A1軸回りの駆動は第1アクチュエ
ータ(32)によって、A2軸回りの駆動は第2アクチュエ
ータ(28)及び第3アクチュエータ(30)によって両駆動片
(29)(31)を互いに逆方向に回転させて行なわれる。又、
球体(20)のA3軸回りの駆動は第2アクチュエータ(28)
及び第3アクチュエータ(30)によって両駆動片(29)(31)
を互いに同一方向に回転させて行なわれる。第1スティ
ック(21)及び第2スティック(22)の駆動は夫々、図2と
同じく第4アクチュエータ(26)及び第5アクチュエータ
(27)によって行なわれる。
FIG. 3 shows another specific structure of the master hand mechanism (2), in which the upper end of the support arm (19) is
The frame body (16) is pivotally supported about the A 1 axis through the rotating arm (17), and the sphere body (20) has a plurality of ball bearings (18) (18) arranged on the frame body (16). It is sandwiched between a pair of drive pieces (29) and (31) and is rotatably supported about the A 2 axis and the A 3 axis. As a result, the sphere (20) is free to rotate about the three axes A 1 , A 2 , and A 3 , and in the force feedback master / slave control described later, the drive about the A 1 axis is performed by the first actuator (32 ), Driving about the A 2 axis is performed by the second actuator (28) and the third actuator (30).
(29) This is performed by rotating (31) in opposite directions. or,
Driving the sphere (20) around the A 3 axis is the second actuator (28)
And both drive pieces (29) (31) by the third actuator (30)
Are rotated in the same direction as each other. The driving of the first stick (21) and the second stick (22) is similar to that of FIG.
(27).

【0026】尚、図3の第1乃至第3アクチュエータ(3
2)(28)(30)にも夫々、回転角度を検出するためのロータ
リエンコーダと、力或いはトルクを検出するための力/
トルクセンサとが内蔵されている。
The first through third actuators (3
2) In (28) and (30) respectively, a rotary encoder for detecting the rotation angle and a force / force for detecting the force or torque
It has a built-in torque sensor.

【0027】図4は、力帰還型のマスタ・スレーブ制御
システムにおけるマスタ制御系(4)とスレーブ制御系
(5)を表わしている。マスタ制御系(4)においては、ス
レーブ制御系(5)から供給されるスレーブのトルク情報
を変換器(43)によりマスタの座標系に変換し、変換され
たトルク情報と、上述の力/トルクセンサ(41)によって
検出したマスタのトルク情報との偏差を算出する。該ト
ルク偏差と、上述のロータリエンコーダからなる位置セ
ンサ(42)によって検出した位置情報は、マスタコントロ
ーラ(44)へ供給されて、マスタ(1)に対する速度指令が
作成される。
FIG. 4 shows a master control system (4) and a slave control system in a force feedback type master / slave control system.
It represents (5). In the master control system (4), the torque information of the slave supplied from the slave control system (5) is converted into the coordinate system of the master by the converter (43), and the converted torque information and the force / torque described above are converted. The deviation from the master torque information detected by the sensor (41) is calculated. The torque deviation and the position information detected by the position sensor (42) composed of the rotary encoder are supplied to the master controller (44) to create a speed command for the master (1).

【0028】一方、スレーブ制御系(5)においては、マ
スタ制御系(4)の位置センサ(42)から得られる位置情報
を変換器(53)によってスレーブの座標系に変換し、変換
された位置情報と、スレーブの位置センサ(52)によって
検出した位置情報との偏差を算出する。そして、該位置
偏差と、スレーブの力/トルクセンサ(51)によって検出
したトルク情報は、スレーブコントローラ(54)へ供給さ
れて、スレーブ(55)に対する速度指令が作成される。
On the other hand, in the slave control system (5), position information obtained from the position sensor (42) of the master control system (4) is converted into a slave coordinate system by a converter (53), and the converted position is converted. The deviation between the information and the position information detected by the slave position sensor (52) is calculated. Then, the position deviation and the torque information detected by the force / torque sensor (51) of the slave are supplied to the slave controller (54) to create a speed command for the slave (55).

【0029】マスタコントローラ(44)は、具体的には図
5に示す様にトルクコントローラ(46)と速度サーボコン
トローラ(47)から構成され、トルクコントローラ(46)に
よってトルクの偏差を速度指令に変換し、更に速度サー
ボコントローラ(47)によって、実際の位置Pmの時間変
化から求めた速度と前記速度指令値の偏差に基づき、マ
スタ(45)の速度制御が行なわれるのである。
Specifically, the master controller (44) is composed of a torque controller (46) and a speed servo controller (47) as shown in FIG. 5, and the torque controller (46) converts a torque deviation into a speed command. Further, the speed servo controller (47) controls the speed of the master (45) based on the deviation between the speed obtained from the temporal change of the actual position Pm and the speed command value.

【0030】又、スレーブコントローラ(54)は、具体的
には図6に示す様に、位置サーボコントローラ(56)、速
度サーボコントローラ(58)及びインピーダンスコントロ
ーラ(57)から構成され、位置サーボコントローラ(56)に
よって位置の偏差を速度指令に変換し、更に速度サーボ
コントローラ(58)によって、実際の位置Psの時間変化
から求めた速度と前記速度指令値との偏差に基づき、ス
レーブ(55)の速度制御が行なわれる。ここで、インピー
ダンスコントローラ(57)は、位置センサ(52)及び力/ト
ルクセンサ(51)の検出信号に基づいて、スレーブハンド
機構の機械インピ−ダンス特性を速度指令に加味するも
のである。
Further, as shown in FIG. 6, the slave controller (54) is composed of a position servo controller (56), a speed servo controller (58) and an impedance controller (57). The position deviation is converted into a speed command by 56), and the speed of the slave (55) is further calculated by the speed servo controller (58) based on the deviation between the speed obtained from the time change of the actual position Ps and the speed command value. Control is performed. Here, the impedance controller (57) adds the mechanical impedance characteristic of the slave hand mechanism to the speed command based on the detection signals of the position sensor (52) and the force / torque sensor (51).

【0031】図7及び図8は、上記マスタ・スレーブ方
式を用いた物体把持手続きを表わしている。先ず図7の
ステップS1、S2にて、ジョイスティックの操作によ
ってスレーブハンド機構のXYZ軸方向の位置決めを行
なった後、ステップS3、S4にて、姿勢操作部、即ち
球体(20)を回転させることによって、スレーブハンド機
構の手首部の姿勢を調整する。
7 and 8 show an object grasping procedure using the master / slave method. First, in steps S1 and S2 of FIG. 7, the joystick is operated to position the slave hand mechanism in the XYZ axis directions, and in steps S3 and S4, the posture operation part, that is, the sphere (20) is rotated. , Adjust the posture of the wrist part of the slave hand mechanism.

【0032】次にステップS5、S6にて、把持操作
部、即ち第1及び第2ステック(21)(22)を閉じることに
よって、スレーブハンド機構の物体把持部が物体に接触
するまで、把持力の調整を行なう。その後、ステップS
7、S8にて、更に第1及び第2スティック(21)(22)を
閉じて、適当な把持力が得られるまで、両スティックに
反力を伝える。
Next, in steps S5 and S6, the gripping operation section, that is, the first and second sticks (21) and (22) are closed to hold the gripping force until the object gripping section of the slave hand mechanism comes into contact with the object. Adjust. Then, step S
In S7 and S8, the first and second sticks (21, 22) are further closed, and the reaction force is transmitted to both sticks until an appropriate gripping force is obtained.

【0033】その後、図8のステップS9にて、ジョイ
スティックによって、把持した物体を持ち上げる操作を
開始し、ステップS10〜S12では、把持物体の自重
によって生じる力をマスタ制御系に返し、安定な把持が
可能となるまで、スレーブハンド機構の位置、姿勢、把
持力を変更する。
Then, in step S9 of FIG. 8, the operation of lifting the grasped object with the joystick is started, and in steps S10 to S12, the force generated by the own weight of the grasped object is returned to the master control system to ensure stable grasping. The position, posture, and gripping force of the slave hand mechanism are changed until it becomes possible.

【0034】そして、安定な把持が可能となった後、ス
テップS13にて、物体の持ち上げ操作を終了し、ステ
ップS14にて、ロボットアームによる自動運搬モード
に切り換える。
After stable gripping is possible, the lifting operation of the object is completed in step S13, and the robot arm is switched to the automatic carrying mode in step S14.

【0035】上記マスタ・スレーブ方式の遠隔操作装置
によれば、一方の手を単にマスタハンド機構(2)の球体
(20)の表面に接触させた状態で、その手を前後左右に移
動させ、更にその手の指を開閉することによって、スレ
ーブハンド機構の物体把持動作を遠隔操作することが出
来る。従って、オペレータは、マスタに腕を固定する必
要はなく、自由な状態で、安定した操作が可能である。
According to the master / slave type remote control device, one hand is simply the sphere of the master hand mechanism (2).
The object gripping operation of the slave hand mechanism can be remotely controlled by moving the hand forward, backward, leftward, and rightward while the surface of (20) is in contact with it, and by further opening and closing the finger of the hand. Therefore, the operator does not need to fix the arm to the master, and can perform stable operation in a free state.

【0036】第2実施例 図9乃至図11に示すマスタ(1)において、マスタハン
ド機構(6)は、操作台(60)上に6軸力/トルクセンサ
(7)を介して固定されたリストベース(61)を具え、該リ
ストベース(61)上には、第1リンク(62)が軸B1を中心
として回転可能に架設され、リストベース(61)上に取り
付けたY軸回りDCサーボモータ(71)、ロータリエンコ
ーダ(72)及び減速機(73)からなるアクチュエータの回転
を、タイミングベルト(67)を介して第1リンク(62)に伝
えている。
Second Embodiment In the master (1) shown in FIGS. 9 to 11, the master hand mechanism (6) has a six-axis force / torque sensor on the operation console (60).
A wrist base (61) fixed via (7) is provided, and a first link (62) is rotatably installed on the wrist base (61) about an axis B 1 to provide the wrist base (61). ) The rotation of the actuator composed of the DC servo motor (71) around the Y-axis, the rotary encoder (72) and the speed reducer (73) mounted on the above is transmitted to the first link (62) via the timing belt (67). There is.

【0037】第1リンク(62)上には、第2リンク(63)が
軸B2を中心として枢支され、第1リンク(62)上に取り
付けたX軸回りDCサーボモータ(74)、ロータリエンコ
ーダ(75)及び減速機(76)からなるアクチュエータの回転
を第2リンク(63)に伝えている。
The second link (63) is pivotally supported on the first link (62) about the axis B 2, and the DC servo motor (74) around the X-axis mounted on the first link (62), The rotation of the actuator composed of the rotary encoder (75) and the speed reducer (76) is transmitted to the second link (63).

【0038】第2リンク(63)上には、第1操作棒(66)が
移動不能に立設されると共に、第3リンク(64)が軸B3
を中心に揺動可能に枢支され、更に該第3リンク(64)上
には、第2操作棒(65)が軸B4を中心に揺動可能に枢支
されている。第2リンク(63)には第2関節DCサーボモ
ータ(77)、ロータリエンコーダ(78)及び減速機(79)から
なるアクチュエータが取り付けられ、該アクチュエータ
によって第3リンク(64)の駆動が行なわれる。又、第3
リンク(64)には第1関節DCサーボモータ(80)、ロータ
リエンコーダ(81)及び減速機(82)からなるアクチュエー
タが取り付けられ、該アクチュエータによって第2操作
棒(65)の駆動が行なわれる。尚、上述の各DCサーボモ
ータには力/トルクセンサが内蔵されている。
On the second link (63), the first operating rod (66) is erected immovably, and the third link (64) is attached to the shaft B 3.
And a second operating rod (65) is pivotally supported on the third link (64) about an axis B 4 . An actuator including a second joint DC servo motor (77), a rotary encoder (78) and a speed reducer (79) is attached to the second link (63), and the third link (64) is driven by the actuator. . Also, the third
An actuator including a first joint DC servo motor (80), a rotary encoder (81) and a speed reducer (82) is attached to the link (64), and the second operating rod (65) is driven by the actuator. A force / torque sensor is built in each of the above DC servo motors.

【0039】更に、第2リンク(63)の回転軸と第3リン
ク(64)の回転軸の間、及び第3リンク(64)の回転軸と第
2操作棒(65)の回転軸の間には夫々、タイミングベルト
(68)が張設されている。上記マスタハンド機構(6)にお
いては、第1リンク(62)のB1軸回りの回転及び第2リ
ンク(63)のB2軸回りの回転が夫々、図16に示すスレ
ーブハンド機構の手首部の自由度C1、C2に対応してい
る。又、第3リンク(64)のB3軸回りの回転及び第2操
作棒(65)のB4軸回りの回転が夫々、スレーブハンド機
構の物体把持部の自由度C5、C6に対応している。
Furthermore, between the rotary shaft of the second link (63) and the rotary shaft of the third link (64), and between the rotary shaft of the third link (64) and the rotary shaft of the second operating rod (65). Each has a timing belt
(68) is stretched. In the master hand mechanism (6), the rotation of the first link (62) about the B 1 axis and the rotation of the second link (63) about the B 2 axis are respectively the wrist portion of the slave hand mechanism shown in FIG. This corresponds to the degrees of freedom C 1 and C 2 . Further, the rotation of the third link (64) around the B 3 axis and the rotation of the second operation rod (65) around the B 4 axis correspond to the degrees of freedom C 5 and C 6 of the object gripping portion of the slave hand mechanism, respectively. are doing.

【0040】上記マスタハンド機構(6)の操作において
は、第1操作棒(66)及び第2操作棒(65)を両手で把持し
た状態で、先ず、ロボットアームをXYZ軸方向に移動
させてスレーブハンド機構の位置決めを行ない、その
後、スレーブハンド機構による物体把持を行なうため、
マスタハンド機構による制御の対象を、ロボットアーム
からスレーブハンド機構に切り換える必要がある。そこ
で、第2操作棒(65)の上端部には、スレーブハンド機構
をXYZ軸方向に移動させる際に操作すべきホールドス
イッチ(84)が取り付けられると共に、第1操作棒(66)の
上端部には、物体の把持が完了した時点で操作すべき把
持完了スイッチ(83)が取り付けられている。
In the operation of the master hand mechanism (6), with the first operating rod (66) and the second operating rod (65) held by both hands, first, the robot arm is moved in the XYZ axis directions. Since the slave hand mechanism is positioned and then the object is gripped by the slave hand mechanism,
It is necessary to switch the target of control by the master hand mechanism from the robot arm to the slave hand mechanism. Therefore, a hold switch (84) to be operated when moving the slave hand mechanism in the XYZ axes is attached to the upper end of the second operating rod (65), and the upper end of the first operating rod (66) is attached. A gripping completion switch (83) to be operated when gripping the object is attached to the.

【0041】図12は、力帰還型のマスタ・スレーブ制
御システムにおけるマスタ制御系(40)とスレーブ制御系
(50)を表わしている。該制御システムは基本的には、図
4乃至図6に示す第1実施例の制御システムと同一構成
であるが、後述する第1及び第2モード変換スイッチ(9
2)(94)によって、マスタハンド機構による制御の対象を
ロボットアームとする位置決め操作モードと、制御対象
をスレーブハンド機構とする把持操作モードの2つが切
換え設定可能となっている。尚、図12に示すマスタ制
御系(40)の力/トルクセンサ(41)は、上記各アクチュエ
ータに内蔵された複数の力/トルクセンサと、操作台(6
0)上に設けた6軸力/トルクセンサ(7)とを総称したも
のである。
FIG. 12 shows a master control system (40) and a slave control system in a force feedback type master / slave control system.
Represents (50). The control system basically has the same configuration as the control system of the first embodiment shown in FIGS. 4 to 6, but the first and second mode conversion switches (9
2) By (94), it is possible to switch and set between a positioning operation mode in which the target of control by the master hand mechanism is the robot arm and a gripping operation mode in which the target of control is the slave hand mechanism. The force / torque sensor (41) of the master control system (40) shown in FIG. 12 includes a plurality of force / torque sensors built in each of the above actuators and an operating console (6
0) It is a generic term for the 6-axis force / torque sensor (7) provided above.

【0042】スレーブ制御系(50)の力/トルクセンサ(5
1)から得られるスレーブのトルク情報は変換器(43)によ
りマスタの座標系に変換されて、マスタ制御系(40)へ供
給される。マスタ制御系(40)では、スレーブ制御系(50)
から得られるトルク情報と、各アクチュエータの力/ト
ルクセンサ(41)によって検出したマスタのトルク情報と
の偏差を算出する。該トルク偏差と位置センサ(42)によ
って検出した位置情報は、マスタコントローラ(44)へ供
給されて、マスタ(1)に対する速度指令が作成される。
The force / torque sensor (5) of the slave control system (50)
The torque information of the slave obtained from 1) is converted into the coordinate system of the master by the converter (43) and supplied to the master control system (40). Master control system (40), slave control system (50)
The deviation between the torque information obtained from the above and the torque information of the master detected by the force / torque sensor (41) of each actuator is calculated. The torque deviation and the position information detected by the position sensor (42) are supplied to the master controller (44) to create a speed command for the master (1).

【0043】又、位置センサ(42)から得られる位置情報
は変換器(91)によりスレーブの座標系に座標変換された
後、第1モード変換スイッチ(92)の一方の入力端子へ供
給されると共に、力/トルクセンサ(41)の中の6軸力/
トルクセンサ(7)から得られる力情報は、力/位置変換
器(9)により位置情報に変換されて、第1モード変換ス
イッチ(92)の他方の入力端子へ供給される。
The position information obtained from the position sensor (42) is coordinate-converted into the slave coordinate system by the converter (91) and then supplied to one input terminal of the first mode conversion switch (92). Together with the 6 axis force in the force / torque sensor (41)
The force information obtained from the torque sensor (7) is converted into position information by the force / position converter (9) and supplied to the other input terminal of the first mode conversion switch (92).

【0044】第1モード変換スイッチ(92)はホールドス
イッチ(84)からの操作信号によって切り換えられる。即
ち、位置決め操作モードでは、第1モード変換スイッチ
(92)は力/位置変換器(9)側に切り換えられて、力/ト
ルクセンサ(41)、即ち図9に示す6軸力/トルクセンサ
(7)の検出信号に基づいて、スレーブの制御が行なわれ
る。又、把持操作モードでは、第2はモード変換スイッ
チ(92)は変換器(91)側へ切り換えられて、図4と全く同
一の制御系が構成される。
The first mode conversion switch (92) is switched by an operation signal from the hold switch (84). That is, in the positioning operation mode, the first mode conversion switch
(92) is switched to the force / position converter (9) side, and the force / torque sensor (41), that is, the 6-axis force / torque sensor shown in FIG.
The slave is controlled based on the detection signal of (7). In the gripping operation mode, the second mode conversion switch (92) is switched to the converter (91) side, and the control system exactly the same as that shown in FIG. 4 is configured.

【0045】スレーブ制御系(50)においては、マスタ制
御系(40)のモード変換スイッチ(92)から得られる位置情
報と、位置センサ(52)によって検出した位置情報との偏
差を算出する。そして、該位置偏差と、スレーブの力/
トルクセンサ(51)によって検出したトルク情報は、スレ
ーブコントローラ(54)へ供給されて、スレーブ(55)に対
する速度指令が作成される。
The slave control system (50) calculates the deviation between the position information obtained from the mode conversion switch (92) of the master control system (40) and the position information detected by the position sensor (52). Then, the position deviation and the force of the slave /
The torque information detected by the torque sensor (51) is supplied to the slave controller (54) to create a speed command for the slave (55).

【0046】マスタコントローラ(44)は、具体的には図
13に示す様にトルクコントローラ(46)と位置サーボコ
ントローラ(93)の出力端子を第2モード変換スイッチ(9
4)の両入力端子へ接続し、該スイッチによって選択され
た出力を速度サーボコントローラ(47)へ供給するもので
ある。
Specifically, the master controller (44) connects the output terminals of the torque controller (46) and the position servo controller (93) to the second mode conversion switch (9) as shown in FIG.
It is connected to both input terminals of 4) and supplies the output selected by the switch to the speed servo controller (47).

【0047】上述のトルク偏差はトルクコントローラ(4
6)へ供給されて速度指令に変換される。又、ホールドス
イッチ(84)を操作した時点におけるマスタコントローラ
(44)の位置情報についてのホールド値と、位置センサ(4
2)から得られる位置情報との偏差が、位置サーボコント
ローラ(93)へ供給されて速度指令に変換される。
The above torque deviation is calculated by the torque controller (4
It is supplied to 6) and converted into a speed command. Also, the master controller when the hold switch (84) is operated
Hold value for position information of (44) and position sensor (4
The deviation from the position information obtained from 2) is supplied to the position servo controller (93) and converted into a speed command.

【0048】ここで、第2モード変換スイッチ(94)はホ
ールドスイッチ(84)からの操作信号によって切り換えら
れる。即ち、位置決め操作モードでは、第2モード変換
スイッチ(94)は位置サーボコントローラ(93)側へ切り換
えられる。この結果、マスタハンド機構(6)は、ホール
ドスイッチ(84)を操作した時点の姿勢に固定されること
になる。又、把持操作モードでは、第2モード変換スイ
ッチ(94)はトルクコントローラ(46)側へ切り換えられ
て、図5と全く同一の制御系が構成される。
Here, the second mode conversion switch (94) is switched by an operation signal from the hold switch (84). That is, in the positioning operation mode, the second mode conversion switch (94) is switched to the position servo controller (93) side. As a result, the master hand mechanism (6) is fixed in the posture at the time when the hold switch (84) is operated. In the gripping operation mode, the second mode conversion switch (94) is switched to the torque controller (46) side, and the control system exactly the same as that shown in FIG. 5 is configured.

【0049】第2モード変換スイッチ(94)によって選択
されたトルクコントローラ(46)或いは位置サーボコント
ローラ(93)の出力は速度サーボコントローラ(47)へ供給
され、これによって、実際の位置Pmから求めた速度と
前記速度指令値の偏差に基づき、マスタ(45)の速度制御
が行なわれるのである。
The output of the torque controller (46) or the position servo controller (93) selected by the second mode conversion switch (94) is supplied to the speed servo controller (47), whereby the output is obtained from the actual position Pm. The speed control of the master (45) is performed on the basis of the deviation between the speed and the speed command value.

【0050】又、スレーブコントローラ(54)は、具体的
には図14に示す如く、位置サーボコントローラ(56)、
速度サーボコントローラ(58)及びインピーダンスコント
ローラ(57)から構成され、位置サーボコントローラ(56)
によって位置の偏差を速度指令に変換し、更に速度サー
ボコントローラ(58)によって、実際の位置Psから求め
た速度と前記速度指令値との偏差に基づき、スレーブ(5
5)の速度制御が行なわれる。ここで、インピーダンスコ
ントローラ(57)は、位置センサ(52)及び力/トルクセン
サ(51)の検出信号に基づいて、スレーブハンド機構の機
械インピ−ダンス特性を速度指令に加味するものであ
る。
Further, as shown in FIG. 14, the slave controller (54) is specifically a position servo controller (56),
Comprised of speed servo controller (58) and impedance controller (57), position servo controller (56)
The position deviation is converted into a speed command by the speed servo controller (58), and based on the deviation between the speed obtained from the actual position Ps and the speed command value, the slave (5
The speed control of 5) is performed. Here, the impedance controller (57) adds the mechanical impedance characteristic of the slave hand mechanism to the speed command based on the detection signals of the position sensor (52) and the force / torque sensor (51).

【0051】図15は、上記マスタ・スレーブ方式を用
いた物体把持手続きを表わしている。先ずステップS1
1にて必要な初期設定を行なった後、ステップS12、
S13にて、位置決め操作モードを設定し、ホールドス
イッチがOFFとなるまで、マスタハンド機構(6)の姿
勢をホールドし、6軸力/トルクセンサ(7)の力検出に
基づくロボットアームの制御を行ない、スレーブハンド
機構の位置決めを行なう。
FIG. 15 shows an object grasping procedure using the master / slave method. First, step S1
After performing the necessary initial settings in step 1, step S12,
In S13, the positioning operation mode is set, the posture of the master hand mechanism (6) is held until the hold switch is turned off, and the robot arm is controlled based on the force detection of the 6-axis force / torque sensor (7). Position the slave hand mechanism.

【0052】ホールドスイッチがOFFになると、ステ
ップS14へ移行して、把持操作モードを設定する。把
持操作モードにおいては、両手で把持した両操作棒(66)
(65)を前後左右に倒して、スレーブハンド機構の手首部
を回転させ、その後、第1操作棒(66)を支点として第2
操作棒(65)を開閉させることによって、スレーブハンド
機構の物体把持部を開閉させる。この結果、物体が把持
される。その後、ステップS15にてホールドスイッチ
がOFFであるか否かを判断し、ONであれば位置決め
操作モードに戻り、OFFであれば、ステップS16へ
移行して、更に把持完了スイッチがONであるか否かを
判断する。
When the hold switch is turned off, the process proceeds to step S14 and the grip operation mode is set. In the gripping operation mode, both operating rods (66) held by both hands
Tilt (65) forward, backward, leftward and rightward to rotate the wrist part of the slave hand mechanism, and then use the first operating rod (66) as the fulcrum for the second movement.
By opening and closing the operating rod (65), the object gripping part of the slave hand mechanism is opened and closed. As a result, the object is gripped. After that, in step S15, it is determined whether or not the hold switch is OFF. If the hold switch is ON, the operation returns to the positioning operation mode. Determine whether or not.

【0053】把持完了スイッチがONであれば、ステッ
プS17にて、物体の把持状態をチェックし、その結果
がOKであれば、ステップS18の自動搬送モードへ移
行し、ステップS19にて自動搬送完了が検出されるま
で、ロボットアームによる物体の自動搬送を続行する。
If the gripping completion switch is ON, the gripping state of the object is checked in step S17, and if the result is OK, the automatic transfer mode of step S18 is entered, and the automatic transfer is completed in step S19. The automatic transfer of the object by the robot arm is continued until is detected.

【0054】上記マスタ・スレーブ方式の遠隔操作装置
によれば、両方の手で2本の操作棒(66)(65)を把持した
状態で、ロボットアームによるスレーブハンド機構のX
YZ軸方向の位置決め、スレーブハンド機構の手首部の
姿勢調整、及び物体把持部による把持動作を遠隔操作す
ることが出来る。従って、オペレータは、マスタに腕を
固定する必要はなく、自由な状態で、安定した操作が可
能である。
According to the above master / slave type remote control device, the X-axis of the slave hand mechanism by the robot arm is held with the two operation rods (66, 65) held by both hands.
Positioning in the YZ axis direction, posture adjustment of the wrist of the slave hand mechanism, and gripping operation by the object gripper can be remotely controlled. Therefore, the operator does not need to fix the arm to the master, and can perform stable operation in a free state.

【0055】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。
The above description of the embodiments is for explaining the present invention and should not be construed as limiting the invention described in the claims or limiting the scope. The configuration of each part of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made within the technical scope described in the claims.

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

【図1】第1実施例のマスタハンド機構の外観を表わす
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating an appearance of a master hand mechanism according to a first embodiment.

【図2】該マスタハンド機構の具体的構造を示す断面図
である。
FIG. 2 is a sectional view showing a specific structure of the master hand mechanism.

【図3】該マスタハンド機構の他の具体的構造を示す断
面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing another specific structure of the master hand mechanism.

【図4】該マスタハンド機構を対象とするマスタ・スレ
ーブ制御系を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a master / slave control system for the master hand mechanism.

【図5】該マスタ・スレーブ制御系を構成するマスタコ
ントローラのブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram of a master controller that constitutes the master / slave control system.

【図6】該マスタ・スレーブ制御系を構成するスレーブ
コントローラのブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram of a slave controller that constitutes the master / slave control system.

【図7】第1実施例における物体把持手続きの前半を表
わすフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing the first half of the object gripping procedure in the first embodiment.

【図8】同上の後半を表わすフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing the latter half of the above.

【図9】第2実施例のマスタハンド機構の構造を示す正
面図である。
FIG. 9 is a front view showing the structure of a master hand mechanism of the second embodiment.

【図10】該マスタハンド機構を構成する第2操作棒の
左側面図である。
FIG. 10 is a left side view of a second operating rod that constitutes the master hand mechanism.

【図11】該マスタハンド機構の左側面図である。FIG. 11 is a left side view of the master hand mechanism.

【図12】該マスタハンド機構を対象とするマスタ・ス
レーブ制御系を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a master / slave control system for the master hand mechanism.

【図13】該マスタ・スレーブ制御系を構成するマスタ
コントローラのブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram of a master controller that constitutes the master / slave control system.

【図14】該マスタ・スレーブ制御系を構成するスレー
ブコントローラのブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram of a slave controller that constitutes the master / slave control system.

【図15】第2実施例における物体把持手続きを表わす
フローチャートである。
FIG. 15 is a flowchart showing an object gripping procedure in the second embodiment.

【図16】スレーブハンド機構が有する6つの自由度を
説明する図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating six degrees of freedom of the slave hand mechanism.

【図17】本発明を実施すべきショーケースベンダの斜
視図である。
FIG. 17 is a perspective view of a showcase vendor in which the present invention should be implemented.

【図18】従来の遠隔操作装置の斜視図である。FIG. 18 is a perspective view of a conventional remote control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1) マスタ (2) マスタハンド機構 (20) 球体 (21) 第1スティック (22) 第2スティック (6) マスタハンド機構 (66) 第1操作棒 (65) 第2操作棒 (1) Master (2) Master hand mechanism (20) Sphere (21) 1st stick (22) 2nd stick (6) Master hand mechanism (66) 1st operating rod (65) 2nd operating rod

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高岡 大造 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Daizo Takaoka 2-5-5 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロボットアームの先端部に手首部を介し
て物体把持部を具えたスレーブハンド機構と、該スレー
ブハンド機構を動作させるために操作すべきマスタハン
ド機構と、スレーブハンド機構及びマスタハンド機構を
制御する制御回路とから構成される遠隔操作装置におい
て、マスタハンド機構は、操作台上に互いに直交する2
軸回り或いは3軸回りに回転可能に支持された回動部材
と、該回動部材上に一方の手の指によって開閉操作可能
に支持された操作部材とを具え、回動部材の前記複数軸
回りの回転量は第1のセンサー手段によって検出される
と共に、操作部材の開閉操作量は第2のセンサー手段に
よって検出され、第1及び第2のセンサー手段の検出信
号に基づいて、スレーブハンド機構の物体把持動作が制
御されることを特徴とする遠隔操作装置。
1. A slave hand mechanism having an object gripping portion at a tip end portion of a robot arm via a wrist portion, a master hand mechanism to be operated to operate the slave hand mechanism, a slave hand mechanism and a master hand. In a remote control device including a control circuit for controlling the mechanism, the master hand mechanism is orthogonal to each other on the operation console.
The rotating member rotatably supported about an axis or about three axes, and an operation member supported on the rotating member so as to be capable of being opened and closed by a finger of one hand, the plurality of axes of the rotating member. The rotation amount of the rotation is detected by the first sensor means, and the opening / closing operation amount of the operation member is detected by the second sensor means. Based on the detection signals of the first and second sensor means, the slave hand mechanism. A remote control device, wherein the object gripping operation of the object is controlled.
【請求項2】 回動部材は、互いに直交する2軸回り或
いは3軸回りに回転可能に支持された球体(20)に形成さ
れ、操作部材は、前記球体(20)の表面に開設した操作窓
(20a)の内側に揺動可能に支持されて、操作する手の親
指と他の少なくとも1本の指を差し込んで開閉操作され
るべき一対のステック(21)(22)から構成されており、制
御回路は、回動部材の前記複数軸回りの回転に追従させ
て、スレーブハンド機構の手首部を互いに直交する複数
軸回りに回転させる第1制御手段と、一対のステック(2
1)(22)の開閉動作に追従させて、スレーブハンド機構の
物体把持部を開閉させる第2制御手段とを具えている請
求項1に記載の遠隔操作装置。
2. The rotating member is formed on a sphere (20) rotatably supported about two axes or three axes orthogonal to each other, and the operating member is an operation provided on the surface of the sphere (20). window
(20a) is swingably supported and is composed of a pair of sticks (21) (22) that are to be opened and closed by inserting the thumb of the operating hand and at least one other finger, The control circuit follows the rotation of the rotating member about the plurality of axes to rotate the wrist portion of the slave hand mechanism about the plurality of axes orthogonal to each other, and a pair of sticks (2
2. The remote control device according to claim 1, further comprising: 1) second control means for opening and closing the object gripping portion of the slave hand mechanism in accordance with the opening / closing operation of (22).
【請求項3】 ロボットアームの先端部に手首部を介し
て物体把持部を具えたスレーブハンド機構と、該スレー
ブハンド機構を動作させるために操作すべきマスタハン
ド機構と、スレーブハンド機構及びマスタハンド機構を
制御する制御回路とから構成される遠隔操作装置におい
て、マスタハンド機構は、操作台上に互いに直交する2
軸回り或いは3軸回りに回転可能に支持された回動部材
と、該回動部材上に両方の手で把持して開閉操作可能に
支持された操作部材とを具え、回動部材の前記複数軸回
りの回転量は第1のセンサー手段によって検出されると
共に、操作部材の開閉操作量は第2のセンサー手段によ
って検出され、第1及び第2のセンサー手段の検出信号
に基づいて、スレーブハンド機構の物体把持動作が制御
されることを特徴とする遠隔操作装置。
3. A slave hand mechanism having an object gripping part at the tip of a robot arm via a wrist part, a master hand mechanism to be operated to operate the slave hand mechanism, a slave hand mechanism and a master hand. In a remote control device including a control circuit for controlling the mechanism, the master hand mechanism is orthogonal to each other on the operation console.
The rotating member is rotatably supported about an axis or about three axes, and the operation member is supported on the rotating member so as to be opened and closed by being held by both hands. The rotation amount about the axis is detected by the first sensor means, and the opening / closing operation amount of the operating member is detected by the second sensor means. Based on the detection signals of the first and second sensor means, the slave hand A remote control device characterized in that an object gripping operation of a mechanism is controlled.
【請求項4】 操作部材は、回動部材上に移動不能に支
持されて、一方の手によって把持されるべき第1の操作
棒と、回動部材上に揺動可能に支持されて、他方の手に
よって把持されるべき第2の操作棒とから構成されてお
り、制御回路は、回動部材の複数軸回りの回転に追従さ
せて、スレーブハンド機構の手首部を互いに直交する複
数軸回りに回転させる第1制御手段と、第1及び第2の
操作棒の開閉動作に追従させて、スレーブハンド機構の
物体把持部を開閉させる第2制御手段とを具えている請
求項3に記載の遠隔操作装置。
4. The operation member is immovably supported on the rotating member, and the first operation rod is to be grasped by one hand, and the operation member is swingably supported on the rotating member, and the other. And a second operating rod to be gripped by the hand of the slave hand mechanism. The control circuit causes the wrist portion of the slave hand mechanism to rotate around a plurality of axes that are orthogonal to each other by following the rotation of the rotating member around the plurality of axes. The first control means for rotating the object gripping portion of the slave hand mechanism according to the opening / closing operation of the first and second operating rods, and the second control means for opening / closing the object gripping portion of the slave hand mechanism. Remote control device.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011129064A (en) * 2009-12-21 2011-06-30 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology Controller
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CN114259301A (en) * 2021-12-15 2022-04-01 武汉联影智融医疗科技有限公司 Puncture structure, master controller and puncture robot
WO2022239294A1 (en) * 2021-05-11 2022-11-17 ソニーグループ株式会社 Information input device, control device, and surgery system

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