JPH09285984A - 遠隔操作型ロボットの制御方法および遠隔操作型軸挿入装置 - Google Patents
遠隔操作型ロボットの制御方法および遠隔操作型軸挿入装置Info
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- JPH09285984A JPH09285984A JP9838296A JP9838296A JPH09285984A JP H09285984 A JPH09285984 A JP H09285984A JP 9838296 A JP9838296 A JP 9838296A JP 9838296 A JP9838296 A JP 9838296A JP H09285984 A JPH09285984 A JP H09285984A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 操作者の作業状態把握の向上と、作業の簡単
化、作業時間の短縮を達成する遠隔操作型ロボットの制
御手法、およびそれを応用した遠隔操作型軸挿入装置を
提供する。 【解決手段】 スレーブ・マニピュレータからマスタ・
マニピュレータへ、スレーブ・マニピュレータ手先に加
わる３軸方向の力と３軸まわりに作用するモーメントよ
りなる作業反力ベクトル情報を伝達する際に、作業反力
ベクトル情報のスレーブからマスターへの伝達比率を、
対象となる作業の特徴と状態とに応じて事前に求められ
た割合に従って、それぞれの要素を個別独立に調整可能
な補正演算を行う伝達反力演算部を含むことを特徴とす
る遠隔操作型ロボットの制御方法、およびそれを応用し
た遠隔操作型軸挿入装置。
化、作業時間の短縮を達成する遠隔操作型ロボットの制
御手法、およびそれを応用した遠隔操作型軸挿入装置を
提供する。 【解決手段】 スレーブ・マニピュレータからマスタ・
マニピュレータへ、スレーブ・マニピュレータ手先に加
わる３軸方向の力と３軸まわりに作用するモーメントよ
りなる作業反力ベクトル情報を伝達する際に、作業反力
ベクトル情報のスレーブからマスターへの伝達比率を、
対象となる作業の特徴と状態とに応じて事前に求められ
た割合に従って、それぞれの要素を個別独立に調整可能
な補正演算を行う伝達反力演算部を含むことを特徴とす
る遠隔操作型ロボットの制御方法、およびそれを応用し
た遠隔操作型軸挿入装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、きさげ
やポリッシング、軸挿入等に代表される、人間の熟練性
を必要とする作業を、遠隔操作により行う場合に適用可
能な、遠隔操作型ロボットの制御手法および遠隔操作型
軸挿入装置に関する。
やポリッシング、軸挿入等に代表される、人間の熟練性
を必要とする作業を、遠隔操作により行う場合に適用可
能な、遠隔操作型ロボットの制御手法および遠隔操作型
軸挿入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、前記のような人間の熟練性を必要
とする作業を遠隔操作により行う手法として、操作者側
（マスタ・マニピュレータ）と作業機側（スレーブ・マ
ニピュレータ）のそれぞれの作用力、および前記両マニ
ピュレータの位置または速度の情報により前記両マニピ
ュレータの制御を行う、いわゆるバイラテラル・マスタ
・スレーブ制御手法および装置がある。例えば、特開昭
６２−１９３８８号公報「マニプレータの制御装置」、
特開昭６１−１４６４８３号公報「マスタスレーブ方式
マニピュレータ」、特開平４−４５３０５号公報「操作
形マニプレータ」、等である。
とする作業を遠隔操作により行う手法として、操作者側
（マスタ・マニピュレータ）と作業機側（スレーブ・マ
ニピュレータ）のそれぞれの作用力、および前記両マニ
ピュレータの位置または速度の情報により前記両マニピ
ュレータの制御を行う、いわゆるバイラテラル・マスタ
・スレーブ制御手法および装置がある。例えば、特開昭
６２−１９３８８号公報「マニプレータの制御装置」、
特開昭６１−１４６４８３号公報「マスタスレーブ方式
マニピュレータ」、特開平４−４５３０５号公報「操作
形マニプレータ」、等である。
【０００３】特開昭６２−１９３８８号公報「マニプレ
ータの制御装置」では、マスターアームの関節操作角度
において、事前に求めた閾値に基づいて、遠隔操作する
関節間の角度倍率を演算して変化させることによって、
マスターの動きがその閾値以上にならないようにして、
楽に位置決めが可能になるようにしている。
ータの制御装置」では、マスターアームの関節操作角度
において、事前に求めた閾値に基づいて、遠隔操作する
関節間の角度倍率を演算して変化させることによって、
マスターの動きがその閾値以上にならないようにして、
楽に位置決めが可能になるようにしている。
【０００４】特開昭６１−１４６４８３号公報「マスタ
スレーブ方式マニピュレータ」では、油圧式のマスター
・スレーブ装置に関するもので、マスターである操縦レ
バーとスレーブである作業機との位置偏差信号に基づい
て、操縦レバーを動かす油圧アクチュエータの流量制御
サーボ弁への駆動信号を得るものに関している。作業機
の変位速度、操縦レバーの操作速度、上記流量制御サー
ボ弁のスプール変位、操縦レバーと作業機の位置偏差な
いし速度偏差のいずれかに比例したゲインによって増幅
し、上記流量制御サーボ弁の入力値とするもので、これ
により流量サーボ弁の非線形で望ましくない特性を改善
して、大きな動作と押し付け作業の両立を図り、微細な
作業を素早く出来るように工夫している。
スレーブ方式マニピュレータ」では、油圧式のマスター
・スレーブ装置に関するもので、マスターである操縦レ
バーとスレーブである作業機との位置偏差信号に基づい
て、操縦レバーを動かす油圧アクチュエータの流量制御
サーボ弁への駆動信号を得るものに関している。作業機
の変位速度、操縦レバーの操作速度、上記流量制御サー
ボ弁のスプール変位、操縦レバーと作業機の位置偏差な
いし速度偏差のいずれかに比例したゲインによって増幅
し、上記流量制御サーボ弁の入力値とするもので、これ
により流量サーボ弁の非線形で望ましくない特性を改善
して、大きな動作と押し付け作業の両立を図り、微細な
作業を素早く出来るように工夫している。
【０００５】特開平４−４５３０５号公報「操作形マニ
プレータ」では、スレーブマニピュレーターに３軸力セ
ンサーを備え、３軸の直動型のバイラテラル・マスター
・スレーブ装置において、中立位置の検出センサで力セ
ンサの感度を切り替えるなどして、スレーブであるマニ
ピュレーターの位置決めは、通常は速度入力方式とし、
マニピュレータ手先点のある限定された空間内での位置
決めはマスター・スレーブ方式とすることとし、かつ位
置指令のときのみ力フィードバックをかける構成として
いる。これにより、力フィードバックが必要なときだけ
得られるようにした装置も提案されている。
プレータ」では、スレーブマニピュレーターに３軸力セ
ンサーを備え、３軸の直動型のバイラテラル・マスター
・スレーブ装置において、中立位置の検出センサで力セ
ンサの感度を切り替えるなどして、スレーブであるマニ
ピュレーターの位置決めは、通常は速度入力方式とし、
マニピュレータ手先点のある限定された空間内での位置
決めはマスター・スレーブ方式とすることとし、かつ位
置指令のときのみ力フィードバックをかける構成として
いる。これにより、力フィードバックが必要なときだけ
得られるようにした装置も提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記バイラテ
ラル・マスタ・スレーブ制御手法および装置では、以下
のような問題点があった。すなわち、特開昭６２−１９
３８８号公報「マニプレータの制御装置」、および特開
昭６１−１４６４８３号公報「マスタスレーブ方式マニ
ピュレータ」では、マスターにおける微細な動作の入力
と大まかな動作の入力との、いづれにも適合するように
位置偏差指令への係数を自動的に調整する方式を提案し
ているが、バイラテラル操作における力フィードバック
の比率や係数への考慮はなされていないので、反力によ
って作業状態を知るような熟練作業への適合性を高める
ことは出来なかった。
ラル・マスタ・スレーブ制御手法および装置では、以下
のような問題点があった。すなわち、特開昭６２−１９
３８８号公報「マニプレータの制御装置」、および特開
昭６１−１４６４８３号公報「マスタスレーブ方式マニ
ピュレータ」では、マスターにおける微細な動作の入力
と大まかな動作の入力との、いづれにも適合するように
位置偏差指令への係数を自動的に調整する方式を提案し
ているが、バイラテラル操作における力フィードバック
の比率や係数への考慮はなされていないので、反力によ
って作業状態を知るような熟練作業への適合性を高める
ことは出来なかった。
【０００７】また、特開平４−４５３０５号公報「操作
形マニプレータ」では、力フィードバックを大まかな操
作には使わないことで力フィードバックの係数をより微
細な作業向けに設定できるが、研磨やポリッシングのよ
うな面倣い作業と、組立のようなはめあい作業というよ
うに、種類の違う作業に、フィードバック係数をそれぞ
れに適合させるような調整は困難であった。
形マニプレータ」では、力フィードバックを大まかな操
作には使わないことで力フィードバックの係数をより微
細な作業向けに設定できるが、研磨やポリッシングのよ
うな面倣い作業と、組立のようなはめあい作業というよ
うに、種類の違う作業に、フィードバック係数をそれぞ
れに適合させるような調整は困難であった。
【０００８】以上述べたように、これまでのバイラテラ
ル・マスタ・スレーブ制御手法および装置では、前記ス
レーブ・マニピュレータから前記マスタ・マニピュレー
タへ伝達する前記軸方向力と前記モーメントによって表
される作業反力ベクトル情報を、そのままの大きさで、
または前記軸方向力と前記モーメントをすべて同倍率で
一様に伝達するため、対象とする作業によって異なる、
操作者が作業状態を知るのに必要な、特定の作業反力群
が得にくく、その結果、作業が困難であったり、簡単な
作業であっても時間を要するといった問題があった。
ル・マスタ・スレーブ制御手法および装置では、前記ス
レーブ・マニピュレータから前記マスタ・マニピュレー
タへ伝達する前記軸方向力と前記モーメントによって表
される作業反力ベクトル情報を、そのままの大きさで、
または前記軸方向力と前記モーメントをすべて同倍率で
一様に伝達するため、対象とする作業によって異なる、
操作者が作業状態を知るのに必要な、特定の作業反力群
が得にくく、その結果、作業が困難であったり、簡単な
作業であっても時間を要するといった問題があった。
【０００９】本発明では、遠隔操作型ロボットによる遠
隔熟練作業において、操作者の作業状態把握の向上と、
作業の簡単化、作業時間の短縮を達成する、遠隔操作型
ロボットの制御手法の提供と、遠隔操作による軸挿入作
業の時間短縮、作業性および操作性の向上を図る遠隔操
作型軸挿入装置の提供を目的とする。
隔熟練作業において、操作者の作業状態把握の向上と、
作業の簡単化、作業時間の短縮を達成する、遠隔操作型
ロボットの制御手法の提供と、遠隔操作による軸挿入作
業の時間短縮、作業性および操作性の向上を図る遠隔操
作型軸挿入装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】遠隔操作型ロボット制御
方法の一形態であり、操作者側（マスタ・マニピュレー
タ）と作業機側（スレーブ・マニピュレータ）のそれぞ
れの作用力、および前記両マニピュレータの位置または
速度の情報により前記両マニピュレータの動作制御を行
うバイラテラル・マスタ・スレーブ制御方法において、
前記スレーブ・マニピュレータから前記マスタ・マニピ
ュレータへ、前記スレーブ・マニピュレータ手先に加わ
る３軸方向の力と３軸まわりに作用するモーメントより
なる作業反力ベクトル情報を伝達する際に、前記作業反
力ベクトル情報のマスターからスレーブへの伝達比率
を、対象となる作業の特徴と状態とに応じて事前に求め
られた割合にしたがって、それぞれの要素で個別独立に
調整可能な伝達反力演算を行うことを特徴とする、遠隔
操作型ロボットの制御手法、であって、遠隔操作型ロボ
ット制御装置の一形態であり、操作者側（マスタ・マニ
ピュレータ）と作業機側（スレーブ・マニピュレータ）
のそれぞれの作用力、および前記両マニピュレータの位
置または速度の情報により前記両マニピュレータの動作
制御を行うバイラテラル・マスタ・スレーブ制御装置に
おいて、前記スレーブ・マニピュレータから前記マスタ
・マニピュレータへ、前記スレーブ・マニピュレータ手
先に加わる３軸方向の力と３軸まわりに作用するモーメ
ントよりなる作業反力ベクトル情報を伝達する手段にお
いて、軸挿入作業の状態を表す作業反力である３軸まわ
りに作用するモーメントの伝達比率を、３軸方向力の伝
達比率よりも大きく設定することで、軸挿入作業の状態
を表す前記３軸まわりに作用するモーメントの情報を拡
大して操作者に伝えられる伝達反力演算部を具備するこ
とを特徴とする、遠隔操作型軸挿入装置、である。
方法の一形態であり、操作者側（マスタ・マニピュレー
タ）と作業機側（スレーブ・マニピュレータ）のそれぞ
れの作用力、および前記両マニピュレータの位置または
速度の情報により前記両マニピュレータの動作制御を行
うバイラテラル・マスタ・スレーブ制御方法において、
前記スレーブ・マニピュレータから前記マスタ・マニピ
ュレータへ、前記スレーブ・マニピュレータ手先に加わ
る３軸方向の力と３軸まわりに作用するモーメントより
なる作業反力ベクトル情報を伝達する際に、前記作業反
力ベクトル情報のマスターからスレーブへの伝達比率
を、対象となる作業の特徴と状態とに応じて事前に求め
られた割合にしたがって、それぞれの要素で個別独立に
調整可能な伝達反力演算を行うことを特徴とする、遠隔
操作型ロボットの制御手法、であって、遠隔操作型ロボ
ット制御装置の一形態であり、操作者側（マスタ・マニ
ピュレータ）と作業機側（スレーブ・マニピュレータ）
のそれぞれの作用力、および前記両マニピュレータの位
置または速度の情報により前記両マニピュレータの動作
制御を行うバイラテラル・マスタ・スレーブ制御装置に
おいて、前記スレーブ・マニピュレータから前記マスタ
・マニピュレータへ、前記スレーブ・マニピュレータ手
先に加わる３軸方向の力と３軸まわりに作用するモーメ
ントよりなる作業反力ベクトル情報を伝達する手段にお
いて、軸挿入作業の状態を表す作業反力である３軸まわ
りに作用するモーメントの伝達比率を、３軸方向力の伝
達比率よりも大きく設定することで、軸挿入作業の状態
を表す前記３軸まわりに作用するモーメントの情報を拡
大して操作者に伝えられる伝達反力演算部を具備するこ
とを特徴とする、遠隔操作型軸挿入装置、である。
【００１１】上記構成によれば、対象となる作業の状態
を表す特徴的な前記作業反力ベクトル情報を拡大し、操
作者へ伝えることが可能となり、結果、操作者の作業状
態把握の向上と、作業の簡単化、作業時間の短縮を達成
する。また、軸挿入作業の状態を表す特徴的な作業反力
である、前記３軸まわりに作用するモーメントの伝達比
率を、前記３軸方向力の伝達比率よりも大きく設定する
ことで、軸挿入作業の状態を表す前記３軸まわりに作用
するモーメントの情報をより拡大して操作者に伝達す
る、遠隔操作型軸挿入装置により、従来の遠隔操作型ロ
ボットに比べ軸挿入作業の時間短縮、作業性および操作
性の向上図られる。
を表す特徴的な前記作業反力ベクトル情報を拡大し、操
作者へ伝えることが可能となり、結果、操作者の作業状
態把握の向上と、作業の簡単化、作業時間の短縮を達成
する。また、軸挿入作業の状態を表す特徴的な作業反力
である、前記３軸まわりに作用するモーメントの伝達比
率を、前記３軸方向力の伝達比率よりも大きく設定する
ことで、軸挿入作業の状態を表す前記３軸まわりに作用
するモーメントの情報をより拡大して操作者に伝達す
る、遠隔操作型軸挿入装置により、従来の遠隔操作型ロ
ボットに比べ軸挿入作業の時間短縮、作業性および操作
性の向上図られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて具体的に説明する。図１は、本発明の一実
施例を示したものであり、ロボットのバイラテラル・マ
スタ・スレーブ制御手法で一般に知られている力帰還型
に本発明の制御手法を用いた例である。
例に基づいて具体的に説明する。図１は、本発明の一実
施例を示したものであり、ロボットのバイラテラル・マ
スタ・スレーブ制御手法で一般に知られている力帰還型
に本発明の制御手法を用いた例である。
【００１３】この実施例の場合では、マスタ・マニピュ
レータ１に取付けられるマスタ・マニピュレータ側位置
センサ３によりマスタ・マニピュレータ位置・姿勢１０
が計測、演算され、また同様に、スレーブマニピュレー
タ２に取付けられるスレーブ・マニピュレータ側位置セ
ンサ４によりスレーブ・マニピュレータ位置・姿勢１１
が計測、演算され、この両者のマスタ・スレーブ・マニ
ピュレータ位置・姿勢偏差１２にスレーブ・マニピュレ
ータ駆動ゲイン８を乗じてスレーブ・マニピュレータ制
御指令値１８が与えられる。
レータ１に取付けられるマスタ・マニピュレータ側位置
センサ３によりマスタ・マニピュレータ位置・姿勢１０
が計測、演算され、また同様に、スレーブマニピュレー
タ２に取付けられるスレーブ・マニピュレータ側位置セ
ンサ４によりスレーブ・マニピュレータ位置・姿勢１１
が計測、演算され、この両者のマスタ・スレーブ・マニ
ピュレータ位置・姿勢偏差１２にスレーブ・マニピュレ
ータ駆動ゲイン８を乗じてスレーブ・マニピュレータ制
御指令値１８が与えられる。
【００１４】また、マスタ・マニピュレータ１に取付け
られる３軸方向力と、３軸まわりのモーメントが計測可
能なマスタ・マニピュレータ側力センサ５によりマスタ
・マニピュレータ操作力１３が計測、演算され、また同
様に、スレーブ・マニピュレータ２に取付けられる３軸
方向力と、３軸まわりのモーメントがスレーブ・マニピ
ュレータ側力センサ６によりスレーブ・マニピュレータ
作業反力１４が計測、演算され、これに本発明である伝
達反力演算部９を介して作業の特徴的反力を調整した補
正スレーブ・マニピュレータ作業反力１５を演算し、こ
の両者のマスタ・スレーブ・マニピュレータ作用力偏差
１６にマスタ・マニピュレータ駆動ゲイン７を乗じてマ
スタ・マニピュレータ制御指令値１７を与える。
られる３軸方向力と、３軸まわりのモーメントが計測可
能なマスタ・マニピュレータ側力センサ５によりマスタ
・マニピュレータ操作力１３が計測、演算され、また同
様に、スレーブ・マニピュレータ２に取付けられる３軸
方向力と、３軸まわりのモーメントがスレーブ・マニピ
ュレータ側力センサ６によりスレーブ・マニピュレータ
作業反力１４が計測、演算され、これに本発明である伝
達反力演算部９を介して作業の特徴的反力を調整した補
正スレーブ・マニピュレータ作業反力１５を演算し、こ
の両者のマスタ・スレーブ・マニピュレータ作用力偏差
１６にマスタ・マニピュレータ駆動ゲイン７を乗じてマ
スタ・マニピュレータ制御指令値１７を与える。
【００１５】ここで、伝達反力演算部９は図２に示すよ
うに、スレーブ・マニピュレータ作業反力１４の各要素
である３各軸方向力および３各軸まわりのモーメントの
伝達比率を、それぞれ独立に変化させるための対角マト
リクス１９により構成されており、対象となる作業に対
して、その作業の特徴的な反力が拡大するように対角マ
トリクス１９の各要素を調整することによって、作業を
簡単に、早く行うための補正スレーブ・マニピュレータ
作業反力１５を導くものである。
うに、スレーブ・マニピュレータ作業反力１４の各要素
である３各軸方向力および３各軸まわりのモーメントの
伝達比率を、それぞれ独立に変化させるための対角マト
リクス１９により構成されており、対象となる作業に対
して、その作業の特徴的な反力が拡大するように対角マ
トリクス１９の各要素を調整することによって、作業を
簡単に、早く行うための補正スレーブ・マニピュレータ
作業反力１５を導くものである。
【００１６】なお、本発明が適用可能なロボットのバイ
ラテラル・マスタ・スレーブ制御手法は、力帰還型に限
らず、マスタ・マニピュレータ１に、スレーブ・マニピ
ュレータ作業反力１４を伝達する構造を有するものであ
れば、適用可能である。
ラテラル・マスタ・スレーブ制御手法は、力帰還型に限
らず、マスタ・マニピュレータ１に、スレーブ・マニピ
ュレータ作業反力１４を伝達する構造を有するものであ
れば、適用可能である。
【００１７】図３は、遠隔操作型軸挿入装置の概略図で
ある。遠隔操作型ロボットを用いた軸挿入作業では、接
触対象となる作業対象プレート２１の平面内の対象穴２
２の位置をいかに確実に、早く認識できるかが作業の難
度、達成時間に大きく影響するものであり、操作者２３
がこの対象穴２２の位置を認識するためには、接触対象
となる作業対象プレート２１平面内の任意の軸まわりの
反モーメントが、重要な情報となる。
ある。遠隔操作型ロボットを用いた軸挿入作業では、接
触対象となる作業対象プレート２１の平面内の対象穴２
２の位置をいかに確実に、早く認識できるかが作業の難
度、達成時間に大きく影響するものであり、操作者２３
がこの対象穴２２の位置を認識するためには、接触対象
となる作業対象プレート２１平面内の任意の軸まわりの
反モーメントが、重要な情報となる。
【００１８】また、軸挿入時の障害である、“かじり”
等は、主に軸挿入の対象である対象穴２２とツール２０
の軸心の傾きによって生じる現象であり、この傾きの検
出にも反モーメント情報が重要である。よって、軸挿入
作業の特徴的な反力は、作業対象プレート２１平面内の
任意軸まわりモーメントであり、作業達成の簡単化、早
急化のためには、反モーメントの伝達比率を拡大し、操
作者２３へ伝達すれば良いことになる。
等は、主に軸挿入の対象である対象穴２２とツール２０
の軸心の傾きによって生じる現象であり、この傾きの検
出にも反モーメント情報が重要である。よって、軸挿入
作業の特徴的な反力は、作業対象プレート２１平面内の
任意軸まわりモーメントであり、作業達成の簡単化、早
急化のためには、反モーメントの伝達比率を拡大し、操
作者２３へ伝達すれば良いことになる。
【００１９】図４は、本発明である伝達反力演算部９を
有する遠隔操作型軸挿入装置と、従来法である一般の遠
隔操作型ロボットによる軸挿入実験結果で、対象穴２２
の位置における反モーメントを記録したものであり、こ
の結果から本発明である伝達反力演算部９を有する遠隔
操作型軸挿入装置を用いた方が、操作者２３に対する反
力感覚が向上することが判る。
有する遠隔操作型軸挿入装置と、従来法である一般の遠
隔操作型ロボットによる軸挿入実験結果で、対象穴２２
の位置における反モーメントを記録したものであり、こ
の結果から本発明である伝達反力演算部９を有する遠隔
操作型軸挿入装置を用いた方が、操作者２３に対する反
力感覚が向上することが判る。
【００２０】図５は、本発明である伝達反力演算部９を
有する遠隔操作型軸挿入装置と、一般の遠隔操作型ロボ
ットによる軸挿入実験結果で、軸挿入に要する時間を調
べた結果の一例であり、本発明である伝達反力演算部９
を有する遠隔操作型軸挿入装置を用いた方（図５
（ｂ））が、従来の図５（ａ）に比し軸挿入達成時間が
短縮できる。
有する遠隔操作型軸挿入装置と、一般の遠隔操作型ロボ
ットによる軸挿入実験結果で、軸挿入に要する時間を調
べた結果の一例であり、本発明である伝達反力演算部９
を有する遠隔操作型軸挿入装置を用いた方（図５
（ｂ））が、従来の図５（ａ）に比し軸挿入達成時間が
短縮できる。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、遠
隔操作型ロボットによる遠隔熟練作業において、操作者
の作業状態把握の向上と、作業の簡単化、作業時間の短
縮を達成する、遠隔操作型ロボットの制御手法が提供で
き、また遠隔操作による軸挿入作業の時間短縮、作業性
および操作性の向上を図る、遠隔操作型軸挿入装置が提
供できる。
隔操作型ロボットによる遠隔熟練作業において、操作者
の作業状態把握の向上と、作業の簡単化、作業時間の短
縮を達成する、遠隔操作型ロボットの制御手法が提供で
き、また遠隔操作による軸挿入作業の時間短縮、作業性
および操作性の向上を図る、遠隔操作型軸挿入装置が提
供できる。
【図１】本発明の一実施例である、力帰還型バイラテラ
ル・マスタ・スレーブ制御手法に本発明の制御手法を用
いた制御ブロック図である。
ル・マスタ・スレーブ制御手法に本発明の制御手法を用
いた制御ブロック図である。
【図２】スレーブ・マニピュレータ手先に生じる軸方向
力と軸まわりに作用するモーメントによって表される作
業反力ベクトル情報の伝達比率をそれぞれ独立に調整可
能な伝達反力演算部である。
力と軸まわりに作用するモーメントによって表される作
業反力ベクトル情報の伝達比率をそれぞれ独立に調整可
能な伝達反力演算部である。
【図３】遠隔操作型軸挿入装置の概略図である。
【図４】本発明である伝達反力演算部９を有する遠隔操
作型軸挿入装置と、一般の遠隔操作型ロボットによる軸
挿入実験結果の一例を示す図である。
作型軸挿入装置と、一般の遠隔操作型ロボットによる軸
挿入実験結果の一例を示す図である。
【図５】本発明である伝達反力演算部９を有する遠隔操
作型軸挿入装置と、一般の遠隔操作型ロボットによる軸
挿入実験結果で、軸挿入に要する時間を調べた結果の一
例である。
作型軸挿入装置と、一般の遠隔操作型ロボットによる軸
挿入実験結果で、軸挿入に要する時間を調べた結果の一
例である。
１ マスタ・マニピュレータ ２ スレーブ・マニピュレータ ３ マスタ・マニピュレータ側位置センサ ４ スレーブ・マニピュレータ側位置センサ ５ マスタ・マニピュレータ側力センサ ６ スレーブ・マニピュレータ側力センサ ７ マスタ・マニピュレータ駆動ゲイン ８ スレーブ・マニピュレータ駆動ゲイン ９ 伝達反力演算部 １０ マスタ・マニピュレータ位置・姿勢 １１ スレーブ・マニピュレータ位置・姿勢 １２ マスタ・スレーブ・マニピュレータ位置・姿勢偏
差 １３ マスタ・マニピュレータ操作力 １４ スレーブ・マニピュレータ作業反力 １５ 補正スレーブ・マニピュレータ作業反力 １６ マスタ・スレーブ・マニピュレータ作用力偏差 １７ マスタ・マニピュレータ制御指令値 １８ スレーブ・マニピュレータ制御指令値 １９ 対角マトリクス ２０ ツール ２１ 作業対象プレート ２２ 対象穴 ２３ 操作者
差 １３ マスタ・マニピュレータ操作力 １４ スレーブ・マニピュレータ作業反力 １５ 補正スレーブ・マニピュレータ作業反力 １６ マスタ・スレーブ・マニピュレータ作用力偏差 １７ マスタ・マニピュレータ制御指令値 １８ スレーブ・マニピュレータ制御指令値 １９ 対角マトリクス ２０ ツール ２１ 作業対象プレート ２２ 対象穴 ２３ 操作者
Claims (2)
- 【請求項１】 遠隔操作型ロボット制御方法の一形態で
あり、操作者側（マスタ・マニピュレータ）と作業機側
（スレーブ・マニピュレータ）のそれぞれの作用力、お
よび前記両マニピュレータの位置または速度の情報によ
り前記両マニピュレータの動作制御を行うバイラテラル
・マスタ・スレーブ制御方法において、前記スレーブ・
マニピュレータから前記マスタ・マニピュレータへ、前
記スレーブ・マニピュレータ手先に加わる３軸方向の力
と３軸まわりに作用するモーメントよりなる作業反力ベ
クトル情報を伝達する際に、前記作業反力ベクトル情報
のスレーブからマスターへの伝達比率を、対象となる作
業の特徴と状態とに応じて事前に求められた割合にした
がって、それぞれの要素を個別独立に調整可能な補正演
算を行う伝達反力演算部を含むことを特徴とする、遠隔
操作型ロボットの制御方法。 - 【請求項２】 遠隔操作型ロボット制御装置の一形態で
あり、操作者側（マスタ・マニピュレータ）と作業機側
（スレーブ・マニピュレータ）のそれぞれの作用力、お
よび前記両マニピュレータの位置または速度の情報によ
り前記両マニピュレータの動作制御を行うバイラテラル
・マスタ・スレーブ制御装置において、前記スレーブ・
マニピュレータから前記マスタ・マニピュレータへ、前
記スレーブ・マニピュレータ手先に加わる３軸方向の力
と３軸まわりに作用するモーメントよりなる作業反力ベ
クトル情報を伝達する手段において、軸挿入作業の状態
を表す作業反力である３軸まわりに作用するモーメント
の伝達比率を、３軸方向力の伝達比率よりも大きく設定
することで、軸挿入作業の状態を表す前記３軸まわりに
作用するモーメントの情報を拡大して操作者に伝えられ
る伝達反力演算手段を具備することを特徴とする、遠隔
操作型軸挿入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9838296A JPH09285984A (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 遠隔操作型ロボットの制御方法および遠隔操作型軸挿入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9838296A JPH09285984A (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 遠隔操作型ロボットの制御方法および遠隔操作型軸挿入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09285984A true JPH09285984A (ja) | 1997-11-04 |
Family
ID=14218327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9838296A Withdrawn JPH09285984A (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 遠隔操作型ロボットの制御方法および遠隔操作型軸挿入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09285984A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11320466A (ja) * | 1998-03-26 | 1999-11-24 | Carl Zeiss:Fa | 工具を案内する方法および装置 |
| WO2012029227A1 (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-08 | パナソニック株式会社 | マスタースレーブロボットの制御装置及び制御方法、マスタースレーブロボット、制御プログラム、並びに、集積電子回路 |
| CN113814951A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-12-21 | 深拓科技（深圳）有限公司 | 一种主从机器人的控制方法、系统及存储介质 |
-
1996
- 1996-04-19 JP JP9838296A patent/JPH09285984A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11320466A (ja) * | 1998-03-26 | 1999-11-24 | Carl Zeiss:Fa | 工具を案内する方法および装置 |
| WO2012029227A1 (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-08 | パナソニック株式会社 | マスタースレーブロボットの制御装置及び制御方法、マスタースレーブロボット、制御プログラム、並びに、集積電子回路 |
| JP5032716B2 (ja) * | 2010-08-31 | 2012-09-26 | パナソニック株式会社 | マスタースレーブロボットの制御装置及び制御方法、並びに、制御プログラム |
| US8504206B2 (en) | 2010-08-31 | 2013-08-06 | Panasonic Corporation | Control apparatus and method for master-slave robot, master-slave robot, control program, and integrated electronic circuit |
| JPWO2012029227A1 (ja) * | 2010-08-31 | 2013-10-28 | パナソニック株式会社 | マスタースレーブロボットの制御装置及び制御方法、並びに、制御プログラム |
| US9089967B2 (en) | 2010-08-31 | 2015-07-28 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Control apparatus and method for master-slave robot, master-slave robot, control program, and integrated electronic circuit |
| CN113814951A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-12-21 | 深拓科技（深圳）有限公司 | 一种主从机器人的控制方法、系统及存储介质 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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