JPH09300257A - Operation control device for manual manipulator - Google Patents

Operation control device for manual manipulator

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Publication number
JPH09300257A
JPH09300257A JP12189796A JP12189796A JPH09300257A JP H09300257 A JPH09300257 A JP H09300257A JP 12189796 A JP12189796 A JP 12189796A JP 12189796 A JP12189796 A JP 12189796A JP H09300257 A JPH09300257 A JP H09300257A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
value
control device
operation control
work
Prior art date
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Pending
Application number
JP12189796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Furuno
義紀 古野
Kunio Kashiwagi
邦雄 柏木
Tooru Kurenuma
榑沼  透
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.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manual manipulator operation control device capable of simplifying a setting work for the speed gain and speed limit value of a manipulator, and improving work efficiency. SOLUTION: A selector device 8 feeds a selected mode signal to a mode selector switch 9, and this switch 9 is operated to select a high speed mode, a low speed mode or the like. A mode parameter setting part 10 stores a plurality of types of a combination of a critical speed and an operation gain, and concurrently supplies an input conversion part 13 with a critical speed and an operation gain corresponding to a mode selected with the switch 9. Also, the induced signal of an operation device 7 is inputted to a multiplication part 132, and multiplied by the operation gain for calculating a target speed vector. Then, the vector is fed to a switch 134 and a comparison part 133. In addition, the comparison part 133 compares an upper limit speed and a lower target value outputted from a lower target value calculation part 131, with a target speed, and selects the switch 134, so as to keep the target speed within the range of the upper limit and lower target values. Then, an output signal from the switch 134 is sent out to a speed calculation part 14 for calculating a target velocity angle. This angle is converted to a drive signal for a hydraulic controller 15 and fed thereto.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、建設作業用操作形
マニピュレータの操作制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an operation control device for a construction manipulator.

【0002】[0002]

【従来の技術】建設作業を行うためのハンドリングマニ
ュアルマニピュレータに限らずロボットのアーム先端を
誘導して、このロボットに作業を教示する方法として、
例えば、力制御に基づくロボットの直接教示方法があ
る。
2. Description of the Related Art A method for teaching the robot the work by guiding the arm tip of the robot, not limited to a handling manual manipulator for performing the construction work,
For example, there is a direct teaching method for a robot based on force control.

【0003】この直接教示方法は、教示作業者(オペレ
ータ)がロボットのアーム先部に設けられた手先効果器
に力を加え、この加えられた力をリスト部に備えた力セ
ンサで検出する。この力センサが出力する力信号に基づ
き、あらかじめ定められた演算式により、制御手段が、
力制御を行い、手先効果器に加えられた力に応じるよう
にロボットのアームの動作を制御する。そして、制御手
段は、手先効果器の移動速度と移動方向とを決定し、手
先効果器を目標とする位置に誘導して教示データを記憶
する。
In this direct teaching method, a teaching operator (operator) applies a force to a hand effector provided at an arm tip of a robot, and the applied force is detected by a force sensor provided in a wrist section. Based on the force signal output by this force sensor, the control means is
Force control is performed and the operation of the robot arm is controlled so as to respond to the force applied to the hand effector. Then, the control means determines the moving speed and the moving direction of the hand effector, guides the hand effector to a target position, and stores the teaching data.

【0004】この教示方法において、操作者の誘導操作
感を作業状況に応じて任意に変更できるように、操作力
に対する誘導速度のゲインを変更可能にした例が、特開
平3−123907号公報に記載されている。これは、
操作力に対する誘導速度ゲインを大とし、軽い操作力で
高速に手先効果器を移動させるモードと、操作力に対す
る誘導速度ゲインを小とし、重い操作力で低速で手先効
果器を移動させるモードとを備え、これらのモードを教
示作業中に任意に変更できるようにしたものである。
In this teaching method, Japanese Patent Laid-Open No. 3-123907 discloses an example in which the gain of the guiding speed with respect to the operating force can be changed so that the feeling of the guiding operation of the operator can be arbitrarily changed according to the work situation. Has been described. this is,
There is a mode in which the induction speed gain for the operating force is large and the hand effector is moved at high speed with a light operating force, and a mode in which the induction speed gain for the operating force is small and the hand effector is moved at a low speed with a heavy operating force. It is provided that these modes can be arbitrarily changed during the teaching work.

【0005】これによって、教示作業の初期段階におい
て、軽い操作力で高速に手先効果器を移動して、概略的
にその位置決めを行い、教示作業の最終段階において、
重い操作力で手先効果器を移動して、高精度の位置決め
を実行することができる。
As a result, in the initial stage of the teaching work, the hand effector is moved at high speed with a light operating force to roughly position it, and in the final stage of the teaching work,
It is possible to move the hand effector with a heavy operating force to perform highly accurate positioning.

【0006】また、直接教示方法において、特開平4−
344505号公報には、ロボット本体の可動部先端の
移動速度の最大値をあらかじめ設定してある制限速度値
に抑える速度制限手段を設け、この速度制限手段による
速度制御を実現したものが記載されている。これによっ
て、操作者の誤操作による位置決め誤差が大となること
を抑制している。
Further, in the direct teaching method, Japanese Patent Laid-Open No.
Japanese Patent No. 344505 describes that a speed limiter for suppressing the maximum value of the moving speed of the tip of the movable part of the robot body to a preset speed limit value is provided and the speed control by the speed limiter is realized. There is. This prevents the positioning error from becoming large due to an erroneous operation by the operator.

【0007】ロボットの手先効果器を操作レバーとし、
この操作レバーとロボットのアーム先部から力センサと
を一緒に取り外し、且つ、取り外した場所に把持装置を
取り付ければ、力センサで構成される操作装置を持つ操
作形ハンドリングマニピュレータとなる。
A robot hand effector is used as an operating lever,
If this operation lever and the force sensor are removed together from the arm tip of the robot, and a gripping device is attached to the removed location, an operation type handling manipulator having an operation device composed of the force sensor is obtained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術は、操作者の操作感を決定する誘導速度ゲイン(以
降、誘導速度ゲインと呼ぶ)の設定と、ロボットアーム
先部の移動速度の制限値の設定とは、それぞれ独立に行
われていた。
However, in the above-mentioned prior art, the setting of the induction speed gain (hereinafter referred to as the induction speed gain) that determines the operation feeling of the operator and the limit value of the moving speed of the robot arm tip portion. The settings were made independently of each other.

【0009】その結果、軽い操作力で且つ高速にマニピ
ュレータの手先を誘導できるように誘導速度ゲインを大
きく設定し、同じく速度制限値を大きく設定して作業を
行った後に、マニピュレータの手先が対象物近くにきた
とき、衝突をさけるため速度制限値のみを小さく設定し
た場合、マニピュレータの手先の速度が、すぐに速度の
制限値に到達してしまう。
As a result, the manipulator's hand is the target object after the manipulator's hand is manipulated by setting a large induction velocity gain so that the manipulator's hand can be guided at high speed with a light operating force. If only the speed limit value is set small to avoid collision when approaching, the speed of the hand of the manipulator will reach the speed limit value immediately.

【0010】したがって、例えば、ハンドリングしてい
る対象物をある枠にはめ込む作業を行う場合、微操作を
しづらくし、マニピュレータの手先の位置決め精度が低
レベルとなってしまう。
Therefore, for example, when the object to be handled is fitted into a certain frame, it is difficult to perform fine operation, and the positioning accuracy of the hand of the manipulator becomes low.

【0011】一方、重い操作力で且つ低速にマニピュレ
ータの手先を誘導できるように誘導速度ゲインを小さく
設定し、同じく速度制限値を小さく設定して微操作を要
する作業を終了したあと、高速にもと位置までマニピュ
レータを移動させたいとき、速度制限値のみ大きく設定
したとすると、なかなか手先の速度が操作レバーの操作
量に対して上昇しないので、作業の能率があがらない。
On the other hand, the induction speed gain is set small so that the manipulator's hand can be guided at a low speed with a heavy operating force, and the speed limit value is also set small to finish the work requiring fine operation, and then at a high speed. When the manipulator is to be moved to the position, if only the speed limit value is set to a large value, the speed of the hand does not easily increase with respect to the operation amount of the operation lever, and work efficiency does not increase.

【0012】また、上記の状態にならないように作業
中、または、作業前に誘導速度ゲインと速度制限値を別
々に適当に設定することは可能であるが、2種類の設定
作業に時間がかかり、はめ込み作業など高速から低速に
切り換えたいときに時間がかかっているとマニピュレー
タの手先が、目的の位置から大きく移動してしまい、教
示作業が困難となってしまう場合もある。
It is possible to properly set the induction speed gain and the speed limit value separately during the work or before the work so as not to be in the above state, but it takes time for the two kinds of setting work. If it takes time to switch from a high speed to a low speed such as a fitting operation, the hand of the manipulator may move largely from the target position, which may make the teaching work difficult.

【0013】本発明の目的は、マニピュレータの手先を
誘導しハンドリングマニピュレータを移動させる作業に
おいて、オペレータの誘導操作感と速度制限値とを同時
に変更可能とし、煩雑な誘導速度ゲインと速度制限値と
の双方の設定作業を簡略化して、作業効率を向上可能な
マニュアルマニピュレータの操作制御装置を実現するこ
とである。
An object of the present invention is to allow the operator's guidance operation feeling and the speed limit value to be changed at the same time in the work of guiding the hand of the manipulator and moving the handling manipulator. It is to realize a manual manipulator operation control device capable of improving work efficiency by simplifying both setting work.

【0014】さらに、操作モードを作業に応じて安全な
範囲で自由に変更することができるマニュアルマニピュ
レータの操作制御装置を実現することである。
Another object of the present invention is to realize an operation control device for a manual manipulator, which can freely change the operation mode within a safe range according to work.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、次のように構成される。3自由度以上の
作業腕と、1自由度以上有し、その端部に作業具を取付
可能な手首機構とを備えたマニュアルマニピュレータを
操作する操作制御装置において、作業腕及び手首機構の
動作を指示する操作手段と、作業腕及び手首機構の所定
の複数の移動速度を決定する値と、所定の複数の移動速
度にそれぞれ対応する複数の限界速度とを記憶する記憶
手段と、作業腕及び手首機構の所定の複数の移動速度の
うちの一つを選択する移動速度選択手段と、移動速度選
択手段により選択された移動速度に応じた限界速度値
と、移動速度を決定する値とを記憶手段から取り出し、
取りだした限界速度及び移動速度を決定する値と、操作
手段から指示された作業腕及び手首機構の動作とに基づ
いて、作業腕及び手首機構の動作を制御する動作制御手
段とを備える。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. In an operation control device for operating a manual manipulator, which has a work arm having three or more degrees of freedom and a wrist mechanism having one or more degrees of freedom and capable of attaching a work tool to its end, the operation of the work arm and the wrist mechanism is controlled. Operation means for instructing, storage means for storing a value for determining a predetermined plurality of moving speeds of the work arm and wrist mechanism, and a plurality of limit speeds respectively corresponding to the predetermined plurality of moving speeds, and a work arm and a wrist A moving speed selecting means for selecting one of a plurality of predetermined moving speeds of the mechanism, a limit speed value according to the moving speed selected by the moving speed selecting means, and a value for determining the moving speed are stored in the storing means. Take out from
The operation control means controls the operation of the work arm and the wrist mechanism based on the values for determining the extracted limit speed and the moving speed and the operation of the work arm and the wrist mechanism instructed by the operation means.

【0016】好ましくは、上記マニュアルマニピュレー
タの操作制御装置において、操作手段は移動可能であ
り、この操作手段が、作業腕の端部近辺に位置するとき
には、動作制御手段は、記憶手段に記憶された複数の移
動速度を決定する値のうち、低速度の移動速度を決定す
る値と、この低速度の移動速度に対応する限界速度値と
を取り出し、取りだした移動速度決定値及び限界速度値
と操作手段から指示された作業腕及び手首機構の動作と
に基づいて、動作を制御する。また、好ましくは、上記
マニュアルマニピュレータの操作制御装置において、複
数の移動速度は、高速、中速、低速の3つの速度であ
る。
[0016] Preferably, in the operation control device for the manual manipulator, the operation means is movable, and when the operation means is located near the end of the work arm, the operation control means is stored in the storage means. Of the values that determine the plurality of movement speeds, the value that determines the low speed movement speed and the limit speed value that corresponds to this low speed movement speed are extracted, and the extracted movement speed determination value and the limit speed value and the operation The operation is controlled based on the operation of the work arm and the wrist mechanism instructed by the means. Further, preferably, in the operation control device for the manual manipulator, the plurality of moving speeds are three speeds of high speed, medium speed, and low speed.

【0017】また、好ましくは、上記マニュアルマニピ
ュレータの操作制御装置において、作業腕の関節角度を
検出し、検出した関節角度から予め定めた低速領域に作
業腕の端部が位置するか否かを判断する領域判別手段
を、さらに備え、領域判別手段により、作業腕の端部が
低速領域に位置すると判別されたときには、動作制御手
段は、記憶手段に記憶された複数の移動速度を決定する
値のうち、低速度の移動速度を決定する値と、この低速
度の移動速度に対応する限界速度値とを取り出し、取り
だした移動速度決定値及び限界速度値と操作手段から指
示された作業腕及び手首機構の動作とに基づいて、動作
を制御する。
Further, preferably, in the operation control device of the manual manipulator, the joint angle of the working arm is detected, and it is judged from the detected joint angle whether or not the end portion of the working arm is located in a predetermined low speed region. When the area discriminating means discriminates that the end portion of the work arm is located in the low speed area, the motion control means determines the plurality of moving speeds stored in the storage means. Of these, the value that determines the low-speed moving speed and the limit speed value that corresponds to this low-speed moving speed are extracted, and the extracted moving speed determination value and the limit speed value and the work arm and wrist that are instructed from the operating means are extracted. The operation is controlled based on the operation of the mechanism.

【0018】また、好ましくは、上記マニュアルマニピ
ュレータの操作制御装置において、作業腕の端部を撮像
する撮像手段と、この撮像手段からの作業腕の画像か
ら、予め定めた低速領域に作業腕の端部が位置するか否
かを判断する領域判別手段を、さらに備え、領域判別手
段により、作業腕の端部が低速領域に位置すると判別さ
れたときには、動作制御手段は、記憶手段に記憶された
複数の移動速度を決定する値のうち、低速度の移動速度
を決定する値と、この低速度の移動速度に対応する限界
速度値とを取り出し、取りだした移動速度決定値及び限
界速度値と操作手段から指示された作業腕及び手首機構
の動作とに基づいて、動作を制御する。
Further, preferably, in the operation control device for the manual manipulator, based on an image pickup means for picking up an image of the end portion of the work arm and an image of the work arm from the image pickup means, the end of the work arm falls in a predetermined low speed region. Area determination means for determining whether or not the part is located, and when the area determination means determines that the end of the work arm is located in the low speed area, the operation control means is stored in the storage means. Of the values that determine the plurality of movement speeds, the value that determines the low speed movement speed and the limit speed value that corresponds to this low speed movement speed are extracted, and the extracted movement speed determination value and the limit speed value and the operation The operation is controlled based on the operation of the work arm and the wrist mechanism instructed by the means.

【0019】また、好ましくは、上記マニュアルマニピ
ュレータの操作制御装置において、操作手段からの動作
指示が、作業腕の端部が作業対象物から離間する方向へ
の移動であるときには、動作制御手段は、記憶手段に記
憶された複数の移動速度を決定する値のうち、高速度の
移動速度を決定する値と、この高速度の移動速度に対応
する限界速度値とを取り出し、取りだした移動速度決定
値及び限界速度値と操作手段から指示された作業腕及び
手首機構の動作とに基づいて、動作を制御する。
Further, preferably, in the operation control device for the manual manipulator, when the operation instruction from the operation means is a movement in a direction in which the end portion of the work arm is separated from the work object, the operation control means is Of the values that determine the moving speeds stored in the storage means, the value that determines the moving speed of the high speed and the limit speed value that corresponds to this moving speed of the high speed are extracted and the determined moving speed value And the operation based on the limit speed value and the operation of the work arm and wrist mechanism instructed by the operating means.

【0020】本発明によるマニュアルマニピュレータの
操作制御装置では、限界速度と移動速度を決定する値と
を同時に切り換えるように構成したので、限界速度を変
化させても良好な操作感で作業腕等を誘導操作でき、か
つ、上記2種類のパラメータ(移動速度、限界速度)の
設定を別々に設定する必要をなくしたので、設定作業の
時間を短縮できる。
In the manual manipulator operation control device according to the present invention, the limit speed and the value for determining the moving speed are switched at the same time. Therefore, even if the limit speed is changed, the work arm or the like is guided with a good operational feeling. Since it is possible to operate and it is not necessary to separately set the above-mentioned two types of parameters (moving speed and limit speed), it is possible to shorten the setting work time.

【0021】また、マニピュレータの手先に操作装置を
位置させると、マニピュレータの制御装置に信号が行
き、高速モードから低速モードに自動的に切り替わるよ
うにしたので、作業対象物の近くで誘導操作を行って
も、操作感を損なうことなく鋭角正確に誘導できる。
When the manipulator is placed at the end of the manipulator, a signal is sent to the manipulator controller to automatically switch from the high speed mode to the low speed mode. Therefore, the guiding operation is performed near the work object. However, it is possible to accurately guide at an acute angle without impairing the feeling of operation.

【0022】また、マニピュレータの手先に操作装置を
位置させた状態で誘導操作を行うに当たって、中速モー
ドにより誘導操作を行えるように構成すれば、低速モー
ドよりも高速で誘導できるようにしたので、作業の効率
をあげることができる。
Further, when performing the guiding operation with the operating device positioned at the hand of the manipulator, if the guiding operation can be performed in the medium speed mode, the guiding can be performed at a higher speed than in the low speed mode. Work efficiency can be improved.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態
は、本発明を把持装置などで把持した対象物の移動、は
め込み作業及び据え置き作業に用いる建設作業用マニュ
アルマニピュレータの操作制御装置に適用した場合の例
である(以下、建設作業用マニピュレータとする)。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is an example in which the present invention is applied to an operation control device of a manual manipulator for construction work used for movement of an object gripped by a gripping device or the like, fitting work and stationary work (hereinafter , And manipulators for construction work).

【0024】図1は、本発明の第1の実施形態である建
設作業用マニュアルマニピュレータの操作制御装置の制
御ブロック図である。この建設作業用マニュアルマニピ
ュレータは、レバーなどの操作装置の入力によって駆動
する操作形マニピュレータである。
FIG. 1 is a control block diagram of an operation control device for a construction manipulator according to a first embodiment of the present invention. This manual manipulator for construction work is an operating manipulator that is driven by the input of an operating device such as a lever.

【0025】図1において、運転席を有する建設作業用
マニュアルマニピュレータ本体1は、アームやブーム及
びスイングなど複数の自由度を有する作業腕2と、ロー
ルやピッチ及びヨーなどの1自由度以上を有する手首機
構部3とで構成され、この手首機構部3には、把持装置
4aなどの作業具4が設置できるようになっている。
In FIG. 1, a main manipulator for construction work 1 having a driver's seat has a work arm 2 having a plurality of degrees of freedom such as an arm, a boom and a swing, and one or more degrees of freedom such as a roll, a pitch and a yaw. The wrist mechanism section 3 is provided with a work tool 4 such as a gripping device 4a.

【0026】作業腕2と手首機構部3とには油圧シリン
ダなどの駆動装置が設けられ、各関節部は決められた範
囲内で稼働する機能を有する。また、各関節部には、図
示しない角度計が設置され各関節部の角度を検出する。
この角度は、制御装置6内の速度演算部14にフィード
バックされる。
A drive device such as a hydraulic cylinder is provided on the work arm 2 and the wrist mechanism portion 3, and each joint portion has a function of operating within a predetermined range. An angle meter (not shown) is installed in each joint to detect the angle of each joint.
This angle is fed back to the speed calculator 14 in the control device 6.

【0027】制御装置6は、コンピュータやアクチュエ
ータを制御するための方向切換弁や方向切換弁を制御す
るための比例電磁弁などの制御手段で構成されている。
コンピュータは、各関節(軸)の回転速度を制御するた
めの演算プログラムを有し、操作装置7の方向と操作量
に応じて各軸の目標角速度を算出する。
The control device 6 is composed of control means such as a directional control valve for controlling a computer or an actuator or a proportional solenoid valve for controlling the directional control valve.
The computer has a calculation program for controlling the rotational speed of each joint (axis), and calculates the target angular velocity of each axis according to the direction and operation amount of the operating device 7.

【0028】この目標角速度に値する駆動電流を油圧制
御器15内部の比例電磁弁におくり、比例電磁弁を動作
させることにより方向切換弁を通してアクチュエータを
制御する。操作装置7は、6方向の操作力を検出できる
6軸力センサを有する操作レバーを1つ以上有し、マニ
ピュレータの誘導信号を制御装置6に入力する。
The drive current corresponding to the target angular velocity is applied to the proportional solenoid valve inside the hydraulic controller 15, and the proportional solenoid valve is operated to control the actuator through the directional control valve. The operation device 7 has one or more operation levers having a six-axis force sensor capable of detecting operation forces in six directions, and inputs a guidance signal of the manipulator to the control device 6.

【0029】この信号は、任意に設定できる操作座標系
16のXYZ方向そして各軸まわりの回転方向の操作力
と操作方向の信号であり、6軸の操作ベクトル<F>で
表される。この操作装置7の信号によって把持装置4a
で把持した対象物を水平および垂直移動させたり、把持
装置4aの姿勢を変化させたりすることができる。
This signal is a signal of the operating force and the operating direction in the XYZ directions of the operating coordinate system 16 and the rotational directions around the respective axes which can be arbitrarily set, and is represented by an operation vector <F> of 6 axes. The gripping device 4a is generated by the signal from the operating device 7.
It is possible to horizontally and vertically move the object grasped in step S4 and change the posture of the grasping device 4a.

【0030】また、操作装置7は、必要に応じてオペレ
ータが所持する携帯用のものとして構成できるし、運転
席や作業腕2の先端に設置する移動設置形操作装置7a
のように固定設置用のものとして構成することもでき
る。
Further, the operating device 7 can be constructed as a portable device carried by the operator as required, and is a mobile installation type operating device 7a installed at the tip of the driver's seat or the working arm 2.
It can also be configured as a fixed installation.

【0031】また、モード切換装置(移動速度選択手
段)8は、選択されたモードを示す信号を、入力変換部
13の手前に設けられたモード切換スイッチ9に供給す
る。この切り換えスイッチ9の切り換えにより高速モー
ドと低速モードなど複数のモードの切換を実現する。モ
ード切換装置8は、釦またはトグルスイッチなどで構成
され、オペレータの手動操作によってモードが切り替わ
るようになっている。
The mode switching device (moving speed selection means) 8 supplies a signal indicating the selected mode to a mode switching switch 9 provided in front of the input conversion section 13. By switching the changeover switch 9, switching between a plurality of modes such as a high speed mode and a low speed mode is realized. The mode switching device 8 is composed of a button, a toggle switch, or the like, and the mode is switched by a manual operation of the operator.

【0032】次に、制御装置6の内部の構成を説明す
る。また、モードパラメータ設定部10には、限界速度
と操作ゲイン(移動速度を決定する値)とが限界速度記
憶部11と操作ゲイン記憶部12とに一対で記憶されて
おり、複数種の限界速度と操作ゲインとの組み合わせが
記憶されている。モード切換スイッチ9により、そのモ
ードに対応した一対の上限速度Vmaxの記憶部11と操
作ゲインKの記憶部12とに記憶された内容が、同時に
入力変換部13に送られるようになっている。
Next, the internal structure of the control device 6 will be described. In the mode parameter setting unit 10, a limit speed and an operation gain (a value that determines the moving speed) are stored in the limit speed storage unit 11 and the operation gain storage unit 12 as a pair, and a plurality of types of limit speeds are stored. And the combination of the operation gain and the operation gain are stored. By the mode changeover switch 9, the contents stored in the pair of the upper limit speed Vmax storage unit 11 and the operation gain K storage unit 12 corresponding to the mode are simultaneously sent to the input conversion unit 13.

【0033】モードパラメータ設定部10からの操作ゲ
インKは、スイッチ9を介して、乗算部132に供給さ
れる。また、モードパラメータ設定部10からの上限速
度Vmaxは、スイッチ134の入力端子に供給される。
The operation gain K from the mode parameter setting unit 10 is supplied to the multiplication unit 132 via the switch 9. Further, the upper limit speed Vmax from the mode parameter setting unit 10 is supplied to the input terminal of the switch 134.

【0034】また、モードパラメータ設定部10からの
上限速度Vmaxは、下目標値算出部131に供給され、
下目標値<Vmin>が算出され、この算出された下目標
値<Vmin>は、比較部133に供給されるとともに、
スイッチ134の入力端子に供給される。操作装置7か
らの誘導信号<F>は、入力変換部13の乗算部132
に入力される。乗算部132では、モードパラメータ設
定部10からの操作ゲインKと誘導信号<F>とを乗算
し、目標速度ベクトル<V>を算出する。そして、算出
された目標速度ベクトル<V>は、スイッチ134に入
力端子に供給されるとともに、比較部133に供給され
る。
The upper limit speed Vmax from the mode parameter setting unit 10 is supplied to the lower target value calculation unit 131,
The lower target value <Vmin> is calculated, and the calculated lower target value <Vmin> is supplied to the comparison unit 133.
It is supplied to the input terminal of the switch 134. The guidance signal <F> from the operation device 7 is applied to the multiplication unit 132 of the input conversion unit 13.
Is input to The multiplication unit 132 multiplies the operation gain K from the mode parameter setting unit 10 by the guidance signal <F> to calculate the target speed vector <V>. Then, the calculated target speed vector <V> is supplied to the input terminal of the switch 134 and the comparison unit 133.

【0035】比較部133には、モードパラメータ設定
部10から上限速度ベクトル<Vmax>が供給されてお
り、この上限速度ベクトル<Vmax>と目標速度ベクト
ル<V>とを比較する。そして、<Vmax>が<V>よ
り小(<Vmax><<V>)の場合は、<V>=<Vmax
>として、<Vmax>を目標速度ベクトルとして選択す
るように、選択スイッチ134に切り換え指令信号を供
給する。
The upper limit speed vector <Vmax> is supplied from the mode parameter setting unit 10 to the comparison unit 133, and the upper limit speed vector <Vmax> is compared with the target speed vector <V>. When <Vmax> is smaller than <V>(<Vmax><<<V>),<V> = <Vmax
>, A switching command signal is supplied to the selection switch 134 so as to select <Vmax> as the target velocity vector.

【0036】また、<Vmax>が<V>より大(<Vmax
>><V>)の場合は、目標速度ベクトル<V>を下目
標値<Vmin>と比較し、<V>が<Vmin>より小(<
Vmin>><V>)の場合、<V>=<Vmin>を目標速
度ベクトルとして選択するように、選択スイッチ134
に切り換え指令信号を供給する。
<Vmax> is larger than <V>(<Vmax
>>><V>, the target velocity vector <V> is compared with the lower target value <Vmin>, and <V> is smaller than <Vmin>(<Vmin>
Vmin >><V>), select switch 134 so that <V> = <Vmin> is selected as the target speed vector.
And a switching command signal is supplied.

【0037】そのほかの場合は、乗算器132からの目
標速度ベクトル<V>を選択するように、選択スイッチ
134に切り換え指令信号を供給し、目標速度ベクトル
<V>=K<F>をそのまま目標速度ベクトルとして出
力する。
In other cases, a switching command signal is supplied to the selection switch 134 so that the target speed vector <V> from the multiplier 132 is selected, and the target speed vector <V> = K <F> is directly targeted. Output as a velocity vector.

【0038】これらの出力値<V>は、スイッチ134
から速度演算部14に送られる。この速度演算部14に
おいては、角度計5の角度偏差を差分し、座標系16に
基づく速度ベクトル<Va>に変換されたものと<V>
が比較され、速度ベクトル<△V>が算出される。
These output values <V> are output to the switch 134.
Is sent to the speed calculator 14. In the speed calculator 14, the difference between the angle deviations of the goniometer 5 is converted into a speed vector <Va> based on the coordinate system 16 and <V>.
Are compared, and the velocity vector <ΔV> is calculated.

【0039】次に、この算出された速度ベクトル<△V
>とヤコビの逆行列J-1とが乗算され、各軸ごとの目標
角速度<θn>が算出される。算出された目標角速度<
θn>は、油圧制御器15を駆動するための信号に変換
され、この油圧制御器15に供給される。油圧制御器1
5は、マニピュレータの各回転軸を駆動する油圧シリン
ダなど油圧アクチュエータを駆動する方向切換弁と、そ
の流量と方向を切り換えるためのパイロット圧力を制御
するため比例電磁弁などで構成されている。
Next, the calculated velocity vector <ΔV
> And the Jacobi inverse matrix J −1 are multiplied to calculate the target angular velocity <θn> for each axis. Calculated target angular velocity <
θn> is converted into a signal for driving the hydraulic controller 15 and supplied to the hydraulic controller 15. Hydraulic controller 1
Reference numeral 5 includes a direction switching valve that drives a hydraulic actuator such as a hydraulic cylinder that drives each rotating shaft of the manipulator, and a proportional solenoid valve that controls a pilot pressure for switching the flow rate and direction.

【0040】本実施例の場合、速度演算部14からの信
号は比例電磁弁に送られる。
In the case of the present embodiment, the signal from the speed calculator 14 is sent to the proportional solenoid valve.

【0041】図2は、油圧制御器15の油圧回路の一例
を示す概略構成図であり、複数の油圧アクチュエータの
うちの一つを動作させるものを例として示す図である。
図2において、油圧ポンプ50は、各関節を駆動する油
圧アクチュエータである油圧シリンダ55に油を供給す
る為のポンプである。この油圧シリンダ55に供給され
る油の流量は、方向切り換え弁54で制御される。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of the hydraulic circuit of the hydraulic controller 15, and is a diagram showing an example of operating one of the plurality of hydraulic actuators.
In FIG. 2, a hydraulic pump 50 is a pump for supplying oil to a hydraulic cylinder 55 that is a hydraulic actuator that drives each joint. The flow rate of oil supplied to the hydraulic cylinder 55 is controlled by the direction switching valve 54.

【0042】この方向切り換え弁54はパイロット部5
4Rと54Lとで構成され、ここに作用する油圧によっ
て方向切り換え弁54の弁開度を変化させ、油圧シリン
ダ55に供給する流量を決定する。弁開度を変化させる
為の比例電磁弁が56と57とである。
The direction switching valve 54 is provided in the pilot section 5
4R and 54L, the valve opening of the direction switching valve 54 is changed by the hydraulic pressure acting on it, and the flow rate supplied to the hydraulic cylinder 55 is determined. Proportional solenoid valves 56 and 57 for changing the valve opening are shown.

【0043】比例電磁弁56と57とは、パイロット用
ポンプ51からの油圧を変化させながらパイロット部5
4Rと54Lとにそれぞれ油圧を供給する。比例電磁弁
56及び57は、制御装置6と信号線58を介して接続
され、制御装置6から油圧を変化させる為の電流が供給
される。
The proportional solenoid valves 56 and 57 change the oil pressure from the pilot pump 51 while changing the oil pressure from the pilot portion 5.
Hydraulic pressure is supplied to each of 4R and 54L. The proportional solenoid valves 56 and 57 are connected to the control device 6 via a signal line 58, and a current for changing the hydraulic pressure is supplied from the control device 6.

【0044】53は供給する油や戻ってきた油を貯めて
おくタンクである。また、原動機52は、油圧ポンプ5
0とパイロット用ポンプ51を駆動する。この図2に示
した油圧制御器15により、油圧アクチュエータである
油圧シリンダ55の動作が制御され、作業腕2が動作さ
れる。
Reference numeral 53 is a tank for storing the supplied oil and the returned oil. Further, the prime mover 52 is the hydraulic pump 5
0 and the pilot pump 51 are driven. The hydraulic controller 15 shown in FIG. 2 controls the operation of the hydraulic cylinder 55, which is a hydraulic actuator, and the working arm 2 is operated.

【0045】次に、図3及び図4は、モードを切り換え
たときの目標速度Vと操作力Fとの関係を示す。通常
は、速度ベクトル<V>と操作ベクトル<F>を用いる
が説明を簡単にするためある一方向のスカラ値を用い
る。この例では、低速モードと高速モードとの2種類の
モードを切り換えられるようにモード切換スイッチ9が
構成されている。
Next, FIGS. 3 and 4 show the relationship between the target speed V and the operating force F when the mode is switched. Normally, the velocity vector <V> and the operation vector <F> are used, but a certain one-way scalar value is used for simplifying the description. In this example, the mode change switch 9 is configured so as to be able to switch between two types of modes, a low speed mode and a high speed mode.

【0046】まず、低速モードを選択すると、予めモー
ドパラメータ設定部10に格納されている最高速度限界
値VLmaxと操作ゲインKLとの一対のパラメータ記憶
部を選択するように、切り換えスイッチ9がスイッチン
グされ、入力変換部13に入力される。その結果、図3
に示すような、狭い範囲の速度限界(VLmaxとVLmi
n)を有し、しかも操作ゲインKLが小であるため、作
業腕2等は、操作力に対して緩やかな速度変化で移動さ
れる。
First, when the low speed mode is selected, the change-over switch 9 is switched so as to select a pair of parameter storage sections of the maximum speed limit value VLmax and the operation gain KL stored in the mode parameter setting section 10 in advance. , Are input to the input conversion unit 13. As a result, FIG.
Narrow speed limits (VLmax and VLmi
n) and the operation gain KL is small, the work arm 2 and the like are moved at a slow speed change with respect to the operation force.

【0047】次に、高速モードを選択すると、最高速度
限界値VHmaxと操作ゲインKHが格納された一対のパ
ラメータ記憶部を選択するように、切り換えスイッチ9
がスイッチングされ、入力変換部13に入力される。そ
の結果、図4に示すような、広い範囲の速度限界(VH
maxとVHmin)を有し、操作ゲインKHが大であるた
め、作業腕2等は、操作力に対して急な速度変化で移動
される。
Next, when the high speed mode is selected, the changeover switch 9 is selected so as to select the pair of parameter storage units in which the maximum speed limit value VHmax and the operation gain KH are stored.
Are switched and input to the input conversion unit 13. As a result, a wide range of speed limits (VH
max and VHmin) and the operation gain KH is large, the work arm 2 and the like are moved at a rapid speed change with respect to the operation force.

【0048】次に、本発明をハンドリングマニピュレー
タのハンドリング作業に適用した場合の動作例を図5及
び図6を用いて説明する。図5は、ハンドリングマニピ
ュレータの作業腕2の先端部分に操作装置7aを設置
し、操作装置7aをオペレータが操作することにより作
業対象物21を誘導し、棚20の間に据えつける作業を
示す。この作業の場合、対象物21が棚20に衝突しな
いように誘導するために微操作が必要となってくる。そ
こで、モード切換装置8のモードを低速モードに切り換
え、微操作を行う。
Next, an operation example when the present invention is applied to the handling work of the handling manipulator will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 shows a work in which the operating device 7a is installed on the tip portion of the working arm 2 of the handling manipulator, and the operation target 7 is guided by the operator operating the operating device 7a, and the work object 21 is installed between the shelves 20. In the case of this work, a fine operation is required to guide the object 21 so as not to collide with the shelf 20. Therefore, the mode of the mode switching device 8 is switched to the low speed mode and a fine operation is performed.

【0049】反対に、図6に示すように、棚20に据え
付けられた対象物20を棚21から取り出し、退避させ
る場合は、高速で移動させたいのでモード切換装置8の
モードを高速モードに切り換え、高速に対象物を誘導す
る。このときは、作業腕2の先端部に取り付けた作業装
置7aは使用せず、運転席または、作業対象から離れた
位置から操作する。作業腕2が高速で動作するため、操
作者が操作装置7aを正確に操作できない可能性がある
ためである。
On the contrary, as shown in FIG. 6, when the object 20 installed on the shelf 20 is taken out of the shelf 21 and retracted, it is desired to move the object 20 at high speed, so the mode of the mode switching device 8 is switched to the high speed mode. , Guide the object at high speed. At this time, the working device 7a attached to the tip of the working arm 2 is not used, but is operated from the driver's seat or a position away from the work target. This is because the work arm 2 operates at high speed, and thus the operator may not be able to operate the operating device 7a accurately.

【0050】上記のような作業をする場合、自動的に操
作装置7aのモードを切り換える方法もある。つまり、
操作装置7aは、作業腕2の先端部分に取り付けられた
と同時に切換信号を発信し、制御装置6内部のモード切
換スイッチ9を高速モードから自動的に低速モードに切
り換える。
When performing the above work, there is also a method of automatically switching the mode of the operating device 7a. That is,
The operating device 7a, when attached to the distal end portion of the work arm 2, transmits a switching signal at the same time and automatically switches the mode changeover switch 9 inside the control device 6 from the high speed mode to the low speed mode.

【0051】また、低速モードと高速モードの間に中速
モードを追加し、オペレータが作業対象物の近くで、操
作装置7aにより操作している時でも、容易に操作可能
な限界速度と操作ゲインで誘導できるようにすることも
できる。そして、操作装置7aを作業腕2の先端部分か
ら取り外したときには、制御装置6のモード切換スイッ
チ9が操作装置7aが取り外されたと判断し、低速モー
ドまたは中速モードから高速モードに自動的に切り換え
る。
Further, a medium speed mode is added between the low speed mode and the high speed mode so that the operator can operate the operating device 7a in the vicinity of the work target and can easily operate the limit speed and the operation gain. It can also be guided by. When the operating device 7a is removed from the tip of the work arm 2, the mode changeover switch 9 of the control device 6 determines that the operating device 7a has been removed, and automatically switches from the low speed mode or the medium speed mode to the high speed mode. .

【0052】操作装置7aからモード切り換えスイッチ
9に供給される切り換え信号は、電流値や電圧値でもよ
いし、0や1のデジタル信号でもよい。また、中速モー
ドを選択するための操作手段は、操作装置7a本体に釦
やトグルスイッチを設けて、そのスイッチを押している
間のみ、中速モードとなる構成とすることも可能であ
る。
The changeover signal supplied from the operating device 7a to the mode changeover switch 9 may be a current value or a voltage value, or may be a digital signal of 0 or 1. Further, the operation means for selecting the medium speed mode may be configured such that a button or a toggle switch is provided on the main body of the operation device 7a and the medium speed mode is set only while the switch is pressed.

【0053】以上のように、本発明の第1の実施形態に
よれば、速度ゲイン及びその速度ゲインに応じた速度限
界値を一対とする複数種類の速度ゲイン及び速度限界値
とを、モードパラメータ設定部10に記憶し、オペレー
タの操作により、複数種類の速度ゲイン及び速度限界値
を同時に選択して、これに従って、操作を実行するよう
に構成したので、煩雑な誘導速度ゲインと速度制限値の
双方の設定作業を簡略化して、作業効率を向上可能なマ
ニュアルマニピュレータの操作制御装置を実現すること
ができる。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, a plurality of types of speed gains and speed limit values having a pair of speed gains and speed limit values corresponding to the speed gains are set as mode parameters. Since a plurality of types of speed gains and speed limit values are simultaneously selected by the operator's operation and stored in the setting unit 10 and the operation is executed in accordance with them, complicated guide speed gains and speed limit values It is possible to realize a manual manipulator operation control device capable of improving work efficiency by simplifying both setting operations.

【0054】図7は、本発明の第2の実施形態である建
設作業用マニュアルマニピュレータの操作制御装置の制
御ブロック図である。この図7に示す例の場合には、角
度計5からの各関節角度からの角度信号が供給され、こ
の供給された角度から作業腕2の端部が、予め定めた低
速領域に位置しているのか、高速領域等に位置している
のかを判別し、判別した領域に応じてモード切換スイッ
チ9を切り換える領域判別部17が追加されている。
FIG. 7 is a control block diagram of the operation control device of the construction manipulator according to the second embodiment of the present invention. In the case of the example shown in FIG. 7, an angle signal from each joint angle is supplied from the goniometer 5, and the end portion of the work arm 2 is located at a predetermined low speed region from the supplied angle. An area determination unit 17 is added to determine whether the vehicle is located in a high speed area or the like, and switch the mode changeover switch 9 according to the determined area.

【0055】この領域判別部17により、操作者が、低
速、高速等の速度切り換えを指令する必要無く、自動的
に適切な速度及び速度ゲインを選択する。ただし、この
場合、領域判別部17によりモード切換スイッチ9が自
動的に切り換えられた後、モード切換装置8を用いて、
操作者により、適時、モードを切り換えることが可能で
ある。
The area discriminating unit 17 automatically selects an appropriate speed and speed gain without the operator having to command speed switching such as low speed and high speed. However, in this case, after the mode changeover switch 9 is automatically changed over by the area discrimination unit 17, the mode changeover device 8 is used to
It is possible for the operator to switch the modes at appropriate times.

【0056】以上のように、本発明の第2の実施形態に
よれば、速度ゲイン及びその速度ゲインに応じた速度限
界値を一対とする複数種類の速度ゲイン及び速度限界値
とを、モードパラメータ設定部10に記憶し、予め定め
た低速領域、高速領域等に応じて、自動的に、複数種類
の速度ゲイン及び速度限界値を同時に選択して、これに
従って、操作を実行することができるとともに、必要に
応じて操作者の操作に応じても、速度ゲイン及び速度限
界値を同時に選択できるように構成したので、煩雑な誘
導速度ゲインと速度制限値の双方の設定作業を簡略化し
て、さらに作業効率を向上可能なマニュアルマニピュレ
ータの操作制御装置を実現することができる。
As described above, according to the second embodiment of the present invention, a plurality of types of speed gains and speed limit values having a pair of speed gains and speed limit values corresponding to the speed gains are set as mode parameters. It is possible to simultaneously select a plurality of types of speed gains and speed limit values that are stored in the setting unit 10 and are automatically selected in accordance with a predetermined low speed region, high speed region, and the like, and perform operations accordingly. Since the speed gain and the speed limit value can be simultaneously selected depending on the operation of the operator as necessary, the complicated setting work for both the induction speed gain and the speed limit value is simplified, and further, An operation control device for a manual manipulator capable of improving work efficiency can be realized.

【0057】図8は、本発明の第3の実施形態である建
設作業用マニュアルマニピュレータの操作制御装置の制
御ブロック図である。この図8に示す例の場合には、手
首機構3等の適切な箇所に撮像手段18が設定され、こ
の撮像手段18により撮像された画像が領域判別部17
に供給される。そして、撮像手段18からの画像に基づ
いて、領域判別部17は、作業腕2の端部が、予め定め
た低速領域に位置しているのか、高速領域等に位置して
いるのかを判別し、判別した領域に応じてモード切換ス
イッチ9を切り換える領域判別部17が追加されてい
る。
FIG. 8 is a control block diagram of an operation control device for a construction manipulator according to a third embodiment of the present invention. In the case of the example shown in FIG. 8, the image pickup means 18 is set at an appropriate position of the wrist mechanism 3 or the like, and the image picked up by the image pickup means 18 is used as the area discriminating section 17.
Is supplied to. Then, based on the image from the image pickup means 18, the area discriminating unit 17 discriminates whether the end portion of the work arm 2 is located in a predetermined low speed area, a high speed area or the like. A region discriminating unit 17 for switching the mode changeover switch 9 according to the discriminated region is added.

【0058】この領域判別部17により、操作者が、低
速、高速等の速度切り換えを指令する必要無く、自動的
に適切な速度及び速度ゲインを選択する。ただし、この
場合、図7の例と同様に、領域判別部17によりモード
切換スイッチ9が自動的に切り換えられた後、モード切
換装置8を用いて、操作者により、適時、モードを切り
換えることが可能である。以上説明した本発明の第3の
実施形態においても、第2の実施形態と同様な効果を得
ることができる。
The area discriminating unit 17 automatically selects an appropriate speed and speed gain without the operator having to instruct speed switching such as low speed and high speed. However, in this case, similarly to the example of FIG. 7, after the mode changeover switch 9 is automatically changed over by the area discrimination unit 17, the mode changeover device 8 is used to allow the operator to change over the mode in a timely manner. It is possible. Also in the third embodiment of the present invention described above, the same effect as in the second embodiment can be obtained.

【0059】なお、上述した実施形態においては、3種
類のモード(高速、中速、低速)のみ使用したが、その
他の複数のモードを備えるように構成することも可能で
ある。
In the above-described embodiment, only three types of modes (high speed, medium speed, low speed) are used, but it is also possible to provide a plurality of other modes.

【0060】また、上述した実施形態においては、建設
作業用のハンドリングマニピュレータを対象としたが、
手首機構3の先部に、その他の作業具を付けてその他の
作業を行う場合にも適用できる。たとえば、ドリルを手
首機構3の先部に取り付け、地面、または壁などに穴を
あけたりする作業にも適用することができる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the handling manipulator for the construction work is targeted.
It can also be applied to a case where other work tools are attached to the tip of the wrist mechanism 3 to perform other work. For example, a drill can be attached to the tip of the wrist mechanism 3 and applied to work such as making a hole in the ground or a wall.

【0061】また、上述した実施形態においては、操作
装置として6軸力を検出できる力センサで構成した操作
レバーを用いたが、ジョイスティック等ほかの操作手段
でも実現できる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the operating lever constituted by the force sensor capable of detecting the 6-axis force is used as the operating device, but it can be realized by other operating means such as a joystick.

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、次のような効果がある。複数種類の速度ゲイン
(移動速度を決定する値)及び速度限界値とを、記憶部
に記憶し、操作者の操作又は自動的に、複数種類の速度
ゲイン及び速度限界値のうちの適切な速度ゲイン及び速
度限界値を同時に選択して、これに従って、操作を実行
するように構成したので、煩雑な誘導速度ゲインと速度
制限値の双方の設定作業を簡略化して、作業効率を向上
可能なマニュアルマニピュレータの操作制御装置を実現
することができる。
Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects. A plurality of types of speed gains (values that determine the moving speed) and a speed limit value are stored in a storage unit, and an appropriate speed among the plurality of types of speed gains and speed limit values is automatically or automatically operated by the operator. The gain and speed limit value are selected at the same time, and the operation is executed according to the selection. Therefore, it is possible to simplify the complicated work of setting both the induction speed gain and the speed limit value and improve the work efficiency. An operation control device for a manipulator can be realized.

【0063】また、操作者の操作ストロークを損なうこ
となく、つまり、良好な操作感で作業に応じて効率的に
マニピュレータの誘導操作を行える。
Further, the manipulator guiding operation can be efficiently performed according to the work without impairing the operation stroke of the operator, that is, with a good operation feeling.

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

【図1】本発明の第1の実施形態である建設作業用マニ
ュアルマニピュレータ操作制御装置の制御ブロック図で
ある。
FIG. 1 is a control block diagram of a manual manipulator operation control device for construction work according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の例における油圧制御器の油圧回路の一例
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a hydraulic circuit of a hydraulic controller in the example of FIG.

【図3】低速モードに切り換えたときの目標速度Vと操
作力Fとの関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a target speed V and an operating force F when switching to a low speed mode.

【図4】高速モードに切り換えたときの目標速度Vと操
作力Fとの関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a target speed V and an operating force F when switching to a high speed mode.

【図5】建設作業用マニュアルマニピュレータを実際に
ハンドリング作業に用いたときの説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram when the manual manipulator for construction work is actually used for handling work.

【図6】建設作業用マニュアルマニピュレータを実際に
ハンドリング作業に用いたときの説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram when the manual manipulator for construction work is actually used for handling work.

【図7】本発明の第2の実施形態である建設作業用マニ
ュアルマニピュレータ操作制御装置の制御ブロック図で
ある。
FIG. 7 is a control block diagram of a manual manipulator operation control device for construction work according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3の実施形態である建設作業用マニ
ュアルマニピュレータ操作制御装置の制御ブロック図で
ある。
FIG. 8 is a control block diagram of a manual manipulator operation control device for construction work according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 建設作業用マニュアルマニピュレー
タ本体 2 作業腕 3 手首機構 4 作業具 4a 把持装置 5 角度計 6 制御装置 7 操作装置 8 モード切換装置 10 モードパラメータ設置部 11 限界速度記憶部 12 操作ゲイン記憶部 13 入力変換部 14 速度演算部 15 油圧制御器 17 領域判別部 18 撮像手段 131 下目標値算出部 132 乗算器 133 比較部 134 スイッチ
1 Manual Manipulator Main Body for Construction Work 2 Work Arm 3 Wrist Mechanism 4 Work Tool 4a Grip Device 5 Angle Meter 6 Control Device 7 Operating Device 8 Mode Switching Device 10 Mode Parameter Setting Unit 11 Limit Speed Memory Unit 12 Operation Gain Memory Unit 13 Input Conversion Section 14 speed calculation section 15 hydraulic controller 17 area discrimination section 18 imaging means 131 lower target value calculation section 132 multiplier 133 comparison section 134 switch

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 3自由度以上の作業腕と、1自由度以上
有し、その端部に作業具を取付可能な手首機構とを備え
たマニュアルマニピュレータを操作する操作制御装置に
おいて、 上記作業腕及び手首機構の動作を指示する操作手段と、 上記作業腕及び手首機構の所定の複数の移動速度を決定
する値と、上記所定の複数の移動速度にそれぞれ対応す
る複数の限界速度とを記憶する記憶手段と、 上記作業腕及び手首機構の上記所定の複数の移動速度の
うちの一つを選択する移動速度選択手段と、 上記移動速度選択手段により選択された移動速度に応じ
た限界速度値と、移動速度を決定する値とを上記記憶手
段から取り出し、取りだした限界速度及び移動速度を決
定する値と、上記操作手段から指示された上記作業腕及
び手首機構の動作とに基づいて、上記作業腕及び手首機
構の動作を制御する動作制御手段と、 を備えることを特徴とするマニュアルマニピュレータの
操作制御装置。
1. An operation control device for operating a manual manipulator, comprising: a work arm having three or more degrees of freedom; and a wrist mechanism having one or more degrees of freedom and having a work tool attached to an end thereof. And operating means for instructing the operation of the wrist mechanism, values for determining a predetermined plurality of moving speeds of the work arm and wrist mechanism, and a plurality of limit speeds respectively corresponding to the predetermined plurality of moving speeds. Storage means, moving speed selecting means for selecting one of the predetermined plurality of moving speeds of the working arm and wrist mechanism, and a limit speed value according to the moving speed selected by the moving speed selecting means. , A value for determining the moving speed is retrieved from the storage means, and is based on the value for determining the limit speed and the moving speed that have been taken out and the operation of the working arm and the wrist mechanism instructed by the operating means. The operation control device for manual manipulator, characterized in that it comprises, an operation control means for controlling the operation of the working arm and wrist mechanism.
【請求項2】 請求項1記載のマニュアルマニピュレー
タの操作制御装置において、上記操作手段は移動可能で
あり、この操作手段が、上記作業腕の端部近辺に位置す
るときには、上記動作制御手段は、上記記憶手段に記憶
された複数の移動速度を決定する値のうち、低速度の移
動速度を決定する値と、この低速度の移動速度に対応す
る限界速度値とを取り出し、取りだした移動速度決定値
及び限界速度値と上記操作手段から指示された上記作業
腕及び手首機構の動作とに基づいて、動作を制御するこ
とを特徴とするマニュアルマニピュレータの操作制御装
置。
2. The operation control device for a manual manipulator according to claim 1, wherein the operation means is movable, and when the operation means is located near an end portion of the working arm, the operation control means: Of the plurality of values for determining the moving speed stored in the storage means, a value for determining the low moving speed and a limit speed value corresponding to the low moving speed are taken out, and the fetched moving speed is determined. An operation control device for a manual manipulator, wherein the operation is controlled based on a value and a limit speed value and an operation of the work arm and wrist mechanism instructed by the operation means.
【請求項3】 請求項1又は2記載のマニュアルマニピ
ュレータの操作制御装置において、上記複数の移動速度
は、高速、中速、低速の3つの速度であることを特徴と
するマニュアルマニピュレータの操作制御装置。
3. The operation control device for a manual manipulator according to claim 1, wherein the plurality of moving speeds are three speeds of high speed, middle speed, and low speed. .
【請求項4】 請求項1記載のマニュアルマニピュレー
タの操作制御装置において、上記作業腕の関節角度を検
出し、検出した関節角度から予め定めた低速領域に作業
腕の端部が位置するか否かを判断する領域判別手段を、
さらに備え、上記領域判別手段により、作業腕の端部が
低速領域に位置すると判別されたときには、上記動作制
御手段は、上記記憶手段に記憶された複数の移動速度を
決定する値のうち、低速度の移動速度を決定する値と、
この低速度の移動速度に対応する限界速度値とを取り出
し、取りだした移動速度決定値及び限界速度値と上記操
作手段から指示された上記作業腕及び手首機構の動作と
に基づいて、動作を制御することを特徴とするマニュア
ルマニピュレータの操作制御装置。
4. The operation control device for a manual manipulator according to claim 1, wherein the joint angle of the working arm is detected, and whether or not the end portion of the working arm is located in a predetermined low speed region from the detected joint angle. Area determination means for determining
Further, when the area determination means determines that the end portion of the work arm is located in the low speed area, the operation control means determines whether the movement speed stored in the storage means is one of the low values. A value that determines the moving speed of the speed,
The limit speed value corresponding to the low moving speed is taken out, and the operation is controlled based on the extracted moving speed determination value and the limit speed value and the operation of the working arm and wrist mechanism instructed from the operating means. An operation control device for a manual manipulator characterized by:
【請求項5】 請求項1記載のマニュアルマニピュレー
タの操作制御装置において、上記作業腕の端部を撮像す
る撮像手段と、この撮像手段からの作業腕の画像から、
予め定めた低速領域に作業腕の端部が位置するか否かを
判断する領域判別手段を、さらに備え、上記領域判別手
段により、作業腕の端部が低速領域に位置すると判別さ
れたときには、上記動作制御手段は、上記記憶手段に記
憶された複数の移動速度を決定する値のうち、低速度の
移動速度を決定する値と、この低速度の移動速度に対応
する限界速度値とを取り出し、取りだした移動速度決定
値及び限界速度値と上記操作手段から指示された上記作
業腕及び手首機構の動作とに基づいて、動作を制御する
ことを特徴とするマニュアルマニピュレータの操作制御
装置。
5. The operation control device for a manual manipulator according to claim 1, wherein an image pickup means for picking up an image of the end of the work arm and an image of the work arm from the image pickup means
Area determination means for determining whether or not the end of the working arm is located in a predetermined low speed area is further provided, and when the area determination means determines that the end of the work arm is located in the low speed area, The operation control means retrieves a value that determines a low moving speed and a limit speed value that corresponds to the low moving speed from among the values that determine the moving speeds stored in the storage means. An operation control device for a manual manipulator, characterized in that the operation is controlled based on the determined moving speed determination value and the limit speed value and the operation of the work arm and wrist mechanism instructed by the operating means.
【請求項6】 請求項1記載のマニュアルマニピュレー
タの操作制御装置において、上記操作手段からの動作指
示が、上記作業腕の端部が作業対象物から離間する方向
への移動であるときには、上記動作制御手段は、上記記
憶手段に記憶された複数の移動速度を決定する値のう
ち、高速度の移動速度を決定する値と、この高速度の移
動速度に対応する限界速度値とを取り出し、取りだした
移動速度決定値及び限界速度値と上記操作手段から指示
された上記作業腕及び手首機構の動作とに基づいて、動
作を制御することを特徴とするマニュアルマニピュレー
タの操作制御装置。
6. The operation control device for a manual manipulator according to claim 1, wherein when the operation instruction from the operation means is a movement in a direction in which the end portion of the work arm is separated from the work target, the operation is performed. The control means retrieves a value that determines a high-speed moving speed and a limit speed value that corresponds to the high-speed moving speed from the values that determine the plurality of moving speeds stored in the storage means, and retrieves the value. An operation control device for a manual manipulator, characterized in that the operation is controlled on the basis of the moving speed determination value and the limit speed value and the operation of the working arm and wrist mechanism instructed by the operating means.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014008561A (en) * 2012-06-28 2014-01-20 Honda Motor Co Ltd Control device for mobile robot
JP2014136861A (en) * 2013-01-15 2014-07-28 Giken Seisakusho Co Ltd Pile press-in device
CN113492407A (en) * 2021-07-22 2021-10-12 中广核研究院有限公司 Control system, control method, computer device, and storage medium

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