JPH10249769A - 力補助装置の操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操作ハンドルを両手か左手か右手かのいずれ
で操作しても操作感が異ならない。 【解決手段】 モータ駆動される複数のアームにより被
支持機器としての顕微鏡２を移動可能に支持する例えば
マニピュレータスタンドである支持機構８の動作制御部
３５に対し操作者の操作に応じて顕微鏡２の移動方向を
指示する力補助装置の操作装置３３において、操作者が
顕微鏡２の移動方向を入力するための２つの操作部と各
操作部を連結する中間部とを有する操作ハンドル３と、
操作ハンドル３の中間部と支持機構８との間に取り付け
られると共に操作ハンドル３に付与される動きを検知し
動作制御部３５に出力して顕微鏡２の移動方向を指示す
る力・トルクセンサ４と、２つの操作部のいずれの操作
部が操作されているかを判別し動作制御部３５に出力し
て顕微鏡２の移動方向を修正する判別手段３４とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操作者が小さい力
を加えるだけで重量の大きい機器等をアクチュエータに
より補助して移動可能に支持する力補助装置に関する。
更に詳述すると、本発明は特に手術用の顕微鏡を小さい
力で移動可能に支持するのに適した力補助装置の操作装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】力補助装置は、高齢者または一般人であ
っても重さの重い物を操作者の小さい力を増幅すること
によりその物を容易に移動可能となるように支持する装
置である。例えば医療の分野では、医者が手術中に患部
を拡大して見る顕微鏡を用いることがある。この顕微鏡
が大型なものとなるとこの顕微鏡を力補助装置に支持さ
せ、小さな力で顕微鏡を移動可能としている。

【０００３】この場合の力補助装置としては、顕微鏡を
錘やばね等のバランサにより支持して手動により結果的
に小さな力で移動させるものや、バランサで支持しなが
ら電気又は油圧のモータを動力源にしてジョイスティッ
クやスイッチの操作により顕微鏡を一定方向に移動また
は回転させるもの（例えば、特公平５−３３０４号参
照）が知られている。

【０００４】また、一般的な重量物を支持する力補助装
置では、操作ハンドルへの力の掛け具合を力・トルクセ
ンサにより検知して、その結果に基づいて被支持機器を
移動させるものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たバランサにより顕微鏡を移動させる力補助装置では、
顕微鏡の位置及び向きの変化や顕微鏡の交換により重量
バランスが変化して操作者が必要とする操作力が変わっ
てしまうので、操作性が良くない。また、バランサの調
整作業が煩雑であるため、メンテナンス等が面倒となっ
てしまう。さらに、上述したバランサによるものでは顕
微鏡の焦点位置を固定したままでその焦点位置の見る方
向を変えるように周囲を移動させるいわゆるポイントロ
ック動作（一定の軌道上で移動または回転可能となる設
定）をすることができない。

【０００６】また、上述したジョイスティックやスイッ
チの操作により顕微鏡を一定方向に移動または回転させ
る力補助装置では、顕微鏡を決められた一定方向にしか
移動または回転できないので、操作性が良くない。さら
に、ジョイスティックやスイッチのオンオフ動作により
顕微鏡を移動させるので、顕微鏡が急発進や急停止等の
ぎこちない動作を行ってしまい、スムーズな操作感を得
ることはできない。

【０００７】さらに、上述した力・トルクセンサを使用
する力補助装置では、両手による操作と左手による操作
と右手による操作とで、操作ハンドルに操作力が加えら
れる力点の位置が変化してしまうので、それぞれの操作
で操作感が異なってしまうことがある。これは、操作力
が加えられる力点と操作ハンドルが力・トルクセンサに
検知力を与える支持点との距離・方向が力点位置の変化
に伴い変化するので、片手操作の操作方向によっては操
作者の意思によらず操作力に余分なトルクが加わって検
知されることがあるからである。

【０００８】また、この力補助装置では、両手による操
作と左手又は右手による操作とのいずれであっても被支
持機器の発進や停止の動作が単一であるので、この力補
助装置を手術顕微鏡用の力補助装置に適用しても実際の
手術現場での用途や目的に対応して動作を使い分けるこ
とはできない。

【０００９】そこで、本発明は、操作ハンドルを両手か
左手か右手かのいずれで操作しても操作感が異なること
のない力補助装置の操作装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１の発明は、モータ駆動される複数のアーム
により被支持機器を移動可能に支持する支持機構の動作
制御部に対し操作者の操作に応じて被支持機器の移動方
向を指示する力補助装置の操作装置において、操作者が
被支持機器の移動方向を入力するための２つの操作部と
各操作部を連結する中間部とを有する操作ハンドルと、
操作ハンドルの中間部と支持機構との間に取り付けられ
ると共に操作ハンドルに付与される動きを検知し動作制
御部に出力して被支持機器の移動方向を指示する力・ト
ルクセンサと、２つの操作部のいずれの操作部が操作さ
れているかを判別し動作制御部に出力して被支持機器の
移動方向を修正する判別手段とを備えるようにしてい
る。ここで、本明細書中では、「力・トルクセンサ」と
は、加えられた力に対して所定軸、例えばＸ軸，Ｙ軸，
Ｚ軸の軸方向の並進力と各軸回りの回転力とを同時に測
定可能なセンサを意味する。

【００１１】したがって、操作ハンドルを両手で操作し
たか又はいずれかの片手で操作したかを判別手段が検知
して、操作スイッチ信号を動作制御部に出力する。動作
制御部では、操作スイッチ信号に基づいて被支持機器の
移動方向を修正する。具体的には、動作制御部は、片手
で操作することにより力・トルクセンサで検知される操
作者の意思によらない余分なトルクを打ち消すように制
御を行う。これにより、操作者が操作ハンドルを操作し
た意思通りの操作力に基づいて、被支持機器の動作が行
われる。

【００１２】また、請求項２の力補助装置の操作装置で
は、２つの操作部は各々操作スイッチを有するものであ
り、判別手段は、操作スイッチのオンオフの状態に基づ
いて両方の操作部が操作されているか又はいずれの操作
部が操作されているかを判別して操作スイッチ信号を出
力すると共に、操作スイッチ信号に対応して操作部の操
作位置を所定位置に設定することにより動作制御部で被
支持機器の移動方向を修正するようにしている。

【００１３】したがって、判別手段では操作スイッチの
オンオフの状態に基づいて両方の操作部が操作されてい
るか又はいずれの操作部が操作されているかを判断する
ので、操作者は操作部の選択という特別な動作を行う必
要がない。しかも、判別手段での判別がスイッチのオン
オフに基づいているので、明確になされる。

【００１４】さらに、請求項３の力補助装置の操作装置
では、２つの操作部が操作される場合は、一方の操作部
のみが操作される場合に比べて被支持機器の動きが速い
ようにしている。

【００１５】したがって、操作ハンドルを両手で操作す
るときには被支持機器の動きが比較的速く、片手で操作
するときには被支持機器の速度が比較的遅くなるので、
被支持機器の動きについて速度性又は精緻性のいずれを
優先するかが被支持機器の使用状態に応じて選択され
る。これにより、両手で操作するときは大まかな位置決
めを行うことが多いので速い動作が要求されることと、
片手で操作するときは微少な位置設定を行うために精緻
性が要求されることとの各要求に応ずることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。図１に示
すように、本実施形態の力補助装置の操作装置３３は、
モータ駆動される複数のアームにより被支持機器である
手術用顕微鏡２を移動可能に支持する支持機構としての
マニピュレータスタンド８に、操作者の操作に応じて顕
微鏡２の移動方向を指示するものである。この操作装置
３３は、操作者が顕微鏡２の移動方向を入力するための
操作部としての把持部３ｂ，３ｂを有する操作ハンドル
３と、操作ハンドル３とマニピュレータスタンド８との
間に取り付けられて操作ハンドル３に付与される動きを
顕微鏡２の移動方向に変換して動作制御部３５に指示す
る力・トルクセンサ４と、２つの把持部３ｂ，３ｂのい
ずれの把持部３ｂ，３ｂが操作されているかを判別し動
作制御部３５に出力して顕微鏡２の移動方向を修正する
判別手段３４とを備えている。

【００１７】また、図１及び図３に示すように、力補助
装置の制御装置１は、基台９より関節部を介して順次駆
動可能に連結された剛体である複数のアームＡ１〜Ａ７
と、複数のアームＡ１〜Ａ７の各々に所定の動作をさせ
るために駆動される図示しないモータと、アームＡ７の
先端部に取り付けられた被支持機器としての手術用顕微
鏡２と、この顕微鏡２の近傍に配置される操作ハンドル
３と、操作ハンドル３に加えられる操作力を複数軸方向
の力・トルク情報として出力する力・トルクセンサ（以
下、ＦＴセンサという）４と、ＦＴセンサ４により検出
された複数軸方向の力・トルク情報をもとに複数のアー
ムＡ１〜Ａ７の各関節部Ｊ１〜Ｊ６の動作指令を計算す
る動作制御部３５と、動作制御部３５にいずれの把持部
３ｂ，３ｂが操作されたかを出力して顕微鏡２の移動方
向を修正する判別手段３４と、動作制御部３５からの動
作指令に基づいて複数のアームＡ１〜Ａ７を駆動するモ
ータの制御を行うモータ制御部７とを備えている。この
うち、動作制御部３５と判別手段３４とモータ制御部７
とは、電気回路やコンピュータのソフトウェア等により
構成されて作動される。

【００１８】そして、図３〜図５に示すように、複数の
アームＡ１〜Ａ７と各アームＡ１〜Ａ７を駆動するモー
タとによりマニピュレータスタンド８が構成されてい
る。このマニピュレータスタンド８は、基台９に支持さ
れ上下方向に移動可能な第１アームＡ１と、該第１アー
ムＡ１に対して鉛直線Ｃ１を中心に水平方向に回転可能
に取り付けられた第２アームＡ２と、これら第１アーム
Ａ１及び第２アームＡ２を連結する第１関節部Ｊ１と、
第２アームＡ２に対して水平軸線Ｃ２，Ｃ２を中心に鉛
直方向に揺動可能に取り付けられた１組の平行リンクか
ら成る第３アームＡ３と、これら第２アームＡ２及び第
３アームＡ３を連結する第２関節部Ｊ２と、第３アーム
Ａ３に対して水平軸Ｃ３を中心に揺動可能に取り付けら
れた第４アームＡ４と、これら第３アームＡ３及び第４
アームＡ４を連結する第３関節部Ｊ３と、第４アームＡ
４に対して鉛直軸Ｃ４を中心に水平方向に回転可能に取
り付けられた第５アームＡ５と、これら第４アームＡ４
及び第５アームＡ５を連結する第４関節部Ｊ４と、第５
アームＡ５に対して鉛直軸Ｃ５を中心に水平方向に回転
可能に取り付けられた第６アームＡ６と、これら第５ア
ームＡ５及び第６アームＡ６を連結する第５関節部Ｊ５
と、第６アームＡ６に対して水平軸Ｃ６，Ｃ６’を中心
に回転可能に取り付けられると共に顕微鏡２や操作ハン
ドル３が取り付けられた第７アームＡ７と、これら第６
アームＡ６及び第７アームＡ７を連結する第６関節部Ｊ
６とを備えている。

【００１９】また、各関節部Ｊ１〜Ｊ６には、それぞれ
独立して回転するモータが取り付けられている。ここで
のモータとしては、電力を駆動源とするサーボモータ若
しくはステッピングモータを用いたり、また油圧モータ
を用いることができる。さらに、各関節部Ｊ１〜Ｊ６に
は、図示しない角度センサが取り付けられている。角度
センサとしては例えばエンコーダを使用することができ
る。この角度センサにより各関節部Ｊ１〜Ｊ６の現在の
角度が検出され、この検出結果から顕微鏡２の位置及び
移動時の姿勢が算出される。

【００２０】第１アームＡ１は、本実施形態では基台９
に対して昇降及び水平方向に回転可能に取り付けられて
いる。但し、これに限らず基台９に固定しても構わな
い。各アームのそれぞれを固定状態とするか、水平又は
上下方向移動とするか、水平又は垂直方向回転とするか
等、どのように各アームを連結するかは、どのように被
支持機器を支持し動かすかによって定めるべき事項であ
り、適宜設定すれば良い内容であるので、他の構成例に
ついては細かく説明しない。また、第３アームＡ３，Ａ
３は１組の平行リンク機構を構成しており、各アームＡ
３，Ａ３の基端側の揺動中心線Ｃ２，Ｃ２は第２アーム
Ａ２の鉛直方向の位置に配置され、各アームＡ３，Ａ３
の先端側の揺動中心線Ｃ３，Ｃ３は第４アームＡ４の鉛
直方向の位置に配置されている。したがって、第４アー
ムＡ４は鉛直方向の姿勢が変わらずに移動可能となる。

【００２１】顕微鏡２としては、光学顕微鏡や撮像素子
を有するビデオカメラ等を使用することができる。そし
て、本実施形態では、マニピュレータスタンド８による
顕微鏡２の移動及び回転は、指定された移動モードとし
て操作者により選択されたポイントロックモードか平行
移動モードかフォーカス移動モードかオールフリーモー
ドかのいずれかのモードにより行われる。

【００２２】ポイントロックモードは、図８に３位置を
代表例として示すように、顕微鏡２の焦点位置１０を固
定し、その固定した焦点位置１０を中心にして焦点距離
を半径とする球面上で、顕微鏡２，２’，２”が常に焦
点位置１０を向くように移動及び回転可能に制御するモ
ードである。このモードは、顕微鏡２により焦点位置１
０を様々な角度から見るときに使用される。

【００２３】平行移動モードは、図９に３位置を代表例
として示すように、顕微鏡２，２’，２”のＸ，Ｙ，Ｚ
軸の軸方向の並進のみを許容し、回転動作を制限するモ
ードである。この場合、焦点位置１０，１０’，１０”
も顕微鏡２の移動に伴って移動する。このモードは、手
術中の微調整時等に顕微鏡２の鏡筒の姿勢を変えたくな
い場合等に使用される。

【００２４】フォーカス移動モードは、図１０に示すよ
うに、顕微鏡２の鏡筒、即ち焦点軸（つまりＺ軸）方向
の並進とＺ軸回りの回転のみが許容されるモードであ
る。このモードは、合焦動作に使用される。

【００２５】オールフリーモードは、顕微鏡２のＸ，
Ｙ，Ｚ軸の軸方向の並進及び回転の６自由度の全てを自
由に変更できるモードである。このモードは、顕微鏡２
の鏡胴や焦点を自由に移動できるので、手術を行う際の
おおざっぱな位置決め等に使用される。

【００２６】なお、顕微鏡２の移動モードとしては、こ
れらのモードに限られない。例えば、顕微鏡２のＸ，Ｙ
軸の軸方向の並進のみを許容し、Ｚ軸方向の並進や各回
転を制限する平面移動モードを備えても構わない。この
場合、焦点位置１０はＸＹ平面内で移動する。

【００２７】また、操作ハンドル３は、ＦＴセンサ４を
介して第７アームＡ７に取り付けられている。操作ハン
ドル３は、図６及び図７に示すように、全体としてほぼ
山形の形状をなし、中間部としての取付部３ａと該取付
部３ａの両端部を斜めに曲折した形状の操作部としての
把持部３ｂ，３ｂとを備えている。左右の把持部３ｂ，
３ｂの開放端部近傍には、それぞれ２個の操作スイッチ
としてのプッシュスイッチＳＬ１，ＳＬ２，ＳＲ１，Ｓ
Ｒ２が配置されている。これらのプッシュスイッチＳＬ
１，ＳＬ２，ＳＲ１，ＳＲ２の操作により、顕微鏡２の
移動及び回転のモード、即ち移動方向を指定する移動モ
ードが設定される。

【００２８】左上スイッチＳＬ１と右上スイッチＳＲ１
とは、顕微鏡２の移動及び回転のモードを設定する場合
に同じ機能を果たす。また、左下スイッチＳＬ２と右下
スイッチＳＲ２とも、顕微鏡２の移動及び回転のモード
を設定する場合に同じ機能を果たす。すなわち、顕微鏡
２の移動及び回転のモードを設定する場合、左手により
左側のスイッチＳＬ１，ＳＬ２のみを操作しても、右手
により右側のスイッチＳＲ１，ＳＲ２のみを操作して
も、両手により両側のスイッチＳＬ１，ＳＬ２，ＳＲ
１，ＳＲ２を操作しても同じモード設定とみなされる。
但し、右手による操作と左手による操作とが不一致の場
合は動作せず、操作者に報知される。

【００２９】そして、本実施形態では、少なくとも一方
の上側スイッチＳＬ１またはＳＲ１のオンによりポイン
トロックモードとなり、少なくとも一方の下側スイッチ
ＳＬ２またはＳＲ２のオンにより平行移動モードとな
り、少なくとも１組の上側及び下側のスイッチＳＬ１及
びＳＬ２またはＳＲ１及びＳＲ２のオンによりオールフ
リーモードとなるようスイッチの割り付けがなされ、片
手で操作ができるモードと両手でなければ操作できない
モードとを区別している。

【００３０】また、全てのスイッチをオフしている状態
では、各関節部Ｊ１〜Ｊ６がロックされることにより顕
微鏡２の位置及び姿勢がロックされ動かない。このた
め、不要な力が操作ハンドル３に加わっても顕微鏡２の
位置がずれることはない。なお、図３及び図４に示すよ
うに、操作ハンドル３及び顕微鏡２の近傍には非常停止
スイッチ３２が設けられている。そして、この非常停止
スイッチ３２の操作によっても各関節部Ｊ１〜Ｊ６がロ
ックされるようにしている。

【００３１】さらに、各関節部Ｊ１〜Ｊ６をロックする
操作がなされた場合は、動作制御部３５がその操作を検
知してモータ制御部７を制御するのみならず、モータ制
御部７の例えば位置サーボ制御部１６が操作スイッチに
よるロック信号を直接受信してロックを行うようにして
も構わない。

【００３２】本実施形態では、顕微鏡２の移動及び回転
のモードをポイントロックモードか平行移動モードかオ
ールフリーモードかのいずれかとしているが、これに限
らず例えばスイッチを増設したり割り付けを変更する等
してフォーカス移動モードや更に別のモードを含めても
構わない。

【００３３】また、各スイッチＳＬ１，ＳＬ２，ＳＲ
１，ＳＲ２は、いずれもボタンを押圧しているときのみ
オンされ、指を離すとボタンが戻ってオフになる種類の
スイッチが使用されている。但し、スイッチの割り付け
やスイッチの種類は、これらに限られないのは勿論であ
る。さらに、本実施形態では左右の把持部３ｂ，３ｂに
２個ずつのスイッチを配置しているが、これには限られ
ず、例えばスイッチを左右の把持部３ｂ，３ｂに１個ず
つ配置して、スイッチをオン（クリック動作）した回数
によりモードを切り換えるようにしても良い。

【００３４】そして、図１に示すように、各操作スイッ
チＳＬ１，ＳＬ２，ＳＲ１，ＳＲ２には判別手段３４が
接続されている。判別手段３４では、各操作スイッチＳ
Ｌ１，ＳＬ２，ＳＲ１，ＳＲ２の操作状態に基づいて両
方の把持部３ｂ，３ｂが操作されているか又はいずれか
の一方の把持部３ｂが操作されているかを判別し、この
結果を操作スイッチ信号として動作制御部３５に出力す
る。

【００３５】判別方法は、例えば左側スイッチＳＬ１，
ＳＬ２のみがオンされている場合は左側の把持部３ｂの
みが操作されていると判断し、右側スイッチＳＲ１，Ｓ
Ｒ２のみがオンされている場合は右側の把持部３ｂのみ
が操作されていると判断し、左右のスイッチＳＬ１，Ｓ
Ｌ２，ＳＲ１，ＳＲ２がオンされている場合は両側の把
持部３ｂ，３ｂが操作されていると判断する。

【００３６】なお、本実施形態では判別手段３４を動作
制御部３５と別個に設けているが、これに限らず判別手
段を動作制御部３５に含めて制御するようにしても構わ
ない。すなわち、各操作スイッチＳＬ１，ＳＬ２，ＳＲ
１，ＳＲ２のオンオフの状態を動作制御部３５に直接送
信して、動作制御部３５ではいずれかの把持部３ｂ，３
ｂが操作されているかを判別して顕微鏡２の移動方向を
修正するようにしても構わない。

【００３７】ＦＴセンサ４は、操作ハンドル３の取付部
３ａとマニピュレータスタンド８との間に取り付けられ
ると共に、操作ハンドル３に付与される動きを検知し動
作制御部３５に出力して顕微鏡２の移動方向を指示す
る。このＦＴセンサ４としては、本実施形態では円盤形
状の市販品（フォーストルクセンサ、ビーエルオートテ
ック社製、６軸力覚センサ、ニッタ社製）の６軸フォー
ストルクセンサが使用されている。この６軸フォースト
ルクセンサは、Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸方向である３方向の並
進力及びＸ，Ｙ，Ｚの各軸回りの３方向のトルクを検出
するもので、基体に歪みゲージを貼り付け、その歪みゲ
ージの出力信号を処理することで、上述の６軸方向の力
・トルク情報である信号を得ることができるセンサであ
る。このＦＴセンサ４は、図７に示すように、ＦＴセン
サ４の内プレート４ａには操作ハンドル３の取付部３ａ
が固定され、ＦＴセンサ４の外筒４ｂは第７アームＡ７
に止着されている。そして、内蔵された複数の歪みゲー
ジにより操作ハンドル３への操作者の操作力又はトルク
を６軸方向について検出する。

【００３８】図１に示すように、ＦＴセンサ４と動作制
御部３５との間には、ＦＴ（力・トルク）センサアンプ
１１とＦＴ（力・トルク）センサ信号処理部１２とが介
在されている。これらＦＴセンサアンプ１１とＦＴセン
サ信号処理部１２とは、電気回路やコンピュータのソフ
トウェア等により構成され作動される。

【００３９】ＦＴセンサ４には、ＦＴセンサアンプ１１
が接続されている。このＦＴセンサアンプ１１は、ＦＴ
センサ４からの力・トルク情報である６軸方向のアナロ
グ信号を増幅してデジタル信号に変換する。

【００４０】ＦＴセンサアンプ１１には、ＦＴセンサ信
号処理部１２が接続されている。ＦＴセンサ信号処理部
１２は、ＦＴセンサアンプ１１からのデジタル信号をフ
ィルタに通過させて高周波成分をノイズカットすると共
にＦＴセンサ４の固有の補正値に基づいて較正する。す
なわち、ＦＴセンサ４は必ずしも６軸方向の力またはト
ルクを直接的に測定できるとは限らず、例えば８枚の歪
みゲージにより測定された８軸方向に相当する測定値を
得ることがあるので、このような測定値を６軸方向の力
またはトルクに変換する。ただし、ＦＴセンサ４により
直接的に６軸方向の力またはトルクを測定できる場合
は、６軸方向の力またはトルクに変換する工程は不要と
なるのは勿論である。また、ＦＴセンサ信号処理部１２
は、実際に使用するＦＴセンサ４に固有のばらつきを補
正する場合もある。

【００４１】本実施形態では、ＦＴセンサ４と動作制御
部３５との間にＦＴセンサアンプ１１とＦＴセンサ信号
処理部１２とが介在されているが、これに限らずＦＴセ
ンサ４により６軸の力またはトルクを直接得られるので
あれば、これらＦＴセンサアンプ１１とＦＴセンサ信号
処理部１２とを設けなくても構わない。

【００４２】ＦＴセンサ信号処理部１２には動作制御部
３５が接続されている。動作制御部３５は、操作力座標
変換部１３とインピーダンス制御部５と軌道制御部６と
を備えている。

【００４３】操作力座標変換部１３は、操作ハンドル３
の操作方向とＦＴセンサ４の取付方向とのずれを補正す
るためにＦＴセンサ信号処理部１２で得られた６軸方向
の力またはトルクの座標変換を行う。すなわち、ＦＴセ
ンサ４を第７アームＡ７に取り付ける際に取付スペース
の都合により、ＦＴセンサ４が検知する６軸方向の座標
とマニピュレータスタンド８の６軸方向の座標とが一致
しないことがある。この場合にＦＴセンサ４が測定した
６軸方向の座標を座標変換してマニピュレータスタンド
８の座標と一致させるものである。なお、ＦＴセンサ４
が検知する６軸方向の座標とマニピュレータスタンド８
の６軸方向の座標とがＦＴセンサ４の取付時から一致す
るのであれば、各座標を一致させる処理を要しないのは
勿論である。

【００４４】また、操作力座標変換部１３では、判別手
段３４で得られた操作スイッチ信号に基づいて、操作ス
イッチＳＬ１，ＳＬ２，ＳＲ１，ＳＲ２の操作状態に応
じた補正をも行っている。この補正は、操作ハンドル３
への操作力とＦＴセンサ４が検出した検知力とのずれを
修正するものである。すなわち、操作ハンドル３につい
て、操作力が加えられる力点である操作位置としての操
作点３ｃとＦＴセンサ４に検知力を与える支持点である
検知点３ｄとがずれているため、操作方向によっては操
作者の意思に反して操作力にトルクが加わってしまうこ
とがある。

【００４５】また、操作ハンドル３を両手で操作した場
合と片手のみで操作した場合とでは、操作力に加わるト
ルクが異なったものとなる。このため、操作スイッチの
オンオフの状態から操作ハンドル３を操作する手は両手
か右手か左手かを判別手段３４で検出して、その結果で
ある操作スイッチ信号に応じて補正値を変更する。

【００４６】ここで、操作点３ｃ及び検知点３ｄのずれ
や片手操作によって真の操作力に加わってしまったトル
クを操作力座標変換部１３において補正する手順を以下
に説明する。図７に示すように、検知点３ｄから各操作
点３ｃに向かうベクトルＲを設定する。ここで、検知点
３ｄと各操作点３ｃとは、いずれも予め所定位置に設定
されている。

【００４７】そして、左側スイッチＳＬ１，ＳＬ２のみ
がオンされている場合は、操作点３ｃは左側スイッチＳ
Ｌ１，ＳＬ２の中央部にあるものとしてベクトルＲ_L が
設定される。また、右側スイッチＳＲ１，ＳＲ２のみが
オンされている場合は、操作点３ｃは右側スイッチＳＲ
１，ＳＲ２の中央部にあるものとしてベクトルＲ_R が設
定される。さらに、左右のスイッチＳＬ１，ＳＬ２，Ｓ
Ｒ１，ＳＲ２がオンされている場合は、操作点３ｃは左
右のスイッチＳＬ１，ＳＬ２，ＳＲ１，ＳＲ２の中央部
にあるものとしてベクトルＲ_C が設定される。各ベクト
ルＲ_L ，Ｒ_R ，Ｒ_C は、操作ハンドル３の形状や操作ス
イッチの位置により、数式１のように固有の値に設定さ
れている。

【００４８】

【数１】Ｒ＝［ｄｕ ｄｖ ｄｗ］^T これに対し、ＦＴセンサ４では、数式２に示す検知力ベ
クトルｆと検知トルクベクトルτとが検出される。

【００４９】

【数２】ｆ＝［ｆｕ ｆｖ ｆｗ］^T τ＝［τｕ τｖ τｗ］^T ここで、検知トルクベクトルτを、ベクトルＲ成分τ_R
とベクトルＲに垂直な成分τ_X とに分解する。また、求
める操作トルクベクトルＴのみによって発生する検知力
ベクトルをｆ_t とする。そして、検知トルクベクトルτ
とτ_R とτ_X との関係は数式３に示すものとなる。

【００５０】

【数３】τ＝τ_X＋τ_R τ_R＝αＲ τ_X・Ｒ＝０ さらに、ここからαを求めると数式４に示すものとな
る。

【００５１】

【数４】α＝（τ・Ｒ）／（Ｒ・Ｒ） したがって、検知トルクベクトルτのτ_R とτ_X とを求
めると数式５に示すようになる。

【００５２】

【数５】

【００５３】また、τ_R の大きさは数式６に示すものと
なる。

【００５４】

【数６】

【００５５】ここで、τ_R が十分に大きい場合は、数式
７に示す関係が成立するため、操作力ベクトルＦ及び操
作トルクベクトルＴは数式８に示すようになる。

【００５６】

【数７】ｆ＝Ｆ （∵ｆ_t＝０） τ＝Ｒ×Ｆ＋Ｔ （∵τ_X＝Ｒ×Ｆ、τ_R＝Ｔ） （Ｆ・τ_X＝０、Ｒ・τ_X＝０）

【００５７】

【数８】Ｆ＝ｆ Ｔ＝τ_R（＝τ−Ｒ×Ｆ） また、τ_R が十分に小さい場合は、数式９に示す関係が
成立する。

【００５８】

【数９】τ≒τ_X＝Ｒ×Ｆ ｆ＝Ｆ＋ｆ_t、Ｔ＝−Ｒ×ｆ_t （ｆ_t・Ｔ＝０、ｆ_t・Ｒ＝０） このため、操作トルクベクトルＴは数式１０に示すよう
に求められる。

【００５９】

【数１０】

【００６０】また、操作力ベクトルＦは数式１１に示す
ように求められるが、このうち検知力ベクトルｆ_t は数
式１２に示すように求める。

【００６１】

【数１１】Ｆ＝ｆ−ｆ_t

【００６２】

【数１２】

【００６３】したがって、以上に述べた手順により操作
力ベクトルＦ及び操作トルクベクトルＴから成る操作者
の意思による操作力が算出される。なお、本実施形態で
は、操作力変換部１３において操作スイッチ信号に対応
した操作点３ｃを所定位置に設定しているが、この設定
を判断手段３４において行うようにしても構わない。

【００６４】さらに、操作力座標変換部１３では、操作
ハンドル３の重力補償に関する補正をも行うことが好ま
しい。その方法は公知のもので構わない。

【００６５】そして、操作力座標変換部１３には、イン
ピーダンス制御部５が接続されている。インピーダンス
制御部５では、インピーダンス制御が行われる。一般的
には、インピーダンス制御とは、アクチュエータをトル
ク発生装置として数式１３によりアクチュエータの操作
力Ｔｍを制御する方法である。

【００６６】

【数１３】 Ｔｍ＝（Ｊ−Ｊｎ）θ”＋（Ｃ−Ｃｎ）θ’＋Ｋｎ（θｒ−θ） θ”＝（１／Ｊｎ）｛Ｋｎ（θｒ−θ）−Ｃｎθ’＋Ｔｄ｝ 本実施形態では、インピーダンス制御部５は、操作者が
操作ハンドル３を操作する際に重力負荷や弾性的な振動
を感ずることなく慣性または粘性を感じながら操作でき
るように、６軸方向の力またはトルクを慣性または粘性
を感じられる操作感を得られるような各軸方向の速度ま
たは角速度の指令ベクトルに変換する。したがって、顕
微鏡２の操作者はより自然な動作に近いアナログ的な操
作感を得ることができ、肉体的・精神的な負担が軽減さ
れる。

【００６７】慣性または粘性を感じられる操作感を得ら
れるようなインピーダンス制御部５での変換の方法とし
ては、公知の方法を利用することができる。例えば、慣
性及び粘性の一般的な運動方程式である数式１４を数式
１５のように変形して、ＦＴセンサ４により検出された
力・トルクベクトルｆから速度ベクトルｖを得る。

【００６８】

【数１４】Ｍｖ’＋Ｃｖ＝ｆ 但し、Ｍ：慣性係数行列、Ｃ：粘性係数行列

【００６９】

【数１５】ｖ＝（Ｍｓ＋Ｃ）^-1ｆ ここで、ｖ＝（Ｍｘ Ｍｙ Ｍｚ Ｒｘ Ｒｙ Ｒｚ）
^T 但し、Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚは焦点のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の並
進速度指令を表し、Ｒｘ，Ｒｙ，Ｒｚは焦点のＸ，Ｙ，
Ｚ軸回りの回転角速度指令を表す。

【００７０】したがって、操作点３ｃでの力・トルク信
号の各軸成分がインピーダンス制御により各軸方向の動
作指令である速度指令に変換され求められる。また、慣
性係数行列Ｍや粘性係数行列Ｃの大きさは通常固定でよ
いが、これらの大きさを可変とし操作性を調整可能にす
ることが好ましい。

【００７１】さらに、インピーダンス制御部５では、判
別手段３４からの操作スイッチ信号に基づいて、操作ハ
ンドル３を両手で操作するときには大きな操作ゲインに
より顕微鏡２の移動または回転の速度が比較的速く、片
手で操作するときには小さな操作ゲインにより顕微鏡２
の速度が比較的遅くなるように設定されている。これに
より、顕微鏡２の移動・回転について速度性又は精緻性
のいずれを優先するかが顕微鏡２の使用状態、即ち両手
で操作するか片手で操作するかに応じて選択することが
できる。これは、両手で操作するときは大まかな位置決
めを行うことが多いので速い動作が要求されることと、
片手で操作するときは手術中に顕微鏡２を覗いているこ
とが多いので微少な位置設定を行うために精緻性が要求
されることによるものである。

【００７２】また、インピーダンス制御部５には、軌道
制御部６が接続されている。軌道制御部６は、判別手段
３４からの操作スイッチ信号により顕微鏡２の移動モー
ドを判断し、操作スイッチＳＬ１，ＳＬ２，ＳＲ１，Ｓ
Ｒ２により選択された顕微鏡２の移動モードに基づいて
顕微鏡２が移動可能な軌道を設定すると共に、その軌道
上で操作ハンドル３の操作に対応した顕微鏡２の移動及
び回転の方向を決定する。すなわち、軌道制御部６で
は、インピーダンス制御部５で算出された移動速度指令
ベクトルを各移動モードに合致する動作指令に変換す
る。

【００７３】各移動モードにおける動作指令としての顕
微鏡２の移動及び回転の動作速度指令ベクトルの変換方
法を以下に説明する。

【００７４】固定された第１アームＡ１の座標系を原座
標系とし、顕微鏡２の焦点位置１０の座標系を焦点座標
系とした場合に、この焦点座標系の原座標系に対する同
時変換行列Ｔｆが公知の方法により求める。例えば、ベ
クトル（△ｘ △ｙ △ｚθｘ θｙ θｚ）^T に対す
る同時変換行列Ｔｆは、数式１６に示すものとなる。そ
して、各モード固有の既知の回転行列Ｒｕを基にして、
数式１７に示すように新たな同時変換行列Ｔｆ’を求め
る。

【００７５】

【数１６】

【００７６】

【数１７】Ｔｆ’＝Ｔｆ・Ｒｕ 例えばポイントロックモードでは、顕微鏡２の焦点位置
１０を中心に焦点距離を一定に保ちながら顕微鏡２の位
置と姿勢を一定球面上のみの移動として許す動作である
から、同時変換行列Ｔｆの位置ベクトル（ｕ ｖ ｗ）
を変更せずに姿勢ベクトル（θｕ θｖ θｗ）のみを
変更する動作を行う。具体的には、焦点座標系のｕ，
ｖ，ｗ軸回りの回転θｕ，θｖ，θｗのみを行う。例え
ば、ｕ軸回りにθｕだけ回転させる際の回転行列Ｒｕ
は、数式１８に示すものとなる。

【００７７】

【数１８】

【００７８】そして、インピーダンス制御部５で算出さ
れた動作速度指令ベクトルを同時変換行列Ｔｆ’により
変換する。その際に、動作速度指令ベクトルの各要素の
うち、移動モードにより異なる所定の要素のみを使用す
る。

【００７９】オールフリーモードでは、Ｘ，Ｙ，Ｚの各
軸方向の並進及び回転（姿勢変更）の６自由度全てを自
由にできるモードであるから、焦点の動作速度指令ベク
トルは数式１９に示すものとなる。

【００８０】

【数１９】（Ｍｘ Ｍｙ Ｍｚ Ｒｘ Ｒｙ Ｒｚ）^T この動作速度指令ベクトルのＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚは焦点の
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の並進速度指令を表し、Ｒｘ，Ｒｙ，
Ｒｚは焦点のＸ，Ｙ，Ｚ軸回りの回転角速度指令を表
す。したがって、このモードではインピーダンス制御部
５で算出された動作速度指令ベクトルをそのまま変換す
ることになる。

【００８１】ポイントロックモードでは、焦点位置１０
が固定され焦点回りの回転のみが許容されるので、動作
速度指令ベクトルは数式２０に示すものとなる。

【００８２】

【数２０】 （０ ０ ０ Ｒｘ＋αＭｙ Ｒｙ＋αＭｘ Ｒｚ）^T したがって、インピーダンス制御部５で算出された動作
速度指令ベクトルのうち、焦点のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の並
進速度指令を表すＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚの各要素は位置ベク
トルとしては無視されるので、操作力として軸方向への
並進力が加えられても顕微鏡２がその方向に移動してし
まうことはない。なお、焦点回りの球面上で移動を行う
ときに操作ハンドル３の操作点３ｃが僅かに並進してい
ることから、Ｒｘ及びＲｙについて並進を考慮した補正
がなされている。

【００８３】平行移動モードでは、動作速度指令ベクト
ルは数式２１に示すものとなる。

【００８４】

【数２１】（Ｍｘ Ｍｙ Ｍｚ ０ ０ ０）^T したがって、操作点３ｃでの各軸回りの回転指令は無効
となり、顕微鏡の向きは維持される。

【００８５】フォーカス移動モードでは、動作速度指令
ベクトルは数式２２に示すものとなる。

【００８６】

【数２２】（０ ０ Ｍｚ ０ ０ Ｒｚ）^T したがって、顕微鏡２の鏡筒軸の軸方向の並進と該軸回
りの回転のみが許容される。

【００８７】なお、各モードにおける顕微鏡２の移動及
び回転の動作速度指令ベクトルの変換方法は上述した本
実施形態のような方法に限らず、他の方法でも構わない
のは勿論である。

【００８８】さらに、図１に示すように、動作制御部３
５にはモータ制御部７が接続されている。モータ制御部
７は、運動学変換部１４と位置指令変換部１５と位置サ
ーボ制御部１６とサーボドライバ１７とを有している。

【００８９】軌道制御部６に接続される運動学変換部１
４は、軌道制御部６により算出された動作速度指令ベク
トルに従って顕微鏡２を動作させる際の各関節部Ｊ１〜
Ｊ６を駆動するためのモータの角速度を算出する。各モ
ータの角速度の算出は、角度センサにより得られた各関
節部Ｊ１〜Ｊ６の角度から顕微鏡２の位置及び向きを求
め、この顕微鏡２を上述した起動制御部６により算出さ
れた動作速度指令ベクトルに従って動作させるように逆
運動学変換により行われ各モータの位置（角度）指令を
出力する。

【００９０】そして、運動学変換部１４に接続される位
置指令変換部１５では、各モータの角位置指令を補間し
て、各モータの位置サーボ系に同期した位置（角度）指
令を生成する。すなわち、位置指令変換部１５は運動学
変換部１４による各モータの角位置を補間する。このた
め、運動学変換部１４で十分に細かく各モータの角位置
の算出がなされていれば、位置指令変換部１５はなくて
も構わない。

【００９１】また、図１及び図１１に示すように、ＰＩ
Ｄ制御器から成る位置サーボ制御部１６とサーボドライ
バ１７とモータ１８と該モータ１８による回転位置を検
出するための角度センサであるエンコーダ１９は、モー
タ１８の角度がエンコーダ１９により角度信号として検
出され、この検出出力が位置サーボ制御部１６にフィー
ドバックされて制御される位置（角度）サーボ制御系と
なっている。そして、マニピュレータスタンド８の所定
箇所に取り付けられた各関節部Ｊ１〜Ｊ６を駆動するモ
ータについて、それぞれこのような位置（角度）サーボ
制御系によって制御される。

【００９２】この位置（角度）サーボ制御系の中で、サ
ーボドライバ１７はＰＷＭインバータ等による電力変換
器であり、位置サーボ制御部１６から出力された位置指
令信号をモータ駆動用の電力に変換してモータ１８に供
給する。このサーボドライバ１７としては、電流フィー
ドバック補償を含んだものを使用しても構わない。ま
た、モータ１８としてＡＣモータを使用する場合は、コ
ミュテーション制御を行う。

【００９３】ところで、本実施形態では位置サーボ制御
部１６をＰＩＤ制御器から成るものとしフィードバック
制御のみによりモータ駆動の制御を行っているが、これ
に限らず他の手段によりモータ駆動の制御を行っても構
わない。

【００９４】以上により構成した力補助装置の制御装置
の作動を図２に示すフローチャートに沿って説明する。

【００９５】操作者が操作ハンドル３に設けられたプッ
シュスイッチＳＬ１，ＳＬ２，ＳＲ１，ＳＲ２を押して
所望の移動モードを選択しながら操作ハンドル３を操作
すると、その操作によって操作ハンドル３に加えられた
操作力はＦＴセンサ４により検出される。ＦＴセンサ４
は、操作ハンドル３に加えられた操作力を受けて、その
操作力の力またはトルクを６軸方向のＦＴセンサ信号と
して出力する（ステップ１０１）。ＦＴセンサ信号はＦ
Ｔセンサアンプ１１及びＦＴセンサ信号処理部１２で処
理されて、ＦＴセンサ４における６軸方向の力・トルク
に関するデジタル信号に変換される（ステップ１０２，
ステップ１０３）。

【００９６】一方、ハンドル操作と同時に操作されるプ
ッシュスイッチ等の操作スイッチＳＬ１，ＳＬ２，ＳＲ
１，ＳＲ２の操作を行うと（ステップ１０４）、操作ハ
ンドル３を両手か右手か左手かのいずれで操作している
かが判別されて操作スイッチ信号として出力される（ス
テップ１１４）。操作スイッチ信号は、操作力座標変換
部１３とインピーダンス制御部５と軌道制御部６とに伝
達される。ここで、操作力座標変換部１３では、操作ハ
ンドル３の操作が両手か片手かにより座標変換方法を異
ならせるようにしている。

【００９７】そして、操作力座標変換部１３では、操作
スイッチ信号に基づき操作ハンドル３を両手か右手か左
手かのいずれで操作しているかにより座標変換方法を異
ならせてＦＴセンサ４の座標系を顕微鏡２の焦点座標系
に変換する（ステップ１０５）。この時、ＦＴセンサ４
の取り付けと顕微鏡２の関係を補正して顕微鏡２の向き
に合致した方向の力とトルクの信号に変換する。変換さ
れた信号はインピーダンス制御部５によりインピーダン
ス制御されて、操作者に慣性と粘性とを感じさせる速度
指令に変換される（ステップ１０６）。さらに、軌道制
御部６では、操作者が操作スイッチＳＬ１，ＳＬ２，Ｓ
Ｒ１，ＳＲ２により設定し操作スイッチ信号から判断さ
れる移動モードに応じて所定の軌道に沿って顕微鏡２が
移動するように、速度指令が選択または変換される（ス
テップ１０７）。

【００９８】一方、各関節部Ｊ１〜Ｊ６を駆動する各モ
ータの回転角度は、各モータに連結されたエンコーダに
より検出されている（ステップ１１３）。このエンコー
ダにより検出される角度信号は、運動学変換部１４と位
置サーボ制御部１６とサーボドライバ１７とに入力され
る。

【００９９】軌道制御された各モータ用の速度指令は運
動学変換部１４で逆運動学変換され、各モータ（各軸）
を駆動するための角位置指令に変換される（ステップ１
０８）。この角位置指令は位置指令変換部１５で位置サ
ーボ制御部１６に同期するよう補間される（ステップ１
０９）。そして、位置サーボ制御部１６及びサーボドラ
イバ１７を介して各モータ（各軸）ごとにモータ駆動の
フィードバック制御を行う（ステップ１１０〜ステップ
１１２）。これにより、アームＡ１〜Ａ７の移動及び回
転を行うための各モータを制御することにより、操作者
は顕微鏡２に所望の移動モードである移動または回転を
与えることができる。

【０１００】したがって、本実施形態の力補助装置の制
御装置によれば、操作力座標変換部１３でＦＴセンサ４
の座標系を顕微鏡２の焦点座標系に変換する際に、操作
スイッチＳＬ１，ＳＬ２，ＳＲ１，ＳＲ２の操作状態に
応じた補正をも行っているので、操作ハンドル３の操作
を両手で行っても片手のみで行っても自然な操作感を得
ることができる。

【０１０１】また、本実施形態の力補助装置の制御装置
によれば、操作者が加える操作力の力・トルク情報にイ
ンピーダンス制御部５によりインピーダンス制御を加え
て各関節部Ｊ１〜Ｊ６の動作を行うモータに対して動作
指令を算出し、各モータを制御することにより複数のア
ームＡ１〜Ａ７の移動及び回転の操作にあたり慣性及び
粘性を主体とした自然な操作感を得ることができる。こ
れにより、顕微鏡２の移動及び回転を自然に近くスムー
ズに行うことができる。

【０１０２】なお、上述の実施形態は本発明の好適な実
施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能で
ある。例えば、本実施形態では被支持機器として手術用
の顕微鏡２を用いているが、これに限らず他の機器を用
いても構わない。具体的には、本実施形態の力補助装置
を病院や家庭等での介護作業の補助や、一般産業での重
量物運搬の補助や、産業用ロボットのダイレクトティー
チング作業の補助に適用することができる。

【０１０３】また、上述した実施形態におけるアームＡ
１〜Ａ７は水平方向の回転及び垂直方向の回転の双方を
行い、それによって被支持機器としての顕微鏡２があら
ゆる向きを向くことができるようになっているが、これ
には限られず用途によっては水平方向の回転のみ又は垂
直方向の回転のみのアーム構成でも良く、また上下方向
移動や水平方向移動を加えても良い。

【０１０４】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
１の力補助装置の操作装置は、操作者が被支持機器の移
動方向を入力するための操作ハンドルと、操作ハンドル
の中間部と支持機構との間に取り付けられると共に操作
ハンドルに付与される動きを検知し動作制御部に出力し
て被支持機器の移動方向を指示する力・トルクセンサ
と、２つの操作部のいずれの操作部が操作されているか
を判別し動作制御部に出力して被支持機器の移動方向を
修正する判別手段とを備えるようにしているので、動作
制御部は片手で操作することにより力・トルクセンサで
検知される操作者の意思によらない余分なトルクを打ち
消すように制御を行うことができ、操作者が操作ハンド
ルを操作した意思通りの操作力に基づいて被支持機器の
動作を行うことができる。このため、操作ハンドルを両
手か左手か右手かのいずれで操作しても、同等な操作感
を得ることができる。

【０１０５】また、請求項２の力補助装置の操作装置で
は、２つの操作部は各々操作スイッチを有するものであ
り、判別手段は操作スイッチのオンオフの状態に基づい
て両方の操作部が操作されているか又はいずれの操作部
が操作されているかを判別して操作スイッチ信号を出力
すると共に、操作スイッチ信号に対応して操作部の操作
位置を所定位置に設定することにより動作制御部で被支
持機器の移動方向を修正するようにしているので、操作
者が操作部の選択という特別な動作を行うことなくいず
れの操作部が操作されているかを判別することができ
る。しかも、判別手段での判別がスイッチのオンオフに
基づいているので、判別を明確に行うことができる。

【０１０６】さらに、請求項３の力補助装置の操作装置
では、２つの操作部が操作される場合は一方の操作部の
みが操作される場合に比べて被支持機器の動きが速いよ
うにしているので、被支持機器の動きについて速度性又
は精緻性のいずれを優先するかを被支持機器の使用状態
に応じて選択することができる。これにより、両手で操
作するときは大まかな位置決めを行うことが多いので速
い動作が要求されることと、片手で操作するときは微少
な位置設定を行うために精緻性が要求されることとの各
要求に応ずることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る力補助装置の操作装置を示す力補
助装置の制御装置を示す概念図である。

【図２】力補助装置の制御方法を示すフローチャートで
ある。

【図３】マニピュレータスタンドを示す側面図である。

【図４】顕微鏡の取付状態を示す顕微鏡の側面図であ
る。

【図５】マニピュレータスタンドを示すスケルトン図で
ある。

【図６】操作ハンドル及び操作スイッチを示す正面図で
ある。

【図７】操作ハンドルの力・トルクセンサへの取付状態
を示す斜視図である。

【図８】ポイントロックモードでの顕微鏡の移動状態を
示す斜視図である。

【図９】平行移動モードでの顕微鏡の移動状態を示す斜
視図である。

【図１０】フォーカス移動モードでの顕微鏡の移動状態
を示す斜視図である。

【図１１】モータの位置サーボ制御の一実施形態を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

２ 顕微鏡（被支持機器） ３ 操作ハンドル ３ａ 取付部（中間部） ３ｂ 把持部（操作部） ３ｃ 操作点（操作位置） ４ 力・トルクセンサ ８ マニピュレータスタンド（支持機構） ３３ 操作装置 ３４ 判別手段 ３５ 動作制御部 Ａ１〜Ａ７ アーム ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＲ１，ＳＲ２ 操作スイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ駆動される複数のアームにより被
   支持機器を移動可能に支持する支持機構の動作制御部に
   対し操作者の操作に応じて前記被支持機器の移動方向を
   指示する力補助装置の操作装置において、操作者が前記
   被支持機器の移動方向を入力するための２つの操作部と
   各操作部を連結する中間部とを有する操作ハンドルと、
   前記操作ハンドルの中間部と前記支持機構との間に取り
   付けられると共に前記操作ハンドルに付与される動きを
   検知し前記動作制御部に出力して前記被支持機器の移動
   方向を指示する力・トルクセンサと、２つの前記操作部
   のいずれの前記操作部が操作されているかを判別し前記
   動作制御部に出力して前記被支持機器の移動方向を修正
   する判別手段とを備えたことを特徴とする力補助装置の
   操作装置。
2. 【請求項２】 ２つの前記操作部は各々操作スイッチを
   有するものであり、前記判別手段は、前記操作スイッチ
   のオンオフの状態に基づいて両方の前記操作部が操作さ
   れているか又はいずれの前記操作部が操作されているか
   を判別して操作スイッチ信号を出力すると共に、前記操
   作スイッチ信号に対応して前記操作部の操作位置を所定
   位置に設定することにより前記動作制御部で前記被支持
   機器の移動方向を修正することを特徴とする請求項１記
   載の力補助装置の操作装置。
3. 【請求項３】 ２つの前記操作部が操作される場合は、
   一方の前記操作部のみが操作される場合に比べて前記被
   支持機器の動きが速いことを特徴とする請求項１または
   ２記載の力補助装置の操作装置。