JPH11165286A - Operation device for robot - Google Patents

Operation device for robot

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JPH11165286A
JPH11165286A JP33726197A JP33726197A JPH11165286A JP H11165286 A JPH11165286 A JP H11165286A JP 33726197 A JP33726197 A JP 33726197A JP 33726197 A JP33726197 A JP 33726197A JP H11165286 A JPH11165286 A JP H11165286A
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robot
joint
bending
coordinate conversion
joystick
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Toshihiro Nishizawa
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an operation device of a robot capable of intelligibly indicating a bending shape and bending motion of each of bending parts of the robot to which a plural number of links having two freedom on one joint are connected for an operator. SOLUTION: This device is furnished with a selection button 121 to select a joint to take bending motion, a joy stick 122 free to incline in an optional direction of two freedom to decide a bending angle and a direction of the joint, a coordinate conversion part 150 to convert bending information 153 of the joint to a motor driving information 151 and a robot control part 140 to control a robot 130 by the motor driving information 151. The coordinate conversion part 150 applies coordinate conversion to the motor driving information 151 so that a relation against a link on the root side of a link on the finger's end side directly corresponds to the inclining direction and the inclining angle of the joy stick 122 so that an operator can intuitively grasp a position and motion of the link to control.

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】本発明は産業用ロボット、原
子力ロボット、宇宙ロボット等で1関節に2以上の自由
度を持つリンクを複数接続したロボットの操作装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an operating device for an industrial robot, a nuclear robot, a space robot, etc., in which a plurality of links having two or more degrees of freedom are connected to one joint.

【0002】[0002]

【従来の技術】ロボットはモータ駆動情報を与えること
により制御される。オペレータによるロボットの操作の
ためには、ロボットの動作を指示する手段が必要であ
る。そのためにジョイスティックやボタンなどのロボッ
トの操作装置への入力情報をロボットのモータ駆動情報
に変換することが必要となる。ロボットの操作装置にお
いては、操作装置の入力からロボットの動作への変換を
オペレータにわかりやすく指示できることが要求され
る。従来ボタンの入力により直接ロボットのモータ駆動
情報を指示するロボットの操作装置の構成が一般的に知
られている。この構成を図8に示す。図8は従来のボタ
ン入力によるロボットの操作装置の模式的構成図であ
り、図中符号820は入力部、821はボタン、830
はロボット、840はロボット制御部、851はモータ
駆動情報である。入力部820のボタン821の操作に
より直接モータ駆動情報851がロボット制御部840
に伝達されロボット830が制御される。
2. Description of the Related Art Robots are controlled by providing motor drive information. In order for the operator to operate the robot, means for instructing the operation of the robot is required. For that purpose, it is necessary to convert input information to a robot operating device such as a joystick or a button into motor drive information of the robot. In a robot operating device, it is required that the operator can easily instruct the conversion from the input of the operating device to the operation of the robot. 2. Description of the Related Art Conventionally, a configuration of a robot operating device that directly instructs motor drive information of a robot by inputting a button is generally known. This configuration is shown in FIG. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a conventional robot operating device using button input. In the figure, reference numeral 820 denotes an input unit, 821 denotes a button, and 830 denotes a button.
Is a robot, 840 is a robot control unit, and 851 is motor drive information. By operating the button 821 of the input unit 820, the motor drive information 851 is directly transmitted to the robot control unit 840.
And the robot 830 is controlled.

【0003】また近年、ジョイスティックを用いたロボ
ットの操作装置として特開昭58−56784号公報で
開示された「ティーチング時におけるロボットの駆動方
法」や特開平8−108385号公報で開示された「産
業用ロボットの教示装置」が知られている。図9は従来
例のジョイスティックを用いたロボットの操作装置の模
式的構成図であり図中符号920は入力部、921はボ
タン、922はジョイスティック、930はロボット、
940はロボット制御部、950は座標変換部、951
はモータ駆動情報、952は手先位置姿勢情報である。
入力部920のボタン921とジョイスティック922
の操作による手先位置姿勢情報が座標変換部950でモ
ータ駆動情報951に変換されてロボット制御部940
に伝達されロボット930が制御される。すなわち、オ
ペレータのジョイスティック922から入力された手先
位置姿勢情報952を、ロボット930の手先の目標位
置姿勢の指示や手先の動作方向と動作速度の指示ができ
るようにロボットのモータ駆動情報951に変換をして
いた。
[0003] In recent years, as a robot operating device using a joystick, a "method of driving a robot at the time of teaching" disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-56784 and an industrial device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-108385. A teaching device for a robot is known. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a conventional robot operating device using a joystick. In the drawing, reference numeral 920 denotes an input unit, 921 denotes a button, 922 denotes a joystick, 930 denotes a robot,
940 is a robot controller, 950 is a coordinate converter, 951
Denotes motor drive information and 952 denotes hand position and orientation information.
Button 921 of input unit 920 and joystick 922
Is converted into motor drive information 951 by the coordinate conversion unit 950 and the robot control unit 940
And the robot 930 is controlled. That is, the hand position / posture information 952 input from the joystick 922 of the operator is converted into the motor drive information 951 of the robot so that the target position / posture of the hand of the robot 930 and the operation direction and operation speed of the hand can be indicated. Was.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】以上に述べたボタンの
入力により直接ロボットのモータ駆動情報を指示するロ
ボットの操作装置の構成では、1関節に2自由度を持つ
リンクに動作指示を与える場合、複数のモータにより屈
曲動作が決定するので、関節の屈曲動作がオペレータに
わかりづらいという課題があった。またジョイスティッ
クの入力に基づいて手先の目標位置姿勢の指示や手先の
動作方向と動作速度が指示できるようにロボットのモー
タ駆動情報に変換するロボットの操作装置の構成では、
手先位置姿勢によりロボットの動作が決定するためにロ
ボットの各関節の屈曲状態、ロボットの全体形状がオペ
レータにわかりづらいという課題があった。また、手先
の位置姿勢からモータ駆動情報に変換する計算には、自
由度の増加に伴い計算量が増加するという課題があっ
た。さらに、6自由度以上の冗長自由度を有するロボッ
トについては手先位置姿勢情報からモータ駆動情報を求
める変換には解が複数存在し、全体形状が一意に定まら
ないという課題があった。
In the configuration of the robot operating device for directly instructing the motor drive information of the robot by inputting the button described above, when an operation instruction is given to a link having two degrees of freedom for one joint, Since the bending motion is determined by the plurality of motors, there is a problem that the bending motion of the joint is difficult for the operator to understand. Also, in the configuration of the robot operating device that converts the robot's motor drive information so that it can indicate the target position and orientation of the hand based on the input of the joystick and the direction and speed of the hand,
Since the operation of the robot is determined by the hand position and orientation, there is a problem that it is difficult for the operator to understand the bending state of each joint of the robot and the overall shape of the robot. Further, the calculation for converting the hand position and orientation into the motor drive information has a problem that the calculation amount increases with an increase in the degree of freedom. Further, for a robot having six or more degrees of freedom, there is a problem that a plurality of solutions exist in the conversion for obtaining the motor drive information from the hand position and orientation information, and the entire shape is not uniquely determined.

【0005】以上の課題を総合すると、第1としてオペ
レータにロボットの関節の屈曲動作がわかりづらい、第
2としてオペレータにロボットの全体形状がわかりづら
い、第3として手先位置からモータ駆動情報を求める演
算量が多い、といった課題があった。
When the above problems are integrated, first, it is difficult for the operator to understand the bending motion of the joint of the robot, second, it is difficult for the operator to understand the overall shape of the robot, and third, calculation for obtaining the motor drive information from the hand position. There was a problem that the amount was large.

【0006】本発明の目的は、このような従来の課題を
解決し、1関節に2自由度を持つリンクを複数接続した
ロボットの各屈曲部の屈曲形状および屈曲動作をオペレ
ータにわかりやすく指示が可能なロボットの操作装置を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such a conventional problem and provide an operator with easy-to-understand instructions for the bending shape and the bending operation of each bending portion of a robot having a plurality of links connected to one joint with two degrees of freedom. An object of the present invention is to provide a possible robot operating device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明のロボットの操作
装置は、1関節に2以上の自由度を持つリンクを複数接
続したロボットの操作装置であって、そのロボットの操
作装置は、屈曲動作をさせる関節を選択する屈曲関節選
択ボタンと、その関節の屈曲角度および方向を決定する
2自由度の任意の方向に傾倒自在なジョイスティック
と、屈曲関節選択ボタンとジョイスティックの入力をロ
ボットのモータ駆動情報に変換する座標変換部と、その
座標変換部のモータ駆動情報によりロボットを制御する
ロボット制御部とを備えており、座標変換部は、制御す
るリンクの位置と動作をオペレータが直感的に把握可能
なように、屈曲関節選択ボタンによって選択された関節
の手先側のリンクの根元側のリンクに対する関係が、ジ
ョイスティックの傾倒方向と傾倒角度と直接的に対応す
るように、ロボットのモータ駆動情報に座標変換を施
す。
A robot operating device according to the present invention is a robot operating device in which a plurality of links having two or more degrees of freedom are connected to one joint, and the robot operating device has a bending operation. Joint selection button for selecting a joint to be bent, a joystick capable of tilting in any direction with two degrees of freedom for determining the bending angle and direction of the joint, and input of the flexion joint selection button and the joystick to the motor drive information of the robot. And a robot controller that controls the robot based on the motor drive information of the coordinate converter. The coordinate converter allows the operator to intuitively grasp the position and operation of the link to be controlled. In this way, the relationship between the link on the hand side of the joint selected by the flexion joint selection button and the link on the root side is determined by the tilt of the joystick. To directly correspond with the tilt angle direction, subjected to coordinate transformation to the motor drive information of the robot.

【0008】本発明の他の形態では、1関節に2以上の
自由度を持つリンクを複数接続したロボットの操作装置
であって、そのロボットの操作装置は、屈曲動作をする
関節を選択する屈曲関節選択ボタンと、関節の屈曲角度
を決定するための正負のの2方向に傾倒自在なジョイス
ティックと、関節の屈曲方向を決定するダイヤルと、屈
曲関節選択ボタンとジョイスティックとダイアルとの入
力をロボットのモータ駆動情報に変換する座標変換部
と、その座標変換部のモータ駆動情報によりロボットを
制御するロボット制御部とを備えており、座標変換部
は、制御するリンクの位置と動作をオペレータが直感的
に把握可能なように、屈曲関節選択ボタンによって選択
された関節の手先側のリンクの根元側のリンクに対する
関係が、ジョイスティックの傾倒度とダイアルの回転方
向と直接的に対応するように、ロボットのモータ駆動情
報に座標変換を施す。この場合ダイアルがジョイスティ
ックの先端に取り付けられていてもよい。
According to another aspect of the present invention, there is provided an operating device of a robot in which a plurality of links having two or more degrees of freedom are connected to one joint, and the operating device of the robot is a bending device for selecting a joint performing a bending operation. A joint selection button, a joystick that can be tilted in two directions, positive and negative, to determine the bending angle of the joint, a dial that determines the bending direction of the joint, and an input of the bending joint selection button, the joystick, and the dial It has a coordinate conversion unit that converts to motor drive information, and a robot control unit that controls the robot based on the motor drive information of the coordinate conversion unit. The coordinate conversion unit allows the operator to intuitively control the position and operation of the link to be controlled. The relationship between the link on the hand side of the joint selected by the flexion joint selection button and the link on the base side can be grasped by the joystick. Click tilting degree and so corresponds directly to the direction of rotation of the dial is subjected to coordinate transformation to the motor drive information of the robot. In this case, the dial may be attached to the tip of the joystick.

【0009】また、座標変換部が、屈曲関節選択ボタン
により選択された関節の根元側リンクの姿勢に対して、
その関節の手先側リンクのその関節の屈曲位置の鉛直上
方への屈曲方向を、ジョイスティックの上方向への操作
と対応づけて、ロボットのモータ駆動情報に座標変換を
施してもよく、座標変換部が、モータ駆動情報にジョイ
スティックの傾倒量に対応したロボットの屈曲動作速度
の座標変換を施してもよく、モータ駆動情報にジョイス
ティックの傾倒量に対応したロボットの屈曲目標角度の
座標変換を施してもよい。
[0009] The coordinate conversion unit may determine whether or not the posture of the root side link of the joint selected by the flexion joint selection button is to be determined.
A coordinate conversion may be performed on the motor drive information of the robot by associating the bending direction of the bending side of the joint on the hand side link of the joint vertically upward with the upward operation of the joystick. However, the motor drive information may be subjected to a coordinate conversion of the bending operation speed of the robot corresponding to the tilt amount of the joystick, or the motor drive information may be subjected to the coordinate conversion of the bending target angle of the robot corresponding to the tilt amount of the joystick. Good.

【0010】さらに、座標変換部が、モータ駆動情報に
ダイヤルの回転量に対応したロボットの旋回動作速度の
座標変換を施してもよく、モータ駆動情報にダイヤルの
回転量に対応したロボットの旋回動作目標角度の座標変
換を施してもよい。
Further, the coordinate conversion section may perform a coordinate conversion of a turning operation speed of the robot corresponding to the rotation amount of the dial to the motor drive information, and may perform a rotation operation of the robot corresponding to the rotation amount of the dial to the motor drive information. The coordinate conversion of the target angle may be performed.

【0011】本ロボットの操作装置の構成により、オペ
レータは各屈曲部、すなわち関節ごとの動作指示が可能
となり、1関節に2自由度を持つリンクを複数接続した
ロボットの各屈曲部の屈曲形状および屈曲動作がわかり
やすく、また全体形状が想像しやすくなる。
[0011] The configuration of the operating device of the present robot allows the operator to instruct the operation of each bending section, that is, the operation of each joint, so that the bending shape and the bending shape of each bending section of the robot in which a plurality of links having two degrees of freedom are connected to one joint. The bending operation is easy to understand, and the whole shape is easy to imagine.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明のロボットの操作装置の実
施の形態を図1から図7を参照して詳細に説明する。図
1は本発明のロボットの操作装置の実施の形態を示す模
式的ブロック図であり、図中符号120は入力部、12
1は選択ボタン、122はジョイスティック、130は
ロボット、140はロボット制御部、150は座標変換
部、151はモータ駆動情報、153は関節の屈曲情報
である。入力部120の構成を除いて他の構成は後述の
各実施の形態に共通である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a robot operating device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of a robot operating device according to the present invention.
1 is a selection button, 122 is a joystick, 130 is a robot, 140 is a robot control unit, 150 is a coordinate conversion unit, 151 is motor drive information, and 153 is joint bending information. Except for the configuration of the input unit 120, other configurations are common to each embodiment described later.

【0013】オペレータは入力部120よりロボットの
動作を指示する。入力部120の操作により、関節の屈
曲情報153を生成し、座標変換部150でオペレータ
の指示による関節の屈曲情報153をロボットのモータ
駆動情報151に変換する。ロボット制御部140はモ
ータ駆動情報151によりロボット130を制御する。
The operator instructs the operation of the robot through the input unit 120. By operating the input unit 120, joint bending information 153 is generated, and the coordinate converting unit 150 converts the joint bending information 153 according to an operator's instruction into robot motor drive information 151. The robot control unit 140 controls the robot 130 based on the motor drive information 151.

【0014】次に本発明のロボットの操作装置の対象と
するロボットの関節の例を、図2、図3を用いて説明す
る。本発明によるロボットの操作装置は、1関節に2自
由度を有するリンクを複数接続する多自由度ロボットに
適する。
Next, an example of a joint of a robot as an object of the robot operating device of the present invention will be described with reference to FIGS. The robot operating device according to the present invention is suitable for a multi-degree-of-freedom robot in which a plurality of links having two degrees of freedom are connected to one joint.

【0015】図2は1関節に2以上の自由度をもつ多自
由度マニピュレータの第1例の関節構造を示す斜視図で
あり、図中符号231は屈曲部、232は第1回転軸、
233は第2回転軸、234、235はリンクである。
リンク234とリンク235を接続する屈曲部231に
互いに直交する第1回転軸232と第2回転軸233と
が配置された例である。この構造はユニバーサルジョイ
ントと呼ばれる。
FIG. 2 is a perspective view showing a joint structure of a first example of a multi-degree-of-freedom manipulator having two or more degrees of freedom in one joint. In the figure, reference numeral 231 denotes a bent portion, 232 denotes a first rotating shaft,
233 is a second rotating shaft, 234 and 235 are links.
This is an example in which a first rotation shaft 232 and a second rotation shaft 233 that are orthogonal to each other are arranged at a bent portion 231 that connects the link 234 and the link 235. This structure is called a universal joint.

【0016】図3は1関節に2以上の自由度をもつ多自
由度マニピュレータの第2例の関節構造を示す斜視図で
あり、図中符号331は屈曲部、332は第1回転軸、
333は第2回転軸、334、335はリンクである。
根元側のリンク334の長手方向に沿って第1回転軸3
32が配置され、屈曲部331にリンクに直交して第2
回転軸333が配置された例である。
FIG. 3 is a perspective view showing a joint structure of a second example of a multi-degree-of-freedom manipulator having two or more degrees of freedom in one joint, in which reference numeral 331 denotes a bent portion, 332 denotes a first rotation axis,
333 is a second rotation axis, 334 and 335 are links.
The first rotating shaft 3 extends along the longitudinal direction of the link 334 on the root side.
32 is disposed, and the second portion is orthogonal to the link to the bent portion 331.
This is an example in which a rotating shaft 333 is arranged.

【0017】次に入力部の例を図4から図6を用いて説
明する。図4は本発明のロボット操作装置の第1の実施
の形態の入力部の斜視図であり、図中符号420は入力
部、421は屈曲関節選択ボタン、422はジョイステ
ィックである。1関節に2自由度を持つリンクを複数接
続したロボットをオペレータが操作するとき屈曲関節選
択ボタン421により動作指示を与える関節を選択す
る。つぎに任意方向に傾倒可能なジョイスティック22
を傾倒することによりロボットの屈曲関節に動作情報を
与える。
Next, an example of the input unit will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a perspective view of the input unit of the first embodiment of the robot operating device of the present invention. In the figure, reference numeral 420 denotes an input unit, 421 denotes a bending joint selection button, and 422 denotes a joystick. When an operator operates a robot in which a plurality of links having two degrees of freedom are connected to one joint, a joint to which an operation instruction is given is selected by a bending joint selection button 421. Next, the joystick 22 that can be tilted in any direction
The motion information is given to the bending joint of the robot by tilting the robot.

【0018】図5は本発明のロボット操作装置の第2の
実施の形態の入力部の斜視図であり、図中符号520は
入力部、521は屈曲関節選択ボタン、522はジョイ
スティック、523はダイアルである。1関節に2自由
度を持つリンクを複数接続したロボットをオペレータが
操作するとき屈曲関節選択ボタン521により動作指示
を与える関節を選択する。つぎに正負の2方向にジョイ
スティック522を傾倒することとジョイスティックの
先端に搭載されたダイヤル523を回転させることによ
りロボットの屈曲関節に動作情報を与える。
FIG. 5 is a perspective view of an input unit according to a second embodiment of the robot operating device of the present invention. In the figure, reference numeral 520 denotes an input unit, 521 denotes a bent joint selection button, 522 denotes a joystick, and 523 denotes a dial. It is. When an operator operates a robot in which a plurality of links having two degrees of freedom are connected to one joint, a joint to which an operation instruction is given is selected by a bending joint selection button 521. Next, motion information is given to the bending joint of the robot by tilting the joystick 522 in two positive and negative directions and rotating the dial 523 mounted on the tip of the joystick.

【0019】図6は本発明の第2の実施の形態の応用例
のロボット操作装置の入力部の斜視図であり、図中符号
620は入力部、621は屈曲関節選択ボタン、622
はジョイスティック、623はダイアルである。第2の
実施の形態の入力部520のダイヤル523をジョイス
ティック522の先端ではなく入力部の別の箇所に搭載
した構成である。
FIG. 6 is a perspective view of an input unit of a robot operation apparatus according to an application of the second embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 620 denotes an input unit, 621 denotes a flexion joint selection button, and 622.
Is a joystick and 623 is a dial. In the configuration of the second embodiment, the dial 523 of the input unit 520 is mounted not on the tip of the joystick 522 but on another part of the input unit.

【0020】次に座標変換部150の変換動作を説明す
る。第1の実施の形態の入力部において、座標変換部は
ジョイスティック422の傾倒量に応じてロボットの屈
曲方向と屈曲目標位置や屈曲動作速度を生成する。ま
た、ジョイスティック422の上方向への操作をロボッ
トの根元側リンクの姿勢に対して手先側リンクの鉛直上
方への移動に対応させることにより、オペレータにわか
りやすい動作の指示が可能となる。この構成では2自由
度を有する関節の屈曲動作を1つのジョイスティックの
みでオペレータにより操作が可能となり、ロボットの動
作がわかりやすいという利点がある。
Next, the conversion operation of the coordinate conversion unit 150 will be described. In the input unit according to the first embodiment, the coordinate conversion unit generates a bending direction, a bending target position, and a bending operation speed of the robot according to the amount of tilt of the joystick 422. In addition, by making the upward operation of the joystick 422 correspond to the vertical upward movement of the hand-side link with respect to the posture of the robot's root-side link, it is possible to give an operator an operation instruction that is easy to understand. This configuration has the advantage that the bending operation of the joint having two degrees of freedom can be operated by the operator with only one joystick, and the operation of the robot is easy to understand.

【0021】第2の実施の形態の入力部において、座標
変換部はジョイスティック522の傾倒量に応じてロボ
ットの屈曲目標位置や屈曲動作速度を生成する。またダ
イヤル523の回転量に応じてロボットの屈曲方向目標
位置や旋回動作速度を生成する。この構成では屈曲関節
の屈曲動作と旋回動作とをオペレータが直接指示するこ
とが可能となり、ロボットの動作がわかりやすいという
利点がある。
In the input unit according to the second embodiment, the coordinate conversion unit generates a bending target position and a bending operation speed of the robot according to the amount of tilt of the joystick 522. Further, a target position in the bending direction and a turning operation speed of the robot are generated according to the rotation amount of the dial 523. In this configuration, the operator can directly instruct the bending operation and the turning operation of the bending joint, and there is an advantage that the operation of the robot can be easily understood.

【0022】ジョイスティックやダイアルの各方向への
操作とロボットの根元側リンクの姿勢に対する手先側リ
ンクの屈曲位置の各方向への対応を図7のベクトル図を
参照して説明する。図7は本発明のロボット操作装置の
入力部のジョイスティックの入力とロボットの動作の対
応を示すベクトル図であり、図中符号761は手先側リ
ンク、762は根元側リンク、763は鉛直上方ベクト
ルV↓a、764は根元側リンク姿勢ベクトルV↓b、
765は上方向入力、766は下方向入力、767は左
方向入力、768は右方向入力、769は平面Hであ
る。
The operation of the joystick and dial in each direction and the correspondence of the bending position of the hand side link to the posture of the base side link of the robot in each direction will be described with reference to the vector diagram of FIG. FIG. 7 is a vector diagram showing the correspondence between the input of the joystick of the input unit of the robot operation device of the present invention and the operation of the robot. In the figure, reference numeral 761 denotes a hand side link, 762 denotes a root side link, and 763 denotes a vertical upward vector V. ↓ a, 764 are the root side link posture vector V ↓ b,
765 is an upward input, 766 is a downward input, 767 is a leftward input, 768 is a rightward input, and 767 is a plane H.

【0023】ここで屈曲部における鉛直上方向きのベク
トルを鉛直上方ベクトルV↓a763とする。鉛直上方
ベクトルV↓a763と根元側リンク姿勢ベクトルV↓
b764とを含んだ平面を平面H769とする。手先側
リンク761の平面H769上にあって根元側リンク7
62と直交する上下向きの移動と、ジョイスティック4
22、522、622の上方向入力765と下方向入力
766とを対応させる。また、手先側リンク761の平
面H769と直交し根元側リンク762とも直交する左
右向きの移動とジョイスティック422、ダイアル52
3、623の左方向入力767と右方向入力768とを
対応させる。
Here, the vertical upward vector at the bent portion is defined as a vertical upward vector V ↓ a763. Vertical upper vector V ↓ a763 and root side link posture vector V ↓
A plane including b764 is referred to as a plane H769. The base side link 7 on the plane H769 of the hand side link 761
Up and down movement orthogonal to 62 and joystick 4
22, 522, and 622, the upward input 765 and the downward input 766 are associated with each other. Further, the joystick 422 and the dial 52 move in the left-right direction orthogonal to the plane H769 of the hand side link 761 and orthogonal to the base side link 762.
3, 623 left direction input 767 and right direction input 768 are associated with each other.

【0024】[0024]

【実施例】本発明の第1の実施例を図1,図4を参照し
て説明する。本発明のロボットの操作装置の入力部42
0の操作部は屈曲関節選択ボタン421、ジョイスティ
ック422とからなる。1関節に2自由度を持つリンク
を複数接続したロボットを操作するとき、オペレータは
屈曲関節選択ボタン421により動作させたい関節を選
択する。つぎに任意方向にジョイスティック422を傾
倒することによりロボットの屈曲関節に動作情報を与え
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Input unit 42 of the robot operating device of the present invention
The operation unit 0 includes a flexion joint selection button 421 and a joystick 422. When operating a robot in which a plurality of links having two degrees of freedom are connected to one joint, an operator selects a joint to be operated by a bending joint selection button 421. Next, motion information is given to the bending joint of the robot by tilting the joystick 422 in an arbitrary direction.

【0025】第1の実施例において、座標変換部150
はジョイスティック422の傾倒量に応じてロボットの
屈曲目標位置を生成する。屈曲目標位置は以下の手順で
ジョイスティックの入力と対応づけられている。図7で
は上述のように屈曲部から鉛直上方向きのベクトルを鉛
直上方ベクトルV↓a763とし、鉛直上方ベクトルV
↓a763と根元リンク姿勢ベクトルV↓b764とを
含んだ平面を平面H769とする。手先側リンク761
の平面H769上にあって根元側リンク762と直交す
る上下向きの移動にジョイスティック422の上方向入
力765と下方向入力766とを対応させる。また、手
先側リンク761の平面H769と直交し根元側リンク
762と直交する左右向きの移動にジョイスティック4
22の左方向入力767と右方向入力768とを対応さ
せる。ジョイスティックを最大に傾倒させたときにロボ
ットが最大位置に屈曲をするようにモータ駆動情報を対
応づける。
In the first embodiment, the coordinate conversion unit 150
Generates a bending target position of the robot according to the amount of tilt of the joystick 422. The bending target position is associated with the input of the joystick in the following procedure. In FIG. 7, as described above, the vector directed upward from the bent portion is referred to as a vertical upward vector V ↓ a763, and the vertical upward vector V ↓ a763.
A plane including ↓ a763 and a root link posture vector V ↓ b764 is referred to as a plane H769. Hand side link 761
The upward input 765 and the downward input 766 of the joystick 422 are associated with the upward and downward movement orthogonal to the root side link 762 on the plane H769. In addition, the joystick 4 is used to move the hand side link 761 in a horizontal direction orthogonal to the plane H769 and orthogonal to the root side link 762.
The left direction input 767 and the right direction input 768 are associated with each other. The motor drive information is associated so that the robot bends to the maximum position when the joystick is tilted to the maximum.

【0026】本実施例によると、ロボットの屈曲動作を
1つのジョイスティックで制御が可能であり、また任意
の屈曲目標位置の指示が可能となる。
According to this embodiment, the bending operation of the robot can be controlled by one joystick, and an arbitrary bending target position can be specified.

【0027】次に本発明の第2の実施例を説明する。第
1の実施例に記載の入力部420のジョイスティック4
22の傾倒量に応じて手先側リンクの屈曲方向と屈曲動
作速度とが生成されるように座標変換部150を設計す
る。ジョイスティックを最大位置に傾倒させたときにロ
ボットの屈曲速度が最大になるようにモータ駆動情報を
対応づける。本実施例によると、ロボットに対して屈曲
させたい動作速度の指示が可能となり、ロボットのスム
ースな動作が可能となる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Joystick 4 of input unit 420 described in the first embodiment
The coordinate conversion unit 150 is designed such that the bending direction and the bending operation speed of the hand-side link are generated according to the amount of tilt of the link 22. The motor drive information is associated with the robot so that the bending speed of the robot becomes maximum when the joystick is tilted to the maximum position. According to the present embodiment, it is possible to instruct the robot on the operation speed at which the robot wants to bend, so that the robot can operate smoothly.

【0028】本発明の第3の実施例を図1,図5を参照
して説明する。本発明のロボットの操作装置の入力部5
20の操作部は屈曲関節選択ボタン521、ジョイステ
ィック522、ジョイスティックの先端に搭載されるダ
イヤル523とからなる。1関節に2自由度を持つリン
クを複数接続したロボットを操作するときオペレータは
屈曲関節選択ボタン521により動作させたい関節を選
択する。つぎに正負の2方向にジョイスティック522
を傾倒することによりロボットの屈曲関節に屈曲動作情
報を与える。またダイヤル523を回転させることによ
り、ロボットの屈曲関節に旋回動作情報を与える。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Input unit 5 of the robot operating device of the present invention
The operation unit 20 includes a bending joint selection button 521, a joystick 522, and a dial 523 mounted on the tip of the joystick. When operating a robot in which a plurality of links having two degrees of freedom are connected to one joint, the operator selects a joint to be operated by using the bending joint selection button 521. Next, use the joystick 522 in the positive and negative directions.
To give bending motion information to the bending joint of the robot. By rotating the dial 523, turning operation information is given to the bending joint of the robot.

【0029】座標変換部150では、ジョイスティック
522の傾倒量に応じて屈曲目標位置を生成し、ダイヤ
ルの回転に応じて旋回目標位置を生成するようにモータ
駆動情報に変換をする。
The coordinate conversion section 150 generates a target bending position in accordance with the amount of tilt of the joystick 522 and converts it into motor drive information so as to generate a target rotation position in accordance with the rotation of the dial.

【0030】図6の入力部620のように、ダイヤル6
23はジョイスティック622の先端ではなく、入力部
620の別の箇所に搭載してもよい。
As shown in the input section 620 of FIG.
Reference numeral 23 may be mounted not on the tip of the joystick 622 but on another part of the input unit 620.

【0031】この実施例の構成によれば、ロボットの屈
曲部に対して、屈曲情報と旋回情報をオペレータがわか
りやすく指示することが可能となる。
According to the configuration of this embodiment, the bending information and the turning information can be easily instructed by the operator to the bending portion of the robot.

【0032】次に本発明の第4の実施例を説明する。第
4の実施例の入力部は第3の実施例の入力部520と同
じ構成とする。座標変換部150では、ジョイスティッ
ク522の傾倒量に応じて屈曲動作速度を生成し、ダイ
ヤル523の回転に応じて旋回動作速度を生成するよう
にモータ駆動情報に変換をする。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The input unit of the fourth embodiment has the same configuration as the input unit 520 of the third embodiment. The coordinate conversion unit 150 generates a bending operation speed according to the amount of tilt of the joystick 522, and converts the motor driving information to generate a turning operation speed according to the rotation of the dial 523.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によるロボットの操作装置は、1
関節に2自由度を持つリンクを複数接続したロボットに
おいてオペレータにわかりやすい動作を実現する。オペ
レータは第1として各屈曲させたい関節を選択し、第2
としてジョイスティックとダイヤルを用いて選択された
関節に屈曲動作を指示をする。
The robot operating device according to the present invention has the following features.
An operation which is easy for an operator to understand is realized in a robot in which a plurality of links having two degrees of freedom are connected to joints. The operator first selects the joint to be bent, and
And instruct the selected joint to bend using the joystick and dial.

【0034】これによりオペレータにとってロボットの
各屈曲部の屈曲形状、屈曲動作がわかりやすく、また全
体形状が想像しやすいといった利点を実現できる効果が
ある。
This has the effect that the operator can easily understand the bending shape and the bending operation of each bending portion of the robot and can easily imagine the overall shape.

【0035】また、本操作装置のオペレータの操作のロ
ボットの動作への変換、すなわちオペレータの指示によ
る入力部の操作情報からモータ駆動情報への変換の計算
は、1つの屈曲部のみの情報を用いる計算であるため、
手先位置姿勢情報からのモータ駆動情報への変換の計算
と比較して演算量が少ない。このことから、6自由度以
上の冗長多自由度ロボットへの適用も容易となる効果が
ある。
Further, the conversion of the operation of the operator of the present operating device into the operation of the robot, that is, the calculation of the conversion from the operation information of the input unit to the motor drive information in accordance with the instruction of the operator uses information of only one bent portion. Because it is a calculation,
The amount of calculation is small as compared with the calculation of the conversion from the hand position and orientation information to the motor drive information. Thus, there is an effect that application to a redundant multi-degree-of-freedom robot having six or more degrees of freedom is facilitated.

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

【図1】本発明のロボットの操作装置の実施の形態を示
す模式的ブロック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of a robot operating device according to the present invention.

【図2】1関節に2以上の自由度をもつ多自由度マニピ
ュレータの第1例の関節構造を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a joint structure of a first example of a multi-degree-of-freedom manipulator having two or more degrees of freedom in one joint.

【図3】1関節に2以上の自由度をもつ多自由度マニピ
ュレータの第2例の関節構造を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a joint structure of a second example of a multi-degree-of-freedom manipulator having two or more degrees of freedom in one joint.

【図4】本発明のロボット操作装置の第1の実施の形態
の入力部の斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of an input unit of the robot operating device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明のロボット操作装置の第2の実施の形態
の入力部の斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view of an input unit of a robot operating device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施の形態の応用例のロボット
操作装置の入力部の斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view of an input unit of a robot operation device according to an application example of the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明のロボット操作装置の入力部のジョイス
ティックの入力とロボットの動作の対応を示すベクトル
図である。
FIG. 7 is a vector diagram showing the correspondence between the input of the joystick of the input unit of the robot operating device of the present invention and the operation of the robot.

【図8】従来のボタン入力によるロボットの操作装置の
模式的構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a conventional robot operating device by button input.

【図9】従来例のジョイスティックを用いたロボットの
操作装置の模式的構成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a conventional robot operating device using a joystick.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

120、420、520、620、820、920
入力部 121 選択ボタン 122、422、522、622、922 ジョイス
ティック 130、830、930 ロボット 140、840、940 ロボット制御部 150、950 座標変換部 151、851、951 モータ駆動情報 153 関節の屈曲情報 231、331 屈曲部 232、332 第1回転軸 233、333 第2回転軸 234、235、334、335 リンク 421、521、621 屈曲関節選択ボタン 523、623 ダイアル 761 手先側リンク 762 根元側リンク 763 鉛直上方ベクトルV↓a 764 根元側リンク姿勢ベクトルV↓b 765 上方向入力 766 下方向入力 767 左方向入力 768 方向入力 769 平面H 821、921 ボタン 952 手先位置姿勢情報
120, 420, 520, 620, 820, 920
Input unit 121 Selection button 122, 422, 522, 622, 922 Joystick 130, 830, 930 Robot 140, 840, 940 Robot control unit 150, 950 Coordinate conversion unit 151, 851, 951 Motor drive information 153 Joint bending information 231 331 Bend 232, 332 First rotation axis 233, 333 Second rotation axis 234, 235, 334, 335 Link 421, 521, 621 Bending joint selection button 523, 623 Dial 761 Hand side link 762 Root side link 763 Vertical upward vector V ↓ a 764 Root side link posture vector V ↓ b 765 Upward input 766 Downward input 767 Leftward input 768 Direction input 769 Plane H 821,921 button 952 Hand position / posture information

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1関節に2以上の自由度を持つリンクを
複数接続したロボットの操作装置であって、該ロボット
の操作装置は、屈曲動作をさせる関節を選択する屈曲関
節選択ボタンと、該関節の屈曲角度および方向を決定す
る2自由度の任意の方向に傾倒自在なジョイスティック
と、前記屈曲関節選択ボタンと前記ジョイスティックの
入力を前記ロボットのモータ駆動情報に変換する座標変
換部と、該座標変換部の前記モータ駆動情報により前記
ロボットを制御するロボット制御部とを備え、 前記座標変換部は、制御するリンクの位置と動作をオペ
レータが直感的に把握可能なように、前記屈曲関節選択
ボタンによって選択された前記関節の手先側のリンクの
根元側のリンクに対する関係が、前記ジョイスティック
の傾倒方向と傾倒角度と直接的に対応するように、前記
ロボットのモータ駆動情報に座標変換を施す、ことを特
徴とするロボットの操作装置。
1. An operating device for a robot in which a plurality of links having two or more degrees of freedom are connected to one joint, wherein the operating device for the robot includes a bending joint selection button for selecting a joint to be bent. A joystick that can be tilted in any direction with two degrees of freedom to determine the bending angle and direction of the joint; a coordinate conversion unit that converts the bending joint selection button and the input of the joystick into motor drive information of the robot; A robot control unit that controls the robot based on the motor drive information of the conversion unit. The coordinate conversion unit is configured to select the bending joint selection button so that an operator can intuitively grasp the position and operation of the link to be controlled. The relationship between the link on the proximal side of the link on the hand side and the link on the proximal side selected by the above is directly related to the tilt direction and tilt angle of the joystick. So as to correspondingly performs coordinate transformation on the motor driving information of the robot, operating apparatus for a robot, characterized in that.
【請求項2】 1関節に2以上の自由度を持つリンクを
複数接続したロボットの操作装置であって、該ロボット
の操作装置は、屈曲動作をする関節を選択する屈曲関節
選択ボタンと、前記関節の屈曲角度を決定するために正
負の2方向に傾倒自在なジョイスティックと、前記関節
の屈曲方向を決定するダイヤルと、前記屈曲関節選択ボ
タンと前記ジョイスティックと前記ダイアルとの入力を
前記ロボットのモータ駆動情報に変換する座標変換部
と、該座標変換部の前記モータ駆動情報により前記ロボ
ットを制御するロボット制御部とを備え、 前記座標変換部は、制御するリンクの位置と動作をオペ
レータが直感的に把握可能なように、前記屈曲関節選択
ボタンによって選択された前記関節の手先側のリンクの
根元側のリンクに対する関係が、前記ジョイスティック
の傾倒度と前記ダイアルの回転方向と直接的に対応する
ように、前記ロボットのモータ駆動情報に座標変換を施
す、ことを特徴とするロボットの操作装置。
2. An operating device for a robot in which a plurality of links having two or more degrees of freedom are connected to one joint, wherein the operating device for the robot includes a bending joint selection button for selecting a joint performing a bending operation; A joystick that can be tilted in two directions, positive and negative, to determine the bending angle of the joint; a dial that determines the bending direction of the joint; input of the bending joint selection button, the joystick, and the dial; A coordinate conversion unit that converts the information into drive information; and a robot control unit that controls the robot based on the motor drive information of the coordinate conversion unit. The coordinate conversion unit allows the operator to intuitively control the position and operation of the link to be controlled. As can be grasped, the relation of the link on the hand side of the joint selected by the flexion joint selection button to the link on the root side, Serial As the tilt of the joystick corresponds directly with the rotational direction of the dial is subjected to coordinate transformation to the motor drive information of the robot, operating apparatus for a robot, characterized in that.
【請求項3】 前記ダイアルがジョイスティックの先端
に取り付けられている請求項2に記載のロボットの操作
装置。
3. The robot operating device according to claim 2, wherein the dial is attached to a tip of a joystick.
【請求項4】 前記座標変換部が、前記屈曲関節選択ボ
タンにより選択された前記関節の根元側リンクの姿勢に
対して、該関節の手先側リンクの該関節の屈曲位置の鉛
直上方への屈曲方向を、前記ジョイスティックの上方向
への操作と対応づけて、前記ロボットのモータ駆動情報
に座標変換を施す、請求項1または請求項2に記載のロ
ボットの操作装置。
4. The method according to claim 1, wherein the coordinate conversion unit is configured to bend the hand-side link of the joint vertically above the bending position of the joint with respect to the posture of the base-side link of the joint selected by the bending joint selection button. 3. The robot operating device according to claim 1, wherein the direction is associated with an upward operation of the joystick, and the motor drive information of the robot is subjected to coordinate conversion. 4.
【請求項5】 前記座標変換部が、モータ駆動情報に前
記ジョイスティックの傾倒量に対応した前記ロボットの
屈曲動作速度の座標変換を施す、請求項1または請求項
2に記載のロボットの操作装置。
5. The robot operating device according to claim 1, wherein the coordinate conversion unit performs a coordinate conversion of a bending operation speed of the robot corresponding to a tilt amount of the joystick to the motor drive information.
【請求項6】 前記座標変換部が、モータ駆動情報に前
記ジョイスティックの傾倒量に対応した前記ロボットの
屈曲目標角度の座標変換を施すことを特徴とする請求項
1または請求項2に記載のロボットの操作装置。
6. The robot according to claim 1, wherein the coordinate conversion unit performs coordinate conversion of a target bending angle of the robot corresponding to a tilt amount of the joystick to the motor drive information. Operating device.
【請求項7】 前記座標変換部が、モータ駆動情報に前
記ダイヤルの回転量に対応した前記ロボットの旋回動作
速度の座標変換を施すことを特徴とする請求項2に記載
のロボットの操作装置。
7. The robot operating device according to claim 2, wherein the coordinate conversion unit performs a coordinate conversion of a turning operation speed of the robot corresponding to a rotation amount of the dial to the motor drive information.
【請求項8】 前記座標変換部が、モータ駆動情報に前
記ダイヤルの回転量に対応した前記ロボットの旋回動作
目標角度の座標変換を施すことを特徴とする請求項2に
記載のロボットの操作装置。
8. The robot operating device according to claim 2, wherein the coordinate conversion unit performs a coordinate conversion of a target rotation angle of the robot corresponding to a rotation amount of the dial to the motor drive information. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100731418B1 (en) * 2000-03-28 2007-06-21 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 Teaching pendant of robot

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