JPS58137575A - マスタ−スレ−ブ形マニプレ−タ - Google Patents

マスタ−スレ−ブ形マニプレ−タ

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JPS58137575A
JPS58137575A JP1637282A JP1637282A JPS58137575A JP S58137575 A JPS58137575 A JP S58137575A JP 1637282 A JP1637282 A JP 1637282A JP 1637282 A JP1637282 A JP 1637282A JP S58137575 A JPS58137575 A JP S58137575A
Authority
JP
Japan
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work
worker
master
head
robot
Prior art date
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Pending
Application number
JP1637282A
Other languages
English (en)
Inventor
能木 貞治
松尾 友靖
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.)
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Meidensha Corp, Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Corp
Priority to JP1637282A priority Critical patent/JPS58137575A/ja
Publication of JPS58137575A publication Critical patent/JPS58137575A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、作業性に優れしかも作業対象物に対する作業
C1,yットの作業精度が高いマスタースレー1形マニ
グレータに関する。
作業対象物が危険な物や或いは作業環境が悪い場合や単
画な繰り返し作業を行なう場合には、作業者の労働条件
を改善する点からもロボットによりこれらの作業を行な
うことが望ましい。
従って、口?ットはその運転者が遠隔操作によって操縦
するか或いは単純作業等では数値制御により自動的に作
動するようにしなければならない。
従来、口〆ットの遠隔操作方法としては作業者が望遠鏡
や工業用テレビジヨンを使用したり或いは1[接肉眼で
作業対象物と口〆ットとを観察しながらロボットを操作
する方法が多用されている。ところが、このような方法
では高い作業精度が要求される場合や作・業内容が複雑
な場合にはロボットの操作が難しくて高度の熟練作業者
を必要とする。数値制御によって運転されるロボットV
Cおいてはこのような問題が全くないものの、作業対象
物の形状や作業内容が頻繁に変わる場合には、その都r
L1iFrたなデータを作成しなければならず、汎用性
に乏しい欠点がある。
マスタースレーブ形マニプレータは上述した欠点を補う
ものとして有用であり、その原理を表すglaOK示す
ように、図示しない作業対象物に対して作業を行なう作
業口ゲット(スレーブ)1を作業者2によって操作され
る操作口ゲット(マスター)3の動きに追従させ、作業
口lットlの手先をテレビカメラ4で撮影し、これをモ
ニタテレビ5で観察しながら作業を行なうようになって
いる。この場合、テレビカメラ4による画像は平向#I
像で奥行等の立体感を把握することができないため、一
般には豪数台のテレビカメラ4を用いて七れらの儂を複
数のモニタテレビ5で観察し、作業対象物に対する作業
口lット1の手先の位置を判断するようにしている。こ
のため、作業性が惑〈誤操作を行なう危険性も高いので
作業に熟練度が要求される。
父、作業者2の姿勢が変fk’、 してもテレビカメラ
4の位置が変化しないため、その都度制御116を操作
してテレビカメラ4の位置を調整しなければならない。
このことは作業口lットlによる作業の中断を意味して
おシ、作業性を低下させる別な一因となっている。
本発明は上述した従来のOdfットに対する遠隔操作上
の不具合に鑑み、高価な数値制−装置を使わずとも作業
精度を高く維持できると共に作業性が著しく優れたマス
タースレーブ形マニプレータを提供することを目的とす
る。
この目的をsitする本発明のマスタースレーブ形マニ
プレータにかかる・構成は、作業者によって操作される
操作口ビットと、前記操作0/ツトの動作に追従して作
業対象物に対して作業をする作業口ゲットと、一体的に
移動し且つ前記作業者の両目に対応して前記作業対象物
をそれぞれ撮像する1対の撮像装置と、前記作業者の頭
部に固定され且つこの頭部の動きを前記撮像装置に追従
させる移動操作装置と、前記作業者の頭部に固定され且
つ前記撮像装置による前記作業対象物の2つの画像を合
成して立体虚健を作る鏡を具えた画儂金成装置とから成
る。
以下、本発明によるマスタースレーブ形マニプレータ 
の一実施例について第2図、@3図を参照しながら詳細
に説明する、本実施例の奥際の作業状■を表す第2図に
示すように、作業対象物11に対して作業を行なう作業
Qデフ112社、作業者13が操作する操作−−ット1
4に連結iれ九追従装置15によp、この操作ローット
14と同一の動きを倣うようになっている。作業対象物
11に対する作業としては各株加工や組み立て、測定或
いは移動等があシ、これらの作業形態に対応し九工具や
把持具或いはIII定−が作業口lット12及び操作口
?ン) 14の先端に選択的KI!着されるが、操作口
ゲット14社実際の作業を行なうわけではないので、操
作口〆ット14には工具や把持具或いは測定器の模型を
装着するようにしてもよい。なお、操作口lット14に
対する作業口がット12の追従装置115として従来か
ら周知の電気的倣い装置や油圧機器部を利用した機械的
倣い装置を用いるとよい。作業対象物11のth俸をそ
れぞれ得る2台のテレビカメラ(撮像装置)16,16
’が、これらテレビカメラl 6 、 l 6’を任意
の方間に作業者13の頭の動きに追従して移動する視−
追従装置11117を介して作業口Iット12に取り付
けられている。この視線追従装置1117は、作業者1
3の頭に装着されると共に多関節から成り且つ作業者1
3の頭と一本的に箒勧して、作業者13の頭の3次元的
動きを伝える移動操作装置1Bに連絡されている。この
移動操作装置五8の先端には、作業$13の鉋に固定さ
れるヘルメット19が取シ付けられている、従って、作
業1113の頭の動き、つまり視線の同きに追従して襲
勧操作1i11118から送られて来る傷号に従って視
線追従装置17は、テレビカメラl 6 、 l 6’
を移動させている。またテレビカメラ16 、 l 6
’は、これらテレビカメラ16.16’からそれぞれ送
られて来る伝送1iiIlfIIを立木的に合成して、
作業者13の前方(図中左側)に作業者13の錯覚によ
って見える作業対象物11の立捧虚儂20を構成し得る
1lkl偉合成装置21に接続されている3、この画像
合成装al121は。
その構造を表す113図に示すようになっておシ、作業
者13の目の間隔PDと郷しい間隔の接眼s22を具え
たミラーハウソング23内には、それぞれ作業者13の
1!察方同(図中矢印■方向)に対して逆向きに45度
ずつ傾斜した半透明@24,25が固定されている。更
に2台のテレビカメラ16 、16’にそれぞれ接続す
る2台の受像管(ブラウン管)26.27が各半透明鏡
24.2511を同〈ように相互に対同状態でミラーハ
ウノング23に取り付けられている。
なお、接眼s22から左右の受像管26 、271での
光路長は等しく設定されていることが好ましい。更にこ
の一儂合成!装置21は、作業者13の−と一陣的に移
動できるように、接@部22を作業者13の目に同けて
ヘルメット19に一陣的に固定されている。また−像合
g装置ziom方(図中左方向)に見える立体虚像20
がより鮮明にI!祭できるように、−俸合成装置21の
周りを操作口〆ット14も入るようにトンネル状に蛇腹
部材2aで覆い、薄暗くし友空関内に立体虚像20が生
じるようにしである。
その蛇腹部材2りの先端はt&装本体29に止められて
いる。尚、本実施例ではヘルメツ)19にuii像合成
装置21jk一体的に収シ付けたので、作業者13にと
って頭にかかるfi電が大きくなるおそれがあるが、移
動操作装v118にバランサー機構を設けて、モーメン
トの!IJシ合いをとるようにすれば良い。
従って作業者13がヘルメツ)19t−かぶシ、操作ロ
ボット14t−装着してlI!l1v71合成装置21
を覗くと、操作ロボット14の前方にテレビカメラ16
 、16’が写し撮った作業対象物11が立体的に合成
された立体虚@20として見え。
その立体虚[20に対して操作ロボット14を操作する
と作業口ボッ)12が作業対象物11に対して実際の作
蝋をし、作業415はあたかも自分が操作ロボット14
によって作業対Ji!物11の立体虚謔20に対して作
業を行なっているような#XX金兄る。
本実施列では半透明thl11124.25′に用いる
ことで実際の操作口ボッ)14と作業対象物11の立体
虚像20とが同時K11l察できるようKしているが、
この半透@虜24.25の代シに無数の小孔を穿設し九
全反射迩ヤ屈折プリズムを使用しても同様な効果を期待
できる。?−の場合。
操作ロボット140mmができなくなるが、テレビカメ
716 、16’によシ作業ロボット11の立体虚像を
**で龜るので、この作業−ボット11のIIk自によ
って作業状llAt−把迩することがクーである。なお
、撮像装置として使用し九テレビカメラ16 、16’
の代)にtjJ儂伝送伝送路てイメージファイバを使い
、光信号をそのままスクリーンに投影するようにしても
よい。
本実施例のように半透明鏡24.25等を用−いて作業
対象物11及び作業ロボット12の立体虚像20と実際
の操作ロボット14とが同時に重なって観察される場合
には、作業ロボット12の立体虚像と操作ロボット14
とが等しい大きさで綱察できるように、作業ロボット1
2とテレビカメラ1・、16′との間隔か或いは接眼部
22と受像管26,27との光路長tgmするが、テレ
ビカメラ16 、16’がズームレンズを具え丸もので
は、このズームレンズの操作によって簡単に行なう仁と
ができる。なお1本実施例では、受像管26.27に映
るililig&を半透明鏡24.25で1回だけ反射
して見ている丸め、そのiまでは立体虚像20が左右反
転像となることからテレビカメラ16 、16’にW!
統する受像管26.27の描′引方向を逆にすることで
作業対Jk物11の正立像f:4るようにしている。更
に、テレビカメラ16 、16’の撮影方向が作業:1
13の頭部の動きに追従して視線追従装置17により自
動的KiIII#される丸め、作業者13の姿勢が変化
しても作業管中断する必要が全くなく、連続作業による
能率向上を企図し得る。まえ、蛇腹部材24iは、画像
合成装置21の後方を暗くして立体虚@20のコントラ
ストをはつきシさせる為に用い九が、暗幕を覆いかぶせ
ても良い。
以上説明し丸ように本発明は、2台のテレビカメラから
得喪作業対象物の2つのlN1IIIを鏡を用いて立体
的に合成し良虚儂rC対して操作口〆ットを運転者が操
作することによシ作業口ゲットを倣い移動させるように
したので、倣いのための[111を作る必要がなく、操
縦性の容易さと相俟って汎用性に優れている。またテレ
ビカメラを作業者の頭の動きに追従して動けるようにし
たので、作業者が手または足でテレビカメラの移−を行
なう必要がなくなシ、更KIIIgII合成装置も作業
者cIIIと一律的な動きができるようにしたので、作
業者の動きが制約されず、作業姿勢が東にな)、作業の
容具性を−−助けていると共に連続作業による作業者の
疲労蓄積回避や能率同上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
@1図は従来のマスター−レープ形マニlレータの操作
原理を表す作業概念図、@2図は本発明によるマスター
スレーブ形マニグレータの一実施例の作業概念図、第3
図は幽儂合11!を装置の基本的構造を示す概略図であ
る。 図面中、 11は作業対象物、 12拡作東ロゲット、 13は作業者。 14は操作口ゲット、 15は追従装置、 16 、 l 6’祉テレビカメラ、 17は視縁追従装置、 18は移動操作@置、 20Fi立捧虚悸、 21はl&il健合成*置、 装4.25は半透明鏡である。 特許出願人 株式会社明  電  舎 代理人 弁理士 元 石 士 部(他1名) 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 作業者によって操作される操作口Iットと、前記操作口
    ゲットの動作に追従して作業対象物に対して作業をする
    作業口ゲットと、一体的に移動し且つ#lk2作業者の
    両目に対応して前記作業対象物をそれぞれ撮儂する1対
    の撮侭装置と、前記作業者の頭部に固定され且つこの頭
    部の動きを前記撮像装置に追従させる移動操作装置と、
    前記作業者のII部に固定され且つ前記撮俸装置による
    藺紀作業対象物の2つの1像を合成して立体虚書を作る
    鏡を具えた一像合成装置とから成ルマスタースレープ形
    マニプレータ。
JP1637282A 1982-02-05 1982-02-05 マスタ−スレ−ブ形マニプレ−タ Pending JPS58137575A (ja)

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JP1637282A JPS58137575A (ja) 1982-02-05 1982-02-05 マスタ−スレ−ブ形マニプレ−タ

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JP1637282A Pending JPS58137575A (ja) 1982-02-05 1982-02-05 マスタ−スレ−ブ形マニプレ−タ

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