JPS58149187A - 遠隔操作マニピユレ−タ - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は遠隔操作マニュピユレータに係り。

特にＴＶカメラを通して得られる視覚情報をもと１＝マ
スターアームを操作させるマスタースレーブ方式の遠隔
操作マニピュレータの改良に関するものである。

〔発明の技術的背景〕

近年、原子力発電の曹及に伴ない原子力発電所の運転・
保守に当たっての高レベルの放射線環境下での作業量が
増大しつつある。−この高レベルの放射線下での作業は
作業員の被ばくという問題があり、作業員の被ばく低減
を目的として格納容器内の点検、保守等の作業を遠隔操
作しようという試みが具体化しつつある。

こうした状況の下で遠隔操作技術の重要性は近年ますま
す増大しつつある。なかでも人間の手、腕の機能を代行
するマニピュレータには更に高度な性能と良好な操作性
が要求されるようになってきた。

〔背景技術の問題点〕

従来この操作方式には、２通りの方式がある。

その第１の方式はマニピュレータの各関節の動きを個別
の自由度に割り付けた多自由度の操縦枠によりマニピュ
レータの各関節を操作する方式である。この方式は簡便
ではあるが、マニピュレータの作業空間における動作方
向と操縦枠の操作方向とが対応せずオペレータの習熟に
長時間を要し、なおかつ細かな作業は困難であるという
欠点を持っていた。

第２の方式は実際に作業を行なうスレーブアームを、こ
れと同一あるいは相似の幾何学的形状をなすマスタアー
ムと連動させ、オペレータがマスタアーム先端に設けら
れたへンドル手首部を握って必要な動作を行なわせるこ
とにより、スレーブアームを操作するマスタスレーブ方
式である。この方式では高い精度でスレーブアームを操
作Ｔることができるため、細がい作業には適している反
面オペレータが実際に身体を動かして操作しなければな
らないため疲労を伴ない長時間の操作には適さないばか
りでなく多自由度のマニピュレータの操作においてマニ
ピュ帖 レータの腕の姿勢を祷確に操作する場合、オ（レータに
多大の負担をかけるという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は以上のような点を考慮してなされたものであり
、操作性が良く細かい作業も可能で操作に要するオペレ
ータの身体動作を最小限にとどめることができる遠隔操
作マニピュレータを提供することを目的としている。

〔発明の概要〕

本発明はマスタアームにこの各関節の動きを規制するブ
レーキを設けこのブレーキをマニピュレータ本体を駆動
するモータを動作させる夛−４装置と前記ブレーキの作
動を選択するブレーキ切換スイッチを連動させることに
より、前述の目的を達成できるものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例について図面を参照して説明する
。第１因に示すように走行車１に一一ピニレータ本体２
が塔載され、マニピュレータ本体２には姿勢が３自由度
α、β、Ｔの手曹部３と位置が４自由度−１．θ官、θ
畠、＃、の肩部５、上腕部６．前腕部１が設けられ、こ
れらは後述するモータＭｌ〜Ｍ？によりそれぞれ駆動す
るようになっている。前記手１部ＪにはＴＶカメラ４が
取付けられまたマニピュレータ本体２には腕の姿勢確認
用ＴＶカメラ１１が取付けられ、さらにマニピュレータ
本体２の各関節の角度変化を検出する検出器（第１図に
示されていないが後述するＳｔ〜Ｂ、に相当）が設けら
れている。

一方このような構成のマニピュレータ本体２に対して離
れた位置にあってマニピュレータ本体２とはケーブル８
により電気的に接続される操作車９が設けられている。

この操作車９にはマニピュレータ本体２と同じ自港度を
有し、かつこれとは幾何学的に相似のマスタアーＡ一般
けられ、また操作４ｅの前面・４ネルには前記姿勢確認
用ＴＶカメラ１ノからの映像が写されるモニタ１ｚが設
けられている。

また前記マスタアーム１０にはこの各１Ｓｉ１節の動き
をそれぞれ規制するためのブレーキ例えば電動ブレーキ
ＣＩＪＩ図には示されていないが、後述するＢ工〜Ｂ、
に相当）が設けられている。

さらにマスタアーム１０には各各節の角度をそれぞれ検
出するための検出器（第１図には示されていないが後述
する８ム１〜８ムＶに相当）が設けられている。操作車
９には前記電動ブレでおり、このブレーキ切換スイッチ
１１のうち１個は例えば自由度１に、１１に関係する電
動＃１および＃６に関係する電動ブレーキＢｌ〜Ｂ、の
いずれかを入切するものである。

’！２図は以上のように構成された遠隔操作マニピュレ
ータの制御回路を示すものでマスタアーム１０の検出器
８ム１〜８Ａマの出力が演算ｇ＠１４に入力され、ここ
でマニピュレータ本体２の七−タＭ１〜Ｍ、の動作量が
演算されるようになっている。

一嗅 このｔ算装置１４の演算値とマニぜエレータ本体２の検
出器８１〜８−ｒから検出値が夛−が回路を有する夛−
Ｉ装置８Ｖｚ〜Ｓｖ、に入力され、ここでマニピュレー
タ本体２の各関節の角度偏差量が求められ、この角度偏
差量はモータＭ１〜Ｍ、およびブレーキ制御装Ｒ１５に
与えられるようになっている。ブレーキ制御装置１５に
おいては、ここで設定されている設定値との偏差が許容
値をこえたとき電動ブレーキ］１１１〜Ｂ、に制動指令
が与えられるようになっている。

、１ このように構成された遠隔操作マニピュレータではオペ
レータが操作車９のモニター２を観察しながらマスタア
ーム１０の手首部のグリラグを握り操作卓９のブレーキ
切換えスイッチ１３を操作し、マスタアーム１０を動か
すことによりマスタアーム１＃とマニピュレータ本体２
の各関節の角度（；差が生じる。これにより、マスタア
ーム１０の検出器８ム五〜８ム１の値が演算装置１４に
より各モータＭ１〜Ｍ丁の動作量に変換され、マニピュ
レータ本体２の検出器８１〜Ｂ、と比較されその偏差分
だけマニピュレータ本体２のモータＭ　ｔ　−Ｍ　ｙが
サーが装置８Ｖｚ〜ＳＶテにより駆動される。また、こ
のサー＆装置８Ｙｘ〜８Ｖ、からマスタアーム１０とマ
ニピュレータ本体２の関節部の角度偏差量を取り出し、
ブレーキ制ａ’ｔｉｌｉｚｓに入力することにより、設
定された許容偏差値以上の偏差量が生じると電動ブレー
キＢ１〜Ｂ、を作動させマスターム１０とマニピュレー
タ本体２の各関節の角度差が大きくならない種制御する
ことができる。また、操作卓９の電動ブレーキＢ１〜Ｂ
、の入切するブレーキ切換スイッチ１３を操作すること
により、マスタアーム１ｏの関節を固定し、必要な関節
のみ動作させることもできる。したがって、マニピュレ
ータ本体２が障害物を回避する場合の操作が容易に行な
える。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によればマスタアームにこの各関節の
動きに制動をかけるブレーキと、このブレーキを入切す
るブレーキ切換スイッチとを設は前記ブレーキをマニピ
ュレータのサーが装置の出力に応じて制御するようにし
たので操作性が良く細かい作業も可能で特に自由度構成
のマニピュレータでの障害物回避のための操作性が向上
しオ（レータに要求される身体動作を最小限にとどめる
ことができる遠隔操作マニピュレータを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のマニピュレータの一実施例を示す概略
構成図、第２図は同実施例の制御回路を示すブロック図
である。 １・・・走行車、２・・・マニピュＩ／−１，！・・・
手首部、４・−Ｔ　Ｖカメラ、５・・・肩部、６・・・
上腕部、７・・・前腕部、８・・・ケーブル、９・・・
操作卓、１０・・・マスタアーム、１１・・・アーム姿
勢確認用ＴＶカメラ、１２・・・モニタ％　ＩＪ・・・
ブレーキ切換スイッチ、１４・・・演算装置、１５・・
・ブレーキ制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定の自由度の関節および関節の角度変化を検出する検
   出器を備えたマニピュレータ本体と、このマニピュレー
   タ本体とは離れた位置に配置されマニピュレータ本体と
   同様な自由度を有する関節を備えたマスターアームと、
   このマスターアームに設けられたこの関節の角度を検出
   する検出器と、前記マスターアームに設けられたこの関
   節の動きを規制するブレーキおよびこのブレーキの動作
   を入切するブレーキ切換スイッチと、前記マスターアー
   ムの検出器の検出値を演算して前記マニピュレータの関
   節を駆動させるモータに動作量を与える演算装置と、こ
   の演算装置の演算値と前記マニピュレータ本体の検出器
   の検出値との偏差値をもとに前記モータの位置制御を行
   うサーが装置と、この夛−が装置で得られた偏差値と設
   定値との偏差が所定値をこえたとき前記ブレーキに動作
   指令を与えるブレーキ制御装置とからなる遠隔操作マニ
   ュピユレータ。