JPS60150978A - Remote manual operating device - Google Patents

Remote manual operating device

Info

Publication number
JPS60150978A
JPS60150978A JP721184A JP721184A JPS60150978A JP S60150978 A JPS60150978 A JP S60150978A JP 721184 A JP721184 A JP 721184A JP 721184 A JP721184 A JP 721184A JP S60150978 A JPS60150978 A JP S60150978A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
arm
side arm
force
servo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP721184A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0244676B2 (en
Inventor
勝利 清水
隆 岡村
隆彦 伊藤
瀬川 統迪
正憲 鈴木
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.)
Chugoku Electric Power Co Inc
Chubu Electric Power Co Inc
Hitachi Ltd
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Tokyo Electric Power Co Inc
Chugoku Electric Power Co Inc
Chubu Electric Power Co Inc
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electric Power Co Inc, Chugoku Electric Power Co Inc, Chubu Electric Power Co Inc, Hitachi Ltd filed Critical Tokyo Electric Power Co Inc
Priority to JP721184A priority Critical patent/JPS60150978A/en
Publication of JPS60150978A publication Critical patent/JPS60150978A/en
Publication of JPH0244676B2 publication Critical patent/JPH0244676B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、遠隔中vAJ操作装置に関し、特に摩擦抵抗
の操作力への影響を低減化する?1i11 m回路、具
体的にはパイラテラルサーボ機構を有する遠隔手動操作
装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a remote medium vAJ operating device, and particularly to reducing the influence of frictional resistance on operating force. The present invention relates to a remote manual operating device having a 1i11 m circuit, specifically a bilateral servo mechanism.

〔従来技術〕[Prior art]

一般に多関節型マニピュレータを用いて、迷隔操作によ
り作業を行なわせる場合には、外部からマニピュレータ
に加えられている力情報を操作側に伝えて、マニピュレ
ータや作業対象物に無理な力が加わらないように制御す
ることが必要不可欠であるといわれている。特に、その
操縦方法として、マスク・スレーブ方式(実際に作業を
行なうスレーブマニピュレータと相似’fz 形状(D
 −r スタ?ニピュレータを操縦装置として、オペレ
ータがマスタマニピュレータを操作することにより、ス
レーブマニピュレータに相似な動きをさせるもの。)を
用いる場合には、スレーブ側アームに加えられている力
をマスク側アームに反力の形で伝える力伝達機能がない
と、事実上作業は不可能であるといわれている。
Generally, when using a multi-joint manipulator to perform work using a labyrinth operation, information on the force being applied to the manipulator from the outside is transmitted to the operating side to prevent excessive force from being applied to the manipulator or the workpiece. It is said that it is essential to control the In particular, the operation method is a mask slave method (a shape similar to the slave manipulator that actually performs the work (D
-r Star? Using the nipulator as a control device, the operator manipulates the master manipulator to cause the slave manipulators to make similar movements. ), it is said that the work is virtually impossible without a force transmission function that transmits the force applied to the slave side arm to the mask side arm in the form of a reaction force.

このスレーブ側からマスク側への力伝達機能はパイラテ
ラルサーボ機構によって実現される。しかし、実際にパ
イラテラルサーボ機構をマニピュレータに使用した場合
には、マニピュレータの機構部の摩擦のため、外部から
スレーブ側に加えられている外力がマスク側に円滑に伝
達されないという問題点があった。
This force transmission function from the slave side to the mask side is realized by a bilateral servo mechanism. However, when a pilateral servo mechanism is actually used in a manipulator, there is a problem in that the external force applied from the outside to the slave side is not smoothly transmitted to the mask side due to friction in the mechanical part of the manipulator. .

従来、この欠点を補なうための一方法として、第1図に
示されるような摩擦補償法が考えられている。以下、こ
の摩擦補償法の問題点を明らかにするために、まず第1
図の動作原理について説明する。
Conventionally, a friction compensation method as shown in FIG. 1 has been considered as a method to compensate for this drawback. Below, in order to clarify the problems of this friction compensation method, we will first explain the
The operating principle shown in the figure will be explained.

第1図の破線で囲まれた部分が摩擦補償回路である。The part surrounded by the broken line in FIG. 1 is the friction compensation circuit.

オペレータが主動側アーム1に加えた刃金力検出器9で
検出し、その出力信号を方向判定回路10へ導く。方向
判定回路10の内部では、その微分信号の符号によって
操作方向を判定する。そして、主動側モータ7には、オ
ペレータが加えた力によって主動側アーム1が動かされ
る方向に補償電圧Vs1を与える。従動側モータ8には
、主動側アーム1の動きに伴って従動旧(1アーム2が
追従する方向に補償電圧Vs2を与える。主動側または
従動側のモータ7.8が、主動側まfcは、従動側の各
々の摩擦トルクに等しいトルクを発生できるように、補
償電圧VslおよびVs+t 全各々選ぶことで、摩擦
トルクを打ち消すことができる。この結果、オペレータ
は、摩擦トルクの影響を感じなくなる。一方、第1図の
摩擦補償回路以外のサーボ系は、以下の通pである。従
動側の位置は、それぞれのアーム軸3および4に連結さ
れた位置検出器5および6から位置信号を取り出し、そ
の差をサーボ偏差6として制御する通常の位置サーボ系
を構成している。また、このサーボ偏差εは、スレーブ
側の負荷の大きさに比例するので、これ會マスタ側モー
タ7にフィードバックし、オペレータに、負荷の大きさ
全反力の形で伝えるようなサーボ系を構成している。こ
のサーボ系は、パイラテラルサーボ系と呼ばれる。
It is detected by a blade force detector 9 added to the main drive arm 1 by the operator, and its output signal is guided to a direction determination circuit 10. Inside the direction determining circuit 10, the operating direction is determined based on the sign of the differential signal. A compensation voltage Vs1 is applied to the main drive motor 7 in the direction in which the main drive arm 1 is moved by the force applied by the operator. A compensation voltage Vs2 is applied to the driven motor 8 in the direction that the driven arm 2 follows along with the movement of the active arm 1. , the friction torque can be canceled by selecting each of the compensation voltages Vsl and Vs+t so as to generate torques equal to the respective friction torques on the driven side.As a result, the operator no longer feels the influence of the friction torque. On the other hand, the servo system other than the friction compensation circuit shown in Fig. 1 is as follows.The position of the driven side is determined by taking out position signals from position detectors 5 and 6 connected to the respective arm shafts 3 and 4. , constitutes a normal position servo system that controls the difference as a servo deviation 6. Also, since this servo deviation ε is proportional to the magnitude of the load on the slave side, it is fed back to the master side motor 7. A servo system is constructed that transmits the magnitude of the load to the operator in the form of a total reaction force.This servo system is called a pirate servo system.

このサーボ偏差εは、従動側の摩擦のために、従動側ア
ーム2が静止した位置で0にならない。
This servo deviation ε does not become zero when the driven arm 2 is at rest due to friction on the driven side.

一方、前記摩擦補償回路はサーボ偏差εが0であること
全仮定して、補償電圧を選んでいるため、次のような問
題が生じる。
On the other hand, since the friction compensation circuit selects the compensation voltage on the assumption that the servo deviation ε is 0, the following problem occurs.

すなわち、従動側アーム2が静止している位置でオペレ
ータの力の変化や、外乱によって、補償電圧の符号が変
化すると、モータトルクは、静止位置において生じてい
るサーボ偏差ε、に相当するモータトルク分だけ摩擦ト
ルクに打ち勝ち、従動側アーム2が)扮手に動き出す。
In other words, if the sign of the compensation voltage changes due to a change in the operator's force or a disturbance at the stationary position of the driven arm 2, the motor torque will change to the motor torque corresponding to the servo deviation ε occurring at the stationary position. The driven arm 2 overcomes the frictional torque by that amount and begins to move.

同時に、オペレータは、このサーボ偏差分に相当する反
力を感じる。この反力によって、再び補償−圧の符号が
変化するため、主動側、従動側ともに2・ンチングを生
じ、操作感が悪く、場合によっては発振するという欠点
ケ有していた。
At the same time, the operator feels a reaction force corresponding to this servo deviation. This reaction force causes the sign of the compensation pressure to change again, resulting in 2-inching on both the driving side and the driven side, resulting in a poor operating feel and, in some cases, oscillation.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、ハンチングを取シ除いて遠隔手動操作
装置の操作性を向上することにある。−〔発明の概要〕 本発明は、オペレータによって主動側アームに加えられ
た力の方向を検出し、その方向に応じて、駆動モータに
摩擦を打ち消す一定の補償トルクを発生させる回路をも
つ遠隔手動操作装置において、主動側アーム静止時に主
動側モータに与えるサーボ偏差の影響を小さくする手段
として、主動側アームが規定範囲外の速度では、王m 
11111モータに与えるサーボ偏差のゲインが小さく
なるように切p換わるようにしたものである。
An object of the present invention is to improve the operability of a remote manual operation device by eliminating hunting. - [Summary of the Invention] The present invention provides a remote manual control system having a circuit that detects the direction of the force applied to the driving arm by the operator and, depending on the direction, generates a constant compensating torque in the drive motor to cancel out friction. In the operating device, as a means to reduce the influence of servo deviation on the drive side motor when the drive side arm is stationary, when the drive side arm is at a speed outside the specified range,
The gain of the servo deviation given to the 11111 motor is switched so that it becomes smaller.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を第2図によって説り」する。 An embodiment of the present invention will be explained below with reference to FIG.

以下その構成を説明する。オペレータが操作する主動側
アーム10回転軸3には、位置検出器5、およびモータ
7が連結されている。従動側アーム20回転軸4には、
位置検出器6、モータ8が連結されている。位置検出器
5および6の出力信号は、減算器14に導びかれ−ごサ
ーボ偏差εになる。
The configuration will be explained below. A position detector 5 and a motor 7 are connected to the rotation shaft 3 of the driving side arm 10 operated by an operator. The driven arm 20 rotation shaft 4 includes
A position detector 6 and a motor 8 are connected. The output signals of the position detectors 5 and 6 are led to a subtracter 14 and become the servo deviation ε.

サーボ偏差εは、加算器16とゲイン切換器13に導ひ
かれる。ゲイン切換器13の出力eよ、減算器15に導
びかれる。主動側アーム上に取り付けられた力検出器9
の出力信号Sは方向検出回路10に導ひかれる。方向検
出回路10では、出カ信’−jSk微分して、その符号
に応じて、正または負の一定′−圧が出力されて、電圧
調整器17および18に導びかれる。電圧調整器17お
よび18の出力は、谷々減算器15および加算器16に
人力される。d算器15では、ゲイン切換器13の出力
6′から1圧調整器17の出刃VsIを減算し、その出
刃がモータ7に人力される。加算器16では、サーボ偏
差6と′屯圧調歪器18の出力Vs2とが加算され、そ
の出力がモータ8に出力される。
The servo deviation ε is led to an adder 16 and a gain switch 13. The output e of the gain switch 13 is led to the subtracter 15. Force detector 9 mounted on the driving side arm
The output signal S of is led to the direction detection circuit 10. In the direction detection circuit 10, the output signal '-jSk is differentiated, and depending on the sign thereof, a positive or negative constant voltage is outputted and guided to voltage regulators 17 and 18. The outputs of voltage regulators 17 and 18 are input to a subtracter 15 and an adder 16. The d calculator 15 subtracts the cutting edge VsI of the 1-pressure regulator 17 from the output 6' of the gain switch 13, and the cutting edge is manually applied to the motor 7. The adder 16 adds the servo deviation 6 and the output Vs2 of the pressure adjuster 18, and outputs the resulting output to the motor 8.

回転軸3に(は他に回転速度を検出する速度検出器11
が連結されており、その出力(は、ウィンドコンパレー
ク12に入力される。ウィンドコンパレータ12の出力
Voは、ゲイン切換器13のゲートイ画−号となる。こ
の第2図中破線で囲まれた速度検出器11からゲイン切
換器13に至る回路部分が、本発明を特徴づける部分で
ある。位置検出器5および6から、モータ7および8へ
つながるループは、対称型パイラテラルサーボ系である
On the rotating shaft 3 (in addition, there is a speed detector 11 that detects the rotational speed).
are connected, and the output (Vo) is input to the window comparator 12. The output Vo of the window comparator 12 becomes the gate number of the gain switch 13. The circuit portion from the speed detector 11 to the gain switch 13 is the portion that characterizes the present invention.The loop from the position detectors 5 and 6 to the motors 7 and 8 is a symmetrical bilateral servo system.

力検出器9からモータ7および8につながる系は、摩擦
補償回路である。主動側アーム1をオペレータが動かす
と、サーボ偏差εが生じ、これを小さくするように主動
側、従動側のモータ7.8に制御信号が与えられる。こ
のようにして、従動側アーム2の位置が制御され、同時
に主動側アームにはサーボ偏差εに比例した反力が生じ
る。サーボ偏差6は従動側アーム2に加えられている負
荷の大きさに比例する。したがって主動側アーム1には
負荷に比例した反力が発生する。
The system leading from the force detector 9 to the motors 7 and 8 is a friction compensation circuit. When the operator moves the driving side arm 1, a servo deviation ε occurs, and a control signal is given to the driving side and driven side motors 7.8 to reduce this deviation. In this way, the position of the driven arm 2 is controlled, and at the same time, a reaction force proportional to the servo deviation ε is generated in the driving arm. The servo deviation 6 is proportional to the magnitude of the load applied to the driven arm 2. Therefore, a reaction force proportional to the load is generated on the active arm 1.

ここで、主動側の機構部に摩擦があると主動側アーム1
の操作力が大きくなる。従動側の機構部に摩擦があると
サーボ偏浬εが大きくなり、反力伝達機能が損なわれる
。このために、主動側アーム1の操作力の方向全力検出
器15と方向判別回路10とによって、力変化率の符号
の形で利足する。そして、その符号に応じて、主動側に
は静摩擦トルクに等しいモータトルクが生じるようにv
l+1を決定する。また従動側でも同様にしてVszを
決定する。
Here, if there is friction in the mechanism part on the drive side, the drive side arm 1
The operating force increases. If there is friction in the mechanism part on the driven side, the servo bias ε will increase and the reaction force transmission function will be impaired. For this purpose, the direction of the operating force of the driving side arm 1 is calculated in the form of the sign of the force change rate by the full force detector 15 and the direction discrimination circuit 10. Then, depending on the sign, v
Determine l+1. Further, Vsz is determined in the same manner on the driven side.

第2図の破線で示される部分は、本発明を特徴づける部
分でおる。主動側アーム1の駆動速度;があるしきい値
X9を越えたときは、系のパラメータによってまるゲイ
ンG。になるように、ゲイン切換器13のゲインを定め
る。また、主動側アーム1の駆動速度がx8以下のとき
、ゲイン切換器13のゲインGxkGoに比べて数分の
1〜数十分の1にする。もし、サーボ偏差εが、従動側
の摩擦のために従動側アーム2の静止状態で、ε1 あ
るとすると、このサーボルーズによってモータに刃口え
られる電圧はG□ε1になる。静止状態でゲインが切9
換わらないときの同′亀圧はGoε1で、G1<G。だ
から、オペレータが感じる従動側止!!1J111Il
lアーム1の静止状態で、オペレータの操作力の・変化
や、外乱によって補償電圧の符号が変化しても、主動側
アーム1に伝わってくる反力が小さくなるので、との反
力によって再び補償電圧の符号が切シ換わらないように
G、 +定めておけは、主flllJilL従動詞とも
にハンチングの起こることはない。
The portion indicated by the broken line in FIG. 2 is the portion that characterizes the present invention. Driving speed of the driving side arm 1: When it exceeds a certain threshold value X9, the gain G is determined by the system parameters. The gain of the gain switch 13 is determined so that Further, when the drive speed of the main driving arm 1 is less than x8, the gain GxkGo of the gain switch 13 is set to one to several tenths. If the servo deviation ε is ε1 when the driven arm 2 is stationary due to friction on the driven side, then the voltage applied to the motor due to this servo loose becomes G□ε1. Gain is turned off when stationary
The same tortoise pressure when there is no change is Goε1, and G1<G. That's why the operator feels the driven side stop! ! 1J111Il
Even if the sign of the compensation voltage changes due to a change in the operator's operating force or a disturbance when the arm 1 is stationary, the reaction force transmitted to the driving arm 1 becomes smaller, so the reaction force If G, + is determined so that the sign of the compensation voltage does not change, hunting will not occur for both the main and subordinate verbs.

また、ゲインの切換のタイミングを決める主動側駆動速
贋のしきい値x8は、オペレータが通常の作業をすると
きの数置速度に設定すれば良い。
Further, the threshold value x8 of the active side drive speed which determines the timing of gain switching may be set to a numerical speed at which the operator performs normal work.

具体的な数値としては、G□=0、か゛り袋底操作速度
を手先の周速で0.5〜2crrv’Sにすれば実用上
問題のないことが、実験によって確かめられている。
As specific numerical values, it has been confirmed through experiments that there is no problem in practical use if G□=0 and the operating speed of the bag bottom is set to 0.5 to 2 crrv'S at the circumferential speed of the hand.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上、詳述したように本発明によれは、静止時に摩擦補
償電圧の符号が連続的に切り換わることによシ生じる主
動側、従動側の・・ンチングを防止することができ、操
作性が向上する効果がある。
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to prevent the nching on the driving side and the driven side that occurs due to the sign of the friction compensation voltage continuously switching when the motor is stationary, thereby improving operability. It has an improving effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来技術になる摩擦力補償装置を示す図、第2
図は本発明の一実施例になる摩擦力補償装置を示す図で
ある。
Figure 1 is a diagram showing a friction force compensator according to the prior art;
The figure shows a frictional force compensator according to an embodiment of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、主動側アームと、前記主動側アームに連結される第
1のモータと、従動側アームと、前記従動側アームと、
前記従J lilアームに連結される第2のモータと、
前記第1モータと前記第2モータの位置の偏差全検出す
る手段と、前記主動側アームに〃口わる外力を検出する
トルク検出器と、前記トルク検出器の出力信号と前記位
置偏差に基づいて前記外力に対向する方向のトルクを各
々の前記モータに発生させる制御手段とからなる遠隔手
動操作装置において、前記第1モータの回転速度を検出
する手段f、設け、この回転速度が所定値を越えた時、
前記位置編層信号を小さな値に切換えて前記制御手段に
入力する切換手段を設けたことを特徴とする遠隔手動操
作装置。
1. a driving side arm, a first motor connected to the driving side arm, a driven side arm, and the driven side arm;
a second motor coupled to the slave arm;
means for detecting all deviations between the positions of the first motor and the second motor; a torque detector for detecting an external force acting on the driving side arm; A remote manual operation device comprising control means for generating torque in each of the motors in a direction opposite to the external force, further comprising: means f for detecting the rotational speed of the first motor, and the rotational speed exceeds a predetermined value. When
A remote manual operation device characterized in that a switching means is provided for switching the positional layer signal to a small value and inputting the same to the control means.
JP721184A 1984-01-20 1984-01-20 Remote manual operating device Granted JPS60150978A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP721184A JPS60150978A (en) 1984-01-20 1984-01-20 Remote manual operating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP721184A JPS60150978A (en) 1984-01-20 1984-01-20 Remote manual operating device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60150978A true JPS60150978A (en) 1985-08-08
JPH0244676B2 JPH0244676B2 (en) 1990-10-04

Family

ID=11659662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP721184A Granted JPS60150978A (en) 1984-01-20 1984-01-20 Remote manual operating device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60150978A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61262286A (en) * 1985-05-16 1986-11-20 Toto Ltd Hot and cold water mixing cock
JPS6316982A (en) * 1986-07-04 1988-01-23 株式会社日立製作所 Controller for multi-joint manipulator
JP2021091020A (en) * 2019-12-09 2021-06-17 株式会社デンソーウェーブ Control devices of master and slave robots

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58132813A (en) * 1982-02-03 1983-08-08 Japan Atom Power Co Ltd:The Bilateral servo device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58132813A (en) * 1982-02-03 1983-08-08 Japan Atom Power Co Ltd:The Bilateral servo device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61262286A (en) * 1985-05-16 1986-11-20 Toto Ltd Hot and cold water mixing cock
JPS6316982A (en) * 1986-07-04 1988-01-23 株式会社日立製作所 Controller for multi-joint manipulator
JP2021091020A (en) * 2019-12-09 2021-06-17 株式会社デンソーウェーブ Control devices of master and slave robots

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0244676B2 (en) 1990-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4893981A (en) Master/slave type manipulator
US5834917A (en) Robot controller
WO1988008640A1 (en) Device for controlling speed of servo motor
JPS60150978A (en) Remote manual operating device
US5814962A (en) Servo controller
JPS605306A (en) Servo-controlling device
JPH0664490B2 (en) Numerical control method of full closed loop control
JPH0378643B2 (en)
JP2906766B2 (en) Servo motor control device
JPH0239805B2 (en)
JP4513071B2 (en) Robot control device
JPS6228803A (en) Servo control device having feedforward compensation
JP2770978B2 (en) Position control method and positioning device therefor
JP2501508Y2 (en) Bilateral master slave manipulator
JP2581192B2 (en) Master / slave / manipulator controller
JPH01234136A (en) Shaft driving method for numerically controlled machine tool
JPS62166976A (en) Operating type manipulator
SU1257609A2 (en) Device for controlling drive
JP2595610B2 (en) Positioning control device
JP2706743B2 (en) Control method of belt transmission mechanism
JP3269198B2 (en) Position control device
JPH0683971B2 (en) Bilateral Servo Manipulator Control Method
JPH1142578A (en) Control method and device for robot
JPS63241603A (en) Method and device for processing position deviation signal of robot
JPH04137017A (en) Control mechanism for dd motor