JPS60167780A - マスタスレ−ブマニピユレ−タ - Google Patents
マスタスレ−ブマニピユレ−タInfo
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- JPS60167780A JPS60167780A JP1778884A JP1778884A JPS60167780A JP S60167780 A JPS60167780 A JP S60167780A JP 1778884 A JP1778884 A JP 1778884A JP 1778884 A JP1778884 A JP 1778884A JP S60167780 A JPS60167780 A JP S60167780A
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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。
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、力感覚の伝達性に極めて優れたパイラテラル
方式の力帰還型マスタスレー！マニビーレータ（自動遠
隔操縦装置）に関する。
方式の力帰還型マスタスレー！マニビーレータ（自動遠
隔操縦装置）に関する。
従来より、例えば放射線レベルの高い環境や有毒ガス濃
度の高い環境での作業を行う場合、その作業を人間に代
わって代行するマスタスレーブマニピュレータが使用さ
れている。
度の高い環境での作業を行う場合、その作業を人間に代
わって代行するマスタスレーブマニピュレータが使用さ
れている。
マスタスレープマニビーレータは、作業環境から隔離さ
れた場所においてマスタハンドを操縦し、作業場所に設
置されたスレーブハンドを、あたかも人間の腕の如く動
作させて作業を行わせるものである。従来は、このよう
なマニピュレータとして、リンク機構やワイヤ等を用い
た機械的なものが使用されていたが、機械式のものは操
作部と作業場所との間の距離が制限されてしまうため、
最近では専ら電気的制御によるマニピュレータが用いら
れるようになってきた。
れた場所においてマスタハンドを操縦し、作業場所に設
置されたスレーブハンドを、あたかも人間の腕の如く動
作させて作業を行わせるものである。従来は、このよう
なマニピュレータとして、リンク機構やワイヤ等を用い
た機械的なものが使用されていたが、機械式のものは操
作部と作業場所との間の距離が制限されてしまうため、
最近では専ら電気的制御によるマニピュレータが用いら
れるようになってきた。
電気式マスクスレーブマニピュレータにおいては、スレ
ーブアームの動作を全てスレーブ側に設けられたモータ
によって行う。したがって、機械式と異なり、この場合
にはスレーブ側での負荷力をマスク側で力感覚としてど
れだけ忠実に感じることができるかが、操作性能を向上
させる上で重要となる。そこで、このような力感覚を比
較的良好に伝達させるようにしたものとして、パイラテ
ラル方式の力帰還型マスタスレーブマニピュレータが開
発されている。
ーブアームの動作を全てスレーブ側に設けられたモータ
によって行う。したがって、機械式と異なり、この場合
にはスレーブ側での負荷力をマスク側で力感覚としてど
れだけ忠実に感じることができるかが、操作性能を向上
させる上で重要となる。そこで、このような力感覚を比
較的良好に伝達させるようにしたものとして、パイラテ
ラル方式の力帰還型マスタスレーブマニピュレータが開
発されている。
該方式の力帰還型マスタスレーブマニピュレータは通常
第１図に示すように構成されている。
第１図に示すように構成されている。
すなわち、第１図において１は、例えば遠隔操縦室に設
けられた多関節構造のマスタアームであり、また２は作
業場所に設置された多関節構造のスレーブアームである
。
けられた多関節構造のマスタアームであり、また２は作
業場所に設置された多関節構造のスレーブアームである
。
マスクアーム１は、その先端部に遠隔操縦用のマスクハ
ンド３を有し、その基端部が減速器４を介して操作トル
ク発生用のモータ５と、マスタアームの変位を検出する
位置検出器６とに接続されている。またマスタアーム１
０基端部で上記減速器４の近傍にはマスタアーム１で生
ずるトルクを検出するトルク検出器７が設置されている
。
ンド３を有し、その基端部が減速器４を介して操作トル
ク発生用のモータ５と、マスタアームの変位を検出する
位置検出器６とに接続されている。またマスタアーム１
０基端部で上記減速器４の近傍にはマスタアーム１で生
ずるトルクを検出するトルク検出器７が設置されている
。
一方スレープアーム２は、その先端部に作業用のスレー
ブハンド８を有し、その基端部が減速器９を介してアー
ム駆動用のモータ１０と、スレーブアーム２の変位を検
出する位置検出器１１とに接続されている。またスレー
ブアーム２の基端部で上記減速器９の近傍には、スレー
ブアーム２で生ずるトルクを検出するトルク検出器１２
が設けられている。
ブハンド８を有し、その基端部が減速器９を介してアー
ム駆動用のモータ１０と、スレーブアーム２の変位を検
出する位置検出器１１とに接続されている。またスレー
ブアーム２の基端部で上記減速器９の近傍には、スレー
ブアーム２で生ずるトルクを検出するトルク検出器１２
が設けられている。
なお、図中１３は、各アームの位置検出器６゜１１から
の出力信号を導入し、これら百出力信号の偏差信号を、
増幅器１４ｆ：介してモータ１０に与える減算器である
。また、図中１５は各アームのトルク検出器７，１２か
らの出力信号を導入し、これら百出力信号の偏差信号を
、増幅器１６を介してモータ５に与える減算器である。
の出力信号を導入し、これら百出力信号の偏差信号を、
増幅器１４ｆ：介してモータ１０に与える減算器である
。また、図中１５は各アームのトルク検出器７，１２か
らの出力信号を導入し、これら百出力信号の偏差信号を
、増幅器１６を介してモータ５に与える減算器である。
このように構成されたマスクスレーブマニビーレータは
以下の如く動作する。
以下の如く動作する。
すなわち、いまマスタハンド３を角度θ□だけ回転させ
ると、マスク側の位置検出器６は、減速器４を介してこ
れを検知し、位置信号θ。を出力する。一方、スレーブ
側の位置検出器１１からはスレーブハンド８の位置信号
θ８が出力されている。これら位置信号ら、θ８は減算
器１３に導入され、それらの位置偏差信号Δθとなって
増幅器１４に与えられる。増幅器１４は、この位置偏差
信号Δθに基づいてスレーブ側のモータ１０を駆動する
。これによって生じた駆動力は減速器９を介してスレー
ブアーム２に伝達サレ、スレーブアーム２が駆動される
。この駆動は上記位置偏差信号Δθが零になるまで行わ
れる。この結果、スレーブアーム２はマスタアーム１に
追従動作することになる。
ると、マスク側の位置検出器６は、減速器４を介してこ
れを検知し、位置信号θ。を出力する。一方、スレーブ
側の位置検出器１１からはスレーブハンド８の位置信号
θ８が出力されている。これら位置信号ら、θ８は減算
器１３に導入され、それらの位置偏差信号Δθとなって
増幅器１４に与えられる。増幅器１４は、この位置偏差
信号Δθに基づいてスレーブ側のモータ１０を駆動する
。これによって生じた駆動力は減速器９を介してスレー
ブアーム２に伝達サレ、スレーブアーム２が駆動される
。この駆動は上記位置偏差信号Δθが零になるまで行わ
れる。この結果、スレーブアーム２はマスタアーム１に
追従動作することになる。
スレーブアーム２による作業が開始され、このスレーブ
アーム２に負荷トルクＴ８が発生すると、この負荷トル
クＴ１１はスレーブ側のトルク検出器１２に検知される
。これによシ、トルク検出器１２はトルク信号τ、を出
力する。一方、マスク側のトルク検出器７からは、マス
ク側のトルク信号τ。が出力されている。これらトルク
信号τ。、τ８は減算器１５に入力され、それらのトル
ク偏差信号Δτとなって増幅器１６に与えられる。増幅
器１６は、このトルク偏差信号Δτに基づいてマスタ側
のモータ５を駆動する。これによって生じたトルクは減
速器４を介してマスタアーム１に伝えられる。したがっ
て、スレーブアーム２で生じた負荷トルクＴＢは、マス
タアーム１側に操作トルクＴｍとしてフィードバックさ
れる。この結果、スレーブ側での力感覚をマスク側に伝
達させることができる。
アーム２に負荷トルクＴ８が発生すると、この負荷トル
クＴ１１はスレーブ側のトルク検出器１２に検知される
。これによシ、トルク検出器１２はトルク信号τ、を出
力する。一方、マスク側のトルク検出器７からは、マス
ク側のトルク信号τ。が出力されている。これらトルク
信号τ。、τ８は減算器１５に入力され、それらのトル
ク偏差信号Δτとなって増幅器１６に与えられる。増幅
器１６は、このトルク偏差信号Δτに基づいてマスタ側
のモータ５を駆動する。これによって生じたトルクは減
速器４を介してマスタアーム１に伝えられる。したがっ
て、スレーブアーム２で生じた負荷トルクＴＢは、マス
タアーム１側に操作トルクＴｍとしてフィードバックさ
れる。この結果、スレーブ側での力感覚をマスク側に伝
達させることができる。
ところで、この種のマスタスレープマニピーレータでは
、マスタアーム１およびスレーブアーム２の小型・軽量
化、構造の簡単化等を図るため、通常トルク検出器７．
１２ｆ始めとする各種機器を、図示しないモータボック
ス内、つまり各アームの基端部に設置するようにしてい
る。このため、両アームで検出されるトルクは、両アー
ムの基端部で生ずるトルクとなる。ところが、本来マス
タハンド３において生じさせたい操作トルクＴｍは、後
述するようにスレーブアーム２の先端、つまクスレープ
ハンド８における負荷トルクＴいである。
、マスタアーム１およびスレーブアーム２の小型・軽量
化、構造の簡単化等を図るため、通常トルク検出器７．
１２ｆ始めとする各種機器を、図示しないモータボック
ス内、つまり各アームの基端部に設置するようにしてい
る。このため、両アームで検出されるトルクは、両アー
ムの基端部で生ずるトルクとなる。ところが、本来マス
タハンド３において生じさせたい操作トルクＴｍは、後
述するようにスレーブアーム２の先端、つまクスレープ
ハンド８における負荷トルクＴいである。
すなわチ、いまマスタハンド３およびスレーブハンド８
がそれぞれ微増している状態を考え、無視すると、マス
ク側の操作トルクＴｍおよびスレーブ側の負荷トルクＴ
、はそれぞれ次式で表わされる。
がそれぞれ微増している状態を考え、無視すると、マス
ク側の操作トルクＴｍおよびスレーブ側の負荷トルクＴ
、はそれぞれ次式で表わされる。
Ｔｍ＝Ｔｃｍ＋ｎ・Ｔｔｍ＋ｎ４ｍｍ ・−（１）ＴＢ
＝ＴｃＢ ｎ’ＴｊＢ＋ｎ’ＴｍＢ 、−（２）ここ
で、 ’ｒａｍ ’マスク側のトルク検出器とマスタハンド間
の、摩擦トルク Ｔｔｍ ’マスク側のトルク検出器とモータ間の摩擦ト
ルク ＴＩＴｌｍ：マスタ側のモータの発生トルクＴｃｓ ニ
スレープ側のトルク検出器とマスタハンド間の摩擦トル
ク Ｔｔｓ ’スレーブ側のトルク検出器とモータ間の摩擦
トルク ’ｒｍｓ ’スレーブ側のモータの発生トルクｎ：減速
器の減速比 をそれぞれ表わす。また、マスタ側のモータ１２の発生
トルク’ｒｍｍは、 Ｔｍｍ−１’ （τ８−τｍ） ・（３）τｍ＝ｋｍ（
Ｔｍ−Ｔｅｍ） ＋＋ （４）τ５＝ｋｓ（Ｔａ＋Ｔｃ
５） −・・（！５）となる。ここで、 ｋｍ：マスク側のトルク検出器の変換係数ｋＢニスレー
プ側のトルク検出器の変換係数ａ：マスタ側モータのア
ンプゲイン をそれぞれ示す。
＝ＴｃＢ ｎ’ＴｊＢ＋ｎ’ＴｍＢ 、−（２）ここ
で、 ’ｒａｍ ’マスク側のトルク検出器とマスタハンド間
の、摩擦トルク Ｔｔｍ ’マスク側のトルク検出器とモータ間の摩擦ト
ルク ＴＩＴｌｍ：マスタ側のモータの発生トルクＴｃｓ ニ
スレープ側のトルク検出器とマスタハンド間の摩擦トル
ク Ｔｔｓ ’スレーブ側のトルク検出器とモータ間の摩擦
トルク ’ｒｍｓ ’スレーブ側のモータの発生トルクｎ：減速
器の減速比 をそれぞれ表わす。また、マスタ側のモータ１２の発生
トルク’ｒｍｍは、 Ｔｍｍ−１’ （τ８−τｍ） ・（３）τｍ＝ｋｍ（
Ｔｍ−Ｔｅｍ） ＋＋ （４）τ５＝ｋｓ（Ｔａ＋Ｔｃ
５） −・・（！５）となる。ここで、 ｋｍ：マスク側のトルク検出器の変換係数ｋＢニスレー
プ側のトルク検出器の変換係数ａ：マスタ側モータのア
ンプゲイン をそれぞれ示す。
以上の式からＴｍは次式のように表わすことができる。
・・・（６）
ここでｋｍ””ｋ８１ ｎ”ｋｍ＞ １ とするさく６
）式は、Ｔｍ＝Ｔ、十−Ｔｔｍ十Ｔ。ｍ＋Ｔ０８・・・
（７）ｋｍ となる。
）式は、Ｔｍ＝Ｔ、十−Ｔｔｍ十Ｔ。ｍ＋Ｔ０８・・・
（７）ｋｍ となる。
このように、従来のマスクスレーブマニピュレータでは
、マスク側の操作トルクＴｍとスレーブ側の負荷トルク
Ｔ、とが一致しておらず、（７）式右辺第２項〜第４項
に示される各所の摩擦トルクが負荷トルクＴ、に加算さ
れたものがマスク側の操作トルクＴｒｎとなっていた。
、マスク側の操作トルクＴｍとスレーブ側の負荷トルク
Ｔ、とが一致しておらず、（７）式右辺第２項〜第４項
に示される各所の摩擦トルクが負荷トルクＴ、に加算さ
れたものがマスク側の操作トルクＴｒｎとなっていた。
このように、従来のこの種のマスクスレーブマニピュレ
ータにあっては、アームの小型化・構造の簡単化やアー
ムの自由度を上げるための関節数の増加等を図ろうとす
ると、前述した操作トルクＴｍＶＣおける摩擦トルクが
増大し、スレーブ側からマスク側への力感覚の伝達が正
確に行われないという不具合が生じ、これがために操作
性の低下をもたらすという問題があった。
ータにあっては、アームの小型化・構造の簡単化やアー
ムの自由度を上げるための関節数の増加等を図ろうとす
ると、前述した操作トルクＴｍＶＣおける摩擦トルクが
増大し、スレーブ側からマスク側への力感覚の伝達が正
確に行われないという不具合が生じ、これがために操作
性の低下をもたらすという問題があった。
本発明は、このような問題点に基づきなされたものであ
り、その目的とするところは、マスタアームおよびスレ
ーブアームの大型化、構造の複雑化を招くことなしに、
上記各アームの関節部等で発生する摩擦トルクが操作力
に与える影響を消滅させることができ、もって操作性に
極めて優れたマスメスレーグマニビュレータｌ提供する
ことにある。
り、その目的とするところは、マスタアームおよびスレ
ーブアームの大型化、構造の複雑化を招くことなしに、
上記各アームの関節部等で発生する摩擦トルクが操作力
に与える影響を消滅させることができ、もって操作性に
極めて優れたマスメスレーグマニビュレータｌ提供する
ことにある。
本発明は、マスタアームとスレーブアームとに発生する
買置トルクをそれぞれ検出するトルク検出器全備え、こ
れらトルク検出器からそれぞれ出力される各アームのト
ルク信号の偏差に基づいて前記マスタアームに操作トル
クを付与するパイラテラルサーボ方式の力帰還型マスク
スレープマニピーレータにおいて、前記各アームで発生
する摩擦トルクに基づいた補償トルク信号を生成する摩
擦補償関数発生手段と、この摩擦補償関数発生手段から
出力される補償トルク信号で前記トルク検出器の出力を
修正する手段とを備えたことを特徴としている。
買置トルクをそれぞれ検出するトルク検出器全備え、こ
れらトルク検出器からそれぞれ出力される各アームのト
ルク信号の偏差に基づいて前記マスタアームに操作トル
クを付与するパイラテラルサーボ方式の力帰還型マスク
スレープマニピーレータにおいて、前記各アームで発生
する摩擦トルクに基づいた補償トルク信号を生成する摩
擦補償関数発生手段と、この摩擦補償関数発生手段から
出力される補償トルク信号で前記トルク検出器の出力を
修正する手段とを備えたことを特徴としている。
本発明によれば、マスタアームの先端部からスレーブア
ームの先端部に至る間の装置固有の摩擦トルクに基づく
トルク補償信号で、それぞれのトルク検出器から出力さ
れるトルク信号の偏差乞修正するようにしている。この
ため、各アームにおける各トルク検出器の設定位置等に
応じて前記トルク補償信号の値を設定すれば、マスタア
ームの先端部で得られる操作トルクを、スレーブアーム
の先端部で生ずる負荷トルクと略一致させることができ
る。つ１り、摩擦トルクをキャンセルすることができる
。このため、操作部では実際の力感覚に非常に近い操作
トルクを得ることができ、操作性を大幅に向上させるこ
とができる。
ームの先端部に至る間の装置固有の摩擦トルクに基づく
トルク補償信号で、それぞれのトルク検出器から出力さ
れるトルク信号の偏差乞修正するようにしている。この
ため、各アームにおける各トルク検出器の設定位置等に
応じて前記トルク補償信号の値を設定すれば、マスタア
ームの先端部で得られる操作トルクを、スレーブアーム
の先端部で生ずる負荷トルクと略一致させることができ
る。つ１り、摩擦トルクをキャンセルすることができる
。このため、操作部では実際の力感覚に非常に近い操作
トルクを得ることができ、操作性を大幅に向上させるこ
とができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例につき説明する。第２図は本実
施例に係る力帰還型パイラテラルサーボ方式のマスタス
レーグマニビュレータ金示す図であり、第３図中、第２
図と同一部分には同一符号を付しである。【−たがって
重複する部分の説明は省くことにする。
施例に係る力帰還型パイラテラルサーボ方式のマスタス
レーグマニビュレータ金示す図であり、第３図中、第２
図と同一部分には同一符号を付しである。【−たがって
重複する部分の説明は省くことにする。
本実施例に係るマスタスレーグマニビュレータが従来の
ものと異なる点は、マスタアーム１およびスレーブアー
ム２で生ずる摩擦トルクをキャンセルする摩擦補償手段
を新たに設けた点にある。すなわち、図中２１．２２は
マスタアーム１およびスレーブアーム２に生ずる摩擦ト
ルクに見合った補償トルク信号ＴＢＨ１＋ ＴＢＢをそ
れぞれ生成する摩擦補償回路である。また、図中２３は
、マスク側摩擦補償回路２１から出力される補償トルク
信号ＴＢｍとマスク側トルク検出器７から出力されるト
ルク信号τ。と全加算する加算器であり、２４はスレー
ブ側摩擦補償回路２２から出力される補償トルク信号Ｔ
Ｂ、とスレーブ側トルク検出器１２から出力されるトル
ク信号τ、との差信号を生成する減算器である。
ものと異なる点は、マスタアーム１およびスレーブアー
ム２で生ずる摩擦トルクをキャンセルする摩擦補償手段
を新たに設けた点にある。すなわち、図中２１．２２は
マスタアーム１およびスレーブアーム２に生ずる摩擦ト
ルクに見合った補償トルク信号ＴＢＨ１＋ ＴＢＢをそ
れぞれ生成する摩擦補償回路である。また、図中２３は
、マスク側摩擦補償回路２１から出力される補償トルク
信号ＴＢｍとマスク側トルク検出器７から出力されるト
ルク信号τ。と全加算する加算器であり、２４はスレー
ブ側摩擦補償回路２２から出力される補償トルク信号Ｔ
Ｂ、とスレーブ側トルク検出器１２から出力されるトル
ク信号τ、との差信号を生成する減算器である。
これら加算器２３および減算器２４は、補償トルク信号
でトルク信号を修正する手段を構成するＯ て、いま加算器２３からの出力信号をτ暫、減算器２４
からの出力信号をτｔとすると、マスタ側のモータ５の
発生トルク’ｒｍｍは、Ｔｍｍ ＝ ＆ （τ≦−τｍ
） ”’ （８）となる。ここで τＨ””ｋｍ（Ｔｍ Ｔｃｍ）＋Ｔｎｍ ・・・（９）
τ≦＝ｋｓ（Ｔｓ ＋Ｔｃ５） Ｔｎｓ ・・・α１と
なる。上記（８）〜α１式および前述した（１）式を用
いるとマスク側の操作トルクＴｍは次のように表すこと
ができる。
でトルク信号を修正する手段を構成するＯ て、いま加算器２３からの出力信号をτ暫、減算器２４
からの出力信号をτｔとすると、マスタ側のモータ５の
発生トルク’ｒｍｍは、Ｔｍｍ ＝ ＆ （τ≦−τｍ
） ”’ （８）となる。ここで τＨ””ｋｍ（Ｔｍ Ｔｃｍ）＋Ｔｎｍ ・・・（９）
τ≦＝ｋｓ（Ｔｓ ＋Ｔｃ５） Ｔｎｓ ・・・α１と
なる。上記（８）〜α１式および前述した（１）式を用
いるとマスク側の操作トルクＴｍは次のように表すこと
ができる。
ここでｋｍ＝ｋｓ＋ ｎａｋｍ＞１ とするとαめ式は
、となる。に）式において、ａおよびｋｒｎは、それぞ
れマスク側の増幅器２２およびトルク検出器１４に固有
の値であや、定数である。また、各アームの慣性力およ
び粘性抵抗は殆んど無視することができるので、各アー
ムの摩擦トルクＴｔｍ ＋ Ｔａｍ ａ Ｔｅａも各ア
ームに固有の値となり定数となる。そこで、例えば ’ｌ’Ｂｍ＝ ）（ｍ’ｒｅｍ −・・α１ＴＢ Ｂ
＝ ｋｍＴ （ＢＢ −α→となるように補償トルク信
号’ｒｎｍｌ ＴＢｇを設定すれば １ ・・・α谷 Ｔｍ＝Ｔ８＋１儒Ｔｔｍ とな９、両アームの摩擦トルク分をかなり低減すること
ができる。また、さらに進んで、’Ｆｉ１ｍ＝ｋｍＴｃ
ｍ＋ Ｔｔｍ ・・・α→となるように補償トルク信号
ＴＢｍを設定すれば、Ｔｍ−Ｔ、 ・・・αη となり、両アームの摩擦トルク分を略完全に相殺するこ
とかできる。
、となる。に）式において、ａおよびｋｒｎは、それぞ
れマスク側の増幅器２２およびトルク検出器１４に固有
の値であや、定数である。また、各アームの慣性力およ
び粘性抵抗は殆んど無視することができるので、各アー
ムの摩擦トルクＴｔｍ ＋ Ｔａｍ ａ Ｔｅａも各ア
ームに固有の値となり定数となる。そこで、例えば ’ｌ’Ｂｍ＝ ）（ｍ’ｒｅｍ −・・α１ＴＢ Ｂ
＝ ｋｍＴ （ＢＢ −α→となるように補償トルク信
号’ｒｎｍｌ ＴＢｇを設定すれば １ ・・・α谷 Ｔｍ＝Ｔ８＋１儒Ｔｔｍ とな９、両アームの摩擦トルク分をかなり低減すること
ができる。また、さらに進んで、’Ｆｉ１ｍ＝ｋｍＴｃ
ｍ＋ Ｔｔｍ ・・・α→となるように補償トルク信号
ＴＢｍを設定すれば、Ｔｍ−Ｔ、 ・・・αη となり、両アームの摩擦トルク分を略完全に相殺するこ
とかできる。
次に、摩擦補償回路２１．２２の具体的構成例について
説明する。
説明する。
第３図は、摩擦補償回路２１．２２を、微分回路３１と
摩擦補償関数発生回路３２とで構成した例を示す図であ
る。すなわち、例えば位置検出器１３から出力された位
置信号θ。は、微分回路３１で微分され速度信号ｖｍと
なる。この速度信号τ、は摩擦補償関数発生回路３２に
導入される。摩擦補償関数発生回路３２は、所定の速度
を超えた際に、アームの移動の向きに応じた極性の定数
ＴＢｍを補償トルク信号として出力する。この定数Ｔ’
ｌ１ｍの大きさは、例えばマニビーレータの運転前に、
前記（６）式または０Ｑ式に示す関係を満すように予め
調整される。一方、スレーブ側においても、全く同様の
手段によって補償トルク信号ＴｎＢが生成される。
摩擦補償関数発生回路３２とで構成した例を示す図であ
る。すなわち、例えば位置検出器１３から出力された位
置信号θ。は、微分回路３１で微分され速度信号ｖｍと
なる。この速度信号τ、は摩擦補償関数発生回路３２に
導入される。摩擦補償関数発生回路３２は、所定の速度
を超えた際に、アームの移動の向きに応じた極性の定数
ＴＢｍを補償トルク信号として出力する。この定数Ｔ’
ｌ１ｍの大きさは、例えばマニビーレータの運転前に、
前記（６）式または０Ｑ式に示す関係を満すように予め
調整される。一方、スレーブ側においても、全く同様の
手段によって補償トルク信号ＴｎＢが生成される。
このように、本実施例によれば、マスタアーム１の移動
を微分回路３１によって検知し、移動の向きに応じた極
性の補償トルク信号ＴＢ、を得るようにしている。した
がって、各アームで生ずる摩擦トルク、すなわち（６）
式または０９式の右辺に相当する値に上記補償トルク信
号ＴＢ、を設定すれば、前述した効果を得ることができ
、極めて操作性に優れたマスタスレーブマニピュレータ
を提供することができる。
を微分回路３１によって検知し、移動の向きに応じた極
性の補償トルク信号ＴＢ、を得るようにしている。した
がって、各アームで生ずる摩擦トルク、すなわち（６）
式または０９式の右辺に相当する値に上記補償トルク信
号ＴＢ、を設定すれば、前述した効果を得ることができ
、極めて操作性に優れたマスタスレーブマニピュレータ
を提供することができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
例えば摩擦補償回路２１．２２を第４図に示すように構
成してもよい。つまり、この回路は、第３図に示す回路
に補助関数回路３３と、スイッチ３４とを付加したもの
である。
成してもよい。つまり、この回路は、第３図に示す回路
に補助関数回路３３と、スイッチ３４とを付加したもの
である。
補助関数回路３３は、例えば波高値’Ｆｉ１ｍの数比の
正弦波、矩形波、台形波等の交番信号を出力する回路で
ある。スイツチ３４は、微分回路３１から出力される速
度信号τ□が零のとき、つまり各アームが静止している
ときには上記補助関数回路３３からの出力を選択し、速
度信号−が零でないとき、つまシ各アームが移動してい
るときには摩擦補償関数発生回路３２からの出このよう
な構成であると、マスタアームの起動時においても、摩
擦トルクの補償をすることができ、起動時の異和感が解
消されるという効果を奏する。
正弦波、矩形波、台形波等の交番信号を出力する回路で
ある。スイツチ３４は、微分回路３１から出力される速
度信号τ□が零のとき、つまり各アームが静止している
ときには上記補助関数回路３３からの出力を選択し、速
度信号−が零でないとき、つまシ各アームが移動してい
るときには摩擦補償関数発生回路３２からの出このよう
な構成であると、マスタアームの起動時においても、摩
擦トルクの補償をすることができ、起動時の異和感が解
消されるという効果を奏する。
また、摩擦補償回路２１．２２を上記のような回路で構
成しなくとも、例えば第５図に示すような手動のスイッ
チ３５を単に設けるだけのものであっても本発明の効果
を十分に奏することができる。この場合には、アームを
操作させたい向きに対応する極性の直流圧子Ｅまたは−
Ｅのいずれか一方を、操縦者自身がスイッチ３５を切替
えることによって選択するようにすればよい。このよう
な構成であると、構造が極めて簡単になるという利点が
ある。
成しなくとも、例えば第５図に示すような手動のスイッ
チ３５を単に設けるだけのものであっても本発明の効果
を十分に奏することができる。この場合には、アームを
操作させたい向きに対応する極性の直流圧子Ｅまたは−
Ｅのいずれか一方を、操縦者自身がスイッチ３５を切替
えることによって選択するようにすればよい。このよう
な構成であると、構造が極めて簡単になるという利点が
ある。
以上の如く本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することができる。
形して実施することができる。
第１図は従来のパイラテラルサーブ方式の力帰還型マス
タスレーブマニピュレータの概略構成を示すブロック図
、宗２図は本発明の−瑯施例に係るパイラテラルサーボ
方式の力帰還型マスタスレーグマニビュレータの概略構
成を示すブロック図、第３図は同マニピュレータにおけ
る摩擦補償回路のブロック図、第４図および第５図は本
発明の他の実施例に係るパイラテラルサーが方式の力帰
還型マスタスレーブマニピュレータにおける摩擦補償回
路をそれぞれ示す図である。 １・・・マスタアーム、２・・・スレーブアーム、３・
・・マスタハンド、４，９・・・減速器、５，１０・・
・モータ、６．１１・・・位置検出器、７．１２・・・
トルク検出器、８・・・スレーブハンド、１３，１５゜
２４・・・減算器、１４．１６・・・増幅器、２１゜２
２・・・摩擦補償回路、２３・・・加算器、３１・・・
微分回路、３２・・・摩擦補償関数発生回路、３３・・
・補助関数回路、３４．３６・・・スイッチ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 ５ 第２図 ｓ３図 第５図
タスレーブマニピュレータの概略構成を示すブロック図
、宗２図は本発明の−瑯施例に係るパイラテラルサーボ
方式の力帰還型マスタスレーグマニビュレータの概略構
成を示すブロック図、第３図は同マニピュレータにおけ
る摩擦補償回路のブロック図、第４図および第５図は本
発明の他の実施例に係るパイラテラルサーが方式の力帰
還型マスタスレーブマニピュレータにおける摩擦補償回
路をそれぞれ示す図である。 １・・・マスタアーム、２・・・スレーブアーム、３・
・・マスタハンド、４，９・・・減速器、５，１０・・
・モータ、６．１１・・・位置検出器、７．１２・・・
トルク検出器、８・・・スレーブハンド、１３，１５゜
２４・・・減算器、１４．１６・・・増幅器、２１゜２
２・・・摩擦補償回路、２３・・・加算器、３１・・・
微分回路、３２・・・摩擦補償関数発生回路、３３・・
・補助関数回路、３４．３６・・・スイッチ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 ５ 第２図 ｓ３図 第５図
Claims (4)
- （１） マスタアームに発生する負荷トルクを検出する
マスク側トルク検出器と、スレーブアームに発生する負
荷トルクを検出するスレーブ側トルク検出器とを備え、
前記マスク側トルク検出器から出力されたトルク信号と
前記スレーブ側トルク検出器から出力されたトルク信号
との偏差に基づいて前記マスタアームに操作トルクを付
与するようにしたパイラテラルサーボ方式の力帰還型マ
スタスレーブマニピュレータ［おいて、前記各アームで
発生する摩擦トルクに応じた補償トルク信号を生成する
摩擦補償関数発生手段と、この摩擦補償関数発生手段が
ら出力される補償トルク信号で前記Ｆルク検出器の出力
を修正する手段とを具備してなることを特徴トスルマス
タスレープマニピュレータ。 - （２）前記摩擦補償関数発生手段は、前記マスタアーム
ま−たは前記スレーブアームが動作している間、上記動
作の向きによシ決定される極性の定レベル信号を出力す
るものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のマスタスレーブマニピュレータ。 - （３）前記摩擦補償関数発生手段は、前記マスタハンド
が静止している間、交番信号を出力するものであること
を特徴とする特許請求の範囲第２項記載のマスタスレー
ブマニピュレータ。 - （４）前記摩擦補償関数発生手段は、前記マスタアーム
を動かす向きにより決定される極性の直流電圧を手動的
に選択可能なスイッチからなるものであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のマスタスレーブマニピ
ュレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1778884A JPS60167780A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | マスタスレ−ブマニピユレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1778884A JPS60167780A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | マスタスレ−ブマニピユレ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60167780A true JPS60167780A (ja) | 1985-08-31 |
| JPH0413107B2 JPH0413107B2 (ja) | 1992-03-06 |
Family
ID=11953452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1778884A Granted JPS60167780A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | マスタスレ−ブマニピユレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60167780A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62102980A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-13 | 株式会社東芝 | マスタスレ−ブマニピユレ−タの制御方式 |
| JPS63162172A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-05 | 工業技術院長 | マスタハンドの操作力低減装置 |
| WO2005009692A1 (ja) * | 2003-07-29 | 2005-02-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ロボットアームの制御方法および制御装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58132474A (ja) * | 1982-02-03 | 1983-08-06 | 日本原子力発電株式会社 | 摩擦力補償装置 |
| JPS58132813A (ja) * | 1982-02-03 | 1983-08-08 | Japan Atom Power Co Ltd:The | バイラテラルサ−ボ装置 |
-
1984
- 1984-02-03 JP JP1778884A patent/JPS60167780A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58132474A (ja) * | 1982-02-03 | 1983-08-06 | 日本原子力発電株式会社 | 摩擦力補償装置 |
| JPS58132813A (ja) * | 1982-02-03 | 1983-08-08 | Japan Atom Power Co Ltd:The | バイラテラルサ−ボ装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62102980A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-13 | 株式会社東芝 | マスタスレ−ブマニピユレ−タの制御方式 |
| JPS63162172A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-05 | 工業技術院長 | マスタハンドの操作力低減装置 |
| WO2005009692A1 (ja) * | 2003-07-29 | 2005-02-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ロボットアームの制御方法および制御装置 |
| US7102315B2 (en) | 2003-07-29 | 2006-09-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Robot arm control method and control device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0413107B2 (ja) | 1992-03-06 |
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