JPS60191778A - マスタスレ−ブマニピユレ−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】 〔発明の利用分野〕 本発明はマスタスレーブマニピュレータに係ＬＪ、特に
マスタマニピュレータ側において高い臨＠感が得られる
マスタスレーブマニピュレータに関するものである。

〔発明の背景〕

放射性物質を取り扱うホットセルなどのように、人間に
対する環境条件の厳しい場所での作業を安全に行うため
に、マスタスレーブマニピュレータが用いられている。

このマスタスレーブマニピュレータはほぼ相似の構造の
マスタマニピュレータとスレーブマニピュレータとの２
台のマニピュレータを機械的または電気的な手段で結合
し、マスタマニピュレータをオペレータが操作すると、
スレーブマニピュレータがマスタマニピュレータを全く
同じ動作を実行するように構成されており、スレーブマ
ニピュレータは環境条件の厳しい作業現場に設置されて
いる。

この種のマスタスレーブマニピュレータにおけるマスタ
マニピュレータはスレーブマニピュレータと類似の腕機
構を有しているため、その情遺体・＼）バに動モータ等
の重量により全体重量が爪くなる。

このため、ばね等を利用して静的な重量バランスを旅し
ても慣性力が大きく操作し雌いものであった。また、マ
スタマニピュレータを操作するオペレータはスレーブマ
ニピュレータが受ける反力に比例した力を受けろことが
操作」二有効である。

〔発明の目的〕

本発明は−に連の事柄にもとづいてなされたもので、マ
スタマニピュレータ側のオペレータの操作負担が軒く、
しかも臨場感の良好なマスタスレーブマニピュレータを
提供することを目的とリーる。

〔発明の（ｌ！栗〕

本発明は」二記の目的を達成するために、マスタスレー
ブマニピュレータにおいて、マスク側のオペレータの関
節部に、形状記憶合金を備える布状の反力作用部分設け
、この反力作用部における形状記憶合金をスレーブマニ
ピュレータに作用する反力に応じて加熱制御する制御手
段を備えたことをも徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明のヌニピュレータのスレーブ側の構成の
一実施例を示すもので、この図においてスレーブマニピ
ュレータ１は移動体２に搭載されている。移動体２は送
受信用のアンテナ３を備えている。スレ−ブマニピュレ
ータ１ば一例としてクレーンから吊り下げられたブック
１７に物体Ｗを玉掛けする作業を行っている。

第２図１１本発明のマニピュレータのマスク側の構成の
一実施例を示すもので、この図において、オペレータＡ
はスーツ状のマスタマニピュレータ４を着用している。

このマスタマニピュレータ４はオペ１ノータＡの腕や指
の関節部に相当する部分に形状記憶合金の細線で構成さ
れた反力作用部５が設けられていると共に、オペレータ
Ａの」二腕。

前腕２手の甲の相当する部分に複数個の発光ダイオード
６Ａ等を有する標識６が設けられている。

オペレータＡの周囲には標識６の位置、方向を観測する
測定手段７が設置されている。この測定手段７は例えば
テレビカメラ、光学式変位計等を用いることができる。

さらに、オペレータΔは送受信用のアンテナ８を有する
制御装置９を背負っている。

前述した反力作用部５は第３図トこ示すように重体とし
て４ｉ’７成されている。すなわち線状の形状記憶合金
９と電気絶縁被［を施した線状の弾性体１０とを縦糸と
なるように交互に並べ、これらに対する横糸として耐熱
性の繊維１１を織り込んで重体１２を措成さＪしている
。この重体１２は断熱布１３に配設される。形状記憶合
金９の両端は断熱布Ｉ３上の導電性のリード部１４に溶
着されでいる。リード部１４にはリードＩ／Ａ１５が接
続している。この重体Ｊ２および断熱布１３は第４図に
示すように筒状に形成されマスタマニピュレータ４にお
けるオペレータＡの腕や手の関節部に相当する部分に反
力作用部５として設けられている。

この筒状の反力作用部５は予め、第５図に示すように屈
曲した状態で、熱処理されその形状を反力作用部を構成
する形状記憶合金９に記憶される。

これにより、反力作用部５は低温状態では弾性体１０の
弾性力により第４図に示すように直線的な形状となって
いるが、形状記憶合金９への通電加熱により、反力作用
部５は第４図に示す直線的な形状から第５図に示すよう
な記憶した屈曲形状に変形する。そして、加熱量を制御
することにより、弾性体１０ど形状記憶合金９との力の
バランスで反力作用部５を任意の屈曲角度に曲げること
ができる。

第６図は本発明のマスタスレーブマニピュレータの制御
回路の一例を示すもので、この図において第１図および
第２図と同符号のものは同一部分である。マスタマニピ
ュレータ４に設けた標ｍ６の位置は測定手段７によって
計測される。この計測値は演算器１６に出力される。演
算器１６は■１算値を演算処理してマスタマニピュレー
タ４の関節角をめ、これを比較器１７に送る。一方、ス
レーブマニピュレータ１には関節駆動用アクチュエータ
１８と関節角検出器１９と力センサ２０とが設けられて
いる。関節角検出器１９によって得られたスレーブマニ
ピュレータ１の関節角情報は比較器１７に送ら狂る。比
較器１７はマスタマニピュレータ４とスレーブマニピュ
レータ１との関節角を比ｌＩｖ！シ、その差が小さくな
るようにスレーブマニピュレータ１のアクチュエータ１
８を作動させる。また比較器１７は上述と同様にマスタ
マニピュレータ４どスレーブマニピュレータ１との関節
角を小さくする方向の指令を加算器２１に出力する。さ
らに力＋＋　：Ｉ′Ｆ、器２１にはスレーブマニピュレ
ータｌの力センサ２０からの反力情報が入力される。こ
」しにより、加算器２１はマスタマニピュレータ４の反
力ｆ↑ミ用部５を作動させる。この反力作用部５の作動
によりオペレータＡにはスレーブマニピュレータ］に作
用している反力が生じる。

その結果、オペレータＡは臨場感をもって作業を行うこ
とができる。またオペレータＡは自己の腕。

手の動作のみでよいので、その操作負担は非常に小さい
ものである。

第７図は本発明に用いられる反力作用部の他の実施例を
示す十ノので、この図において第３図と同符号のものは
同一部分である。この実施例は１本の線状の形状記憶合
金９Ａを線状の弾性体１０と繊維１１との間に折り返し
て織り込んで、布状の反力作用部５に形成したものであ
る。そして、この形状記憶合金９Ａの両端にはそれぞれ
リード綿１５Ａが接続される。

この実施例によれは、形状記憶合金が１本の線状で構成
されているので、これに加えられる加熱電流が等しくな
り、その温度の均一性が良好である。また、弾性体１０
を形状記憶合金とすることも可能である。この場合、形
状記憶合金は超弾性体の性質を有しているので、強＜　
＋＃＋り来げられても復元性が良く、可動範囲を大さく
することができるものである。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明のよ汎ば、マスク側のオペ
レータはスーツ状のマスタマニピュレータを着用して動
作するばよいので、ｌｉＩ！量であり、しかも動作の制
約がないと共に、反力も受けることができるので、臨場
感を持つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のマニピュレータを構成するスレーブマ
ニピュレータの一実施例を示す斜視図、第２図は本発明
のマニピュレータの一実施例を示を斜視図、第３図は本
発明を構成するマスタマニピュレータに設けられる反力
作用部の一例の展開状態を示す斜視図、第４図および第
５図は第３図に示す反力作用ｆｊｌｉの一例の動作を説
明する斜視図、第６図は本発明のマニピュレータの制御
回路図、第７図は本発明に用いられる反力作用部の他の
例を展開して示す斜視ＩＱｊである。 Ｊ・・・スレーブマニピュレータ、２・・・移動体、４
・・・マスタマニピュレータ、５−　反力作用部、６・
・標識、７・・・測定手段、９・・・形状記憶合金、１
ｏ・・・弾性体、１１・・繊維、１３山断熱布。 第　１　図 オＺ圀 第　３　図 ４ ％　４　図　％　５　図 箇６図 、１３ Ｙ！］′ｌ　Ｉ’ｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、マスタスレーブマニピュレータにおいて、マスク側
   のオペレータの関節部に、形状記憶合金を備える布状の
   反力作用部を設け、この反力を備えたことを特徴とする
   マスタスレーブマニピュレータ。 ２、マスク側のオペレータは反力作用部を有するスーツ
   状のマスタマニピュレータを着用したことを特徴とする
   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、反力作用部は線状の形状記憶合金と線状の弾性体を
   織り込んだ重体であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項または第２項記載のマスタスレーブマニピュレー
   タ。