JPS63162174A - Multi-sensitive bilateral controller for master/slave hand system - Google Patents
Multi-sensitive bilateral controller for master/slave hand systemInfo
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- JPS63162174A JPS63162174A JP30783286A JP30783286A JPS63162174A JP S63162174 A JPS63162174 A JP S63162174A JP 30783286 A JP30783286 A JP 30783286A JP 30783286 A JP30783286 A JP 30783286A JP S63162174 A JPS63162174 A JP S63162174A
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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。(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】
〈産業上の利用分計〉
本発明は極限作業四ボットなどマスタスレーブハンドシ
ステムの多感覚バイラテラル制押装置に関し、人間の感
覚器に近い繊細な感覚をスレーブとマスタの間で共有す
ることができるようにしたものである。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Applications> The present invention relates to a multi-sensory bilateral control device for a master-slave hand system such as an extreme work four-bot, which combines delicate senses similar to those of human sensory organs between the slave and master. It is designed so that it can be shared between.
〈従来の技術〉
遠隔操作装置に用いられるハンドシステムでは、第２図
に示すように、人間オペレータが操作するマスタハンド
１の位置・力検出器２から構成される装置信号へと作業
対象物体に作用するスレーブハンド３の位置・力検出器
４から構成される装置信号ｘＱとから、位置制御装置５
によって位Ｗ１個差Δｘ （＝ｘ、、−ｘＳ）が零にな
るように指令信号Ｖ、が出力され、ハンド駆動機構６が
スレーブハンド３を動作させている。一方、マスタハン
ド１では位置・力検出器２から出力される力信号ｆＭと
スレーブハンド３の位置・力検出器４から出力される力
信号ｆつとから、カフィードバック＋ＩＩＪｌａｍｌ装
置７によって力偏差Δｆ（＝ｆ、−ｆＭ）が零になるよ
うに指令信号ηが出力され、反力発生機構８がマスタハ
ンド１を動作させている。このようにして、マスタハン
ド１の位置に関する動作と同じ動作を遠隔にあるスレー
ブハンド３に行なわせるとともに、スレーブハンド３が
作業対象物体に作用している力に比例しな反力をマスタ
ハンド１を介して人間に作用させている。<Prior Art> In a hand system used for a remote control device, as shown in Fig. 2, a master hand 1 operated by a human operator is connected to a device signal composed of a position/force detector 2 and a work target object. From the device signal xQ constituted by the position/force detector 4 of the slave hand 3 acting, the position control device 5
The command signal V is output so that the difference Δx (=x, , -xS) by one position W becomes zero, and the hand drive mechanism 6 operates the slave hand 3. On the other hand, in the master hand 1, a force deviation Δf( The command signal η is output so that =f, -fM) becomes zero, and the reaction force generating mechanism 8 operates the master hand 1. In this way, the remote slave hand 3 is made to perform the same operation related to the position of the master hand 1, and the slave hand 3 applies a reaction force to the master hand that is proportional to the force acting on the object to be worked on. It acts on humans through
最近、人間のハンドに近い作業を行なわせようとしてス
レーブハンドを人間のハンドの構造のように指をもたせ
且つマスタハンドも同様な構造にし、スレーブハンドで
作業対象物体を把握するとき、人間の感覚器に近い圧覚
や接触覚やすべり覚のような繊細な感覚をマスタハンド
にフィードバックしてマニプレーシンン作業を遠隔操作
する多感覚バイラテラル制御装置が開発゛された。Recently, in an attempt to make the slave hand perform tasks similar to those of a human hand, the slave hand has been made to have fingers similar to the structure of the human hand, and the master hand has also been made to have a similar structure. A multisensory bilateral control device has been developed that remotely controls manipulator work by feeding back delicate sensations such as pressure, touch, and sliding sensations close to the machine to the master hand.
ここで、多感覚バイラテラル制御装置の一例（特願昭６
ｌ−３７２５６）を第３図を参照して説明する。第３図
において、１０１は人間オ６′−タカゞ操作するマスツ
ノ１ンド、１０２は遠隔で作業する繊細感覚多本指機構
を有するスレーブハンドである。１０３はマスタハンド
１０１の位置或は姿勢を検出する位置検出器、１０４は
スレーブハンド１０２の位置或は姿勢を検出する位置検
出器である。１０５はマスタハンド１０１が人間オペレ
ータに作用する力を検出する力覚検出器、１０６はスレ
ーブハンド１０２が作業対象物体に作用する力を検出す
る力覚検出器である。１０７はマスタハンド１０１が人
間オペレータに力感覚を与えるための力覚発生機構、１
０８は力覚発生機構１０７を制御する力覚フィードバッ
ク制御装置である。１０９はスレーブハンド１０２が作
業対象物体に作用するためのハンド駆動機構、１１０は
ハンド駆動機構１０９を制卸するスレーブハンド制御装
置である。Here, an example of a multisensory bilateral control device (Japanese Patent Application No. 6
1-37256) will be explained with reference to FIG. In FIG. 3, reference numeral 101 is a hand operated by a human operator, and reference numeral 102 is a slave hand having a sensitive multi-finger mechanism that operates remotely. 103 is a position detector that detects the position or attitude of the master hand 101, and 104 is a position detector that detects the position or attitude of the slave hand 102. A force detector 105 detects the force exerted by the master hand 101 on the human operator, and a force detector 106 detects the force exerted by the slave hand 102 on the work object. 107 is a force sensation generating mechanism for the master hand 101 to give a force sensation to a human operator;
08 is a force feedback control device that controls the force sensation generating mechanism 107. 109 is a hand drive mechanism for the slave hand 102 to act on the object to be worked on; 110 is a slave hand control device that controls the hand drive mechanism 109;
１１１はマスタハンド１０１が人間オペレータに作用す
る圧覚を検出する圧覚検出器、１１２はスレーブハンド
１０２が作業対象物体に作用する圧覚を検出する圧覚検
出器である。１１３はマスタハンド１０１が人間オペレ
ータに圧覚を与えるための圧覚発生機構、１１４は圧覚
発生機＄４１１３を制御する圧覚フィードバック制御装
置である。１１５はマスタハンド１０１が人間オペレー
タに接触覚を与えるための接触覚発生機構、１１６は接
触覚発生機構１１５を制御する接触覚フィードバック制
御装置、１１７はスレーブハンド１０２が作業対象物体
に作用する接触覚を検出する接触覚検出語である。１１
８はマスタハンド１０１が人間オペレータにすべり覚を
与えるためのすべり覚発生機構、１１９はすべり覚発生
機構１１８を制御するすべり覚フィードバック制御装置
ｉ１．１２０はスレーブハンド１０２が作業対象物体に
作用するすべり覚を検出するすべり覚検出菜である。Reference numeral 111 denotes a pressure sensor that detects the pressure sensation that the master hand 101 acts on the human operator, and 112 a pressure sensor that detects the pressure sensation that the slave hand 102 acts on the object to be worked on. 113 is a pressure sensation generating mechanism for the master hand 101 to give a pressure sensation to the human operator, and 114 is a pressure feedback control device that controls the pressure sensation generator $4113. Reference numeral 115 indicates a contact sensation generation mechanism for the master hand 101 to provide a touch sensation to the human operator, 116 a contact feedback control device for controlling the contact sensation generation mechanism 115, and 117 a contact sensation generating mechanism for the slave hand 102 to act on the work target object. It is a touch sense detection word that detects. 11
8 is a slip sensation generating mechanism for the master hand 101 to give a slip sensation to the human operator; 119 is a slip sensation feedback control device i1 for controlling the slip sensation generating mechanism 118; It is a sliding sensation detector that detects sensations.
それぞれ力覚検出器１０６、圧覚検出Ｎ１１２、接触党
検出冊１１７及びすべり党検出器１２０はスレーブハン
ド１０２が作業対象物体に作用する力覚、圧覚、接触覚
及びすべり覚を検出し、電気信号に変換する。また、位
置検出器１０４はスレーブハンド１０２の位置及び姿勢
を検出し、電気信号に変換する。更にそれぞれ力覚検出
器１０５及び圧覚検出器１１１はマスタハンド１０１が
人間オペレータに作用する力覚及び圧覚を検出し、電気
信号に変換する。また、位置検出器１０３はマスタハン
ド１０１の位置及び姿勢を検出し、電気信号に変換する
。The force detector 106, the pressure detector N112, the contact detector 117, and the slip detector 120 respectively detect the force, pressure, contact, and slip sensations that the slave hand 102 exerts on the object to be worked on, and convert them into electrical signals. Convert. Furthermore, the position detector 104 detects the position and orientation of the slave hand 102 and converts it into an electrical signal. Furthermore, the force sense detector 105 and the pressure sense detector 111 detect the force sense and pressure sense that the master hand 101 acts on the human operator, and convert them into electrical signals. Furthermore, the position detector 103 detects the position and orientation of the master hand 101 and converts it into an electrical signal.
スレーブハンド制御装置１１０はマスタとスレーブの各
位置検出９１０３，１０４の出力から得られる位置偏差
ΔＸと各力覚検出器１０５．１０６の出力から得られる
力偏差Δｆ。The slave hand control device 110 detects the position deviation ΔX obtained from the outputs of the master and slave position detectors 9103 and 104 and the force deviation Δf obtained from the outputs of the force sense detectors 105 and 106.
スレーブの圧覚ｐ、接触覚を及びすべり覚Ｓの各電気信
号からａｍ指令Δｖｓｏを作りスレーブハンドの駆動機
構１０９を介してスレーブハンド１０２を制御する。例
えば制御指令はΔｖ％Ｈ＝ｇ ｌΔｘ＋ｇ２Δｆ −ｇ
３ｐ−ｇ、ｔ−ｇ、ｓとして作る。An am command Δvso is generated from the electric signals of the slave's pressure sense p, contact sense, and slip sense S, and the slave hand 102 is controlled via the slave hand drive mechanism 109. For example, the control command is Δv%H=g lΔx+g2Δf −g
Create as 3p-g, t-g, and s.
但し、ｇｉ （ｉ＝＝１〜５）はゲインである。However, gi (i==1 to 5) is a gain.
マスタの力覚フィードバック制御装置１０８はマスタと
スレーブの位置偏差ΔＸと刃傷差Δｆの電気信号から制
御指令ΔｖＭを作り、力覚フィードバック発生機構１０
７を介してマスタハンド１０１を制御する。例えば制御
指令はΔｖＭ＝ｇ、Δｘ ＋ ｇ 、Δｆとして作る。The master force feedback control device 108 generates a control command ΔvM from the electric signals of the master and slave positional deviation ΔX and the blade damage difference Δf, and generates a control command ΔvM,
7 to control the master hand 101. For example, the control command is created as ΔvM=g, Δx + g, Δf.
但し、ｇ、 （ｉ＝６．７）はゲインである。However, g (i=6.7) is the gain.
マスタの圧覚フィードバック制御装置１１４はマスタと
スレーブの各圧２検出器１１１゜１１２の出力から得ら
れる圧覚偏差Δｐの電気信号から制御指令ΔＶｐを作り
、圧覚発生機構１１３を介して人間オペレータに与える
圧覚を制御する。例えば制御指令はΔ”ｐ＝ｇａΔｐと
して作る。但しｇはゲインである。The master pressure feedback control device 114 generates a control command ΔVp from the electrical signal of the pressure deviation Δp obtained from the outputs of the master and slave pressure 2 detectors 111 and 112, and generates a pressure feedback signal to be given to the human operator via the pressure sensation generation mechanism 113. control. For example, the control command is created as Δ''p=gaΔp, where g is the gain.
マスタの接触覚フィードバック制御装置１１６はスレー
ブの接触覚ｔの電気信号から制御指令ΔＶｔを作り、接
触覚発生機構１１５を介して人間オペレータに与える接
触覚を制御する。例えば制御指令はΔＶ、＝ｇ、ｔとし
て作る。The master tactile feedback control device 116 generates a control command ΔVt from the electric signal of the slave tactile sensation t, and controls the tactile sensation given to the human operator via the tactile sensation generating mechanism 115. For example, the control command is created as ΔV,=g,t.
ｇ９はゲインである◇
マスタのすべり覚フィードバック制御装置１１９はスレ
ーブのすべり覚Ｓの電気信号から制御指令ΔＶ、を作り
、すべり覚発生機構１１８を介して人間オペレータに与
えるすべり覚を制御する。例えば制御指令はΔｖ、＝ｇ
、。Ｓとして作る。但し、ｇｌ。はゲインである。g9 is a gain ◇ The master slip sensation feedback control device 119 creates a control command ΔV from the electric signal of the slave slip sensation S, and controls the slip sensation given to the human operator via the slip sensation generation mechanism 118. For example, the control command is Δv, = g
,. Make it as S. However, gl. is the gain.
第３図に示す制御装置によれば、圧覚、接触覚及びすべ
り覚の検出信号による圧覚、接触覚及びすべり覚発生機
構によって微小な力を人間のそれぞれの感覚に対応させ
てフィードバックすることができる。これにより、原子
力発電所内など人が近づき難い状況において、マニプレ
ータに人並の作業を遠隔操作で行わせることができる。According to the control device shown in FIG. 3, minute forces can be fed back in response to each human sense using pressure, contact, and slip sensation generation mechanisms based on detection signals for pressure, touch, and slip sensations. . As a result, the manipulator can be remotely operated in situations where it is difficult for people to approach, such as inside a nuclear power plant.
〈発明が解決しようとする問題点〉
上述したように第３図に示す多感覚バイラテラル制御装
置では、繊細な感覚をマスタノ）ンドで得られるように
、力覚のみならず圧覚。<Problems to be Solved by the Invention> As mentioned above, the multisensory bilateral control device shown in FIG.
接触覚及びすべり覚をもフィードバックしている。これ
によりスレーブハンドでの感覚をマスタハンドで正確に
再現することができる。It also feeds back the sense of touch and slip. This allows the master hand to accurately reproduce the feeling experienced by the slave hand.
しかし複数の感覚が同時にフィードバックされた場合に
は、感覚が混ざってしまい人間オペレータはどの感覚で
あるかをＪＷＩすることができずかえって感覚の判別が
困難になることがあった。However, when multiple sensations are fed back at the same time, the sensations are mixed and the human operator is unable to judge which sensation is being received, making it difficult to distinguish between the sensations.
本発明は、上記従来技術に鑑み、人間オペレータが混乱
することなく感覚の認識のできるマスタスレーブハンド
システムの多感覚バイラテラル制圓装置を提供すること
を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above prior art, it is an object of the present invention to provide a multi-sensory bilateral control device for a master-slave hand system that allows a human operator to recognize sensations without being confused.
く問題点を解決するための手段〉
上記目的を達成する本発明は、マスタスレーブハンドシ
ステムの多感覚バイラテラル制−装置において、スレー
ブ側の検出器で検出した感覚のうち代表的・支配的な感
覚をその感覚に応じた値に増幅してマスタ側の制御に供
する選択制御装置を備えたことを特徴とする。Means for Solving the Problems> The present invention achieves the above object, in a multi-sensory bilateral control device of a master-slave hand system, by detecting the representative and dominant sensations detected by the detector on the slave side. The present invention is characterized in that it includes a selection control device that amplifies the sensation to a value corresponding to the sensation and provides it for control on the master side.
く作 用〉
選択制御装置の各増幅器は、スレーブ側の検出器で検出
した力覚、圧覚、接触覚及びすべ９覚それぞれの４１号
を各感覚に対応した関数特性でもって増幅しこの増幅し
た信号を各ｖｆ５覚に応じたフィードバック制御装置に
送出するとともに、選択制御装置の選択駆動部は、スレ
ーブ側の検出器で検出した力覚、圧覚。Function: Each amplifier of the selection control device amplifies the 41 senses of force, pressure, touch, and all 9 senses detected by the slave-side detector with functional characteristics corresponding to each sense. A signal is sent to the feedback control device corresponding to each VF5 sense, and the selection drive section of the selection control device receives the force sense and pressure sense detected by the slave side detector.
接触覚及びすべり覚それぞれの信号を受信し単位時間当
りの信号レベルや信号発生頻度から代表的・支配的な感
覚を判別しこの判別した感覚に応じたフィードバック制
御装置のみを作動状態にさせる。It receives signals for each of the contact and slip sensations, determines the representative/dominant sensation from the signal level per unit time and signal generation frequency, and activates only the feedback control device corresponding to the determined sensation.
く実 施 例〉 以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。Example of implementation Embodiments of the present invention will be described in detail below based on the drawings.
第１図は本発明の実施例を示す。同図において、１０１
は人間オペレータが操作するマスタハンド、１０２は遠
隔で作業する繊細感覚多本指機構を有するスレーブハン
ドである。FIG. 1 shows an embodiment of the invention. In the same figure, 101
102 is a master hand operated by a human operator, and 102 is a slave hand having a sensitive multi-finger mechanism that works remotely.
１０３はマスタハンド１−０１の位置或は姿勢を検出す
る位置検出器、１０４はスレージノ１ンド１０２の位置
或は姿勢を検出する位置検出器である。１０５はマスタ
ハンド１０１が人間オペレータに作用する力を検出する
力覚検出器、１０６はスレーブハンド１０２が作業対象
物体に作用する力を検出する力覚検出器である。１０７
はマスタハンド１０１が人間オペレータに力感覚を与え
るための力覚発生機構、１０８ａは力覚発生８１構１０
７を制御する力覚フィードバック制御装置であり後述す
る駆動信号ａを受信しているときにのみ駆動する。１０
９はスレーブハンド１０２が作業対象物体に作用するた
めのハンド＊ｖＪＪ機構、１１０はハンド駆動機構１０
９を制御するスレーブハンド制御装置である。１１１は
マスタハンド１０１が人間オペレータに作用する圧覚を
検出する圧覚検出器、１１２ばスレーブハンド１０２が
作業対象物体に作用する圧覚を検出する圧覚検出器であ
る。１１３はマスタハンド１０１が人間オペレータに圧
覚を与えるための圧覚発生機構、１１４ａは圧覚発生機
構１１３を制御する圧覚フィードバック制御装置であり
後述する駆動信号すを受信しているときにのみ駆動する
。１１５はマスタハンド１０１が人間オペレータに接触
覚を与えるための接触覚発生機構、１１６ａは接触覚発
生機構１１５を制御する接触覚フィードバック制御装置
であり後述する駆動信号Ｃを受信しているときにのみ駆
動する。１１７はスレーブハンド１０２が作業対象物体
に作用する接触覚を検出する接触覚検出器である。A position detector 103 detects the position or attitude of the master hand 1-01, and a position detector 104 detects the position or attitude of the master hand 102. A force detector 105 detects the force exerted by the master hand 101 on the human operator, and a force detector 106 detects the force exerted by the slave hand 102 on the work object. 107
108a is a force sensation generation mechanism for the master hand 101 to give a force sensation to a human operator; 108a is a force sensation generation mechanism 10
7, and is driven only when receiving a drive signal a, which will be described later. 10
9 is a hand *vJJ mechanism for the slave hand 102 to act on the object to be worked on; 110 is a hand drive mechanism 10
This is a slave hand control device that controls 9. Reference numeral 111 denotes a pressure sensor that detects the pressure sensation that the master hand 101 acts on the human operator, and 112 a pressure sensor that detects the pressure sensation that the slave hand 102 acts on the object to be worked on. 113 is a pressure sensation generating mechanism for the master hand 101 to give a pressure sensation to the human operator, and 114a is a pressure feedback control device for controlling the pressure sensation generating mechanism 113, which is driven only when receiving a drive signal to be described later. 115 is a tactile sensation generating mechanism for the master hand 101 to give a tactile sensation to the human operator, and 116a is a tactile feedback control device that controls the tactile sensation generating mechanism 115 only when receiving a drive signal C, which will be described later. drive Reference numeral 117 denotes a contact sense detector that detects the sense of touch that the slave hand 102 exerts on the object to be worked on.
１１８はマスタハンド１０１が人間オペレータにすべり
覚を与えるためのすべり覚発生機構、１１９ａはすべり
覚発生機構１１８を制御するすべり覚フィードバック制
御装置であり後述する駆動信号ｄを受信しているときに
のみ駆動する。１２０はスレーブ／Ｘノド１０２が作業
対象物体に作用するすべり覚を検出するすべり党検出器
である。ここまでは第３図に示す従来技術と同様な構成
となっている。118 is a slip sensation generating mechanism for the master hand 101 to give a slip sensation to the human operator, and 119a is a slip sensation feedback control device that controls the slip sensation generating mechanism 118 only when receiving a drive signal d, which will be described later. drive Reference numeral 120 denotes a slip detector that detects the slip sensation exerted by the slave/X throat 102 on the object to be worked on. Up to this point, the configuration is similar to that of the prior art shown in FIG.
更に本実施例では新たに選択制細裂［２００全備えてい
る。この選択制御装置２００は、信号レベル検出回路２
０１ａ及び信号発生頻度検出回路２０１ｂを有する選択
駆動部２０１と、線形増幅器２０２，２０５と、対数増
幅器２０３，２０４とで構成されている。Furthermore, this embodiment is newly equipped with all 200 selectively selective fissures. This selection control device 200 includes a signal level detection circuit 2
01a and a signal generation frequency detection circuit 201b, linear amplifiers 202 and 205, and logarithmic amplifiers 203 and 204.
次に本発明の実施例の動作を、選択制御装置２００を中
心に説明する。線形増幅器２０２は、スレーブ側の力覚
検出Ｍ１０６から送出される力覚信号ｆを線形増幅し、
線形増幅して誇張した増幅力覚信号ｆ′を力覚フィード
バック制御装置１０８ａに送出する。モして力覚フィー
ドバック制御値［１０８ａは、増幅力覚信号ｆ′をスレ
ーブ側の力覚信号として力覚発生機構１０７を制御する
。対数増幅器２０３は、スレーブ側の圧覚検出ＷＪ１１
２から送出される圧覚信号Ｐを対数増幅し、対数増幅す
ることにより人間の感覚に合わせて低レベル域を強調し
て脱感にし高レベル域を抑圧して鈍感にしｔこ増幅力覚
信号Ｐ′を圧覚フィードバック制御装置１１４ ａに送
出する。そして圧覚フィードバック制御装置１１４ａは
、増幅圧覚信号ｐ′をスレーブ側の圧覚信号として圧覚
発生機構１１３を制御する。対数増幅Ｎ２Ｏ４は、スレ
ーブ側の接触覚検出器１１７から送出される接触覚信号
ｔを対数増幅し、対数増幅することにより人間の感覚に
合わせて低レベル域を強調して脱感にし高レベル域を抑
圧して鈍感にした増幅接触覚信号ｔ′を接触覚フィード
バック制御装置１１６ａに送出する。Next, the operation of the embodiment of the present invention will be explained focusing on the selection control device 200. The linear amplifier 202 linearly amplifies the force signal f sent from the slave side force detection M106,
The linearly amplified and exaggerated amplified force sense signal f' is sent to the force feedback control device 108a. The force feedback control value [108a] controls the force sensation generating mechanism 107 by using the amplified force sensation signal f' as a force sensation signal on the slave side. The logarithmic amplifier 203 is a slave-side pressure detection WJ11.
The amplified force sense signal P is logarithmically amplified by logarithmically amplifying the pressure signal P sent from 2, and by logarithmically amplifying it, the low level range is emphasized and desensitized in accordance with human senses, and the high level range is suppressed and desensitized. ' is sent to the pressure feedback control device 114a. The pressure feedback control device 114a then controls the pressure sensation generation mechanism 113 using the amplified pressure sensation signal p' as a pressure sensation signal on the slave side. Logarithmic amplification N2O4 logarithmically amplifies the touch signal t sent from the slave-side touch sensor 117, and by logarithmically amplifying it, emphasizes and desensitizes the low level range in accordance with human senses, and desensitizes the high level range. The amplified tactile signal t', which has been suppressed and made insensitive, is sent to the tactile feedback control device 116a.
そして接触覚フィードバック制御装置ｉ １１６ ａは
、増幅接触覚信号ｔ′をスレーブ側の接触覚信号として
接触覚発生機構１１５を制御する。The tactile feedback control device i 116 a controls the tactile sensation generating mechanism 115 using the amplified tactile signal t' as a tactile signal on the slave side.
線形増幅器２０５は、スレーブ側のすべり覚検出器１２
０から送出されるすべり覚信号Ｓを線形増幅し、線形増
幅して誇張した増幅すべり覚信号Ｓ′をすべり覚フィー
ドバック制御装置１１９ａに送出する。そしてすべり覚
フィードバック制御装置１１９ａは、増幅すべり覚信号
Ｓ′をスレーブ側の力覚信号としてすべり覚発生機＄１
１８を制御する。The linear amplifier 205 is connected to the slave-side slip detector 12.
The slip sensation signal S sent from 0 is linearly amplified, and the linearly amplified and exaggerated amplified slip sensation signal S' is sent to the slip sensation feedback control device 119a. Then, the slip sensation feedback control device 119a outputs the amplified slip sensation signal S' as a force signal on the slave side to the slip sensation generator $1.
18.
更に選択駆動部２０１は、スレーブ側の力覚信号ｆ、圧
覚信号ｐ、接触覚信号を及びすべり覚信号Ｓを受信する
と、信号レベル検出回９２０１ ａ及び信号発生頻度検
出口７ｊ８２０１ｂにより、各感覚のうち代表的・支配
的な感覚を判別する。そして選択駆動部２０１は、各フ
ィードバック制御装置のうち代表的・支配的な感覚に対
応したもののみを作動させる。Furthermore, when the selection drive unit 201 receives the force signal f, the pressure signal p, the contact signal and the slip signal S from the slave side, the selection drive unit 201 detects each sense using the signal level detection circuit 9201a and the signal occurrence frequency detection port 7j 8201b. Distinguish the representative/dominant sense. Then, the selection drive unit 201 operates only the feedback control device corresponding to the representative/dominant sensation.
つまり代表的・支配的な感覚が力覚であるときには駆動
信号ａを出力して力覚フィードバック制御装置１０８ａ
を作動させ、代表的・支配的な感覚が圧覚であるときに
は駆動信号すを出力して圧覚フィードバック制御装置１
１４ａを作動させ、代表的・支配的な感覚が接触覚であ
るときには駆動信号Ｃを出力して接触覚フィードバック
制御装置１１６Ｑを作動させ、代表的・支配的な感覚が
すべり覚であるときには駆動信号ｄを出力してすべり党
フィードバック制御装置１１９ａを作動させる。もちろ
ん、代表的・支配的な感覚が複数あるときには複数のフ
ィードバック制御装置を作動させる。In other words, when the representative/dominant sense is the sense of force, the drive signal a is outputted to the force feedback control device 108a.
The pressure feedback control device 1 outputs a drive signal when the representative/dominant sense is pressure sensation.
14a, and when the representative/dominant sensation is the sensation of touch, the drive signal C is output to operate the touch feedback control device 116Q, and when the representative/dominant sensation is the sensation of slip, the drive signal C is output. d to operate the slip feedback control device 119a. Of course, when there are multiple representative/dominant sensations, multiple feedback control devices are operated.
結局本実施例では、代表的・支配的な感覚を、人間の感
覚に合った値でスレーブ側からマスタ側にフィードバッ
クしている。After all, in this embodiment, the representative/dominant sense is fed back from the slave side to the master side at a value that matches human senses.
〈発明の効果〉
本発明によれば、オペレータは幾つもの力感覚に困惑す
ることなく代表的な感覚に基づきマスタハンドの操作が
行える。またカフィードバックの対応づけを１対１でな
くマスタハンド部での力感覚発生を実際の信号に対して
たとえば誇張あるいは指数関数的に行うことでオペレー
タへの力認識効果を高めることができる。<Effects of the Invention> According to the present invention, the operator can operate the master hand based on representative sensations without being confused by a number of force sensations. Furthermore, the effect of force recognition on the operator can be enhanced by making the force sensation generation at the master hand part exaggerated or exponential with respect to the actual signal, instead of making a one-to-one correspondence of the force feedback.
第１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図、第２
図及び第３図は従来例を示すブロック構成図である。
図 面 中、
１０１はマスタハンド、
１０２はスレーブハンド、
１０３．１０４は位置検出器、
１０５．１０６は力覚検出器、
１０７は力覚発生機構、
１０８．１０８ｇは力覚フィードバック制御装置、
１０９はハンド駆動機構、
１１０はスレーブハンド制御装置、
１１１．１１２は圧覚検出器、
１１３は圧覚発生機構、
１１４．１１４ａは圧覚フィードバック制御装置、
１１５は接触覚発生機構、
１１６．１１６ａは接触覚フィードバック制御装置、
１１７は接触覚検出器、
１１９．１１９ａはすべり覚フィードバック制御装置、
１１８はすへり覚発生＃３Ｊ構、
１２０はすべり覚検出器、
２００は選択制御装置、
２０１は選択駆動部、
２０１ａは信号レベル検出回路、
２１０ｂは信号発生頻度検出回路、
２０２．２０５は線形増幅器、
２０３．２０４は対数増幅器である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG.
3 and 3 are block configuration diagrams showing a conventional example. In the drawing, 101 is a master hand, 102 is a slave hand, 103.104 is a position detector, 105.106 is a force detector, 107 is a force generation mechanism, 108.108g is a force feedback control device, and 109 is a force feedback control device. Hand drive mechanism, 110 is a slave hand control device, 111.112 is a pressure sensor, 113 is a pressure sensation generation mechanism, 114.114a is a pressure feedback control device, 115 is a tactile sensation generation mechanism, 116.116a is a tactile feedback control device , 117 is a contact sense detector, 119.119a is a slip sensation feedback control device, 118 is a slip sensation generation #3J structure, 120 is a slip sensation detector, 200 is a selection control device, 201 is a selection drive unit, 201a is a signal 210b is a level detection circuit, 210b is a signal occurrence frequency detection circuit, 202.205 is a linear amplifier, and 203.204 is a logarithmic amplifier.
Claims (1)
接触覚及びすべり覚それぞれの検出器と、マスタハンド
が人間オペレータに与える力覚及び圧覚それぞれの検出
器と、マスタハンドが人間オペレータに与える力覚、圧
覚、接触覚及びすベり覚それぞれの発生機構と、マスタ
側とスレーブ側それぞれで検出された力覚の偏差に基づ
いて反力発生機構を制御する力覚フィードバック制御装
置と、マスタ側とスレーブ側それぞれで検出された圧覚
の偏差に基づいて圧覚発生機構を制御する圧覚フィード
バック制御装置と、スレーブ側で検出された接触覚に基
づいて接触覚発生機構を制御する接触覚フィードバック
制御装置と、スレーブ側で検出されたすベり覚に基づい
てすベり覚発生機構を制御するすベり覚フィードバック
制御装置とを具備したマスタスレーブハンドシステムの
多感覚バイラテラル制御装置において、 スレーブ側の検出器で検出した力覚、圧覚、接触覚及び
すベり覚それぞれの信号を各感覚に対応した関数特性で
もって増幅しこの増幅した信号を各感覚に応じたフィー
ドバック制御装置に送出する増幅器と、スレーブ側の検
出器で検出した力覚、圧覚、接触覚及びすベり覚それぞ
れの信号を受信し単位時間当りの信号レベルや信号発生
頻度から代表的・支配的な感覚を判別しこの判別した感
覚に応じたフィードバック制御装置のみを作動状態にさ
せる選択駆動部とでなる選択制御装置を備えたことを特
徴とするマスタスレーブハンドシステムの多感覚バイラ
テラル制御装置。[Claims] A sense of force or pressure exerted by a slave hand on an object to be worked on;
Detectors for contact and slip sensations, detectors for force and pressure sensations given by the master hand to the human operator, and generation of force, pressure, contact and slip sensations given to the human operator by the master hand. mechanism, a force feedback control device that controls the reaction force generation mechanism based on the deviation of the sense of force detected on the master side and the slave side, and a force feedback control device that controls the reaction force generation mechanism based on the deviation of the sense of pressure detected on the master side and the slave side, respectively. A pressure feedback control device that controls the pressure sensation generation mechanism; a touch feedback control device that controls the touch sensation generation mechanism based on the sensation of touch detected on the slave side; In a multisensory bilateral control device for a master-slave hand system that is equipped with a slip sensation feedback control device that controls a slip sensation generation mechanism, the force, pressure, and contact sensations detected by the slave-side detector are An amplifier that amplifies the signals of each sense of vertigo with functional characteristics corresponding to each sense and sends the amplified signals to a feedback control device corresponding to each sense, and a force sense and pressure sense detected by a slave side detector. It receives signals for each of the touch and sliding sensations, determines the representative/dominant sensation from the signal level per unit time and the frequency of signal occurrence, and activates only the feedback control device that corresponds to the determined sensation. A multisensory bilateral control device for a master-slave hand system, characterized by comprising a selection control device consisting of a selection drive section and a selection control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30783286A JPS63162174A (en) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | Multi-sensitive bilateral controller for master/slave hand system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30783286A JPS63162174A (en) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | Multi-sensitive bilateral controller for master/slave hand system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63162174A true JPS63162174A (en) | 1988-07-05 |
| JPH0341314B2 JPH0341314B2 (en) | 1991-06-21 |
Family
ID=17973737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30783286A Granted JPS63162174A (en) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | Multi-sensitive bilateral controller for master/slave hand system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63162174A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016049504A (en) * | 2014-09-01 | 2016-04-11 | 国立大学法人東京農工大学 | Experiencing device and system |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55101387A (en) * | 1979-01-31 | 1980-08-02 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Masterrsleeve type servoomanipulator |
| JPS55120993A (en) * | 1979-03-02 | 1980-09-17 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Masterrslave type servoomanipulator |
| US4302138A (en) * | 1978-02-01 | 1981-11-24 | Alain Zarudiansky | Remote handling devices |
| JPS6034293A (en) * | 1983-08-03 | 1985-02-21 | 株式会社日立製作所 | Sensor for cutaneous sensation |
| JPS60218073A (en) * | 1984-04-13 | 1985-10-31 | Mitsubishi Electric Corp | Slip sensor |
-
1986
- 1986-12-25 JP JP30783286A patent/JPS63162174A/en active Granted
Patent Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP2016049504A (en) * | 2014-09-01 | 2016-04-11 | 国立大学法人東京農工大学 | Experiencing device and system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0341314B2 (en) | 1991-06-21 |
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