JPS6352990A - マニピユレ−タ視覚装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、マニピュレータ視覚装置、すなわち、遠隔
操作により、ロボットアーム例えばマニピュレータアー
ムに作業させる場合であって、マ＝　ヒュＬ／　−ｐア
ームの手先の動きを直接見ることができない場合に、テ
レビカメラを使ってモニタするマニピュレータ視覚装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

第９図は例えばニーアイニーニー　ガイダンス　アンド
コントロール　カンファレンスｒＡＩＡＡ　０ｕｉｄａ
ｎｃｅ　ａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ　Ｃ０ｎｆｅｒｅｎＣｅ
）（／　９　ｇ　、２　）に示されたスペースシャトル
のマニピュレータアームの概略外形斜視図である。

図において、符号（／）〜（６１は関節であって、（／
ｌ；（６）け肩関節、（２）は肘関節（，７１，（４／
ｌ、（ｔｌは手首関節である。

また、（／／）け上腕、（／３）は手先部である。また
、（ｔｌ）はカメラマウントであり、（ユコ）はこのカ
メラマウント（２／）上に取り付けられているテレビカ
メラである。

次にこの従来装置の動作について説明する。

マニピュレータの関節１／ｌＪ、２１．（，７１，１４
（１，ｆよｌ、（ａｌはある範囲内で任意の角度だけ回
転できるように作られているので、これら６個の関節角
度に適当な指令値を与えることによって、手先部＆、ｙ
ｌの位置と姿勢とを自由に設定することができる。

このとき、マニピュレータを操縦するオペレータは、手
首部（／３）の動きを直接見ることができないので、下
腕［／Ｊ上に取り付けられているテレビカメラ（，２２
）によって、手首部（／３）を観察しながら、各関節を
操作することになる。

しかし、テレビカメラ（コ、２）の指向角は、それ程広
（ないために、手先部（／ａ）が常にテレビカメラの視
界に入るとは限らない。そこで、テレビカメラ（２コ）
は２個の直交する軸まわりに回転可能なカメラマウント
（コ／）上に設置され、このカメラマウントの一個の回
転角度を適当にオペレータが調整することにより、手先
部（／３）の作業がテレビカメラ（２，２）を通してモ
ニターできるようにする。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のマニピュレータ視覚装置は、以上のように構成さ
れているので、マニピュレータアームの手先部の位置に
応じて、これを観察するために、カメラマウント（２／
）の角度を手動で調整しなければならず、従って、操作
が煩雑で、間違いやすくなるという問題点を有していた
。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、オペレータの操作によらず、常にテレビカ
メラの視野に手先部が入り、テンと視界の調整が不要な
マニピュレータ視覚装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明に係るマニピュレータ視覚装置は、マニピュレ
ータの関節角度から、手先部の座標を計算し、次にテレ
ビカメラの視線が、この座標を通るために必要なカメラ
マウントの回転角度を計算し、カメラマウントの回転角
度が、上記計算値と等しくなるように、制御駆動装置に
より、アクチュエータを動かすようにしたものである。

〔作　用〕

この発明におけるカメラマウントの回転角度は、マニピ
ュレータ関節の現在の角度から計算された手先部の座標
にテレビカメラの視線があうように、カメラマウントの
角度を自動的に計算し制御して駆動し調整する。

〔実施例〕

以下、この発明をその一実施例を示す図に基づいて説明
する。

第１図において、符号（コＪ）はテレビカメラ（コニ）
の視向軸を任意の方向圧指向させ、かつ、この視向軸を
任意の角度だけ回転でさるカメラマウントである。

第二図はこのカメラマウント（２３）の拡大図であり、
（コλ〕はテレビカメラ、（２３ａ）はこのテレビカメ
ラ（，２２）を視向軸＋Ｘ＋に垂直な軸（■の回りに任
意の角度だけ回転できる駆動機構、（２３ｂ）はこの駆
動機構（２３ａ）を、回転ｇｖｌＹ　Ｋ垂直な軸（Ｚｌ
の回りに任意の角度だけ回転できる駆動機構である。

第３図はこの発明の動作を示すブロック図であり、図に
おいて、（Ｊ／）はマニピュレータ、（、ｙ、２）は手
先座標演算部、（３，Ｉ）はカメラマウント角度演算部
、（、ｙｔａ）はカメラマウント駆動機構、（ｔｔｉ）
は関節角度値、（ｅコ）は手先座標値、（ｌＩ３）はカ
メラマウント回転角度指令値である。

第一図において、テレビカメラ（コ２）は、−組の回転
駆動機構（，２３ａ　）（二Ｊｂ）により支えられてい
るので、これらの駆動機構（ｘａａ）（２，ｒｂ）に指
令値を与えることにより、テレビカメラ（，２Ｓ）は任
意の方位を向くことができる。

さて、第３図において手先座標演算部（３２）は、現在
のマニピュレータのｂ　４１ｖＡの関節角度を入力とし
、これらの値と、マニピュレータの幾可学的性質とから
、現在のマニピュレータ手先部（／Ｊ）の位置を演算す
る。

次に、カメラマウント角度演算部はこれら手先部の座標
を入力とし、カメラ指向軸がこれら手先部座標を通るた
めに必要なカメラマウント角度ヲ演算し、カメラマウン
ト機構（Ｊｌｌ）への指令値を出力する。

カメラマウント機構（３ｔＩ）はこれらカメラマウント
角度指令値を入力とし、カメラマウント角度が、これら
の指令角度と等しくなるように、マウント駆動機構（コ
３ａ）（２Ｊｂ）を駆動させる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、カメラマウント角度
がマニピュレータの関節角度から自動的に演算され、そ
の角度をとるように駆動されるので、オペレータが、カ
メラ指向軸を手動で調整する必要がなく、操作が簡単に
なり、間違いも少くなるマニピュレータ視覚装置が得ら
れる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

Ｍ／図はこの発明の一実施例によるマニピュレータ視覚
装置を含むマニピュレータアームの外観図、第一図は第
１図のカメラマウントの拡大斜視図、第３図は第１図の
装置の動作を説明するブロック図、第４図は従来のマニ
ビュレータアームノ外観図である。 （ハ〜（６）・・関節、（／３）・ｅ手先部、（コ２）
・−テンビカメラ、　　（２，Ｚ）−−カメラマウント
、（２３ａ）（２３ｂ）・・駆動機構。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マニピュレータアームに取り付けられて複数の軸回りに
   それぞれ回転できるカメラマウントと、このカメラマウ
   ント上に設けられているテレビカメラと、上記カメラマ
   ウントの回転角を検出する回転センサと、上記カメラマ
   ウントを回転駆動するアクチュエータとを備えており、
   マニピュレータアームの関節角度から上記マニピュレー
   タアームの手先座標を計算するとともに、上記テレビカ
   メラの視線がこの手先座標を通るように上記アクチュエ
   ータを駆動できる制御駆動機構を備えていることを特徴
   とするマニピュレータ視覚装置。