JPS637280A

JPS637280A - マスタスレイブ方式マニピユレ−タ

Info

Publication number: JPS637280A
Application number: JP15089886A
Authority: JP
Inventors: 周武田; 有賀　健人; 裕吉灘
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1988-01-13

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）本発明は、作業機と相似形の操縦レバーをマスク、作業
機をスレイプとするマスタスレイブ方式のマニピュレー
タに関するものである。

（従来の技術）従来、この種のマニピュレータでは作業ホの駆動に大き
な力を必要とする場合、油圧モータや油圧シリンダ等の
油圧アクチュエータが用いられる。

また、この油圧アクチュエータの制御には流量制御サー
ボ弁が通常用いられる。そして、作Ｒ’１３の各アーム
は、操縦レバーのアームの先端に設けたレバーの操作量
と操作方向に応じて作２別アームの関節部に設けた油圧
アクチュエータによって変位される。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、上記のようなマニピュレータにおいて、スレ
イブである作業抑の追従性が悪い場合、操縦レバーを操
作しても作呆捻が追従しぎれず、操縦レバー側で意図し
た作業軌跡で精度良く作業できなくなるという問題があ
った。

本発明の目的は操縦レバーの軌跡に精度良く追従させて
作業を行うことができるマスタスレイブ方式マニピュレ
ータを提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明は、操縦レバーと作業掘のアームの各関節部にお
いて各アームの位置を検出する位置検出器と、それぞれ
対応する関節部の位置検出器出力の偏差を検出する偏差
演算器と、検出した偏差に応じて操縦レバーの対応する
関節部に該偏差の方向に対応した力を加え、当該関節部
に結合されたアームを変位させるアクチュエータと、操
縦レバーの各アームに連結し、先端に設けたレバーが常
に一定方向を向くように維持する平行リンクｌｙｌ構と
を設けたものである。

（作用）操縦レバーの各アームは作業機の対応するアームとの位
置と偏差に応じて操縦方向と同じ方向に力が加えられて
変位する。従って、操１虹レバー側にこのような位置フ
ィードバックがかかることにより、作ｒ、別の追従速度
を考慮した操縦が可能になり、作業軌跡の追従精度を向
上させることができる。

（実施例）第１図は本発明の一実施例を示す２関節型のマニピュレ
ータであり、操縦レバー１の第２アーム２の先端には作
業機に対しＸ方向とｙ方向の速度指令ｘ−，ｙ”を与え
るジョイスティック型のレバー３が設けられている。ま
た、この第２アーム２と第１アーム４とを結合する関節
部には第２アーム２を変位させるアクチュエータ５と第
２アーム２の変位位置０２Ｈを検出する位置検出器６が
取付けられている。さらに、第１アーム４と固定の基部
アーム７とを結合する関節部には第１アーム４を変位さ
せるアクチュエータ８と第１アーム４の変位位置θ１Ｈ
を検出する位置検出器９が取付けられている。

一方、作１ｎｉｏには操縦レバー１の第２アーム２．第
１アーム４にそれぞれ対応した第２アーム１１と第１ア
ーム１２とが設けられ、第２アーム１１と第１アーム１
２との関節部には第２アーム１１を変位させるアクチュ
エータ１３と第２アーム１１の変位位置θ２Ｓを検出す
る位置検出器１４が取付けられている。さらに第１アー
ム１２と固定の基部アーム１５との関節部には第１アー
ム１２を変位させるアクチュエータ１６と第１アーム１
２の変位位置θ１Ｓを検出する位置検出器１７が取付け
られている。

さらに、操縦レバー１のジョイスティック型レバー３か
ら発せられた速度指令ｘ′、ｙ’″を作業１１１０に対
する角速度指令θ１°、θ２°に変換し、アンプ１８＾
、１８Ｂを通じてアクチュエータ１３゜１６にそれぞれ
人ツノする変換器１９が設けられると共に、位置検出器
６と１４の出力信号の偏差０２Ｎ−０２３および位置検
出器９と１７の出力信号の偏差θＩＨ−θ１Ｓを求め、
各偏差をそれぞれ対応する関節部のアクチュエータ５，
８にアンプ２０゜２１を通じて入力する偏差演算器２２
とが設けられている。

さらに、操縦レバー１の各アーム２．４．７には第２図
の模式図に示すようにレバー３の操縦方向ｘ”、ｙ−が
アームの変位に関係なく常に一定方向を向くように維持
するリンク２３〜２６から成る平行リンク別欄２７が取
付けられている。

ここで、操縦レバー１の第１アーム４および第２アーム
２の長さを第３図に示すように１１．Ｌ２、第１アーム
４が基部アーム７の延長方向となす角度をθ１、第２ア
ーム２が第１アーム４の延長方向となす角度を０２とす
ると、変換器１９は次式に従ってレバー３の出ツノ信号
ｘ−，ｙ−を角速度指令ＯＶ、０２°に変換する。

θ１’＝　（ｘ　’ｃｏｓθ２−ｙ’ｓｉｎθ２　）　
／　（ＬｌｆｓｉｎＬｌ・ｓｉｎＯ２＋ＣＯ３θ１　−
ｃｏｓ　０２　）　）θ２°＝−（ｘ’ｓｉｎθ１　＋
ｙ’ＣＯ３θ１）／（Ｌ２（ｓｉｎＯ−ｓｉｎ　０２　
＋ｃｏｓ　０１−　ｃｏｓ　０２　）　）以上の構成に
おいて、レバー３をＸ方向またはｙ方向あるいはＸ方向
とｙ方向の合成ベクトル方向に所望０だけ操作すると、
そのは操作量と操作方向に対応した位置指令ｘ−，ｙ−
がレバー３から出力される。この位置指令は第１アーム
４と第２アーム２の現在角度に応じて前述した変換式に
よって角速度指令θ１°、０２°に変換されて作業別１
０のアクチュエータ１６と１３に入ツノされる。

これにより、第１アーム１２と第２アーム１１とが位置
指令ｘ−，ｙ−に応じた方向に同指令値に応じた吊だけ
変位する。

一方、偏差演算器２２は対応するアームの位置検出信号
の偏差０１Ｍ−θ１Ｓおよびθ２Ｈ−θ２Ｓを操縦レバ
ー１のアクチュエータ８，５に入力し、作業機１の第１
アーム１２と第２アーム１１の変位速度に追従して操縦
レバー１の第１アーム４と第２アーム２を作業機１の各
アームの変位方向と同じ方向に変位させる。これによっ
て、ジョイスティック型レバー３の位置も作業ぼ１の各
アームの変位に連動して変位し、その変位によって作ｅ
［１の追従性がオペレータに感知される。この時、平行
リンクｎ　４Ｍ　２７によってレバー３のＸ方向とｙ方
向は常に同じ方向を向くように維持される。

このようにスレイブ側の動きをマスク側にフィードバッ
クさせることにより、スレイブ側の追従性が悪い場合で
あってもスレイブ側をマスク側の軌跡に精度良く一致さ
せて操縦することが可能になる。

なお、レバー３の出力上Ｐｉｘ−，ｙ−を角速度指令０
１′、θ２′に変換して作業機１のアクチュエータ１６
．１３に入力しているが、レバー３のＸ方向の操作量は
第１アーム１２の速度指令、ｙ方向の操作量は第２アー
ム１１の速度指令としてもよい。また、実施例では２関
節のマニピュレータについて説明したが、単関節あるい
はさらに多関節のマニピュレータについても容易に適用
できることは言うまでもない。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、作業機の追従性が
悪い場合であっても操縦レバーの軌跡に作業機を精度良
く追従させて作業性うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図、第２
図は平行リンク□欝の模式図、第３図は操縦レバーの位
置指令を角速度指令に変換する時のアーム長と変位角を
説明するための説明図である。１・・・操縦レバー、２・・・第２アーム、３・・・レ
バー４・・・第２アーム、５，８・・・アクチュエータ
、６．９・・・位置検出器、１０・・・作業機、１１・
・・第２アーム、１２・・・第１アーム、１３．１６・
・・アクチュエータ、１４．１７・・・位置検出器、１
９・・・変換器、２２・・・偏差演算器、２７・・・平
行リンクＦ３構。第１図第２図　　　　第３図

Claims

【特許請求の範囲】複数のアームを有する作業機と、この作業機と相似形のアームを有する操縦レバーとを備え、操縦レバーの作業機先端に対応する位置に設け
たレバーの操作方向と操作量の検出信号によって作業機
の各アームの関節部に設けたアクチュエータを駆動し、
作業機の各アームを操縦レバーの操作方向と操作量に応
じて変位させるマスタスレイブ方式マニピュレータにお
いて、操縦レバーと作業機のアームの各関節部において各アー
ムの位置を検出する位置検出器と、それぞれ対応する関
節部の位置検出器出力の偏差を検出する偏差演算器と、検出した偏差に応じて操縦レバーの対応する関節部に該
偏差の方向に対応した力を加え当該関節部に結合された
アームを変位させるアクチュエータと、操縦レバーの各アームに連結し、先端に設けたレバーが
常に一定方向を向くように維持する平行リンク機構とを備えたマスタスレイブ方式マニピュレータ。