KR20180083404A - 매니퓰레이터를 제어하기 위한 또는 프로그래밍하기 위한 조작장치 - Google Patents

매니퓰레이터를 제어하기 위한 또는 프로그래밍하기 위한 조작장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 서로 독립적으로 제어 가능한 6 자유도를 갖는 매니퓰레이터 (9) 를 제어하기 위한 또는 프로그래밍하기 위한 조작장치 (1) 에 관한 것이다. 조작장치 (1) 는 3개의 입력 배열체들 (2x, 2y, 2z) 을 포함하며, 상기 입력 배열체들은 각각, 매니퓰레이터 (9) 의 x축 또는 y축 또는 z축을 따른 매니퓰레이터 (9) 의 운동을 사전설정하기 위해 그리고 매니퓰레이터 (9) 의 상기 x축 또는 상기 y축 또는 상기 z축 둘레로의 매니퓰레이터 (9) 의 회전을 사전설정하기 위해 셋업된다. 3개의 입력 배열체들 (2x, 2y, 2z) 은 각각 조작장치 (1) 의 3개의 주축 중 하나를 따라서 정렬된다.

Description

매니퓰레이터를 제어하기 위한 또는 프로그래밍하기 위한 조작장치
본 발명은 매니퓰레이터를 제어하기 위한 또는 프로그래밍하기 위한 조작장치 및 상응하는 매니퓰레이터 시스템에 관한 것이며, 상기 매니퓰레이터는 서로 독립적으로 제어 가능한 6 자유도를 갖는다.
매니퓰레이터들, 특히 로봇들은 다방면으로 이용 가능한, 자유로이 프로그래밍 가능한 핸들링 장치들이다. 예컨대, 매니퓰레이터는, 서로 독립적으로 모터들을 통해 움직일 수 있는 다수의 축을 포함할 수 있다. 이를 통해, 매니퓰레이터는, 이것의 공구로 또는 공구 중심점 (영어: “Tool Center Point”, TCP) 으로 공간 안의 여러 가지의 위치들에 도달할 수 있기 위해 여러 가지의 포즈들 또는 컨피규레이션들을 취할 수 있다.
매니퓰레이터는 이때 다수의 자유도를 가질 수 있다. 이것들은 매니퓰레이터가 공간에서 고정된 세계좌표계에 대해 실행할 수 있는, 서로 독립적인, 구동된 운동들의 개수를 표현할 수 있다. 이로써, 자유도는 매니퓰레이터의 가동성을 특징짓는다.
원칙적으로, 많은 매니퓰레이터들은 2개의 여러 가지 방식으로 좌표계에서 움직일 수 있다: 한편으로는 매니퓰레이터는 또는 TCP 는 3개의 데카르트 공간방향들 중 하나를 따라서 움직여질 수 있고, 이로써 직선 병진운동을 실행할 수 있다. 매니퓰레이터의 메인 리니어 축들은 이때 통례적으로 참조좌표계의 데카르트 방향에 대해 평행으로 있다. 또한, 이 축들 중 각각 하나 둘레로 회전이 수행될 수 있다.
매니퓰레이터는 자동적인 프로그램 흐름 (program flow) 을 따를 수 있다. 이를 위해, 상응하는 제어기에, 매니퓰레이터가 지나가야 하는 개별적인 경로점들을 기술하는, 미리 프로그래밍된 프로그램 흐름이 제공된다. 또한, 조작자가 매니퓰레이터를 수동으로 이동시킬 수 있는 수동 (manual) 작동도 가능하다. 이를 위해, 예컨대 조작장치가 사용될 수 있고, 상기 조작장치는 자유로이 할당 가능한 버튼들을 구비할 수 있고, 상기 버튼들은 조작시 매니퓰레이터의 연속적 또는 단계적 운동을 야기시킨다. 이러한 조작장치는 예컨대 문헌 DE 4303264 C2 에 기술되어 있다.
하지만 많은 조작장치들이 복잡하고, 흔히 매니퓰레이터의 정밀하지 않은 운동만을 허용한다. 무엇보다도, 드물게 매니퓰레이터를 조작하는, 경험이 많지 않은 사용자들에게는 이러한 조작장치를 다루는 것이 힘들다. 특히, 조작자는 흔히, 원하는 병진운동 및/또는 회전이 조작장치로 얼마나 사전설정될 수 있는지를 또는 실행될 수 있는지를 알 수 없다.
그러므로, 본 발명의 목적은 매니퓰레이터의 수동 조작을 분명히 간단하게 하는 조작장치를 제공하는 것이다. 특히, 매니퓰레이터의 운동이 가장 정밀하게 그리고 규정되어 사전설정되어야 한다.
이 목적과, 하기의 서술에서 알 수 있게 되는 그 밖의 목적들은 청구항 1 항에 따른 조작장치 및 청구항 11 항에 따른 매니퓰레이터-시스템을 통해 달성된다.
본 발명은 매니퓰레이터를 제어하기 위한 또는 프로그래밍하기 위한 조작장치에 관한 것이다. 상기 조작장치는 조작자를 통해 수동으로 조작될 수 있다. 예컨대, 상기 조작장치는 조작자를 통해 손으로 조작될 수 있다. 상기 조작장치는 이때 여러 가지의 좌표계들에서 매니퓰레이터의 제어를 가능하게 할 수 있고, 하지만 프로그램 흐름의 생성을 위해서도 사용될 수 있다. 이를 위해, 상기 조작장치는 예컨대 매니퓰레이터의 상응하는 제어기와 통신할 수 있고, 운동 사전설정을 상기 제어기에 사전설정해줄 수 있고, 상기 운동들은 후속하여 상기 제어기에 의해 전환될 수 있다. 상기 매니퓰레이터는 서로 독립적으로 제어 가능한 6 자유도를 갖는다. 상기 매니퓰레이터의 공구의 원하는 운동 안내는 예컨대 이때 병진적 (공구의 위치) 운동 사전설정과 회전적 (공구의 배향) 운동 사전설정으로 분할될 수 있다.
상기 조작장치는, 상기 매니퓰레이터의 x축을 따르는 상기 매니퓰레이터의 운동을 사전설정하기 위해 그리고 상기 매니퓰레이터의 상기 x축 둘레로의 상기 매니퓰레이터의 회전을 사전설정하기 위해 셋업되는 제 1 입력 배열체를 구비한다. 또한, 상기 제 1 입력 배열체는 상기 조작장치의 제 1 주축 (main axis) 을 따라서 정렬된다.
또한, 상기 조작장치는 제 2 입력 배열체를 구비한다. 이것은 상기 매니퓰레이터의 y축을 따르는 상기 매니퓰레이터의 운동을 사전설정하기 위해 그리고 상기 매니퓰레이터의 상기 y축 둘레로의 상기 매니퓰레이터의 회전을 사전설정하기 위해 셋업된다. 상기 제 2 입력 배열체는 상기 조작장치의 제 2 주축을 따라서 정렬된다.
또한, 상기 조작장치는 제 3 입력 배열체를 구비한다. 이것은 상기 매니퓰레이터의 z축을 따르는 상기 매니퓰레이터의 운동을 사전설정하기 위해 그리고 상기 매니퓰레이터의 상기 z축 둘레로의 상기 매니퓰레이터의 회전을 사전설정하기 위해 셋업된다. 상기 제 3 입력 배열체는 상기 조작장치의 제 3 주축을 따라서 정렬된다.
당업자는 이때 상기 x축, 상기 y축 또는 상기 z축을 따르는 상기 매니퓰레이터의 운동이 선회 또는 회전을 포함하지 않는 병진운동으로서 존재할 수 있다는 것을 이해한다.
상기 매니퓰레이터의 상기 x축과 상기 y축과 상기 z축은 서로 직교한다. 이때, 상기 매니퓰레이터의 상기 x축과 상기 y축과 상기 z축은 특히 오른손 좌표계 (right-handed coordinate system) 에서 서로 직교한다. 또한, 상기 조작장치의 상기 주축들은 본질적으로 서로 직각으로 있다.
이로써, 상기 입력 배열체들은 이것들의 유효운동에 상응하여 데카르트 공간에서 상기 조작장치에서 좌표계의 형태로 배열되고, 정렬될 수 있다. z방향으로 상기 매니퓰레이터를 병진적으로 움직이기 위해 셋업된 상기 제 3 입력 배열체는 예컨대, 이 제 3 입력 배열체가 명백히 시각적으로 조작자를 통해 상기 z축과 연결되는 방식으로 배치된다. 상기 제 3 입력 배열체를 조작함으로써, 예컨대 상기 매니퓰레이터의 양의 (positive) z-운동이 사전설정될 수 있다. 명백한 할당은 본질적으로 상기 제 1 입력 배열체 및 상기 제 2 입력 배열체에 대해 상대적인 상기 제 3 입력 배열체의 직각 배치에 근거를 둔다.
상기 조작장치의 상기 본질적으로 서로 직각으로 놓여 있는 3개의 주축을 따르는 상기 입력 배열체들의 배열은 조작자에게 다축 매니퓰레이터를 모든 자유도에 있어서 직관적으로 이동시킬 수 있는 것을 가능하게 한다. 상기 입력 배열체들의 상기 특별한 배열은 예컨대 운동방향들의 또는 운동배향의 혼동 위험과 같은 조작 오류를 최소로 감소시킨다. 결과로 생기는 상기 매니퓰레이터의 운동들은 매우 잘 예측 가능하고, 제어 가능하다.
바람직하게는, 상기 조작장치의 상기 주축 배열은 상기 매니퓰레이터의 상기 x축, y축 및 z축 배열에 상응한다. 조작자는 어느 입력 배열체가 상기 매니퓰레이터의 어느 자유도에 관한 것인가를 직접 알 수 있을 뿐만 아니라 어느 운동방향이 조작시 실제로 발생하는지도 직접 알 수 있다. 축들의 그리고 운동방향들의 혼동이 최소로 제한된다.
바람직하게는, 상기 제 1 입력 배열체는 길쭉하게 형성된 제 1 하우징 (housing) 안에 제공된다. 이 하우징은 상기 조작장치의 제 1 주축을 따라서 연장된다. 상기 제 2 입력 배열체는 바람직하게는 길쭉하게 형성된 제 2 하우징 안에 제공된다. 이 제 2 하우징은 상기 조작장치의 제 2 주축을 따라서 연장된다. 상기 제 3 입력 배열체는 바람직하게는 길쭉하게 형성된 제 3 하우징 안에 제공된다. 이 제 3 하우징은 상기 조작장치의 제 3 주축을 따라서 연장된다. 이로써, 본질적으로 서로 직각으로 놓여 있는 상기 3개의 길쭉하게 형성된 하우징들은 명백히 조작자에게, 상기 조작장치의 기초가 되는 또는 상기 매니퓰레이터의 제어기의 기초가 되는 직교좌표계의 형태를 명확하게 한다.
상기 조작장치의 간단한 기본구성은 매니퓰레이터의 비용절감적 제어를 가능하게 한다. 조작자는 관련 운동들을 갖는 매니퓰레이터-좌표계를 직관적으로 이해할 수 있고, 확실히 컨트롤할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 입력 배열체는 각각, 매니퓰레이터의 운동을 사전설정하기 위해 셋업된, 조작 가능한 운동 사전설정 요소와, 매니퓰레이터의 회전을 사전설정하기 위해 셋업된, 조작 가능한 회전 사전설정 요소를 포함한다. 이로써, 상기 조작장치의 상기 3개의 주축을 따라서, 운동 사전설정 요소와 회전 사전설정 요소가 있다. 이 사전설정 요소들로, 각각 상기 x축, 상기 y축 및 상기 z축을 따른 매니퓰레이터의 운동, 즉 병진운동과, 이 축들 둘레로의 회전이 사전설정될 수 있다. 상기 사전설정 요소들의 상기 특별한 배열을 통해, 조작자는, 매니퓰레이터의 원하는 운동 또는 회전이 얼마나 수행되는지를 직접적으로 그리고 직관적으로 인식할 수 있다. 특히 바람직하게는, 상기 운동 사전설정 요소들 중 또는 회전 사전설정 요소들 중 하나 또는 다수는 완전히 또는 부분적으로 덮혀질 수 있다. 이로써 조작자는 상기 상응하는 사전설정 요소에 도달할 수 없거나, 도달하기 어렵고, 조작할 수 없다. 상기 덮음 또는 상기 덮음의 정도는 수동으로 또는 자동으로 변경될 수 있다. 이로써, 특정한 사전설정 요소들이 덮혀짐으로써 상기 조작장치의 명확함이 안전해질 수 있다.
특히 바람직하게는, 상기 조작 가능한, 운동 사전설정 요소들 각각은 회전 가능하게 조작 가능하다. 특히 바람직하게는, 상기 조작 가능한, 회전 사전설정 요소들 각각은 회전 가능하게 조작 가능하다. 상기 운동 사전설정 요소들과 상기 회전 사전설정 요소들은 예컨대 링, 휠 (wheel) 또는 원통으로서 원통 모양으로 실시될 수 있다. 이 사전설정 요소들의 측면들에, 조작을 위해 조작자는 적어도 부분적으로 자유로이 접근 가능할 수 있다.
바람직하게는, 상기 조작장치는 파인-모드 (fine-mode) 와 코어스-모드 (coarse-mode) 사이에서 전환 가능하다. 상기 코어스-모드에서는, 상기 조작 가능한, 운동 사전설정 요소들과 상기 조작 가능한, 회전 사전설정 요소들은 프리휠링 (freewheeling) 하며 조작 가능하다. 상기 파인-모드에서는 디텐트 (detent) 가 이 프리휠링 조작을 저지한다.
이로써, 상기 파인-모드는 정밀 작동을 표현한다. 예컨대 원통으로서 실시된 사전설정 요소는 멈추게 하는 기능을 통해 제동될 수 있다. 다음 디텐트 안으로의 각각의 계속적인 회전은 로봇의 규정된 단계운동, 예컨대 1mm 의 단계운동 또는 1°만큼의 회전을 야기시킨다. 이러한 정밀은 사용자에 의해 사전설정될 수 있고 또는 선택될 수 있다. 이로써, 이 파인-모드에서는, 매우 정확한, 정밀한 운동들이 가능하다. 상기 디텐트는 예컨대 상기 사전설정 요소들에의 전자기적 작용을 통해 선택적으로 활성화될 수 있다.
상기 코어스-모드는 상기 매니퓰레이터의 큰 이동을 위해 적합하다. 상기 파인-모드와 상기 코어스-모드 사이의 전환은 예컨대 버튼 누름을 통해 수행될 수 있다. 이를 통해, 상기 사전설정 요소들의 상기 디텐트가 해제될 수 있다. 상기 사전설정 요소들은 이제 프리휠링하며 조작 가능하고, 예컨대 쉽게 회전시킬 수 있다. 상기 사전설정 요소들 중 하나를 회전시킴으로써 매니퓰레이터가 운동을 하게 되면, 상기 매니퓰레이터는 예컨대 상응하여, 상기 회전이 수행되는 동안 이동할 수 있다. 상기 회전은 관성에 의해서도, 조작자의 그 밖의 능동적 작용 없이 계속 진행될 수 있다. 대안적으로, 상기 사전설정 요소를 빨리 회전시켜 고정시킴으로써, 상기 매니퓰레이터의 연속적 운동이 도입될 수 있다. 상기 상응하는 사전설정 요소를 짧게 살짝 건드림으로써, 상기 운동이 예컨대 정지될 수 있다. 상기 매니퓰레이터의 속도는 이때 상기 매니퓰레이터의 최대 이동속도까지 상기 사전설정 요소 자체의 속도에 의존할 수 있다. 이로써, 상기 매니퓰레이터는 효율적으로 그리고 조작자의 큰 노력 없이 규정되어, 멀리 떨어진 위치 또는 포즈로 주행될 수 있다.
3개의 좌표방향으로 배열된 상기 입력 배열체들은 고정적으로 규정된 좌표계에 관한 것이기 때문에, 조작자에 의해 바람직하게는, 어느 좌표계가 사용될 수 있는지가 명백히 선택될 수 있다. 이를 위해, 예컨대, 예컨대 이른바 베이스 좌표계, 세계좌표계와 같은, 장소 고정적 좌표계 또는 로봇 발 좌표계가 선택될 수 있다. 다른 경우에는, 예컨대 플랜지 좌표계 또는 공구 좌표계와 같은, 함께 움직여진 좌표계도 선택될 수 있다. 유리하게, 조작자는 선택된 좌표방향들과 상기 조작장치의 배향이 대략 일치하는 방식으로 상기 조작장치를 붙잡는다.
바람직하게는, 상기 조작장치는 손잡이를 구비한다. 조작자는 한 손으로는 상기 손잡이를 붙잡고, 다른 손으로는 상기 입력 배열체들을 조작할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 입력 배열체는 함께 상기 손잡이에 대해 상대적으로 움직일 수 있게 제공된다. 서로 상대적으로 움직일 수 없는 또는 강성적일 수 있는 상기 3개의 입력 배열체들은 이때 예컨대 회전 가능하게 상기 손잡이와 연결될 수 있다. 상기 손잡이에 대해 상대적으로 상기 입력 배열체들을 회전시킴으로써, 조작자는 상기 입력 배열체의 방향 또는 정렬을 상기 매니퓰레이터에 존재하는 원하는 좌표방향으로 특정하게 설정할 수 있다. 이를 통해, 직관적인 입력의 편이성이 여전히 유지될 수 있다. 상기 손잡이에 대해 상대적인 상기 입력 배열체들의 배향은 예컨대 조절 후 고정될 수 있다.
바람직하게는, 상기 조작장치는 상기 손잡이 외에도 6D-센서장치를 구비한다. 이 6D-센서장치는 상기 손잡이와 상기 입력 배열체들 사이에 제공되고, 상기 손잡이와 상기 입력 배열체들 중 하나 사이의 상대운동을 파악하기 위해 셋업된다. 이로써, 조작자는 예컨대 상기 손잡이에 대해 상대적인 하나 또는 다수의 입력 배열체(들) 을 앞으로 누를 수 있다. 결과로 생기는 힘은 상기 6D-센서장치를 통해 파악될 수 있고, 상기 매니퓰레이터의 제어기에 상기 매니퓰레이터의 상응하는 병진운동이 사전설정될 수 있다. 이를 통해, 상기 매니퓰레이터의 다차원적 운동이 쉽게 수행될 수 있다. 후속하여, 조작자는 원하는 목표위치로의 상기 매니퓰레이터의 정확한 운동을 사전설정하기 위해 상기 운동 사전설정 요소들과 상기 회전 사전설정 요소들을 조작할 수 있다. 상기 6D-센서장치는 예컨대 스트레인 게이지를 기반으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 조작장치는 그 밖에도 3D-관성센서장치를 구비한다. 이것은 주변과 관련하여 상기 조작장치의 절대적 정렬 및 배향을 파악하기 위해 셋업된다. 상기 3D-관성센서장치로, 예컨대 조작자에 의해 자유로이 확정된 상기 조작장치의 x-정렬이 파악될 수 있다. 이것은 상기 매니퓰레이터의 제어기에 제공될 수 있다. 이로써, 자유로이 확정된 이 x-정렬을 따른, 상기 조작장치를 이용한 운동 사전설정은 상기 매니퓰레이터의 상응하는 운동으로 동일한 방향으로 전환될 수 있다. 이로써, 조작자를 통한 좌표계들의 조정이 더 이상 필요하지 않다.
상기 조작장치는 예컨대 수동 조작장치로서 형성될 수 있고, 매니퓰레이터 특유의 또는 안전과 관련된 그 밖의 조작버튼들을 구비할 수 있다. 예컨대, 상기 조작장치는 하나 또는 다수의 비상정지 스위치 및/또는 동의 스위치를 구비할 수 있다. 상기 조작장치는 무선으로 또는 유선으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 조작장치는 커플링 수단을 통하여 다른 장치들과 커플링될 수 있다. 예컨대, 상기 조작장치는 스마트폰과 또는 다른 (매니퓰레이터)제어기들과 커플링될 수 있다. 이로써, 상기 조작장치는 다방면으로 이용 가능하다.
또한, 본 발명은 서로 독립적으로 제어 가능한 6 자유도를 갖는 매니퓰레이터와, 상기 매니퓰레이터를 제어하기 위한 또는 프로그래밍하기 위한 상기에서 기술된 조작장치를 포함하는, 매니퓰레이터 시스템에 관한 것이다.
이하, 본 발명은 첨부된 도면들을 참조로 상세히 기술된다. 도면들에서, 동일한 특징들은 동일한 참조부호들을 갖는다.
도 1 은 일 실시형태에 따른 조작장치;
도 2 는 그 밖의 실시형태에 따른 조작장치를 나타낸다.
도 1 에는 본 발명에 따라 매니퓰레이터 (9) 를 제어하기 위해 또는 프로그래밍하기 위해 사용될 수 있는 조작장치 (1) 가 도시된다. 조작장치 (1) 는 조작자에 의해 붙잡히는 손잡이 (5) 를 포함한다. 또한, 조작장치 (1) 는 3개의 입력 배열체들 (2x, 2y, 2z) 을 포함하며, 상기 입력 배열체들은 조작장치 (1) 의 3개의 주축을 따라서 정렬된다. 예컨대, 입력 배열체 (2x) 는 제 1 주축으로 오른쪽으로 연장되고, 이에 대해 직각으로 제 2 입력 배열체 (2y) 가 연장된다. 제 3 의, 여기서 수직인 주축을 따라서, 제 3 입력 배열체 (2z) 가 배치된다.
입력 배열체들 (2x, 2y, 2z) 각각은 조작 가능한, 운동 사전설정 요소 (4x, 4y, 4z) 를 포함한다. 이것들은 회전 가능하게 조작 가능한 휠로서 실시된다. 예컨대 휠 (4x) 이 플러스 방향으로 회전되면, 매니퓰레이터 (9) 는 이것의 좌표계의 양의 x방향으로 이동한다. 상응하는 휠들 (4y, 4z) 을 조작함으로써 제어될 수 있는 매니퓰레이터 (9) 의 y축과 z축을 따른 운동들에도 마찬가지로 적용된다.
또한, 상기 입력 배열체들 각각은 회전 가능하게 조작 가능한, 회전 사전설정 요소 (3x, 3y, 3z) 를 포함하며, 상기 회전 사전설정 요소는 회전 가능하게 조작 가능한 휠의 형태로 실시된다. 휠 (3x) 을 회전시킴으로써, 예컨대 상기 매니퓰레이터의 상기 좌표계의 x축 둘레로의 매니퓰레이터 (9) 의 회전이 제어된다. 휠들 (3y, 3z) 을 조작함으로써 제어될 수 있는 상기 매니퓰레이터의 y축과 z축 둘레로의 회전들에도 마찬가지로 적용된다. 또한, 회전 요소 (3z) 에 비상정지 스위치 (6) 가 제공된다. 이것은 매니퓰레이터 (9) 의 즉각적인 비상정지를 도입하는 것을 가능하게 한다.
입력 배열체들 (2x, 2y, 2z) 의 상기 기하학적 배열을 통해, 조작자는, 어떻게 조작장치 (1) 를 이용해 매니퓰레이터 (9) 의 원하는 운동이 사전설정될 수 있는지를 즉시 인식한다. 조작자가 상기 매니퓰레이터의 x축 둘레로의 매니퓰레이터 (9) 의 회전을 사전설정하고 싶으면, 상기 조작자는 즉시 조작장치 (1) 의 상기 배열에 근거하여, 휠 (3x) 이 이를 위해 조작될 수 있다는 것을 이해한다.
또한, 조작장치 (1) 에 버튼들 (13x, 14x) 이 제공된다. 이것들은 도시된 실시형태에 있어서 입력 배열체 (2x) 에 제공된다. 버튼 (13x) 을 조작함으로써, 상기 회전 가능하게 조작 가능한, 회전 사전설정 요소 (3x) 의 보폭 (step width) 또는 민감도가 설정될 수 있다. 유사하게, 버튼 (14x) 을 조작함으로써, 상기 조작 가능한, 운동 사전설정 요소 (4x) 의 보폭 또는 민감도가 설정될 수 있다. 다른 입력 배열체들 (2y, 2z) 에도, 유사한 버튼들이 제공될 수 있고 (도시되지 않음), 따라서 상기 운동 사전설정 요소들 중 또는 상기 회전 사전설정 요소들 중 하나 또는 다수의 민감도가 사용자 특유적으로 설정될 수 있다.
도 2 에는 그 밖의 실시형태에 따른 조작장치 (1) 가 도시되고, 상기 조작장치로 매니퓰레이터 (9) 의 운동이 사전설정된다. 손잡이 (5) 와 입력 배열체들 (2x, 2y, 2z) 사이에 6D-센서장치 (7) 가 제공된다. 입력 배열체들 (2x, 2y, 2z) 이 함께 손잡이 (5) 에 대해 상대적으로 움직여지면, 예컨대 잡아당겨지면, 눌려지면 또는 기울어지면, 이 상대운동은 6D-센서장치 (7) 를 통해 파악되고, 결국 매니퓰레이터 (9) 의 상응하는 운동으로 전환된다. 이로써, 상기 매니퓰레이터의 이동운동이 매우 직관적으로 사전설정될 수 있다.
도 2 의 조작장치 (1) 의 입력 배열체들 (2x, 2y, 2z) 은 이것들의 단부들에 단추들 (8x, 8y, 8z) 을 구비하며, 상기 단추들은 통합적인 운동 사전설정 및 회전 사전설정 요소이다. 단추들 (8x, 8y, 8z) 은 회전되어 움직여질 수 있을 뿐만 아니라 선형으로 움직여질 수도 있다. 선형으로 움직이기 위해, 단추들 (8x, 8y, 8z) 은, 예컨대 상응하는 축을 따른 매니퓰레이터 (9) 의 선형 운동을 사전설정하기 위해, 상기 조작장치의 각각의 주축을 따라서 바깥으로 그리고 안으로 밀어질 수 있다. 단추들 (8x, 8y, 8z) 을 회전시킴으로써, 예컨대 상응하는 축 둘레로의 매니퓰레이터 (9) 의 회전이 사전설정될 수 있다.
1 : 조작장치
2x, 2y, 2z : 입력 배열체
3x, 3y, 3z : 회전 사전설정 요소
4x, 4y, 4z : 운동 사전설정 요소
5 : 손잡이
6 : 비상정지 스위치
7 : 6D-센서장치
8x, 8y, 8z : 운동 및 회전 사전설정 요소
9 : 매니퓰레이터
13x, 14x : 버튼

Claims (11)

  1. 서로 독립적으로 제어 가능한 6 자유도를 갖는 매니퓰레이터 (9) 를 제어하기 위한 또는 프로그래밍하기 위한 조작장치 (1) 로서,
    상기 매니퓰레이터 (9) 의 x축을 따르는 상기 매니퓰레이터의 운동을 사전설정하기 위해 그리고 상기 매니퓰레이터의 상기 x축 둘레로의 상기 매니퓰레이터 (9) 의 회전을 사전설정하기 위해 셋업되는 제 1 입력 배열체 (2x) 로서, 상기 제 1 입력 배열체 (2x) 는 상기 조작장치 (1) 의 제 1 주축을 따라서 정렬되는, 상기 제 1 입력 배열체 (2x);
    상기 매니퓰레이터 (9) 의 y축을 따르는 상기 매니퓰레이터 (9) 의 운동을 사전설정하기 위해 그리고 상기 매니퓰레이터 (9) 의 상기 y축 둘레로의 상기 매니퓰레이터 (9) 의 회전을 사전설정하기 위해 셋업되는 제 2 입력 배열체 (2y) 로서, 상기 제 2 입력 배열체 (2y) 는 상기 조작장치 (1) 의 제 2 주축을 따라서 정렬되는, 상기 제 2 입력 배열체 (2y);
    상기 매니퓰레이터 (9) 의 z축을 따르는 상기 매니퓰레이터 (9) 의 운동을 사전설정하기 위해 그리고 상기 매니퓰레이터 (9) 의 상기 z축 둘레로의 상기 매니퓰레이터 (9) 의 회전을 사전설정하기 위해 셋업되는 제 3 입력 배열체 (2z) 로서, 상기 제 3 입력 배열체 (2z) 는 상기 조작장치 (1) 의 제 3 주축을 따라서 정렬되는, 상기 제 3 입력 배열체 (2z) 를 구비하며;
    상기 매니퓰레이터 (9) 의 상기 x축과 상기 y축과 상기 z축은 서로 직교하고,
    상기 조작장치 (1) 의 상기 주축들은 본질적으로 서로 직각인, 매니퓰레이터를 제어하기 위한 또는 프로그래밍하기 위한 조작장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조작장치의 주축 배열은 상기 매니퓰레이터 (9) 의 상기 x축, 상기 y축 및 상기 z축 배열에 상응하는, 매니퓰레이터를 제어하기 위한 또는 프로그래밍하기 위한 조작장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 입력 배열체 (2x) 는 상기 조작장치 (1) 의 상기 제 1 주축을 따라서 연장되는, 길쭉하게 형성된 제 1 하우징 안에 제공되고,
    상기 제 2 입력 배열체 (2y) 는 상기 조작장치 (1) 의 상기 제 2 주축을 따라서 연장되는, 길쭉하게 형성된 제 2 하우징 안에 제공되고,
    상기 제 3 입력 배열체 (2z) 는 상기 조작장치 (1) 의 상기 제 3 주축을 따라서 연장되는, 길쭉하게 형성된 제 3 하우징 안에 제공되, 매니퓰레이터를 제어하기 위한 또는 프로그래밍하기 위한 조작장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 입력 배열체 (2x), 상기 제 2 입력 배열체 (2y) 및 상기 제 3 입력 배열체 (2z) 는,
    상기 매니퓰레이터 (9) 의 운동을 사전설정하기 위해 조작 가능한, 운동 사전설정 요소 (4x, 4y, 4z, 8x, 8y, 8z); 및
    상기 매니퓰레이터 (9) 의 회전을 사전설정하기 위해 조작 가능한, 회전 사전설정 요소 (3x, 3y, 3z, 8x, 8y, 8z) 를 각각 포함하는, 매니퓰레이터를 제어하기 위한 또는 프로그래밍하기 위한 조작장치
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 조작 가능한, 운동 사전설정 요소들 (4x, 4y, 4z) 각각은 회전 가능하게 조작 가능한, 매니퓰레이터를 제어하기 위한 또는 프로그래밍하기 위한 조작장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 조작 가능한, 회전 사전설정 요소들 (3x, 3y, 3z) 각각은 회전 가능하게 조작 가능한, 매니퓰레이터를 제어하기 위한 또는 프로그래밍하기 위한 조작장치.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조작장치 (1) 는 파인-모드 (fine-mode) 와 코어스-모드 (coarse-mode) 사이에서 전환 가능하고, 상기 조작 가능한, 운동 사전설정 요소들 (4x, 4y, 4z) 과 상기 조작 가능한, 회전 사전설정 요소들 (3x, 3y, 3z) 은 상기 코어스-모드에서는 프리휠링하며 조작 가능하고, 상기 파인-모드에서는 디텐트가 상기 프리휠링 조작을 저지하는, 매니퓰레이터를 제어하기 위한 또는 프로그래밍하기 위한 조작장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조작장치는 그 밖에도 손잡이 (5) 를 구비하며, 상기 제 1 입력 배열체 (2x), 상기 제 2 입력 배열체 (2y) 및 상기 제 3 입력 배열체 (2z) 는 상기 손잡이 (5) 에 대해 상대적으로 움직일 수 있게 함께 제공되는, 매니퓰레이터를 제어하기 위한 또는 프로그래밍하기 위한 조작장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조작장치는 그 밖에도 손잡이 (5), 및 상기 손잡이 (5) 와 입력 배열체들 (2x, 2y, 2z) 중 하나 사이의 상대운동을 파악하기 위해 상기 손잡이 (5) 와 입력 배열체들 (2x, 2y, 2z) 사이에 제공된 6D-센서장치 (7) 를 구비하는, 매니퓰레이터를 제어하기 위한 또는 프로그래밍하기 위한 조작장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조작장치는 그 밖에도 주변과 관련하여 상기 조작장치 (1) 의 절대적 정렬 및 배향을 파악하기 위해 3D-관성센서장치를 구비하는, 매니퓰레이터를 제어하기 위한 또는 프로그래밍하기 위한 조작장치.
  11. 서로 독립적으로 제어 가능한 6 자유도를 갖는 매니퓰레이터 (9) 와, 상기 매니퓰레이터 (9) 를 제어하기 위한 또는 프로그래밍하기 위한 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 조작장치 (1) 를 포함하는, 매니퓰레이터 시스템.
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