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JPH0637904Y2 - Grip of master arm in manipulator - Google Patents

Grip of master arm in manipulator

Info

Publication number
JPH0637904Y2
JPH0637904Y2 JP1985062116U JP6211685U JPH0637904Y2 JP H0637904 Y2 JPH0637904 Y2 JP H0637904Y2 JP 1985062116 U JP1985062116 U JP 1985062116U JP 6211685 U JP6211685 U JP 6211685U JP H0637904 Y2 JPH0637904 Y2 JP H0637904Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
grip
arm
slave
hand
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1985062116U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61178686U (en
Inventor
陽右 木下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Corp
Original Assignee
Meidensha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Meidensha Corp filed Critical Meidensha Corp
Priority to JP1985062116U priority Critical patent/JPH0637904Y2/en
Publication of JPS61178686U publication Critical patent/JPS61178686U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPH0637904Y2 publication Critical patent/JPH0637904Y2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案はマニプレータにおけるマスターアームのグリッ
プに関する。
[Detailed Description of the Invention] A. Field of Industrial Application The present invention relates to a grip of a master arm in a manipulator.

B.考案の概要 本考案はマニプレータにおけるマスターアームのグリッ
プを、マスターアームにおける下腕部の先端部に設けた
基部に揺動自在に設け、且つこのグリップにはグリップ
ケースの外部で操作できるように突設した引き金と、グ
リップを手で握り又は離したときにマスターアームの信
号を入切する信号入切用のスイッチと、グリップケース
の外部から操作可能でマスターアームおよびスレーブア
ームを動作可能とする押釦スイッチとを設けるととも
に、前記グリップの揺動運動は、スレーブ側の手先部の
回転運動の、また引き金の操作力はスレーブ側の手先部
の把み運動の動作信号としてスレーブ側の動力部に伝達
するようにして、操作範囲の自由度があり、且つ位置精
度が良好で、操作性の信頼度が高いグリップとしたもの
である。
B. Outline of the Invention In the present invention, the grip of the master arm in the manipulator is swingably provided on the base part provided at the tip of the lower arm part of the master arm, and the grip can be operated outside the grip case. A protruding trigger, a switch for turning on and off the signal of the master arm when the grip is held or released by the hand, and a master arm and a slave arm that can be operated from the outside of the grip case. In addition to providing a push button switch, the swinging motion of the grip is transmitted to the power unit on the slave side as an operation signal of the rotary motion of the hand part on the slave side, and the operation force of the trigger is the gripping motion of the hand part on the slave side. The grip has a degree of freedom in the operation range, good positional accuracy, and high operability reliability.

C.従来の技術 一般に、原子力施設など放射姓物質を扱うところでは、
諸作業が移動ロボットやマニプレータを用いて間接的に
行われ、人間は直接的には関与しない。
C. Conventional Technology In general, where nuclear materials such as nuclear facilities are used,
Operations are performed indirectly using mobile robots and manipulators, and humans are not directly involved.

一方、マニプレータはマスターアームとスレーブアーム
とからなり、マスターアーム側を操作することによりス
レーブアーム側が比例して動作し、スレーブアームのハ
ンド部が把みと回転操作をすることによって所定の動作
をするものである。このハンド部はマスターアームの手
先部に設けられたグリップによって操作される。
On the other hand, the manipulator is composed of a master arm and a slave arm, the slave arm side operates proportionally by operating the master arm side, and the hand part of the slave arm performs a predetermined operation by grasping and rotating operation. It is a thing. The hand portion is operated by a grip provided on the hand portion of the master arm.

ところで、従来、スレーブアーム側のハンド部の把みと
回転操作をさせる操作装置としては、例えば特開昭57-1
63094号公報に開示されているように、片腕を挿入して
把持部を握持し、該把持部にある大押釦スイッチを操作
してモニターでスレーブの動作を把握するようにしもの
が提供されている。
By the way, heretofore, as an operating device for gripping and rotating the hand portion on the slave arm side, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 57-1
As disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 63094, one arm is inserted to hold a grip portion, and a large push button switch on the grip portion is operated to grasp a slave operation on a monitor. There is.

D.考案が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の操作装置は、マニプレータの
操作盤上に設けられた操縦杆を、モニタ・テレビに写し
出されたマニプレータを見ながら操縦するものであり、
手先部の把みの開閉は、ハンドルの把持部に設けられた
小スイッチのオン・オフで行うため、把み開閉状態を感
覚的に把握することは困難であり、更に、ハンドルの把
持部には大押釦スイッチを設け、把持部を握ったときに
操縦杆の各可動関節軸部に設けた電磁ブレーキを開放
し、離したときはブレーキが作動して操縦杆の動作を不
能とするものであるから、操縦者が不安定な姿勢でハン
ドルを握ると大押釦が押されてブレーキが開放し、その
状態でハンドルを不用意に動かすようなことがあると、
スレーブ側のマニプレータが意図しない動きをして問題
を起こす可能性があり、慎重に操作する必要がある。
D. Problems to be Solved by the Invention However, the above-mentioned conventional operation device is for operating the control rod provided on the operation panel of the manipulator while watching the manipulator displayed on the monitor / TV,
Since the grip of the hand is opened / closed by turning on / off a small switch provided on the grip of the handle, it is difficult to intuitively grasp the open / closed state of the grip. Is equipped with a large push button switch, which releases the electromagnetic brake provided on each movable joint shaft of the control rod when the grip is gripped, and when released, the brake operates and disables the control rod. Therefore, if the driver holds the steering wheel in an unstable position, the large push button may be pressed and the brake may be released, and the steering wheel may be inadvertently moved in that state.
The slave manipulator may move unintentionally and cause problems, so it must be operated carefully.

以上の点に鑑み、本考案は操作者がグリップを握っただ
けではスレーブ側のアームが動くことがないようにする
とともに、必要によっては、マスターアームの動きをス
レーブアームと切離して操作できるようにして操作の自
由度を高めるようにしたものである。
In consideration of the above points, the present invention prevents the arm on the slave side from moving just by grasping the grip by the operator, and, if necessary, enables the movement of the master arm to be operated separately from the slave arm. This is to increase the degree of freedom of operation.

E.課題を解決するための手段 本考案において上記の課題を解決するための手段は、肩
部,肘部及び肘部に下腕部を介して連結された手先部と
を有し、該手先部の先端部にグリップを設けてこのグリ
ップの動きを手先部および肘部内の歯車列を介して肩部
に設けた動力部に伝達し、この動きに比例する力の信号
をスレーブ側の動力部に送ってスレーブ側の手先部を回
転および把み動作をさせるようにしたマニプレータにお
いて、 前記のグリップを前記下腕部の先端部に設けた基部に揺
動自在に設け、且つこのグリップにはグリップケースの
外部で操作できるように突設した引き金と、グリップを
手で握り又は離したときにマスターアームからスレーブ
側に送る力の信号を入切する信号入切用のスイッチと、
グリップケースの外部から操作可能でマスターアームお
よびスレーブアームを動作可能とする押釦スイッチとを
設けるとともに、前記グリップの揺動運動は、スレーブ
側の手先部の回転運動の,また引き金の操作力はスレー
ブ側の手先部の把み運動の動作信号としてスレーブ側の
動力部に伝達するようにする。
E. Means for Solving the Problems Means for solving the above problems in the present invention include a shoulder portion, an elbow portion, and a hand portion connected to the elbow portion via a lower arm portion, A grip is provided at the tip of the section, and the movement of this grip is transmitted to the power unit provided on the shoulder through the gear train in the hand and elbow, and a signal of force proportional to this movement is transmitted to the power unit on the slave side. In the manipulator in which the hand portion on the slave side is rotated and grasped, the grip is swingably attached to the base portion provided at the tip end portion of the lower arm, and the grip is attached to the grip portion. A trigger that is projected so that it can be operated outside the case, and a signal on / off switch that turns on and off the signal of the force sent from the master arm to the slave side when the grip is held or released by the hand,
A push button switch that can be operated from the outside of the grip case to operate the master arm and the slave arm is provided, and the swing motion of the grip is the rotary motion of the hand part on the slave side, and the operation force of the trigger is the slave. It is transmitted to the power unit on the slave side as an operation signal of the grasping motion of the hand part on the side.

F.作用 本考案は上記のように構成されているので、グリップを
握ると信号入切用のスイッチが入り、マスターアームの
信号がスレーブアーム側に入力され得る状態となる。
F. Action Since the present invention is configured as described above, when the grip is gripped, the signal input / off switch is turned on and the signal of the master arm can be input to the slave arm side.

しかし、この状態では押釦スイッチが入っていなければ
マスターアームおよびスレーブアームは動作状態にない
ので、グリップに不用意な力が働いても、マスター側お
よびスレーブ側のアームが動くことはない。
However, in this state, since the master arm and the slave arm are not in operation unless the push button switch is turned on, the master side arm and the slave side arm do not move even if an inadvertent force acts on the grip.

この状態で操作者は姿勢を整えて押釦スイッチを入れる
と、マスターアームとスレーブアームが動作可能とな
る。この状態で、グリップを回動するとスレーブアーム
の手先部が回転し、また引き金を操作するとスレーブア
ームの手先部の把み運動が行われる。
In this state, when the operator adjusts the posture and turns on the push button switch, the master arm and the slave arm can operate. In this state, when the grip is rotated, the hand of the slave arm is rotated, and when the trigger is operated, the hand of the slave arm is grasped.

また、信号入切用のスイッチを切れば、マスター側とス
レーブ側との信号の授受が断たれるので、この状態で押
釦スイッチを入れてマスターを操作してもスレーブアー
ムは追従しない。従って、両スイッチを入れた状態で、
例えばグリップを回動してスレーブ側の手先部を所定角
回動させ、この状態で信号入切用のスイッチを切ってグ
リップを元の位置に戻した後、再び信号入切用のスイッ
チを入れてグリップを先と同方向に回動すれば、スレー
ブ側の手先部は前記の所定角に更にプラスして回動する
ことになる。この操作を繰り返せば更に回動角を増すこ
とができる。把み動作についても同様であり、これら両
スイッチを適宜選択操作することにより、マスター側と
スレーブ側の1対1の関係を無くして操作の自由度が増
大し、操作範囲が拡大される。
Further, if the signal on / off switch is turned off, the exchange of signals between the master side and the slave side is cut off. Therefore, even if the push button switch is turned on and the master is operated in this state, the slave arm does not follow. Therefore, with both switches turned on,
For example, turn the grip to turn the slave's hand part by a certain angle, turn off the signal on / off switch to return the grip to its original position, and then turn on the signal on / off switch again. If the grip is rotated in the same direction as the tip, the hand portion on the slave side is further rotated by adding to the predetermined angle. By repeating this operation, the rotation angle can be further increased. The same applies to the grasping operation. By appropriately operating both switches, the one-to-one relationship between the master side and the slave side is eliminated, the degree of freedom in operation is increased, and the operation range is expanded.

G.実施例 以下に本考案を図示の実施例について説明する。G. Embodiments The present invention will be described below with reference to illustrated embodiments.

第1図から第3図は本考案の実施例を示す部分断面側面
図、第4図及び第5図はマスターアームの全体を示す側
面図及び正面図、第6図はマスターアームとスレーブア
ームの駆動回路図である。
1 to 3 are partial sectional side views showing an embodiment of the present invention, FIGS. 4 and 5 are side views and front views showing the entire master arm, and FIG. 6 is a master arm and a slave arm. It is a drive circuit diagram.

第4図及び第5図において、1は肩部、2は肘部、3は
手先部であり、腕及び関節を駆動するための複数のモー
タを有する動力部4が肩部1に集中配置されている。手
先部3の先端には、人が操作するためのグリップ5が設
けられている。グリップ5は、下腕部6bの先端部で縦軸
部7を介し左右揺動が、また横軸8を介して上下揺動が
それぞれ可能な基部9に取り付けられている。10は肘部
2において下腕部6bの動きを軽くするバランスウエイト
である。下腕部6bと上腕部6aは、多層同心で両端に傘歯
車を有する管体が、また肘部2にはその傘歯車の一部と
係合する中間伝達歯車がそれぞれ収納されている。
In FIGS. 4 and 5, 1 is a shoulder portion, 2 is an elbow portion, 3 is a hand portion, and a power unit 4 having a plurality of motors for driving arms and joints is centrally arranged on the shoulder portion 1. ing. A grip 5 for a person to operate is provided at the tip of the hand portion 3. The grip 5 is attached to a base portion 9 which is swingable to the left and right through a vertical axis portion 7 and vertically swingable through a horizontal axis 8 at a tip portion of a lower arm portion 6b. Reference numeral 10 is a balance weight that reduces the movement of the lower arm portion 6b in the elbow portion 2. The lower arm portion 6b and the upper arm portion 6a respectively have a multi-layered concentric tube body having bevel gears at both ends, and the elbow portion 2 accommodates an intermediate transmission gear that engages with a part of the bevel gears.

第1図に基づき、グリップ5を詳細に説明する。グリッ
プ5は基部9に揺動自在に取り付けられているものであ
り、また基部9は下腕部6bの先端に縦軸7及び横軸8を
中心としてそれぞれ回動自在である。基部9内には軸11
が筒軸12と同心状に回転自在に配設されていて、その軸
11には傘歯車13が、また筒軸12には傘歯車14がそれぞれ
取り付けられている。傘歯車13と係合する傘歯車15を備
えた軸16が筒軸17を介して基部9から外部に延伸し、グ
リップケース5a内に進入している。筒軸17は前記傘歯車
14と係合する傘歯車18を有し、グリップ5の蓋部5bにネ
ジ19を介し一体的に取付固定されている。一方、軸16は
グリップケース5a内において傘歯車20を有する。この傘
歯車20には傘歯車21が係合し、この傘歯車21はグリップ
ケース5aの長手方向に伸びる伝動杆22の下端に固定され
ている。この伝動杆22の上端には傘歯車23が固定され、
この傘歯車23には傘歯車24が係合し、またこの傘歯車24
には傘歯車25が一体形成されていて、この傘歯車25には
傘歯車26が係合している。この傘歯車26の中心にはグリ
ップケース5aの外方へ延伸する引き金27が設けられてい
る。
The grip 5 will be described in detail with reference to FIG. The grip 5 is swingably attached to the base portion 9, and the base portion 9 is rotatable about the vertical axis 7 and the horizontal axis 8 at the tip of the lower arm portion 6b. Shaft 11 in base 9
Is rotatably arranged concentrically with the cylinder shaft 12, and
A bevel gear 13 is attached to 11 and a bevel gear 14 is attached to the cylinder shaft 12. A shaft 16 including a bevel gear 15 that engages with the bevel gear 13 extends outwardly from the base portion 9 via a cylindrical shaft 17 and enters the grip case 5a. The cylindrical shaft 17 is the bevel gear
It has a bevel gear 18 that engages with 14, and is integrally fixed to the lid portion 5b of the grip 5 with a screw 19. On the other hand, the shaft 16 has a bevel gear 20 in the grip case 5a. A bevel gear 21 is engaged with the bevel gear 20, and the bevel gear 21 is fixed to the lower end of a transmission rod 22 extending in the longitudinal direction of the grip case 5a. A bevel gear 23 is fixed to the upper end of the transmission rod 22,
A bevel gear 24 is engaged with the bevel gear 23, and the bevel gear 24
A bevel gear 25 is integrally formed with the bevel gear 25, and a bevel gear 26 is engaged with the bevel gear 25. At the center of the bevel gear 26, a trigger 27 extending outward of the grip case 5a is provided.

なお、28はマスターアーム及びスレーブアームを動作さ
せる押釦スイッチ、29はマスターアームの信号入切用の
スイッチで、本例では光スッチ使用している。光スイッ
チ29に面し、グリップケース5aには透孔5cが穿設されて
いる。
Incidentally, 28 is a push button switch for operating the master arm and the slave arm, and 29 is a switch for turning on / off the signal of the master arm, which is an optical switch in this example. A through hole 5c is formed in the grip case 5a so as to face the optical switch 29.

上記グリップ5は、人間が手で握り、押釦スイッチ28を
親指で押すとマスターアームとスレーブアームの動作が
可能になり、かつ、グリップ5を握ると透孔5cが遮光さ
れ、光スイッチ29が入り、マスターアームの信号が入る
準備がなされる。そこで、人さし指で引き金27を引き、
傘歯車26が何分の一か回転をすると、その回転力は傘歯
車24→傘歯車23→伝動杆22→傘歯車21→傘歯車20→軸16
→傘歯車15→傘歯車13→軸11へと伝達され、更にこの回
転力は基部9を介し縦軸7及び横軸8内に設けられてい
る図示しない多軸かつ多層歯車列を経て下腕部6b→肘部
2→上腕部6a→肩部1→動力部4へと伝達され、この動
きに比例する力の信号がスレーブ側の動力部に送られ、
スレーブ側の手先部をなすトング状のハンド部の把み運
動を形成させる。また一方、グリップ5を軸16を中心と
して左右いずれかに回動すれば、その回転力は筒軸17及
び傘歯車18を介し、傘歯車14が回り、筒軸12へと伝達さ
れ、基部9内で筒軸12の運動が図示しない歯車列により
基部9の縦軸7を経て下腕部6b→肘部2→上腕部6a→肩
部1へと伝達され、肩部1における動力部4からスレー
ブ側の動力部に動作信号が送られ、トング状のハンド部
が比例回転し1対1の制御をするのである。
The grip 5 is held by a person with a hand, and when the push button switch 28 is pressed with the thumb, the master arm and the slave arm can be operated, and when the grip 5 is gripped, the through hole 5c is shielded and the optical switch 29 is turned on. , The master arm signal is ready to enter. Then pull the trigger 27 with your index finger,
When the bevel gear 26 rotates a fraction, the rotational force is bevel gear 24 → bevel gear 23 → transmission rod 22 → bevel gear 21 → bevel gear 20 → shaft 16
→ bevel gear 15 → bevel gear 13 → shaft 11 is transmitted to the lower arm via a multi-axis and multi-layer gear train (not shown) provided in the vertical axis 7 and the horizontal axis 8 via the base 9. It is transmitted to part 6b → elbow 2 → upper arm 6a → shoulder 1 → power unit 4, and a force signal proportional to this movement is sent to the power unit on the slave side,
The gripping motion of the tong-shaped hand portion forming the hand portion on the slave side is formed. On the other hand, when the grip 5 is rotated to the left or right around the shaft 16, the rotational force is transmitted to the cylindrical shaft 12 via the cylindrical shaft 17 and the bevel gear 18, and is transmitted to the cylindrical shaft 12, so that the base 9 The movement of the cylinder shaft 12 is transmitted to the lower arm portion 6b → elbow portion 2 → upper arm portion 6a → shoulder 1 through the vertical axis 7 of the base portion 9 by the gear train (not shown), and from the power unit 4 in the shoulder portion 1. An operation signal is sent to the power unit on the slave side, the tong-shaped hand unit rotates proportionally, and one-to-one control is performed.

また、信号入切用のスイッチを切れば、マスター側とス
レーブ側との信号の授受が断たれるので、この状態で押
釦スイッチを入れてマスターを操作してもスレーブアー
ムは追従しない。従って、両スイッチを入れた状態で、
例えばグリップを回動してスレーブ側の手先部を所定角
回動させ、この状態で信号入切用のスイッチを切ってグ
リップを元の位置に戻した後、再び信号入切用のスイッ
チを入れてグリップを先と同方向に回動すれば、スレー
ブ側の手先部は前記の所定角に更にプラスして回動する
ことになる。この操作を繰り返せば更に回動角を増すこ
とができる。把み操作についても同様であり、これら両
スイッチを適宜選択操作することにより、マスター側と
スレーブ側の1対1の関係を無くして操作の自由度が増
大し、操作範囲が拡大される。
Further, if the signal on / off switch is turned off, the exchange of signals between the master side and the slave side is cut off. Therefore, even if the push button switch is turned on and the master is operated in this state, the slave arm does not follow. Therefore, with both switches turned on,
For example, turn the grip to turn the slave's hand part by a certain angle, turn off the signal on / off switch to return the grip to its original position, and then turn on the signal on / off switch again. If the grip is rotated in the same direction as the tip, the hand portion on the slave side is further rotated by adding to the predetermined angle. By repeating this operation, the rotation angle can be further increased. The same applies to the grasping operation. By appropriately selecting both of these switches, the one-to-one relationship between the master side and the slave side is lost, the degree of freedom in operation is increased, and the operation range is expanded.

なお、第2図及び第3図はグリップ5の他の実施例を示
すものである。第2図の構造では、傘歯車20と係合する
傘歯車30の軸31に伝達杆32が揺動自在に設けられ。その
上端が円弧状をなしていてラック33が形成され、このラ
ック33にピニオン34が係合している。ピニオン34の軸心
には引き金35が軸着され、引き金35はグリップケース5a
の外方へ突出して設けた構造である。したがって、引き
金35を引くとピニオン34が何分の一か回転し、ラック33
を介して伝動杆32が回動し、以後前記実施例と同様にし
てスレーブ側のハンド部における把み運動がなされる。
また、スレーブ側のハンド部の回転運動は、グリップ5
を左右へ揺動することによりなすことも前記実施例と同
じである。次に、第3図の構造では、水平方向(矢印)
へラック36が動くと、このラック36と係合するピニオン
35を上端に備えた伝動杆30が揺動する構成である。この
場合、伝動杆30は軸31を中心とする円状の歯車の一部を
構成する。したがって、ラック36を引き金としてグリッ
プケース5aの外部に突出させれば、引き金27に水平方向
への運動を与えることによって伝動杆30が揺動する。
2 and 3 show another embodiment of the grip 5. In the structure of FIG. 2, a transmission rod 32 is swingably provided on a shaft 31 of a bevel gear 30 that engages with the bevel gear 20. A rack 33 is formed with its upper end in an arc shape, and the pinion 34 is engaged with the rack 33. A trigger 35 is attached to the shaft center of the pinion 34, and the trigger 35 is the grip case 5a.
The structure is provided so as to project to the outside. Therefore, pulling the trigger 35 causes the pinion 34 to rotate a fraction of the time, and the rack 33
The transmission rod 32 is rotated via this, and thereafter, a gripping movement is performed in the hand portion on the slave side in the same manner as in the above embodiment.
In addition, the rotary movement of the hand part on the slave side is caused by the grip 5
It is also the same as in the above-mentioned embodiment that it is made by swinging to the left and right. Next, in the structure of FIG. 3, in the horizontal direction (arrow)
A pinion that engages with the rack 36 when the rack 36 moves.
The transmission rod 30 having the upper end 35 is rockable. In this case, the transmission rod 30 constitutes a part of a circular gear centered on the shaft 31. Therefore, when the rack 36 is triggered to project to the outside of the grip case 5a, the transmission rod 30 is swung by applying a horizontal motion to the trigger 27.

次に前記グリップ5の歯車列の摩擦を補償する手段が設
けられる。この手段は第6図に示すように、マスターア
ーム37側とスレーブアーム38側のモータ39,40の反直結
側にそれぞれ位置センサ41,42を設けてあり、図に示す
配線により電気的に接続されている。つまり、これによ
り、マスターアーム37の操作部を操作したときの各自由
度の動きをモータ39の反直結側の位置センサ41で検出
し、その位置偏差信号とスレーブアーム38側のモータ40
の位置センサ42からの位置片差信号をもつ合わせ回路43
でつき合わせ、その信号をそれぞれ増巾器44,45を介し
てマスター側とスレーブ側のモータ39,40へそれぞれ出
力して、いわゆる帰還方式により、人間が自分の手で物
を扱うと同じ力感覚でもってマニプレータのマスター側
を操作しながらスレーブ側を同期して作動させることが
できる。
Means are then provided for compensating for the friction of the gear train of the grip 5. As shown in FIG. 6, this means is provided with position sensors 41 and 42 on the opposite sides of the motors 39 and 40 on the master arm 37 side and the slave arm 38 side, respectively, and electrically connected by the wiring shown in the figure. Has been done. That is, by this, the movement of each degree of freedom when operating the operation portion of the master arm 37 is detected by the position sensor 41 on the side opposite to the direct connection of the motor 39, and the position deviation signal and the motor 40 on the side of the slave arm 38 are detected.
Alignment circuit 43 with position deviation signal from position sensor 42 of
And output the signals to the master side and slave side motors 39 and 40 via the amplifiers 44 and 45, respectively, and by the so-called feedback system, the same force as when humans handle objects with their own hands. It is possible to operate the master side of the manipulator with feeling and operate the slave side in synchronization.

しかして先に述べたように、モータ39,40の反直結側に
設ける位置センサ41,42はマニプレータの関節角の変化
によって位置偏差が与えられるが、減速比の大きいマニ
プレータの場合に、摩擦抵抗が大きく、正確な位置偏差
を与えるのが困難な場合があるが、かかる場合は、力セ
ンサ46をマスターアーム37に配設することにより上述の
位置センサ41の欠点を補正することができる。すなわ
ち、マスターアーム37側の操作部の操作により、関節に
発生した力は、力センサ46に伝えられる。この力センサ
46の力信号でモータ39にマニプレータの負荷と平衡した
トルクを発生させるものである。力センサ46は制御回路
に組み込まれ、マスターアーム37側とスレーブアーム38
側の位置センサ41,42からの突き合わせ信号と、力セン
サ46からの信号を突き合わせ回路47においてつき合わ
せ、その突き合わせ信号によりマスターアーム37側のモ
ータ39を制御するものである。したがって、位置センサ
41,42の欠点であるマスターアーム37を作動させるとき
の初期摩擦を力センサ46により補償することができる。
なお、通常の動作時は位置センサ41,42によってマスタ
ーアーム37側とスレーブアーム38側が同期して作動す
る。
However, as described above, the position sensors 41 and 42 provided on the opposite side of the motors 39 and 40 are provided with position deviations due to the change in the joint angle of the manipulator, but in the case of the manipulator with a large reduction ratio, the friction resistance is increased. In some cases, it is difficult to give an accurate position deviation. However, in such a case, by disposing the force sensor 46 on the master arm 37, it is possible to correct the above-mentioned defect of the position sensor 41. That is, the force generated in the joint by the operation of the operation unit on the master arm 37 side is transmitted to the force sensor 46. This force sensor
The force signal of 46 causes the motor 39 to generate a torque balanced with the load of the manipulator. The force sensor 46 is incorporated in the control circuit, and the master arm 37 side and the slave arm 38
The matching signals from the position sensors 41, 42 on the side and the signals from the force sensor 46 are matched in the matching circuit 47, and the motor 39 on the master arm 37 side is controlled by the matching signal. Therefore, the position sensor
The force sensor 46 can compensate for the initial friction when actuating the master arm 37, which is a drawback of 41 and 42.
Note that during normal operation, the position sensors 41 and 42 cause the master arm 37 side and the slave arm 38 side to operate in synchronization.

H.考案の効果 以上に記載した本考案によれば、マスターアームおよび
スレーブアームの動作用のスイッチと、これら両者間の
信号の授受を入り切りするスイッチとを別個に分離して
設けたので、グリップを握っただけでは両アームは動く
ことがなく、アームを動作させる押釦スイッチを入れて
初めてアームの操作が可能となるので、操作者がグリッ
プを不用意に握っても両アームは動くことがない。従っ
て操作者は、グリップを握った後、姿勢を整えてから押
釦スイッチを押して両アームを操作すれば良いので、操
作初期における意図しない動き(誤動作)が防止され、
操作者は安心して操作できる。
H. Effect of the Invention According to the present invention described above, the switch for operating the master arm and the slave arm and the switch for transmitting and receiving the signal between them are separately provided, so that the grip Both arms do not move just by grasping, and the arm can be operated only after the push button switch that operates the arm is turned on, so even if the operator carelessly grips the grip, both arms do not move. . Therefore, the operator only has to hold the grip, adjust the posture, and then press the push button switch to operate both arms, which prevents an unintended movement (malfunction) in the initial operation,
The operator can operate with peace of mind.

また、信号入切用のスイッチを切ることにより、マスタ
ーアームとスレーブアームとの1対1の制御関係を断つ
ことができ、マスターアーム側のみの操作が可能となる
ので、操作の自由度が増し、このスイッチと押釦スイッ
チの両スイッチを適宜入り切りすることにより、操作範
囲を拡大することができる、等の優れた効果を奏する。
Also, by turning off the signal input / output switch, the one-to-one control relationship between the master arm and the slave arm can be cut off, and only the master arm side can be operated, so the degree of freedom in operation is increased. By appropriately turning on and off both of this switch and the push button switch, the operation range can be expanded, which is an excellent effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本考案の実施例を示す部分断面側面図、第2図
及び第3図は本考案の他の実施例を示す要部断面側面
図、第4図及び第5図はマスターアームの全体を示す側
面図及び正面図、第6図はマスターアームとスレーブア
ームの駆動回路図である。 3……手先部、5……グリップ、5a……グリップケー
ス、6b……下腕部、9……基部、11,16……軸、12,17…
…筒軸、13,14,15,20……傘歯車、22,30,32……伝動
杆、27,35,36……引き金、28……押釦スイッチ、29……
信号入切用の光スイッチ、Ts……力センサー。
FIG. 1 is a partial sectional side view showing an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are main portion sectional side views showing another embodiment of the present invention, and FIGS. 4 and 5 show a master arm. FIG. 6 is a side view and a front view showing the whole, and FIG. 6 is a drive circuit diagram of a master arm and a slave arm. 3 ... Hand part, 5 ... Grip, 5a ... Grip case, 6b ... Lower arm part, 9 ... Base part, 11,16 ... Shaft, 12,17 ...
… Cylinder shaft, 13,14,15,20 …… Bevel gear, 22,30,32 …… Transmission rod, 27,35,36 …… Trigger, 28 …… Push button switch, 29 ……
Optical switch for signal on / off, T s …… Force sensor.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】肩部,肘部及び肘部に下腕部を介して連結
された手先部とを有し、該手先部の先端部にグリップを
設けてこのグリップの動きを手先部および肘部内の歯車
列を介して肩部に設けた動力部に伝達し、この動きに比
例する力の信号をスレーブ側の動力部に送ってスレーブ
側の手先部を回転および把み動作をさせるようにしたマ
ニプレータにおいて、 前記のグリップを前記下腕部の先端部に設けた基部に揺
動自在に設け、且つこのグリップにはグリップケースの
外部で操作できるように突設した引き金と、グリップを
手で握り又は離したときにマスターアームからスレーブ
側に送る力の信号を入切する信号入切用のスイッチと、
グリップケースの外部から操作可能でマスターアームお
よびスレーブアームを動作可能とする押釦スイッチとを
設けるとともに、前記グリップの揺動運動は、スレーブ
側の手先部の回転運動および引き金の操作力はスレーブ
側の手先部の把み運動の動作信号としてスレーブ側の動
力部に伝達するようにしたことを特徴とするマニプレー
タにおけるマスターアームのグリップ。
1. A shoulder portion, an elbow portion, and a hand portion connected to the elbow portion via a lower arm portion, and a grip is provided at a tip end portion of the hand portion so that movement of the grip is controlled by the hand portion and the elbow. It is transmitted to the power unit provided on the shoulder through the gear train inside the unit, and a signal of force proportional to this movement is sent to the power unit on the slave side to rotate and grasp the hand part on the slave side. In the manipulator described above, the grip is swingably provided on a base portion provided at a tip end portion of the lower arm portion, and the grip is manually provided with a trigger projecting so as to be operated outside the grip case. A signal ON / OFF switch that turns ON / OFF the signal of the force sent from the master arm to the slave side when gripped or released.
A push button switch that can be operated from the outside of the grip case to operate the master arm and the slave arm is provided, and the swinging motion of the grip is the rotational motion of the hand part on the slave side and the operating force of the trigger on the slave side. A grip for a master arm in a manipulator, characterized in that it is transmitted to a power unit on a slave side as an operation signal of a gripping motion of a hand portion.
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