JPH01205985A - バイラテラル制御方法 - Google Patents
バイラテラル制御方法Info
- Publication number
- JPH01205985A JPH01205985A JP2764288A JP2764288A JPH01205985A JP H01205985 A JPH01205985 A JP H01205985A JP 2764288 A JP2764288 A JP 2764288A JP 2764288 A JP2764288 A JP 2764288A JP H01205985 A JPH01205985 A JP H01205985A
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- Japan
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- slave
- arm
- torque
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
人、 産業上の利用分野
本発明はマスタ／スレーブ型サーボマニプレータのバイ
ラテラル制御方法に関し、マスタアームに発生する反力
トルクが操作者の負担とならないように改良したもので
ある。
ラテラル制御方法に関し、マスタアームに発生する反力
トルクが操作者の負担とならないように改良したもので
ある。
Ｂ 発明の概要
本発明によるバイラテラル制御方法では、バイラテラル
制御によりマスクアームに発生する反力トルクが、マス
タアームの位置とスレーブアームの位置の偏差から求ま
るサーボゲイン処理データに比例するので、位置偏差が
小さければスレーブアームの負荷が大きくても反力トル
クは小さくなって操作者の負担にならず、一方、スレー
ブアームが何かに衝突し位置偏差が大きいと反力トルク
が大きく生じて操作者に衝突を認識させ、また、操作者
がマスタアームを速く動かしすぎる場合は位置偏差が太
くなり反力トルクが大きく生じて速すぎないようにマス
タアームを制動する。
制御によりマスクアームに発生する反力トルクが、マス
タアームの位置とスレーブアームの位置の偏差から求ま
るサーボゲイン処理データに比例するので、位置偏差が
小さければスレーブアームの負荷が大きくても反力トル
クは小さくなって操作者の負担にならず、一方、スレー
ブアームが何かに衝突し位置偏差が大きいと反力トルク
が大きく生じて操作者に衝突を認識させ、また、操作者
がマスタアームを速く動かしすぎる場合は位置偏差が太
くなり反力トルクが大きく生じて速すぎないようにマス
タアームを制動する。
Ｃ従来の技術
マスタ／スレーブ型サーボマニプレータのバイラテラル
制御方式では、スレーブ側に負荷を持たせた場合、バイ
ラテラル反力として、マスク側に帰還トルクを発生させ
ている。
制御方式では、スレーブ側に負荷を持たせた場合、バイ
ラテラル反力として、マスク側に帰還トルクを発生させ
ている。
従来この反力トルクは、第２図に示すように、トルクセ
ンサによるスレーブトルク入力Ｓ、Ｔに反力ゲイン処理
部１で反力ゲインを乗算し、適宜、反力ＩＪ ミツト処
理部２でリミットしてマスタモータＭ、Ｍを駆動するこ
とにより、与えられている。
ンサによるスレーブトルク入力Ｓ、Ｔに反力ゲイン処理
部１で反力ゲインを乗算し、適宜、反力ＩＪ ミツト処
理部２でリミットしてマスタモータＭ、Ｍを駆動するこ
とにより、与えられている。
なお、第２図は成る特定の軸についての構成を示し、位
置センサによるマスク位置入力Ｍ、Ｐとスレーブ位置入
力Ｓ、Ｐとの位置偏差にサーボゲイン処理部３でサーボ
ゲインを乗算し、得られたサーボゲイン処理データから
フィードバック値として速度センサによるスレーブ速度
入力Ｓ、Ｓを差し引き、得られた差にＰＩ補償処理部４
でＰ【補償を施し、その結果をスレーブモータＳ、Ｍに
モータ駆動電流値として供給する。
置センサによるマスク位置入力Ｍ、Ｐとスレーブ位置入
力Ｓ、Ｐとの位置偏差にサーボゲイン処理部３でサーボ
ゲインを乗算し、得られたサーボゲイン処理データから
フィードバック値として速度センサによるスレーブ速度
入力Ｓ、Ｓを差し引き、得られた差にＰＩ補償処理部４
でＰ【補償を施し、その結果をスレーブモータＳ、Ｍに
モータ駆動電流値として供給する。
また、マスクの自重及び摩擦により操作性が低下するの
を防ぐため、トルクセンサによるマスクトルク入力Ｍ、
Ｔとマスタ位置入力Ｍ、Ｐを自重補償処理部５で演算し
て得られろ自重補償値との偏差に、摩擦ゲイン処理部６
で摩擦ゲインを乗算し、得られた値に速度センサによる
マスク速度入力Ｍ、Ｓと自重補償値とを加え、この加算
値からスレーブによる反力トルクを差し引いてマスタモ
ータＭ、Ｍに供給するモータ駆動電流値としている。
を防ぐため、トルクセンサによるマスクトルク入力Ｍ、
Ｔとマスタ位置入力Ｍ、Ｐを自重補償処理部５で演算し
て得られろ自重補償値との偏差に、摩擦ゲイン処理部６
で摩擦ゲインを乗算し、得られた値に速度センサによる
マスク速度入力Ｍ、Ｓと自重補償値とを加え、この加算
値からスレーブによる反力トルクを差し引いてマスタモ
ータＭ、Ｍに供給するモータ駆動電流値としている。
また、スレーブの自重により反力トルクが生じないよう
に、スレーブ位置入力Ｓ、Ｐから自重補償処理部７で自
重補償値を演算し、スレーブトルク人力Ｓ、Ｔから自重
補償値を差し引いて反力ゲインを乗算している。
に、スレーブ位置入力Ｓ、Ｐから自重補償処理部７で自
重補償値を演算し、スレーブトルク人力Ｓ、Ｔから自重
補償値を差し引いて反力ゲインを乗算している。
Ｄ 発明が解決しようとする課題
第２図より明らかなように、バイラテラル制御では、ス
レーブアームに負荷が加っな場合このときの位置を保持
しようとしてスレーブモータＳ、Ｍの駆動電流が増加し
、その結果、スレーブトルク人力Ｓ、Ｔが増大する。
レーブアームに負荷が加っな場合このときの位置を保持
しようとしてスレーブモータＳ、Ｍの駆動電流が増加し
、その結果、スレーブトルク人力Ｓ、Ｔが増大する。
従来は、スレーブトルク人力Ｓ、Ｔが増大すると、たと
え反力リミットの範囲内とは言え、反力トルクが直接的
に増大するのでマスクの操作者は大きな負荷を感じるこ
とになり、操作性にとっては逆効果即ち、マイナスであ
つた０ 本発明の目的は、上記従来技術に鑑み、操作者の負担が
軽減するように反力トルクを与えろバイラテラル制御方
法を提供することである。
え反力リミットの範囲内とは言え、反力トルクが直接的
に増大するのでマスクの操作者は大きな負荷を感じるこ
とになり、操作性にとっては逆効果即ち、マイナスであ
つた０ 本発明の目的は、上記従来技術に鑑み、操作者の負担が
軽減するように反力トルクを与えろバイラテラル制御方
法を提供することである。
Ｅ、 １ｌｌｌｆｆ！を解決するための手段本発明に
よるバイラテラル制御方法は、マスタアームに発生する
反力トルクを、マスタアームの位置とスレーブアームの
位置の偏差から求まるサーボゲイン処理データに比例さ
せることを特徴とする。
よるバイラテラル制御方法は、マスタアームに発生する
反力トルクを、マスタアームの位置とスレーブアームの
位置の偏差から求まるサーボゲイン処理データに比例さ
せることを特徴とする。
Ｆ、 作 用
上記構成においては、マスタアームとスレーブアームの
位置偏差が小さければ、たとえスレーブアームの負荷が
大きくても反力トルクは小さくなる。従って操作者の負
担にならない。
位置偏差が小さければ、たとえスレーブアームの負荷が
大きくても反力トルクは小さくなる。従って操作者の負
担にならない。
一方、スレーブアームが何かに衝突し位置偏差が大きい
と反力トルクが大きく生じて操作者に衝突を認識させる
ことになる。また、操作者がマスタアームを速く動かし
すぎる場合は位置偏差が太くなるので、反力トルクが大
きく生じて速すぎないようにマスタアームを制動するこ
とになる。
と反力トルクが大きく生じて操作者に衝突を認識させる
ことになる。また、操作者がマスタアームを速く動かし
すぎる場合は位置偏差が太くなるので、反力トルクが大
きく生じて速すぎないようにマスタアームを制動するこ
とになる。
Ｇ、実施例
第１図を参照して本発明の一実施例を詳細に説明する。
第１図に示した実施例は、第２図の従来例に本発明を適
用したものであり、破線で囲んだ部分８により本発明を
実現している。
用したものであり、破線で囲んだ部分８により本発明を
実現している。
即ち、スレーブトルク人力Ｓ、Ｔに反力ゲイン処理部１
で反力ゲインを乗算し、その結果に、サーボゲイン処理
部３で得られるマスタアームとスレーブアームの位置偏
差で決まるサーボゲイン処理データを絶対値化処理して
乗算し、反力トルクの指令値としている。
で反力ゲインを乗算し、その結果に、サーボゲイン処理
部３で得られるマスタアームとスレーブアームの位置偏
差で決まるサーボゲイン処理データを絶対値化処理して
乗算し、反力トルクの指令値としている。
９は絶対値化処理部、１ｏは乗算部である。
なお、従来と同様、スレーブの自重により反力トルクが
生じないように、スレーブ位置人力Ｓ、Ｐから自重補償
処理部７で自重補償値を演算し、スレーブトルク人力Ｓ
、Ｔから自重補償値を差し引いている。また、適宜、反
力リミット処理部２で反力トルクをリミットしてマスタ
モータＭ、Ｍを駆動するようにしている。
生じないように、スレーブ位置人力Ｓ、Ｐから自重補償
処理部７で自重補償値を演算し、スレーブトルク人力Ｓ
、Ｔから自重補償値を差し引いている。また、適宜、反
力リミット処理部２で反力トルクをリミットしてマスタ
モータＭ、Ｍを駆動するようにしている。
一方、マスクの自重及び摩擦により操作性が低下するの
を防ぐため、トルクセンサによるマスクトルク入力値Ｍ
、Ｔと、マスク位置入力Ｍ、Ｐを自重補償処理部５で演
算して得られろ自重補償値との偏差に、摩擦ゲイン処理
部６で摩擦ゲインを乗算し、得られた値に速度センサに
よるマスタ速度入力Ｍ、Ｓと自重補償値とを加丸、この
加算値からスレーブによる反力トルクを差し引いてマス
タモータＭ０Ｍに供給するモータ駆動電流値としている
。
を防ぐため、トルクセンサによるマスクトルク入力値Ｍ
、Ｔと、マスク位置入力Ｍ、Ｐを自重補償処理部５で演
算して得られろ自重補償値との偏差に、摩擦ゲイン処理
部６で摩擦ゲインを乗算し、得られた値に速度センサに
よるマスタ速度入力Ｍ、Ｓと自重補償値とを加丸、この
加算値からスレーブによる反力トルクを差し引いてマス
タモータＭ０Ｍに供給するモータ駆動電流値としている
。
また、マスクアームとスレーブアームの追従制御として
、マスク位置入力Ｍ、Ｐとスレーブ位置入力Ｓ、Ｐとの
位置偏差にサーボゲイン処理部３でサーボゲインを乗算
し、得られたサーボゲイン処理データからフィードバッ
ク値としてスレーブ速度人力Ｓ、Ｓを差し引き、得られ
た差にＰＩ補償処理部４でＰＩ補償を施し、その結果を
スレーブモータＳ、Ｍにモータ駆動電流値として供給す
る。
、マスク位置入力Ｍ、Ｐとスレーブ位置入力Ｓ、Ｐとの
位置偏差にサーボゲイン処理部３でサーボゲインを乗算
し、得られたサーボゲイン処理データからフィードバッ
ク値としてスレーブ速度人力Ｓ、Ｓを差し引き、得られ
た差にＰＩ補償処理部４でＰＩ補償を施し、その結果を
スレーブモータＳ、Ｍにモータ駆動電流値として供給す
る。
以上により、たとえスレーブトルク入力Ｓ、Ｔが大きく
なっても、例えばスレーブトルク入力Ｓ、Ｔと自重補償
値との偏差が大きくなっても、マスタアームとスレーブ
アームの位ｆｉｔ ９ａ 差カ小さければ、結果として
マスタアームに生じる反力トルクは小さくなる。従って
、スレーブアームでトルクレンチなどの重い負荷を持っ
た場合でも、このときの位置を保持しようとしてスレー
ブモータＳ、Ｍの駆動電流が増加し、その結果、スレー
ブトルク入力Ｓ、Ｔが増大しても、マスタアームの操作
者にとって負担とならない。
なっても、例えばスレーブトルク入力Ｓ、Ｔと自重補償
値との偏差が大きくなっても、マスタアームとスレーブ
アームの位ｆｉｔ ９ａ 差カ小さければ、結果として
マスタアームに生じる反力トルクは小さくなる。従って
、スレーブアームでトルクレンチなどの重い負荷を持っ
た場合でも、このときの位置を保持しようとしてスレー
ブモータＳ、Ｍの駆動電流が増加し、その結果、スレー
ブトルク入力Ｓ、Ｔが増大しても、マスタアームの操作
者にとって負担とならない。
一方、スレーブアームが物に衝突した場合は、マスタア
ームとスレーブアームの位置偏差が増大して反力トルク
が増大するので、オペレータには衝突の反力が正しく帰
還されるから、衝突を認識でき、操作性の向上が期得で
きる。
ームとスレーブアームの位置偏差が増大して反力トルク
が増大するので、オペレータには衝突の反力が正しく帰
還されるから、衝突を認識でき、操作性の向上が期得で
きる。
また、操作者がマスタアームを急に動かすと危険である
が、このような場合も位置偏差が大きくなるから、反力
トルクが帰還され、マスタアームの急操作に対し制動が
かかる。
が、このような場合も位置偏差が大きくなるから、反力
トルクが帰還され、マスタアームの急操作に対し制動が
かかる。
なお、上記実施例では乗算部１０を反力ゲイン処理部１
の後段においたが、前段においても良い。反力ゲイン処
理部１をゲイン可変のものとし、サーボゲイン処理デー
タに比例して反力ゲインを変化させることにより、乗算
部１０を省略しても良い。
の後段においたが、前段においても良い。反力ゲイン処
理部１をゲイン可変のものとし、サーボゲイン処理デー
タに比例して反力ゲインを変化させることにより、乗算
部１０を省略しても良い。
■（発明の効果
本発明によれば、マスタ／スレーブ型す−ボマニプレー
クのスレーブアームにトルクレンチなどの重い負荷を持
たせた場合でも、マスクアームには反力トルクが帰還せ
ず、操作者の負担にならない。
クのスレーブアームにトルクレンチなどの重い負荷を持
たせた場合でも、マスクアームには反力トルクが帰還せ
ず、操作者の負担にならない。
一方、スレーブアームが物に衝突するなどして動けない
場合には、マスクアームに反力トルクが帰還し、操作者
が衝突等を認識することができろ。また、マスクアーム
を急速に動かした場合にも、マスクアームに反力トルク
が帰還し、マスタアームの急操作を制動することができ
る。
場合には、マスクアームに反力トルクが帰還し、操作者
が衝突等を認識することができろ。また、マスクアーム
を急速に動かした場合にも、マスクアームに反力トルク
が帰還し、マスタアームの急操作を制動することができ
る。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図、第２
図は従来例のブロック構成図である。 図面中、Ｍ、Ｐはマスク位置入力、Ｓ、Ｐはスレーブ位
置入力、Ｍ、Ｍはマスタモータ、Ｓ、Ｔはスレーブトル
ク入力、１は反力ゲイン処理部、３はサーボゲイン処理
部、８は改良部分、９は絶対値化処理部、１ｏは乗算部
である。 第２図赴例
図は従来例のブロック構成図である。 図面中、Ｍ、Ｐはマスク位置入力、Ｓ、Ｐはスレーブ位
置入力、Ｍ、Ｍはマスタモータ、Ｓ、Ｔはスレーブトル
ク入力、１は反力ゲイン処理部、３はサーボゲイン処理
部、８は改良部分、９は絶対値化処理部、１ｏは乗算部
である。 第２図赴例
Claims (1)
- バイラテラル制御によりマスタアームに発生する反力ト
ルクが、マスタアームの位置とスレーブアームの位置の
偏差から求まるサーボゲイン処理データに比例すること
を特徴とするバイラテラル制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63027642A JP2681966B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | バイラテラル制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63027642A JP2681966B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | バイラテラル制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01205985A true JPH01205985A (ja) | 1989-08-18 |
| JP2681966B2 JP2681966B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=12226587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63027642A Expired - Lifetime JP2681966B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | バイラテラル制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2681966B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06335881A (ja) * | 1993-05-13 | 1994-12-06 | Meidensha Corp | 産業用マニプレータの制御装置 |
| JP2010515150A (ja) * | 2006-12-28 | 2010-05-06 | キャタピラー インコーポレイテッド | 運動制御システム |
| JP2021049642A (ja) * | 2011-04-29 | 2021-04-01 | レイセオン カンパニーＲａｙｔｈｅｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙ | 遠隔制御ロボットシステム |
| CN114274118A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-04-05 | 珠海格力智能装备有限公司 | 多轴机械手控制系统及机械手主副臂防碰撞的控制方法 |
| US11794345B2 (en) | 2020-12-31 | 2023-10-24 | Sarcos Corp. | Unified robotic vehicle systems and methods of control |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6144584A (ja) * | 1984-08-06 | 1986-03-04 | 工業技術院長 | コンプライアンス写像型バイラテラル制御式遠隔操作装置 |
| JPS62162477A (ja) * | 1986-01-13 | 1987-07-18 | 株式会社明電舎 | マニピユレ−タの制御装置 |
| JPS62203781A (ja) * | 1986-03-05 | 1987-09-08 | 三菱電機株式会社 | マニプレ−タの遠隔制御装置 |
-
1988
- 1988-02-10 JP JP63027642A patent/JP2681966B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6144584A (ja) * | 1984-08-06 | 1986-03-04 | 工業技術院長 | コンプライアンス写像型バイラテラル制御式遠隔操作装置 |
| JPS62162477A (ja) * | 1986-01-13 | 1987-07-18 | 株式会社明電舎 | マニピユレ−タの制御装置 |
| JPS62203781A (ja) * | 1986-03-05 | 1987-09-08 | 三菱電機株式会社 | マニプレ−タの遠隔制御装置 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06335881A (ja) * | 1993-05-13 | 1994-12-06 | Meidensha Corp | 産業用マニプレータの制御装置 |
| JP2010515150A (ja) * | 2006-12-28 | 2010-05-06 | キャタピラー インコーポレイテッド | 運動制御システム |
| JP2021049642A (ja) * | 2011-04-29 | 2021-04-01 | レイセオン カンパニーＲａｙｔｈｅｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙ | 遠隔制御ロボットシステム |
| US11738446B2 (en) | 2011-04-29 | 2023-08-29 | Sarcos, Lc | Teleoperated robotic system with impact responsive force feedback |
| US11745331B2 (en) | 2011-04-29 | 2023-09-05 | Sarcos, Lc | Teleoperated robotic system with payload stabilization |
| US11794345B2 (en) | 2020-12-31 | 2023-10-24 | Sarcos Corp. | Unified robotic vehicle systems and methods of control |
| CN114274118A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-04-05 | 珠海格力智能装备有限公司 | 多轴机械手控制系统及机械手主副臂防碰撞的控制方法 |
| CN114274118B (zh) * | 2021-12-08 | 2023-12-08 | 珠海格力智能装备有限公司 | 多轴机械手控制系统及机械手主副臂防碰撞的控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2681966B2 (ja) | 1997-11-26 |
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