JPH02106288A - マスタマニピュレータ - Google Patents
マスタマニピュレータInfo
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- JPH02106288A JPH02106288A JP26095188A JP26095188A JPH02106288A JP H02106288 A JPH02106288 A JP H02106288A JP 26095188 A JP26095188 A JP 26095188A JP 26095188 A JP26095188 A JP 26095188A JP H02106288 A JPH02106288 A JP H02106288A
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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
【産業上の利用分野１
この発明は、スレーブ側で受ける外力に応じた力がマス
タ側のオペレータに力感覚として伝達される、いわゆる
パイラテラル形のマニピュレータであって、とくに小形
で、かつ操作性にすぐれたマスタマニピュレータに関ス
る。 【従来の技術】 通常、マスタ・スレーブマニピュレータハ、互いに相似
形のマスタマニピュレータとスレーブマニピュレータと
からなり、マスタ側がオペレータによって操作され、こ
れに応じてスレーブ側が駆動される。このマスタ・スレ
ーブマニピュレータは、主として原子力発電所などの危
険で人間が近付けない環境において、遠隔操作によって
作業をおこなってきた。 また、スレーブ側が受ける外力をマスタ例のオペレータ
に力感覚として伝える、いわゆるパイラテラル形のマニ
ピュレータによって、外部障害物との激しい衝突による
双方の撰傷を回避したり、微妙な組立作業を的確におこ
なったりしている。 一般には、そのためにマスタ、スレーブ各個は、できる
だけ同様な構成にし、かつ構成部材に同じ寸法比率をも
たせるようにして、その各関節部にサーボモータ、エン
コーダおよび力覚センサを設ける。 さて、一般にスレーブマニピュレータにおいて、とくに
重量物を取り扱うときには、出力トルクを大きくし、し
かも寸法的に小形にするために、各関節部の駆動用に減
速機構付きサーボモータが設けられる。また、マスタマ
ニピュレータでも、その小形、軽量化のために、各関節
部駆動用に減速機構付きサーボモータが設けられる。
タ側のオペレータに力感覚として伝達される、いわゆる
パイラテラル形のマニピュレータであって、とくに小形
で、かつ操作性にすぐれたマスタマニピュレータに関ス
る。 【従来の技術】 通常、マスタ・スレーブマニピュレータハ、互いに相似
形のマスタマニピュレータとスレーブマニピュレータと
からなり、マスタ側がオペレータによって操作され、こ
れに応じてスレーブ側が駆動される。このマスタ・スレ
ーブマニピュレータは、主として原子力発電所などの危
険で人間が近付けない環境において、遠隔操作によって
作業をおこなってきた。 また、スレーブ側が受ける外力をマスタ例のオペレータ
に力感覚として伝える、いわゆるパイラテラル形のマニ
ピュレータによって、外部障害物との激しい衝突による
双方の撰傷を回避したり、微妙な組立作業を的確におこ
なったりしている。 一般には、そのためにマスタ、スレーブ各個は、できる
だけ同様な構成にし、かつ構成部材に同じ寸法比率をも
たせるようにして、その各関節部にサーボモータ、エン
コーダおよび力覚センサを設ける。 さて、一般にスレーブマニピュレータにおいて、とくに
重量物を取り扱うときには、出力トルクを大きくし、し
かも寸法的に小形にするために、各関節部の駆動用に減
速機構付きサーボモータが設けられる。また、マスタマ
ニピュレータでも、その小形、軽量化のために、各関節
部駆動用に減速機構付きサーボモータが設けられる。
従来の技術では、マスタ側の関節部駆動用に減速機構付
きサーボモータを設けると、これによって次のような問
題が起こる。オペレータがマスタマニピュレータをその
サーボモータの減速機構の出力軸を介して操作するとき
、この減速機構の出力軸から見た効率が低いため、内部
摩擦トルクに抗して操作するのに、大きい操作力を必要
とする。 たとえば、−ｇに減速機構では、ウオームとウオーム歯
車に見られるように、高速から低速への力の伝達は容易
であるが、逆に低速軸に与えたトルクがそのまま高速軸
に伝わるとは限らない。伝達力が歯車の噛合い部分の摩
擦抵抗で消されるからである。つまり、低速から高速へ
の逆方向の力伝達には強い抵抗作用がおこり、とくに減
速比が高いほとその作用が大きい。 その結果、オペレータが操作に大きい力を必要とするた
め、スレーブ側の受ける外力に応じた力をマスタ側に伝
えるというパイラテラル形の特長が相殺され、スレーブ
側からの微妙な力感覚をオペレータが得られないことに
なる。また、内部摩擦トルクのバラツキを考慮すると、
とくに力の弱い手首操作形では、各関節を円滑に動かせ
ないことになり、ひいてはマスタマニピュレータをオペ
レータの意思通りに操作できないことになる。これらの
問題は、マスタ・スレーブマニピュレータによる遠隔操
作にとって重大点となる。 ところで、減速機構を用いないダイレクト・ドライブ（
直動形）モータによる方式も考えられるが、現状では、
そのトルク／重量比が減速機構付きモータと比べて小さ
（、モータの重量化、大形化、ひいてはモータを搭載す
るマスタマニピュレータの重量化、大形化につながると
いう欠点がある。さらに加えて、このモータの大形化は
、マスタ側の操作性向上に必要な重力バランスのために
、マスタマニピュレータの大形化を助長することになる
。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、小形で、かつ操作性にすぐれたマスタマニピュレ
ータを提供することにある。
きサーボモータを設けると、これによって次のような問
題が起こる。オペレータがマスタマニピュレータをその
サーボモータの減速機構の出力軸を介して操作するとき
、この減速機構の出力軸から見た効率が低いため、内部
摩擦トルクに抗して操作するのに、大きい操作力を必要
とする。 たとえば、−ｇに減速機構では、ウオームとウオーム歯
車に見られるように、高速から低速への力の伝達は容易
であるが、逆に低速軸に与えたトルクがそのまま高速軸
に伝わるとは限らない。伝達力が歯車の噛合い部分の摩
擦抵抗で消されるからである。つまり、低速から高速へ
の逆方向の力伝達には強い抵抗作用がおこり、とくに減
速比が高いほとその作用が大きい。 その結果、オペレータが操作に大きい力を必要とするた
め、スレーブ側の受ける外力に応じた力をマスタ側に伝
えるというパイラテラル形の特長が相殺され、スレーブ
側からの微妙な力感覚をオペレータが得られないことに
なる。また、内部摩擦トルクのバラツキを考慮すると、
とくに力の弱い手首操作形では、各関節を円滑に動かせ
ないことになり、ひいてはマスタマニピュレータをオペ
レータの意思通りに操作できないことになる。これらの
問題は、マスタ・スレーブマニピュレータによる遠隔操
作にとって重大点となる。 ところで、減速機構を用いないダイレクト・ドライブ（
直動形）モータによる方式も考えられるが、現状では、
そのトルク／重量比が減速機構付きモータと比べて小さ
（、モータの重量化、大形化、ひいてはモータを搭載す
るマスタマニピュレータの重量化、大形化につながると
いう欠点がある。さらに加えて、このモータの大形化は
、マスタ側の操作性向上に必要な重力バランスのために
、マスタマニピュレータの大形化を助長することになる
。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を解
消し、小形で、かつ操作性にすぐれたマスタマニピュレ
ータを提供することにある。
付勢によるサーボモータの交番トルクは、たとえば減速
機構の内部摩擦トルクを打ち消し得る程度の値に選ばれ
る。したがって、オペレータによる操作方向が、そのと
きのサーボモータの減速機構の出力軸での交番トルク方
向と一致するときは、オペレータは、操作力をほとんど
要しないでマスタマニピュレータを操作することができ
る。 また、オペレータによる操作方向が、そのときのサーボ
モータの減速機構の出力軸での交番トルク方向と逆なと
きは、オペレータは、その交番トルクを超える操作力で
ないとマスタマニピュレータを操作することはできない
。しかし、交番トルクの周期を１００ｍ５ないしＩＳ程
度の短時間に選べば、オペレータの操作方向が交番トル
ク方向と逆なときには、先程の短時間だけ操作しないだ
けのことで、全体として見たとき実際上は極めて小さい
操作力によってマスタマニピュレータを操作することが
できることになる。
機構の内部摩擦トルクを打ち消し得る程度の値に選ばれ
る。したがって、オペレータによる操作方向が、そのと
きのサーボモータの減速機構の出力軸での交番トルク方
向と一致するときは、オペレータは、操作力をほとんど
要しないでマスタマニピュレータを操作することができ
る。 また、オペレータによる操作方向が、そのときのサーボ
モータの減速機構の出力軸での交番トルク方向と逆なと
きは、オペレータは、その交番トルクを超える操作力で
ないとマスタマニピュレータを操作することはできない
。しかし、交番トルクの周期を１００ｍ５ないしＩＳ程
度の短時間に選べば、オペレータの操作方向が交番トル
ク方向と逆なときには、先程の短時間だけ操作しないだ
けのことで、全体として見たとき実際上は極めて小さい
操作力によってマスタマニピュレータを操作することが
できることになる。
本発明に係るマスタマニピュレータの実施例について以
下に図面を参照しながら説明する。第１図はこの実施例
の構成を模式的に示し、同図（ａ）は部分的にブロック
図を挿入した実施例要部の側面図、同図（ｂ）は実施例
要部の平面図、第２図は運動機能図記号で共通的に表し
たマスタ、スレーブ各マニピュレータの基本構成図であ
る。 まず、第２図において、３１は腰部旋回軸、３２は肩部
垂直揺動軸、３３は肩部垂直揺動軸、３４は手首垂直揺
動軸、３５は手首水平揺動軸、３６は手首旋回軸で、以
上の各軸はマスタ、スレーブ各側に共通である。３７は
マスタ側のオペレータ用把持部、３８はスレーブ側の手
先部である。また、４１は上部アーム、４２は下部アー
ムで、いずれもマスタ、スレーブの各側に共通である。 第２図に示すように、一般には、マスタ、スレーブ各マ
ニピュレータは軸の構成を同じにし、かつアームの寸法
比率も一定にして相似形にする。 これにより、アナログ形のアンプで、容易に位置制御お
よび力制御が可能となる。 これに対して、軸の構成、アームの寸法比率などを任意
に選んだ、いわゆる異形マスタ・スレーブマニピュレー
タも近年かなり研究されて来た。 これは、一つには、マスタ側を例えば直交座標形にする
と操作の直感性がすぐれるからで、このときスレーブ側
は作業対象に合わせて垂直多関節形にする。この場合、
各関節の動きは数式を解くことにより求められるため、
計算機を介在させたディジタル制御が必要となる。マイ
クロコンピュータなどの進歩によって小形のマニピュレ
ータで高速演算が可能となったため実用化に近づいたわ
けである。 第２図では、例えばオペレータはマスタマニピュレータ
と向い合って把持部３７をつかんで移動させ、これを操
作してスレーブ側の手先部３８の開閉を行なわせる。同
形のスレーブマニピュレータでは、各関節は、マスタマ
ニピュレータのそれと相似の動作をする。 第１図において、マスタマニピュレータとスレーブマニ
ピュレータとが、差分器と増幅器とを介して連結され、
マスタ、スレーブ各側は関節、アームの一組で代表して
示されていて、いわば１軸のパイラテラル形のマスタ・
スレーブマニピュレータを構成する。まず、マスタ側と
して、１はアーム、２は把持部、３は関節部、４は減速
機構、５はサーボモータ、６はエンコーダ、７は力覚セ
ンサである。スレーブ側として、１１はアーム、１２は
手先部、Ｉ３は関節部、１４は減速機構、１５はサーボ
モータ、１６はエンコーダ、１７は力覚センサである。 また、２１．２２は差分器、２３．２４は増幅器である
。 第１図において、オペレータは、把持部２をもって揺動
運動をさせる。この動きは減速機構４゜サーボモータ５
を動かし、このモータ位置（角度）が同軸上におかれた
エンコーダ６により検出される。この位置信号と、スレ
ーブ側のモータ位置センサであるエンコーダ１６の位置
信号とを差分器２１でつき合わせ、その偏差が位置制御
用増幅器２３に与えられる。これによりスレーブ側のサ
ーボモータＩ５の電流が制御され、サーボモータ１５が
回転され、減速機構１４を介してアーム１１が揺動され
る。 これにより手先部１２はマスタ側と同じ位置に位置決め
される。 一方、手先部１５ないしアーム１１が何らかの障害物に
当接すると、アーム１１の動きは拘束される。 このために、スレーブ側の関節部１３には、サーボモー
タＩ５のトルクにより力が作用する。この力を、図のよ
うに十字形の梁として構成した部分に貼りつけたストレ
ン・ゲージ形力覚センサ１７により検出する。この力信
号と、マスタ側の同形の関節部３のストレン・ゲージ形
力覚センサ７の出力信号とを差分器２２でつき合せる。 その偏差を力制御用増幅器２４に与えることにより、マ
スタ側のサーボモータ５の電流を制御し、サーボモータ
５を駆動させ、減速機構４を介してマスタ側アーム１を
ｔａ動させる。 以上のようにして、オペレータに、スレーブ側に作用し
た力を伝達する。この場合、マスタ側の位置を変えなけ
れば、スレーブ側に作用した力を、一定の割合でマスタ
側に伝えることができる。なお、力が作用したとき、マ
スタ側の位置が変化すると、これによりスレーブ側の位
置も変化し、当然スレーブ側に働く力も変ることになる
。 この実施例の動作について、第１図および第３図を参照
しながら説明する。なお、第３図は実施例の動作を説明
するための各種トルクを示し、同図（ａ）は操作トルク
、摩擦トルクのタイムチャート、同図（ｂ）はサーボモ
ータの交番トルクのタイムチャート、同図（Ｃ）は操作
の可能、不可能な時間帯を示すタイムチャートである。 各記号の意味は次のとおりである。Ｔ：操作トルク、Ｔ
ｏ：Ｔのモータ軸喚算値、Ｔｆ ：摩擦トルク、Ｔｍ
：モータの付勢による交番トルク、である。 第１図において、いまオペレータが把持部２に、第３図
（ａ）で示す一定の操作トルクＴ（実線表示）を加えた
とする。この場合、減速機構４は、出力側から回転され
るため、その効率は一般にかなり低くなる。つまり、サ
ーボモータ５側の出力軸を回転させるトルクとしては、
軸換算トルクＴ。 （破線表示）になる。ここでもし、サーボモータ５例の
摩擦トルクをＴｆ（−点鎖線表示）としたとき、図のよ
うに、Ｔｒ ＞Ｔｏであると、アーム１は動かないこと
になる。なお、−Ｔｆは、トルクＴｏが逆向きのときに
これと対応する摩擦トルクである。 さて、いまサーボモータ５を付勢して、第３図（ｔ））
のように、正、逆各方向に一定周期Ｐで交番的に変化す
るトルクＴｍが発生するようにする。また同時に、判り
やすくするため、Ｔｍ＝Ｔｆであるとする。 第３図（Ｃ）において、（Ｔｏ ＋７ｍ）は二重実線表
示のようになり、オペレータが加えた軸換算操作トルク
Ｔｏと同一方向にサーボモータ５のトルクＴｍが作用す
ると、トルクＴｍは摩擦トルクＴｆと打ち消し合って、
オペレータによる操作トルクＴｏはそのまま残る。この
操作トルクＴｏによって、サーボモータ５が回転され、
アームｌが動くことになる。次に、サーボモータ５のト
ルクＴｍがＴｏとは逆方向に作用するときは、ＴｆとＴ
ｍとが合成された形で大きい抵抗トルクとなるため、当
然サーボモータ５は動かず、従ってアーム１も動かない
。このように、サーボモータ５に正、逆各方向に一定の
トルクＴｍを交番的に発生させると、操作方向とサーボ
モータ回転方向とが一致したときにはサーボモータ５は
動き、逆のときには停止することとなり、全体としては
希望の方向へ操作することができる。すなわち、Ａは操
作可能な時間帯、Ｂは操作不可能な時間帯を示す。 以上の説明から明らかなように、操作がおこなわれるた
めには、Ｔｍ ＞ （Ｔｆ −Ｔｏ）の関係が成り立つ
ことが必要である。反面、Ｔｍは余り大き過ぎると、力
の変動も大きくなってオペレータにとって不快となるの
で、ＴｒｎζＴｆ程度が望ましい。なお、周！ｔＩＩＰ
は人間の追従能力から考えて、１００ｍ５以上で十分で
あり、マスタ側の慣性によっては、ｉｓ以上でも効果的
な場合もある。また、周期Ｐを１００ｍ５以下とすると
、一般にデイザを呼ばれる、振動を積極的に与えること
により、静止摩擦の影響を除去ないし抑制する手法と同
一の効果も朋待できる。
下に図面を参照しながら説明する。第１図はこの実施例
の構成を模式的に示し、同図（ａ）は部分的にブロック
図を挿入した実施例要部の側面図、同図（ｂ）は実施例
要部の平面図、第２図は運動機能図記号で共通的に表し
たマスタ、スレーブ各マニピュレータの基本構成図であ
る。 まず、第２図において、３１は腰部旋回軸、３２は肩部
垂直揺動軸、３３は肩部垂直揺動軸、３４は手首垂直揺
動軸、３５は手首水平揺動軸、３６は手首旋回軸で、以
上の各軸はマスタ、スレーブ各側に共通である。３７は
マスタ側のオペレータ用把持部、３８はスレーブ側の手
先部である。また、４１は上部アーム、４２は下部アー
ムで、いずれもマスタ、スレーブの各側に共通である。 第２図に示すように、一般には、マスタ、スレーブ各マ
ニピュレータは軸の構成を同じにし、かつアームの寸法
比率も一定にして相似形にする。 これにより、アナログ形のアンプで、容易に位置制御お
よび力制御が可能となる。 これに対して、軸の構成、アームの寸法比率などを任意
に選んだ、いわゆる異形マスタ・スレーブマニピュレー
タも近年かなり研究されて来た。 これは、一つには、マスタ側を例えば直交座標形にする
と操作の直感性がすぐれるからで、このときスレーブ側
は作業対象に合わせて垂直多関節形にする。この場合、
各関節の動きは数式を解くことにより求められるため、
計算機を介在させたディジタル制御が必要となる。マイ
クロコンピュータなどの進歩によって小形のマニピュレ
ータで高速演算が可能となったため実用化に近づいたわ
けである。 第２図では、例えばオペレータはマスタマニピュレータ
と向い合って把持部３７をつかんで移動させ、これを操
作してスレーブ側の手先部３８の開閉を行なわせる。同
形のスレーブマニピュレータでは、各関節は、マスタマ
ニピュレータのそれと相似の動作をする。 第１図において、マスタマニピュレータとスレーブマニ
ピュレータとが、差分器と増幅器とを介して連結され、
マスタ、スレーブ各側は関節、アームの一組で代表して
示されていて、いわば１軸のパイラテラル形のマスタ・
スレーブマニピュレータを構成する。まず、マスタ側と
して、１はアーム、２は把持部、３は関節部、４は減速
機構、５はサーボモータ、６はエンコーダ、７は力覚セ
ンサである。スレーブ側として、１１はアーム、１２は
手先部、Ｉ３は関節部、１４は減速機構、１５はサーボ
モータ、１６はエンコーダ、１７は力覚センサである。 また、２１．２２は差分器、２３．２４は増幅器である
。 第１図において、オペレータは、把持部２をもって揺動
運動をさせる。この動きは減速機構４゜サーボモータ５
を動かし、このモータ位置（角度）が同軸上におかれた
エンコーダ６により検出される。この位置信号と、スレ
ーブ側のモータ位置センサであるエンコーダ１６の位置
信号とを差分器２１でつき合わせ、その偏差が位置制御
用増幅器２３に与えられる。これによりスレーブ側のサ
ーボモータＩ５の電流が制御され、サーボモータ１５が
回転され、減速機構１４を介してアーム１１が揺動され
る。 これにより手先部１２はマスタ側と同じ位置に位置決め
される。 一方、手先部１５ないしアーム１１が何らかの障害物に
当接すると、アーム１１の動きは拘束される。 このために、スレーブ側の関節部１３には、サーボモー
タＩ５のトルクにより力が作用する。この力を、図のよ
うに十字形の梁として構成した部分に貼りつけたストレ
ン・ゲージ形力覚センサ１７により検出する。この力信
号と、マスタ側の同形の関節部３のストレン・ゲージ形
力覚センサ７の出力信号とを差分器２２でつき合せる。 その偏差を力制御用増幅器２４に与えることにより、マ
スタ側のサーボモータ５の電流を制御し、サーボモータ
５を駆動させ、減速機構４を介してマスタ側アーム１を
ｔａ動させる。 以上のようにして、オペレータに、スレーブ側に作用し
た力を伝達する。この場合、マスタ側の位置を変えなけ
れば、スレーブ側に作用した力を、一定の割合でマスタ
側に伝えることができる。なお、力が作用したとき、マ
スタ側の位置が変化すると、これによりスレーブ側の位
置も変化し、当然スレーブ側に働く力も変ることになる
。 この実施例の動作について、第１図および第３図を参照
しながら説明する。なお、第３図は実施例の動作を説明
するための各種トルクを示し、同図（ａ）は操作トルク
、摩擦トルクのタイムチャート、同図（ｂ）はサーボモ
ータの交番トルクのタイムチャート、同図（Ｃ）は操作
の可能、不可能な時間帯を示すタイムチャートである。 各記号の意味は次のとおりである。Ｔ：操作トルク、Ｔ
ｏ：Ｔのモータ軸喚算値、Ｔｆ ：摩擦トルク、Ｔｍ
：モータの付勢による交番トルク、である。 第１図において、いまオペレータが把持部２に、第３図
（ａ）で示す一定の操作トルクＴ（実線表示）を加えた
とする。この場合、減速機構４は、出力側から回転され
るため、その効率は一般にかなり低くなる。つまり、サ
ーボモータ５側の出力軸を回転させるトルクとしては、
軸換算トルクＴ。 （破線表示）になる。ここでもし、サーボモータ５例の
摩擦トルクをＴｆ（−点鎖線表示）としたとき、図のよ
うに、Ｔｒ ＞Ｔｏであると、アーム１は動かないこと
になる。なお、−Ｔｆは、トルクＴｏが逆向きのときに
これと対応する摩擦トルクである。 さて、いまサーボモータ５を付勢して、第３図（ｔ））
のように、正、逆各方向に一定周期Ｐで交番的に変化す
るトルクＴｍが発生するようにする。また同時に、判り
やすくするため、Ｔｍ＝Ｔｆであるとする。 第３図（Ｃ）において、（Ｔｏ ＋７ｍ）は二重実線表
示のようになり、オペレータが加えた軸換算操作トルク
Ｔｏと同一方向にサーボモータ５のトルクＴｍが作用す
ると、トルクＴｍは摩擦トルクＴｆと打ち消し合って、
オペレータによる操作トルクＴｏはそのまま残る。この
操作トルクＴｏによって、サーボモータ５が回転され、
アームｌが動くことになる。次に、サーボモータ５のト
ルクＴｍがＴｏとは逆方向に作用するときは、ＴｆとＴ
ｍとが合成された形で大きい抵抗トルクとなるため、当
然サーボモータ５は動かず、従ってアーム１も動かない
。このように、サーボモータ５に正、逆各方向に一定の
トルクＴｍを交番的に発生させると、操作方向とサーボ
モータ回転方向とが一致したときにはサーボモータ５は
動き、逆のときには停止することとなり、全体としては
希望の方向へ操作することができる。すなわち、Ａは操
作可能な時間帯、Ｂは操作不可能な時間帯を示す。 以上の説明から明らかなように、操作がおこなわれるた
めには、Ｔｍ ＞ （Ｔｆ −Ｔｏ）の関係が成り立つ
ことが必要である。反面、Ｔｍは余り大き過ぎると、力
の変動も大きくなってオペレータにとって不快となるの
で、ＴｒｎζＴｆ程度が望ましい。なお、周！ｔＩＩＰ
は人間の追従能力から考えて、１００ｍ５以上で十分で
あり、マスタ側の慣性によっては、ｉｓ以上でも効果的
な場合もある。また、周期Ｐを１００ｍ５以下とすると
、一般にデイザを呼ばれる、振動を積極的に与えること
により、静止摩擦の影響を除去ないし抑制する手法と同
一の効果も朋待できる。
この発明によれば、従来の技術に比べ次のようなすぐれ
た効果がある。 （１）サーボモータの発生する交番トルクによって減速
機構の内部摩擦トルクが軽減ないし打ち消されるから、
実際上はオペレータの操作力は極めて小さくてすみ、操
作感度がよくなり、ひいては優れた操作性が得られる。 （２） スレーブ側で受ける外力伝達用の既設のサー
ボモータが利用され、その他に部材追加は不要であり、
しかもサーボモータは減速機構付きであるから、直接駆
動形モータと比べて減速機構を含めたモーフ全体が小形
になり、ひいてはマスタマニピュレータの小形、軽量化
が図れる。 （３） （２）項に関連して、増分コストが小さくて
すむカラ、このマスタマニピュレータのコストパフォー
マンスは極めて良好である。
た効果がある。 （１）サーボモータの発生する交番トルクによって減速
機構の内部摩擦トルクが軽減ないし打ち消されるから、
実際上はオペレータの操作力は極めて小さくてすみ、操
作感度がよくなり、ひいては優れた操作性が得られる。 （２） スレーブ側で受ける外力伝達用の既設のサー
ボモータが利用され、その他に部材追加は不要であり、
しかもサーボモータは減速機構付きであるから、直接駆
動形モータと比べて減速機構を含めたモーフ全体が小形
になり、ひいてはマスタマニピュレータの小形、軽量化
が図れる。 （３） （２）項に関連して、増分コストが小さくて
すむカラ、このマスタマニピュレータのコストパフォー
マンスは極めて良好である。
第１図は本発明に係る実施例の構成を模式的に示し、同
図（ａ）は部分的にブロック図を挿入した実施例要部の
側面図、同図（ｂ）は実施例要部の平面図、第２図は運
動機能図記号で共通的に表したマスタ。 スレーブ各マニピュレータの基本構成図、第３図は実施
例の動作を説明するための各種トルりを示し、同図（ａ
）は操作トルク、摩擦トルクのタイムチャート、同図（
ｂ）はサーボモータの交番トルクのタイムチャート、同
図（Ｃ）は操作の可能、不可能な時間帯を示すタイムチ
ャートである。 符号説明 １．１１：アーム、２：把持部、３，１３ ：関節部
、４．１４：減速機構、５，１５：サーボモータ、６．
１６：エンコーダ、７，１７：力覚センサ、１２：手先
部、２１．２２ ：差分器、２３，２４ ：増幅器
。 （ｂ） 第１図 第２図
図（ａ）は部分的にブロック図を挿入した実施例要部の
側面図、同図（ｂ）は実施例要部の平面図、第２図は運
動機能図記号で共通的に表したマスタ。 スレーブ各マニピュレータの基本構成図、第３図は実施
例の動作を説明するための各種トルりを示し、同図（ａ
）は操作トルク、摩擦トルクのタイムチャート、同図（
ｂ）はサーボモータの交番トルクのタイムチャート、同
図（Ｃ）は操作の可能、不可能な時間帯を示すタイムチ
ャートである。 符号説明 １．１１：アーム、２：把持部、３，１３ ：関節部
、４．１４：減速機構、５，１５：サーボモータ、６．
１６：エンコーダ、７，１７：力覚センサ、１２：手先
部、２１．２２ ：差分器、２３，２４ ：増幅器
。 （ｂ） 第１図 第２図
Claims (1)
- １）スレーブ側で受ける外力に応じた力がマスタ側のオ
ペレータに伝達されるマニピュレータにおいて、正、逆
各方向の所定トルクが所定周期で交番的に発生するよう
に付勢される減速機構付きサーボモータを備え、前記減
速機構の出力軸を介して前記オペレータの操作力が加え
られるとともに前記外力に応じた力が前記オペレータに
伝達されるようにしたことを特徴とするマスタマニピュ
レータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26095188A JPH0735029B2 (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | マスタマニピュレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26095188A JPH0735029B2 (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | マスタマニピュレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02106288A true JPH02106288A (ja) | 1990-04-18 |
| JPH0735029B2 JPH0735029B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=17355037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26095188A Expired - Lifetime JPH0735029B2 (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | マスタマニピュレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0735029B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020520312A (ja) * | 2017-05-17 | 2020-07-09 | ティペット，ジョナサン | ジョイントのための制御システムおよびその操作方法 |
| JP2022120356A (ja) * | 2021-02-05 | 2022-08-18 | 大成建設株式会社 | 遠隔操作ピペット装置及びピペットのロボットアームへの取付け構造 |
-
1988
- 1988-10-17 JP JP26095188A patent/JPH0735029B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020520312A (ja) * | 2017-05-17 | 2020-07-09 | ティペット，ジョナサン | ジョイントのための制御システムおよびその操作方法 |
| JP2022120356A (ja) * | 2021-02-05 | 2022-08-18 | 大成建設株式会社 | 遠隔操作ピペット装置及びピペットのロボットアームへの取付け構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0735029B2 (ja) | 1995-04-19 |
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