JPH03270886A - マスタスレーブマニピュレータ - Google Patents
マスタスレーブマニピュレータInfo
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- JPH03270886A JPH03270886A JP6556790A JP6556790A JPH03270886A JP H03270886 A JPH03270886 A JP H03270886A JP 6556790 A JP6556790 A JP 6556790A JP 6556790 A JP6556790 A JP 6556790A JP H03270886 A JPH03270886 A JP H03270886A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
タとを備えたマスタスレーブマニピュレータに係り、特
にマスタマニピュレータに柔軟な手袋を備えたマスタス
レーブマニピュレータニ関する。
が操作するマスタマニピュレータと、このマスタマニピ
ュレータの動きに追従して動作して実際の作業を行なう
スレーブマニピュレータとを備えたマスタスレーブマニ
ピュレータが用いられている。特に、操作性を向上させ
るために、スレーブマニピュレータに作用する作業力を
マスタマニピュレータにフィードバックするバイラテラ
ルマスタスレーブマニピュレータがよく使用されている
。
、日本ロボット学会第7巻、第5号、大道、沖野、「多
指ハンドの作業への応用」に示すように、マスタマニピ
ュレータがメカニカル機構で構成されている。第9図は
そのようなマスタマニピュレータを示すもので、複数の
リンク1,2゜3が関節4.5.6を介して回動自在に
連結され、アーム部7が構成される。アーム部7の先端
には操作者の手を挿入可能なハンド部8が設けられ、こ
のハンド部8には操作者の指に取り付けられる複数のフ
ィンガ9が備えられる。このマスタマニピュレータの動
きは、対応して設けられた図示しないスレーブマニピュ
レータに伝えられるようになっている。
図に示すようなバイラテラルサーボ機構が備えられる。
の回転位置θ1を位置検出器12により検出し、スレー
ブ側のモータ13の回転位置θ2を位置検出器14によ
り検出して、これらの偏差を位置調節器15でスレーブ
側にフィードバックするようになっている。また、マス
タ例のモータ11の回転トルクT1をトルク検出器16
で検出し、スレーブ側のモータ■3の回転トルクT2を
トルク検出器17で検出して、これらの偏差をトルク調
節器18でマスク側にフィードバックするようになって
いる。また、図示しないがスレーブ側の指先部の接触圧
力が同様にマスク側にフィードバックされるようになっ
ている。
ンガ9の関節にスレーブ側の回転トルクをフィードバッ
クするためのモータを示している。
圧力をフィードバックするための空気圧供給機構を示し
ている。この空気圧供給機構20からの空気圧は、ハン
ド部8の指先部に設けられたピストンやギア等のメカニ
カルな機構を介して、操作者の指先に伝えられるように
なっている。操作者はその空気圧によりスレーブ側の接
触圧力を感じとり、指先の力を調節する。
の指先部の接触圧力をマスク側の指先部に設けたピスト
ンやギア等のメカニカルで硬質な機構を介して操作者の
指先に伝えるようになっている。このため、メカニカル
で硬質な機構により操作者に拘束感を与え、操作者の精
神的、肉体的負担が増大する。
に負担をかけずにスレーブ側の接触圧力をフィードバッ
クすることができるマスタスレーブマニピュレータを提
供することを目的とする。
作するスレーブマニピュレータと、このスレーブマニピ
ュレータの動作を指示するマスタマニピュレータと、こ
れらマスタマニピュレータおよびスレーブマニピュレー
タをバイラテラルに制御する制御部とを備え、上記マス
タマニピュレータは手先の位置、方向および曲げ角を検
出可能な手袋を有してなるマスタスレーブマニピュレー
タにおいて、上記手袋の指先部に、スレーブマニピュレ
ータの指先部の接触圧力を指に伝えるバルーンからなる
気体圧アクチュエータを備えたものである。
タマニピュレータの指先部に設けられたバルーンからな
る気体圧アクチュエータに伝えられる。この気体圧アク
チュエータの圧力は指に伝えられ、操作者はスレーブマ
ニピュレータの指先部の接触圧力を感じとって、指先の
力を調節する。このとき、気体圧アクチュエータかバル
ーンよりなるため、操作者の指に柔軟かつ弾力的に作用
し、操作者に拘束感を与えることなく、接触圧力を伝え
ることが可能となる。
実施例について添付図面を参照して説明する。
操作者が操作するマスタマニピュレータ21と、このマ
スタマニピュレータ21の動きに追従して動作して実際
の作業を行なうスレーブマニピュレータ22と、これら
マスタマニピュレータ21およびスレーブマニピュレー
タ22の双方をバイラテラルに制御する制御部23とが
備えられる。
性を有する手袋(例えば、VPL社のデータグローブ等
)24が備えられる。手袋24は操作者の手25を挿入
することができるように形成されている。手袋24には
例えば手25の甲に相当する部分等に磁気センサ26が
備えられ、手25の指に相当する部分に各指に沿って光
ファイバ27が備えられる。磁気センサ26は図示しな
い磁気発生器からの磁力を検知し、手25の三次元空間
における位置と方向を検知するようになっている。また
、光ファイバ27は指の曲がりとともに曲って、光フア
イバ27内を進む光の漏れ量を測定することにより、指
の曲げ角度を検知することができるようになっている。
に示すようにカフ28により圧力センサ29および空気
圧アクチュエータ30が取り付けられる。指先部24a
には操作者の指先25aが挿入されており、指先25a
と空気圧アクチュエータ30の間に圧力センサ29が介
在される。指先25aと圧力センサ29との間に空気圧
アクチュエータ30を介在させるようにしてもよい。
圧力を柔軟かつ弾力的に指先25aに伝えるようになっ
ている。バルーンは例えばゴム等の弾性体からなってい
る。圧力センサ29およびカフ28の材質も柔軟なもの
を用いることが好ましい。
ム部32とハンド部33からなっている。
節35a〜35fを介して連結されて構成される。また
、ハンド部33は複数のリンク36a〜36d・・・が
複数の関節37a〜37c・・・を介して連結されて構
成され、人間の手を模擬して形成される。第5図(A)
、(B)、(C)は第4図に示す関節35 a〜35
d−、37a 〜37 c・・・の記号の回転方向を示
す図である。
す構成図である。関節37cはリンク36dの端部に設
けられたシャフト39がリンク36Cの端部に設けられ
た軸受40により回転自在に支持される。リンク36c
にはモータ41が取り付けられ、このモータ41の駆動
力が減速機42、歯車43.44を介してシャフト39
に伝達され、リンク36dがシャフト39廻りに回動す
るようになっている。モータ41にはその回転速度を検
出するためのタコジェネレータ45が取り付けられる。
するためのポテンショメータ46がカップリング47を
介して取り付けられる。
示すもので、指先部33a(指先に相当するリンク36
d・・・)には圧力センサ48か備えられる。圧力セン
サ48は指先部33aの内側に取り付けられ、対象物と
の接触圧力を検知するようになっている。第8図(A)
、 (B)は第7図の関節37a〜37c・・・を示
す記号の回転方向を示す図である。
フィードバック制御するための位置制御回路50と、ス
レーブマニピュレータ22の指先部の接触圧力をマスク
マニピュレータ21の指先部へ伝達するとともに、その
接触圧力をフィードバック制御するための圧力制御回路
51とが備えられる。
ンサ26からの手25の位置と方向についての検出信号
52と、光ファイバ28からの指の曲げ角度についての
検出信号53を入力し、指先25aの速度と回転角のデ
ータに変換するようになっている。そして、位置制御回
路50はスレーブマニピュレータ22のタコジェネレー
タ45からの速度検出信号54と、ポテンショメータ4
6からの回転角検出信号55を入力し、上記速度と回転
角のデータとの偏差を求め、この偏差によりアンプ56
を介してスレーブマニピュレータ22のモータ57へ制
御信号58を出力してスレーブマニピュレータ22をフ
ィードバック制御するようになっている。
24aに設けられた圧力センサ29からの圧力信号59
と、スレーブマニピュレータ22の指先部33aに設け
られた圧力センサ48からの圧力信号60の偏差を求め
、その偏差信号61を電空変換器62へ出力するように
なっている。
4がエアタンク65および絞り弁66を介して供給され
ている。電空変換器62は入力した偏差信号61に応じ
た量だけ圧縮空気64を空気圧アクチュエータ30へ供
給する一方、必要な場合には空気圧アクチュエータ30
内の空気を抜くようになっている。
め、操作者の指先部25aに柔軟かつ弾力的に作用する
とともに、スレーブマニピュレータ22側の指先部33
aの接触圧力を操作者の指先25aに伝えることができ
る。したがって、操作者に拘束感を与えることなく、接
触圧力を伝えることが可能となり、操作者の精神的、肉
体的負担を軽減することかできる。また、バルーンから
なる空気圧アクチュエータ30を備えたから、ピストン
等のメカニカル構造を省略することが可能となり、マス
タマニピュレータ21の構造を簡略化することができる
。
を備えた場合について説明したが、本発明はこれに限定
されず、窒素、二酸化炭素等その他の気体により動作す
るアクチュエータを用いてもよい。
ブマニピュレータの接触圧力を指に伝えるバルーンから
なる気体圧アクチュエータを備えたから、操作者に負担
をかけずにスレーブ側の接触圧力をフィードバックする
ことができる。
一実施例を示すブロック構成図、第2図は上記実施例に
おけるマスタマニピュレータを示す構成図、第3図(A
)は上記実施例におけるマスタマニピュレータの指先部
を示すもので、第3図(B)におけるI[A−HA線矢
視断面図、第3図(B)は第3図(A)におけるIII
B−mB線矢視断面図、第4図は上記実施例におけるス
レーブマニピュレータを示す構成図、第5図(A)。 (B)、 (C)は第4図における関節の記号の回転
方向を示す図、第6図は第4図における関節の構造の一
例を示す構成図、第7図は上記スレーブマニピュレータ
のハンド部を示す構成図、第8図(A)、(B)は第7
図における関節の記号の回転方向を示す図、第9図は従
来のマスタマニピュレータを示す斜視図、第10図は従
来のマスクスレーブマニピュレータに備えられたバイラ
テラルサーボ機構の原理を示す図である。 21・・・マスタマニピュレータ、22・・・スレーブ
マニピュレータ、23・・・制御部、24・・・手袋、
25・・・手、26・・・磁気センサ、27・・・光フ
ァイバ、28・・・カフ、29・・・圧力センサ、30
・・・空気圧アクチュエータ、32・・・アーム部、3
3・・・ハンド部、45・・・タコジェネレータ、46
・・・ポテンショメータ、48・・・圧力センサ、50
・・・位置制御回路、51・・・圧力制御回路。
Claims (1)
- 対象物に対して動作するスレーブマニピュレータと、こ
のスレーブマニピュレータの動作を指示するマスタマニ
ピュレータと、これらマスタマニピュレータおよびスレ
ーブマニピュレータをバイラテラルに制御する制御部と
を備え、上記マスタマニピュレータは手先の位置、方向
および曲げ角を検出可能な手袋を有してなるマスタスレ
ーブマニピュレータにおいて、上記手袋の指先部に、ス
レーブマニピュレータの指先部の接触圧力を指に伝える
バルーンからなる気体圧アクチュエータを備えたことを
特徴とするマスタスレーブマニピュレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6556790A JP2823302B2 (ja) | 1990-03-17 | 1990-03-17 | マスタスレーブマニピュレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6556790A JP2823302B2 (ja) | 1990-03-17 | 1990-03-17 | マスタスレーブマニピュレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03270886A true JPH03270886A (ja) | 1991-12-03 |
| JP2823302B2 JP2823302B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=13290718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6556790A Expired - Lifetime JP2823302B2 (ja) | 1990-03-17 | 1990-03-17 | マスタスレーブマニピュレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2823302B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07299773A (ja) * | 1994-04-28 | 1995-11-14 | Nec Corp | 身体の動作再現装置 |
| JP2008046092A (ja) * | 2006-08-21 | 2008-02-28 | Ritsumeikan | 動作検出センサ及びアクチュエータシステム |
| EP2468464A1 (en) * | 2010-12-21 | 2012-06-27 | Samsung Electronics Co., Ltd | Apparatus and method for transmitting force or force vector |
| US9452537B2 (en) | 2014-02-04 | 2016-09-27 | Seiko Epson Corporation | Robot hand, robot, manufacturing method for robot hand |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105773642B (zh) * | 2016-05-17 | 2017-12-29 | 淮北师范大学 | 一种机械手手势遥控系统 |
-
1990
- 1990-03-17 JP JP6556790A patent/JP2823302B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPH07299773A (ja) * | 1994-04-28 | 1995-11-14 | Nec Corp | 身体の動作再現装置 |
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| JP2012131024A (ja) * | 2010-12-21 | 2012-07-12 | Samsung Electronics Co Ltd | 力ベクトル伝達装置および方法 |
| US9452537B2 (en) | 2014-02-04 | 2016-09-27 | Seiko Epson Corporation | Robot hand, robot, manufacturing method for robot hand |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2823302B2 (ja) | 1998-11-11 |
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