JPH042478A - 手作業を併用できる労力軽減マニピュレータ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、建築現場等において重量の大きな作業対象
物を手作業と同様な感覚により、またはコントロールグ
リップの操作により軽快に操作できるとともに手作業が
行えるようにしたマニピュレータに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、操作機との間に間隔を置いて類領した構造の作業
機を設置し、両者を伝達手段を設けて連絡させ、操作機
のハンドルの操作が作業機の操作として忠実に伝達され
るようにするとともに、操作機の操作に応じて作業機に
よって作業対象物に加えられた力が操作機にフィードバ
ックされることにより操作者に手で行うと同様な作業感
覚を伝えることができるようにした遠隔操縦による同機
能的主従型（パイラテラル、マスタースレーブ型）マニ
ピュレータが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の同機能的主従型マニピュレータは重量物等を操作
者が操作機を手で操作することによって、これと同一の
作業を作業機が軽快に行うことができるものではあるが
、作業機は操作機から遠隔操縦によって操作されるもの
であるので、作業対象物に対して釘打ち、ボルト締め等
直接作業をするためには、操作者が作業対象物のある場
所までいちいち移動するか、または操作者とは別に他の
作業員を必要とする欠点があった。

この発明は、これらの欠点を解消し、重量の大きな作業
対象物を手作業と同様の感覚を有し、または有すること
なく軽快に操作できるとともに、作業対象物に対して直
接手作業を加えることができるマニピュレータを提供す
ることを課題とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、前記の課題を解決するため、手首部に力セ
ンサーを介してマニピュレータの可動部を停止状態と駆
動可能状態に切換えるリミットスイッチと把持装置操作
スイッチを設けたコントロールグリップを取付け、この
力センサーの検知信号によって把持装置を駆動し、把持
装置に生じる力の変化が現われる部位にその変化を検出
する力検出手段を設け、この力検出手段からの検知信号
を手首部の力センサー側の制御部にフィードバックする
ようにした手作業を併用できる労力軽減マニピュレータ
、および前端に把持装置を備えた掌部を上下に回動自在
に枢着した手首部に力センサーを介してコントロールグ
リップを取付け、この方センサーの検知信号によって把
持装置を駆動するようにした手作業を併用できる労力軽
減マニピュレータの手段を講じるものである。

〔作　業〕

請求項１の発明は、操作者がコントロールグリップに加
えた力の大きさと方向は力センサーによって検知され、
この検知信号に応じて把持装置に必要な動きを与えるよ
うにモータ等の駆動装置が制御されるが、把持装置に把
持された作業対象物に加えられた力の強さと方向は把持
装置に付属した力センサーによって検知されて操作側に
フィードバックされるので操作者は把持装置に加えられ
た力をコントロールグリップを通して手に惑しることが
できるので、その感覚に応じてコントロールグリップを
操作することによって把持装置を手で行うと同様に操作
することができるとともに、操作者は作業対象物の直ぐ
近くで操作しているので作業対象物に直接手作業を加え
ることができる。

請求項２の発明はコントロールグリップから手を離した
とき、リミットスイッチが切れてモータ等の駆動装置に
ブレーキが作用してマニピュレータの各部が操作時のま
まの状態で停止するので重量の大きい作業対象物が床面
に落下することがないので安全であると同時に、操作開
始時に再度床面から持ち上げる必要がなく作業が楽であ
り、また操作時にコントロールグリップを握れば電源が
入るのでコントロールグリップの動きによって直ちにモ
ータ等の駆動装置の駆動が可能な状態となるようになる
ものである。

請求項３の発明は、マニピュレータが作業対象物を把持
して運搬するだけでなく、把持操作スイッチを操作して
把持装置に各種の工具類を適時に把持させることにより
種々の作業を行うことが容易である。

請求項４の発明は、操作者がコントロールグリップに加
えた力の大きさと方向は力センサーによって検知され、
この検知された信号によって把持装置に必要な動きを与
えるようにモータ等の駆動装置が制御されるので重量の
大きな作業対象物を軽快に操作できるとともに、操作者
は作業対象物の直ぐ近くにあるコントロールグリップに
よって操作しているので必要に応じて作業対象物に直接
手作業を加えることができる。

〔実施例〕

この発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図および第２図は第１実施例を示すもので、■は腕
部２の先端に設けられた手首部であって、関節３の１側
には掌部４を回動させる駆動用モータ５が取付けられ、
その反対側には掌部４に固着されたＬ形腕６に力センサ
ー７を介してコントロールグリップ８を固着した取付は
板９が設けられている。コントロールグリップ８の上端
には把持装置操作スイッチ１０が設けられ、その中央部
にはリミットスイッチ１１が設けられており、コントロ
ールグリップ８から手を離すとリミットスイッチ１１が
切れて駆動電源が切られ、同時に腕部２、手首部１等の
回動部にブレーキが作用して拘束された停止状態となり
、コントロールグリップ８を握るとリミットスイッチ１
１が入り前記各部の停止状態が解かれてモータ等の駆動
装置が駆動可能な状態に切換わるように構成されている
。

掌部４の先端には指に相当する把持装置１２が力センサ
ー１３を介して取付けられている。把持装置１２は作業
対象物の種類によって挟持形、バキュームによる吸着形
、磁力吸着形等を使用することができる。図面では、モ
ータ１４でスクリュー軸（図示しない）を回転させ、こ
れに螺合する把持爪１５を開閉する挟持形が記載されて
いる。

力センサー７，１３には６軸センサーのようなコントロ
ールグリップ８によって各方向に加わる力を測定するた
めの荷重による変形を検出して信号を出力する歪ゲージ
が使用される。

なお、この実施例においては掌部４の動作を行うのに手
首部１その他に設けたモータ５、駆動モータ２０等のモ
ータを使用したが、これらのモータに代えて油圧駆動装
置を使用し、その油圧の変化を検出する力検出手段によ
って検出した検出値を直接、手首部１の力センサー７側
の制御部にフィードバックさせるか、または把持装置１
２と手首部１との間等に掌部４のたわみによりその力を
検出する力検出手段を張付けてその検出値を手首部１の
力センサー７例の制御部にフィードバックさせるように
してもよい。その際、これらの力検出手段は手首部１だ
けでなく、後記の脚部２を上下前後動させる駆動モータ
２０の部分および回転支柱１９の駆動用モータ部分等の
把持装置１２に生しる力の変化が現われる部位に設ける
ことができる。

腕部２の後部には平行な前レバー１６と後レバー１７が
それぞれ枢着１６ａ、１７ａされ、前レバーエ６の他端
は移動台車１８上にモータで旋回自在に設置された回転
支柱１９の上端に設けられた前面の駆動用モータ２０の
軸に枢着され、後レバー１７の他端は後面の駆動用モー
タの軸に枢着された腕２と平行な短レバー２１の他端に
枢着１７ｂされ、その後端にはバランスウェイト２２が
取付けられて構成された前後上下移動機構２３が設けら
れている。なお、前後上下移動機構２３としてはリンク
式のほか油圧ピストンによる伸縮式その他適宜の機構を
用いることができる。２４は走行制御用コントロールレ
バーである。

第３図は第２実施例を示すもので、腕部２と回転支柱１
９との間の平行四辺形をなす前後上下移動機構２３より
前方の把持装置１２までは第１実施例と同一構造であり
、回転支柱１９を取付は台２５に固設し取付は台２５の
下方のクローラ台車２６との間に具陳架台２７が取付け
られたもので、油圧ピストン２日を伸縮させることによ
って具陳架台２７を昇降させ、比較的長さの短かい腕２
で高所作業が可能となるようにされている。

第４図は第３実施例を示すもので、腕部２の先端の手首
部１の関節３の１側には掌部４を回動させる駆動用モー
タ５が取付けられ、その他側に掌部４に固着されたＬ形
腕６に力センサー７を介してコントロールグリップ８を
固着した取付は板９が設けられ、コントロールグリップ
８の上端には把持装置操作スイッチ１０が設けられ、掌
部４の先端には把持装置１２が取付けられたものである
。

〔発明の効果〕

請求項１の発明は、コントロールグリップを操作するこ
とによって重量の大きな作業対象物を手作業と同様の感
覚で軽快に操作できるとともにコントロールグリップが
マニピュレータの手首部に設けられているため作業対象
物に対して釘打ち、ボルト締めその他の手作業を操作者
がそのまま行えるので、遠い場所からいちいち移動して
来る必要がなく、また別途他の作業員を配置する必要が
ないため作業能率が著しく向上する。

請求項２の発明は、コントロールグリップを握ると電源
が入り直ちにマニピュレータを操作できる状態となり、
手を離すと操作時のままの状態で停止した作業対象物が
床面に落下することがないので安全であるとともに、操
作開始時に作業対象物を床面から持ち上げずにすむので
作業能率がよい。

請求項３の発明は、作業対象物もしくは各種工具類の把
持または放置を適時に行うことができ作業を適確に行う
ことができる。

請求項４の発明は、手作業と同様の感覚でマニピュレー
タを操作できる効果がないだけでそれ以外は請求項１の
発明と同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例を示す側面図、第２図はその１部の
拡大斜視図、第３図は第２実施例を示す側面図、第４図
は第３実施例を示す１部の拡大斜視図である。 １・・・手首部、４・・・掌部、７・・・力センサー，
８・・・コントロールグリップ、１０・・・把持装置操
作スイッチ、１１・・・リミットスイッチ、１２・・・
把持装置、１３・・・力センサー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、手首部（１）に力センサー（７）を介してコントロ
   ールグリップ（８）を取付け、この力センサー（７）の
   検知信号によって把持装置（１２）を駆動し、把持装置
   （１２）に生じる力の変化が現われる部位にその変化を
   検出する力検出手段を設け、この力検出手段からの検知
   信号を手首部（１）の力センサー（７）側の制御部にフ
   ィードバックするようにした手作業を併用できる労力軽
   減マニピュレータ。 ２、コントロールグリップ（８）にマニピュレータの可
   動部を停止状態と駆動可能状態に切換えるリミットスイ
   ッチ（１１）を設けた請求項１記載の手作業を併用でき
   る労力軽減マニピュレータ。 ３、コントロールグリップ（８）に把持装置操作スイッ
   チ（１０）を設けた請求項１または２記載の手作業を併
   用できる労力軽減マニピュレータ。 ４、前端に把持装置（１２）を備えた掌部（４）を上下
   に回動自在に枢着した手首部（１）に力センサー（７）
   を介してコントロールグリップ（８）を取付け、この力
   センサー（７）の検知信号によって把持装置（１２）を
   駆動するようにした手作業を併用できる労力軽減マニピ
   ュレータ。