JPH0428511B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0428511B2 JPH0428511B2 JP57189071A JP18907182A JPH0428511B2 JP H0428511 B2 JPH0428511 B2 JP H0428511B2 JP 57189071 A JP57189071 A JP 57189071A JP 18907182 A JP18907182 A JP 18907182A JP H0428511 B2 JPH0428511 B2 JP H0428511B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- joint
- joint arm
- television camera
- tip
- target point
- 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
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、人が立入ることが出来ない狭隘な
空間内の簡単な作業を遠隔で行うことのできる多
関節アームの制御装置に関する。
空間内の簡単な作業を遠隔で行うことのできる多
関節アームの制御装置に関する。
核燃料再処理工場の遮蔽セル内の塔槽類や核融
合炉の炉体内部の如く、大きな開口部を設置して
人間が中に入つて内部の様子を検査したり、作業
をしたりすることが、空間的制限や高放射線領域
と云つた安全上の制限からも不可能な施設では、
運転者である人間は安全な領域に居て、所定の作
業を行う機械だけを前記の如き環境内に設置して
遠隔制御により作業を行うことが出来る装置の実
用化が強く要望されている。
合炉の炉体内部の如く、大きな開口部を設置して
人間が中に入つて内部の様子を検査したり、作業
をしたりすることが、空間的制限や高放射線領域
と云つた安全上の制限からも不可能な施設では、
運転者である人間は安全な領域に居て、所定の作
業を行う機械だけを前記の如き環境内に設置して
遠隔制御により作業を行うことが出来る装置の実
用化が強く要望されている。
この発明の目的は悪環境下における検査や作業
を遠隔操作で、運転者の精神的、肉体的負担なく
行うことが出来る多関節アーム制御装置を提供す
るにある。
を遠隔操作で、運転者の精神的、肉体的負担なく
行うことが出来る多関節アーム制御装置を提供す
るにある。
本発明は複数個のアームを直列に関節部を介し
て連結し、この連結した関節部の関節角度を制御
するよう構成してなる多関節アームを制御するも
のにおいて、前記多関節アームの先端に取付けら
れたテレビカメラと、このテレビカメラからの信
号で画像表示する表示手段と、この表示手段で表
示した画像内に前記多関節アームの移動する軌道
の目標点を指定して、多関節アームの先端部から
この目標点の方向を求める目標点座標測定装置
と、前記多関節アームの先端に取付けられかつ前
記テレビカメラのレンズの光軸上の物体までの距
離を計測する距離計と、この距離計で計測された
結果と前記目標点座標測定装置で求めた方向とを
入力して前記多関節アームのすべての関節部がほ
ぼ同じ軌道を通るように前記関節部のそれぞれの
関節角度の計算する計算手段と、この計算手段で
得られた結果を基に前記関節部を駆動する関節部
駆動手段とを具備してなり、曲がりくねつた空間
でも通りぬけて作業を行なうことが出来る多関節
アームを目的地Ｑ点まで誘導させるために、アー
ムの動きを表示された画像を見ながら、実際の多
関節アームを駆動させるようにした多関節アーム
制御装置である。
て連結し、この連結した関節部の関節角度を制御
するよう構成してなる多関節アームを制御するも
のにおいて、前記多関節アームの先端に取付けら
れたテレビカメラと、このテレビカメラからの信
号で画像表示する表示手段と、この表示手段で表
示した画像内に前記多関節アームの移動する軌道
の目標点を指定して、多関節アームの先端部から
この目標点の方向を求める目標点座標測定装置
と、前記多関節アームの先端に取付けられかつ前
記テレビカメラのレンズの光軸上の物体までの距
離を計測する距離計と、この距離計で計測された
結果と前記目標点座標測定装置で求めた方向とを
入力して前記多関節アームのすべての関節部がほ
ぼ同じ軌道を通るように前記関節部のそれぞれの
関節角度の計算する計算手段と、この計算手段で
得られた結果を基に前記関節部を駆動する関節部
駆動手段とを具備してなり、曲がりくねつた空間
でも通りぬけて作業を行なうことが出来る多関節
アームを目的地Ｑ点まで誘導させるために、アー
ムの動きを表示された画像を見ながら、実際の多
関節アームを駆動させるようにした多関節アーム
制御装置である。
本発明によれば、悪環境下における作業を多関
節アームを用いる事により安全な場所に居ながら
遠隔操作が出来、しかも多関節アームの動きを制
御するのに熟錬を要せず、容易に制御出来る効果
がある。
節アームを用いる事により安全な場所に居ながら
遠隔操作が出来、しかも多関節アームの動きを制
御するのに熟錬を要せず、容易に制御出来る効果
がある。
以下本発明の実施例について詳細に説明する。
第１図は本発明装置の多関節アームを原子力機器
の熱交換器内の検査に適用した例について示した
断面図である。
第１図は本発明装置の多関節アームを原子力機器
の熱交換器内の検査に適用した例について示した
断面図である。
このタンク１は入口の狭い開口部２を有し内部
には熱交換器の配管群３が配設され、開口部２か
らはタンク１の内部を直視できないが、配管群３
とタンク１の内壁との間には多関節アーム４の先
端Ｓに取りつけられた点検用および目標点の方向
測定用のテレビカメラ１６と、同所に取りつけら
れた作業器具が移動できる空間が設けられてい
る。またこのテレビカメラ１６の近くにはこのテ
レビカメラのレンズの光軸上の物体までの距離が
計測できる距離計１７が取りつけられている。多
関節アーム４は単位アーム５1，５2，…５oと、
それらを直列に連結している関節部６1，６2，
…，６oと、この多関節アーム４の全体をタンク
１内に挿入するように多関節アーム４の根元を支
持しながら移動可能とした移動装置７とで主に構
成され、関節部６1，６2，…，６oは各々に駆動
機構を有し、この駆動機構を制御することによ
り、関節角度θが変えられるように構成され、移
動装置７で多関節アーム４を押し出した時にアー
ム５がタンク１の内壁や配管群３はどに接触しな
いように表示装置の画像を見ながら先端Ｓを目的
地Ｑ点までスムーズに挿入できるようになつてい
る。
には熱交換器の配管群３が配設され、開口部２か
らはタンク１の内部を直視できないが、配管群３
とタンク１の内壁との間には多関節アーム４の先
端Ｓに取りつけられた点検用および目標点の方向
測定用のテレビカメラ１６と、同所に取りつけら
れた作業器具が移動できる空間が設けられてい
る。またこのテレビカメラ１６の近くにはこのテ
レビカメラのレンズの光軸上の物体までの距離が
計測できる距離計１７が取りつけられている。多
関節アーム４は単位アーム５1，５2，…５oと、
それらを直列に連結している関節部６1，６2，
…，６oと、この多関節アーム４の全体をタンク
１内に挿入するように多関節アーム４の根元を支
持しながら移動可能とした移動装置７とで主に構
成され、関節部６1，６2，…，６oは各々に駆動
機構を有し、この駆動機構を制御することによ
り、関節角度θが変えられるように構成され、移
動装置７で多関節アーム４を押し出した時にアー
ム５がタンク１の内壁や配管群３はどに接触しな
いように表示装置の画像を見ながら先端Ｓを目的
地Ｑ点までスムーズに挿入できるようになつてい
る。
すなわち、このようにスムーズに挿入できる多
関節アームの制御装置は、第２図に示すように、
各関節を回転駆動させるためのモータ８1〜８o、
各閣節の回転角を計測するエンコーダ９1〜９o、
多関節アーム移動機構７を駆動するモータ１１、
このモータ１１の移動量を計測するエンコーダ１
２および多関節アーム４の先端Ｓに取りつけられ
たテレビカメラ１６、距離計１７とが、モータ駆
動制御回路１３、計算機１４、計算機入出力装置
１５、モニタテレビ１８、目標点座標測定装置１
９およびジヨイステイツク２０とで構成されてい
る制御装置２１に接続されて構成されている。
関節アームの制御装置は、第２図に示すように、
各関節を回転駆動させるためのモータ８1〜８o、
各閣節の回転角を計測するエンコーダ９1〜９o、
多関節アーム移動機構７を駆動するモータ１１、
このモータ１１の移動量を計測するエンコーダ１
２および多関節アーム４の先端Ｓに取りつけられ
たテレビカメラ１６、距離計１７とが、モータ駆
動制御回路１３、計算機１４、計算機入出力装置
１５、モニタテレビ１８、目標点座標測定装置１
９およびジヨイステイツク２０とで構成されてい
る制御装置２１に接続されて構成されている。
このように構成した本発明装置の動作は、第３
図に示した具体的な流れ図と、この流れ図の理解
を助けるために第４図のように示した説明図とを
参照にして説明すると、始めに、テレビカメラ先
端Ｓが第４図中のP0点にあるとして、先づ、運
転者はテレビカメラ１６の向きを、モニタテレビ
１８に映るタンク内部の場景をみながら、関節５
１をマニユアル操作で動かすことによつて、調整
する。次にその場景の中で、テレビカメラ１６の
先端Ｓを移動したいと思う方向にある適当な目標
点R0を決めて、これに照準を合せる。
図に示した具体的な流れ図と、この流れ図の理解
を助けるために第４図のように示した説明図とを
参照にして説明すると、始めに、テレビカメラ先
端Ｓが第４図中のP0点にあるとして、先づ、運
転者はテレビカメラ１６の向きを、モニタテレビ
１８に映るタンク内部の場景をみながら、関節５
１をマニユアル操作で動かすことによつて、調整
する。次にその場景の中で、テレビカメラ１６の
先端Ｓを移動したいと思う方向にある適当な目標
点R0を決めて、これに照準を合せる。
照準は例えば十字線のカーソルでモニタテレビ
１８の映像に重畳して映し出され、このカーソル
はジヨイステイツクでモニタテレビ上の任意の位
置に自由に移動出来る。目標点座標測定装置１９
は、前記のカーソルを作り出すと同時に、カーソ
ルのモニタ上における座標を自動的に計測する機
能を有する。
１８の映像に重畳して映し出され、このカーソル
はジヨイステイツクでモニタテレビ上の任意の位
置に自由に移動出来る。目標点座標測定装置１９
は、前記のカーソルを作り出すと同時に、カーソ
ルのモニタ上における座標を自動的に計測する機
能を有する。
目標点R0に照準を合せ終つたら、運転者はカ
ーソルのモニタ映像上の座標値を計算機入出力装
置１５によつて、計算機１４に読み込むように指
令する。モニタ映像の中心にカーソルがない場合
は、その座標値から、関節５1の回転角を算出し、
関節５1を回転させて、テレビカメラ１６の向き
を変え、モニタ映像の中心に目標点R0が来るよ
うに自動制御する。これでテレビカメラは正確に
目標点R0の方向を向いたことになる。
ーソルのモニタ映像上の座標値を計算機入出力装
置１５によつて、計算機１４に読み込むように指
令する。モニタ映像の中心にカーソルがない場合
は、その座標値から、関節５1の回転角を算出し、
関節５1を回転させて、テレビカメラ１６の向き
を変え、モニタ映像の中心に目標点R0が来るよ
うに自動制御する。これでテレビカメラは正確に
目標点R0の方向を向いたことになる。
以上の動作が終ると、自動的に目標点迄の距離
を計測する。
を計測する。
距離計１７は、テレビカメラの光軸上の物体迄
の距離を測定するように装着されているので、テ
レビカメラから見て最つとも手前のR0迄の距離
を計測することになる。距離計１７は、例えば自
動焦点カメラに用いられている光学式又は超音波
式のいずれのものでも良い。距離計測値は、自動
的に計算機１４に読込まれ、計算機入出力装置１
５にその値が出力される。
の距離を測定するように装着されているので、テ
レビカメラから見て最つとも手前のR0迄の距離
を計測することになる。距離計１７は、例えば自
動焦点カメラに用いられている光学式又は超音波
式のいずれのものでも良い。距離計測値は、自動
的に計算機１４に読込まれ、計算機入出力装置１
５にその値が出力される。
運転者は、この距離の値とモニタテレビ１８に
映し出されている映像を見て、R0の方向にどれ
だけテレビカメラ１６の先端を進めたらよいか判
断し、その値ｌを計算機入出力装置１５から計算
機１４に入力する。
映し出されている映像を見て、R0の方向にどれ
だけテレビカメラ１６の先端を進めたらよいか判
断し、その値ｌを計算機入出力装置１５から計算
機１４に入力する。
次に、計算機１４は、テレビカメラ１６の先端
を距離ｌだけR0の方向に動かすに必要な各関節
５1〜５oの回転角〔θ〕を算出したのち、その指
令信号をモータ駆動回路１３に出力する。この場
合多関節アーム移動機構７に対しては距離ｌだけ
移動するよう指令を出す。
を距離ｌだけR0の方向に動かすに必要な各関節
５1〜５oの回転角〔θ〕を算出したのち、その指
令信号をモータ駆動回路１３に出力する。この場
合多関節アーム移動機構７に対しては距離ｌだけ
移動するよう指令を出す。
その結果テレビカメラ１６の先端部Ｓは点P1
迄移動する。
迄移動する。
以後、順次目標点をR1に設定してP2迄、R2に
設定してP3迄と云つたように、同一手順の繰返
しによつてテレビカメラ１６の先端P8迄到達さ
せれば、最後は、テレビカメラ１６の向きを必要
に応じマニユアル操作で、関節５1を駆動してＱ
点の方向に向け、映像の中心にＱ点を持つてくる
ようにすれば良い。この場合前記のカーソルを使
つて、最終目標点Ｑに照準を合せ、その座標値を
計算機に入力して、自動的にカメラをＱ点の方向
に向けることもできる。
設定してP3迄と云つたように、同一手順の繰返
しによつてテレビカメラ１６の先端P8迄到達さ
せれば、最後は、テレビカメラ１６の向きを必要
に応じマニユアル操作で、関節５1を駆動してＱ
点の方向に向け、映像の中心にＱ点を持つてくる
ようにすれば良い。この場合前記のカーソルを使
つて、最終目標点Ｑに照準を合せ、その座標値を
計算機に入力して、自動的にカメラをＱ点の方向
に向けることもできる。
上記のように多関節アーム６を制御する場合、
各関節５1〜５oの軌道は、点P0〜Poを直線で結ん
だ折線上に出来るだけ来るように〔θ〕を決定し
て、多関節アーム６が周囲の物体と衝突しないよ
うに制御する。具体的には、例えばテレビカメラ
先端がP4点からP5点に移つた場合、５1〜５oの各
関節は、0 1、1 2、2 3の線上に出来るだけ
くるように〔θ〕を決定する。
各関節５1〜５oの軌道は、点P0〜Poを直線で結ん
だ折線上に出来るだけ来るように〔θ〕を決定し
て、多関節アーム６が周囲の物体と衝突しないよ
うに制御する。具体的には、例えばテレビカメラ
先端がP4点からP5点に移つた場合、５1〜５oの各
関節は、0 1、1 2、2 3の線上に出来るだけ
くるように〔θ〕を決定する。
発明の内容の理解を容易にするために、２次元
面内を動く多関節アームを例にとり発明の意図す
る所を説明したが、１関節に２自由度を持つた多
関節アームを用いれば３次元空間内を自在に動く
遠隔操作装置を構成することができる。
面内を動く多関節アームを例にとり発明の意図す
る所を説明したが、１関節に２自由度を持つた多
関節アームを用いれば３次元空間内を自在に動く
遠隔操作装置を構成することができる。
また多関節アーム先端にテレビカメラをつけた
検査装置としての用途を例にとつたが、先端にト
ルクレンチやグリツパ又はマグネツトチヤツク等
を装備すれば、ナツトの増し締や、ルーズパーツ
の回収などの簡単な作業を行うことができる。
検査装置としての用途を例にとつたが、先端にト
ルクレンチやグリツパ又はマグネツトチヤツク等
を装備すれば、ナツトの増し締や、ルーズパーツ
の回収などの簡単な作業を行うことができる。
第１図は本発明の概要を説明する断面図、第２
図は本発明の構成を説明するブロツク図、第３図
は本発明の装置の制御流れ図、第４図は第３図の
理解を助けるための説明図である。 ４1〜４o……単位アーム、５1〜５o……関節、
６……多関節アーム、７……多関節アーム移動機
構、８1〜８o……モータ、９1〜９o……エンコー
ダ、１１……モータ、１２……エンコーダ、１３
……モータ駆動回路、１４……計算機、１５……
計算機入出力装置、１６……テレビカメラ、１７
……距離計、１８……モニタテレビ、１９……目
標点座標測定装置、２０……ジヨイステイツク、
２１……制御装置。
図は本発明の構成を説明するブロツク図、第３図
は本発明の装置の制御流れ図、第４図は第３図の
理解を助けるための説明図である。 ４1〜４o……単位アーム、５1〜５o……関節、
６……多関節アーム、７……多関節アーム移動機
構、８1〜８o……モータ、９1〜９o……エンコー
ダ、１１……モータ、１２……エンコーダ、１３
……モータ駆動回路、１４……計算機、１５……
計算機入出力装置、１６……テレビカメラ、１７
……距離計、１８……モニタテレビ、１９……目
標点座標測定装置、２０……ジヨイステイツク、
２１……制御装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数個のアームを直列に関節部を介して連結
し、この連結した関節部の関節角度を制御するよ
う構成してなる多関節アーム制御装置において、 前記多関節アームの先端に取付けられたテレビ
カメラと、 このテレビカメラからの信号で画像表示する表
示手段と、 この表示手段で表示した画像内に前記多関節ア
ームの移動する軌道の目標点が指定されると、前
記多関節アームの先端から前記軌道の目標点まで
の方向を求める目標点座標測定装置と、 前記多関節アームの先端に取り付けられかつ前
記テレビカメラのレンズの光軸上の物体までの距
離を計測する距離計と、 この距離計で計測された結果と前記目標点座標
測定装置で求めた方向とを入力し、前記多関節ア
ームのすべての関節部がほぼ同じ軌道を通るよう
に前記関節部のそれぞれの関節角度を計算する計
算手段と、 この計算手段で得られた結果を基に前記関節部
を駆動する関節部駆動手段と、 を具備してなることを特徴とする多関節アーム制
御装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18907182A JPS5981091A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 多関節ア−ム制御装置 |
| DE8383306487T DE3375107D1 (en) | 1982-10-29 | 1983-10-25 | Control system of multi-joint arm robot apparatus |
| EP83306487A EP0108549B1 (en) | 1982-10-29 | 1983-10-25 | Control system of multi-joint arm robot apparatus |
| US07/045,192 US4744719A (en) | 1982-10-29 | 1987-04-30 | Control system of multi-joint arm robot apparatus |
| US07/382,030 US5049028A (en) | 1982-10-29 | 1989-07-19 | Control system of multi-joint arm robot apparatus |
| US07/667,487 US5165841A (en) | 1982-10-29 | 1991-03-11 | Control system of multi-joint arm robot apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18907182A JPS5981091A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 多関節ア−ム制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5981091A JPS5981091A (ja) | 1984-05-10 |
| JPH0428511B2 true JPH0428511B2 (ja) | 1992-05-14 |
Family
ID=16234813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18907182A Granted JPS5981091A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 多関節ア−ム制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5981091A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4845341B2 (ja) * | 2004-01-08 | 2011-12-28 | 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 | 関節ロボットの制御方法 |
| JP2015171735A (ja) * | 2014-03-11 | 2015-10-01 | 株式会社ａｍｕｓｅ ｏｎｅｓｅｌｆ | フレキシブルアーム装置および点検診断装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5135989B2 (ja) * | 1972-04-05 | 1976-10-06 | ||
| JPS5689492A (en) * | 1979-12-17 | 1981-07-20 | Fujitsu Ltd | Method of positioning joint mechanism |
| JPS5789583A (en) * | 1980-11-21 | 1982-06-03 | Tokico Ltd | Industrial robot |
-
1982
- 1982-10-29 JP JP18907182A patent/JPS5981091A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5981091A (ja) | 1984-05-10 |
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