JPH05301180A - 双腕アームの遠隔操作方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モニタに映しだされたロボット側の作業風景
を見ながら双腕アームの遠隔操作を行う双腕アームの遠
隔操作方式に関し、１つのマスタアームで双腕アームの
遠隔操作を行うことができるようにすることを目的とす
る。 【構成】 まずステップＳ１１において選択アームの判
別を行い、次にその選択アームを双腕アーム用に設けら
れた１つのマスタアームに接続し（ステップＳ１２）、
その１つのマスタアームの遠隔操作に応じて、選択され
たアームに動作指令を出力する（ステップＳ１３）。す
なわち、双腕アームのうち、選択された方のアームの遠
隔操作を双腕アーム用に設けられた１つのマスタアーム
で行う。したがって、従来２つ必要であったマスタアー
ムを１つにすることができ、コスト、スペースの節約が
可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はマスタ・スレーブマニピ
ュレータの遠隔操作方式に関し、特にモニタに映しださ
れたロボット側の作業風景を見ながら双腕アームの遠隔
操作を行う双腕アームの遠隔操作方式に関する。

【０００２】マスタ・スレーブマニピュレータは、宇宙
環境や原子力発電所など人間が直接近づいて手を下せな
い分野で活躍しており、そのスレーブアームは、オペレ
ータのマスタアーム操作によって遠隔操作される。

【０００３】

【従来の技術】スレーブアームが双腕タイプのものであ
る場合、その双腕アームの遠隔操作は、各アーム毎に装
備されたマスタアームを用いて行われる。したがって、
オペレータは、両手を使って遠隔操作を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、各アーム毎に
マスタアームを装備すると、２つ分のコストが掛かり、
またスペースも必要となる。さらに、オペレータの両手
が塞がってしまうため、オペレータはそれ以外の操作を
することができない。一方、１つのマスタアームで双腕
アームの遠隔操作を行うことができれば、これらの問題
点も解消する。

【０００５】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、１つのマスタアームで双腕アームの遠隔操作
を行うことができる双腕アームの遠隔操作方式を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の第１の原
理を示すフローチャートである。本発明の第１の原理で
は、まず、双腕アームのうちいずれのアームが選択され
たかを判別し（ステップＳ１１）、次にその選択された
アームを双腕アーム用に設けられた１つのマスタアーム
に接続し（ステップＳ１２）、その１つのマスタアーム
の遠隔操作に応じて選択されたアームに動作指令を出力
する（ステップＳ１３）。

【０００７】図２は本発明の第２の原理を示すフローチ
ャートである。本発明の第２の原理では、まず、モニタ
の画像上に軸または面を設定し（ステップＳ２１）、次
にマスタアーム操作により一方のアームに対して動作指
令を出力すると共に（ステップＳ２２）、その一方のア
ームに対する動作指令に基づいて、他方のアームが設定
した軸または面に対して対称な動作を行うように他方の
アームに対する動作指令を出力する（ステップＳ２
３）。

【０００８】図３は本発明の第３の原理を示すフローチ
ャートである。本発明の第３の原理では、第２の原理と
同様に、まずモニタの画像上に軸または面を設定する
（ステップＳ３１）。次に、その設定した軸または面の
動作指令を出力すると共に（ステップＳ３２）、その設
定した軸または面の動きに追従して双腕アームが動作す
るように双腕アームに対して動作指令を出力する（ステ
ップＳ３２）。

【０００９】

【作用】図１では、まずステップＳ１１において選択ア
ームの判別を行い、次にその選択アームを双腕アーム用
に設けられた１つのマスタアームに接続し（ステップＳ
１２）、その１つのマスタアームの遠隔操作に応じて選
択されたアームに動作指令を出力する（ステップＳ１
３）。すなわち、双腕アームのうち、選択された方のア
ームの遠隔操作を双腕アーム用に設けられた１つのマス
タアームで行う。したがって、従来２つ必要であったマ
スタアームを１つにすることができ、コスト、スペース
の節約が可能となる。

【００１０】図２では、ステップＳ２１において軸また
は面を設定し、その左右に位置する双腕アームのうち一
方のアームを動作させる（ステップＳ２２）。そのとき
他方のアームが設定軸または設定面に対して対称な動作
を行う（ステップＳ２３）。すなわち、双腕アームのう
ち一方のアームを操作することによって双腕アームの遠
隔操作が可能となり、１つのマスタアームで双腕アーム
を遠隔操作できる。したがって、オペレータの操作性が
向上する。

【００１１】図３では、まず、ステップＳ３１において
軸または面を設定し、その設定軸または設定面の移動操
作を行うと（ステップＳ３２）、双腕アームがその移動
操作に追従して動作する（ステップＳ３３）。すなわ
ち、設定軸または設定面の移動操作だけで双腕アームの
遠隔操作が可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図４はロボット側の構成を概略的に示す図であ
る。図において、双腕アーム２１及び２２は、ロボット
本体２０の左右に設けられ、その手先２１０及び２２０
で対象物をつかんで作業を行う。視覚装置２３はロボッ
ト本体２０上の視覚変更装置２４に接続され、その視覚
変更装置２４によって左右前後方向に移動制御される。
視覚装置２３は視覚センサ２３１及び２３２を有し、そ
の視覚センサ２３１及び２３２で撮像された対象物の映
像はマスタ装置側に送られる。

【００１３】図５はマスタ装置側の構成を概略的に示す
図である。オペレータ１０はモニタ１１に映し出された
ロボット側の作業風景を見ながら、双腕アーム２１及び
２２の遠隔操作を行う。この遠隔操作は、マスタアーム
１３を操作することによって行われる。オペレータ１０
の足元にはスイッチ１４が置かれ、オペレータ１０は、
このスイッチ１４によって双腕アーム２１及び２２のう
ち操作させたい方のアームを選択することができる。こ
のため、１つのマスタアーム１３で２つのアーム２１及
び２２の遠隔操作を行うことができる。このように、従
来２つ必要であったマスタアームを１つにすることがで
きるので、その分のコスト、スペースを節約することが
できる。

【００１４】上記の説明では、スイッチ１４をオペレー
タ１０の足元に設置するようにしたが、他の位置、例え
ば操作テーブル１９上に設置するように構成することも
できる。

【００１５】図６は１つのマスタアームによる双腕アー
ムの遠隔操作のフローチャートを示す図である。図中Ｓ
に続く数字はステップ番号を表す。なお、以下に述べる
各種フローチャートは、後述する処理装置８０において
実行される。また、モニタ１１に表示されるメニューか
らオペレータ１０が後述するメニュー選択装置１６を用
いて選択することによって実行される。 〔Ｓ４１〕右側アーム２１が選択されているか否かを判
別する。右側アーム２１が選択されていればステップＳ
４２に、そうでなければステップＳ４３にそれぞれ進
む。 〔Ｓ４２〕マスタアーム１３と右側アーム２１を接続す
る。 〔Ｓ４３〕マスタアーム１３と左側アーム２２を接続す
る。 〔Ｓ４４〕マスタアーム１３を操作して選択した方のア
ーム２１または２２に対して動作指令を出力する。この
動作指令に応じてアーム２１または２２が遠隔操作され
る。

【００１６】図７は画像反転の説明図であり、（Ａ）は
双腕アームと対象物の関係を、（Ｂ）はモニタ画像を、
（Ｃ）は反転画像をそれぞれ示す。双腕アーム２１及び
２２と対象物１００とが図７（Ａ）に示すような位置関
係にあるとき、視覚装置２３からの映像は図７（Ｂ）に
示すようにモニタ１１に映し出される。なお、図７
（Ａ）では、双腕アーム２１及び２２は視覚装置２３か
ら伸びるように描かれているが、実際は図４に示したよ
うにロボット本体２０から伸びている。

【００１７】ここで、図５に示すように、オペレータ１
０が利き手である右手側にあるマスタアーム１３を用い
てモニタ１１に映し出された画像の反利き手（左手）側
のアーム２２を動作させる場合、オペレータ１０は、そ
の画像を図７（Ｃ）に示すように反転させ、その反転画
像を見ながらマスタアーム１３の操作を行う。画像反転
は、オペレータ１０が後述する画像反転指令装置（例え
ばキーボード）１５を用いて入力した指令信号に基づい
て行われる。このように、従来利き手側と反対方向のア
ーム２２を動作させる場合には、マスタアーム１３の操
作を正反対に行わなければならなかったのに対して、画
像を反転させるように構成したので、いかにもアーム２
２が利き手側にあるかのような感覚でマスタアーム１３
の操作を行うことができる。したがって、１つのマスタ
アーム１３で双腕アーム２１及び２２を遠隔操作する場
合の操作性が向上する。

【００１８】図８は本発明の第２の実施例を示す図であ
る。この実施例では、視覚装置２３の視線３１を軸とし
て設定し、その視線（軸）３１に対して双腕アーム２１
及び２２の各手先２１０及び２２０が軸対称の動作を行
う。すなわち、マスタアーム１３を操作して双腕アーム
２１及び２２のうち一方のアーム、例えばアーム２１を
図８（Ａ）の状態から図８（Ｂ）の状態へと動作させる
と、他方のアーム２２は、そのアーム２１の動作に応じ
て視線３１に対して対称に動作し、図８（Ａ）の状態か
ら図８（Ｂ）の状態への変化する。この場合、各手先２
１０及び２２０の動作は、視線３１上で行われることと
なるため、モニタ１１を見て操作するオペレータ１０の
作業性が向上する。また、視線３１を軸とした軸回りの
回転作業や軸方向の移動作業を行わせる操作が容易にな
る。

【００１９】図９は視線を軸として遠隔操作を行う際の
フローチャートを示す図である。 〔Ｓ５１〕視覚変更装置２３からの位置情報に基づいて
視覚装置２３の視線３１を計算する。 〔Ｓ５２〕得られた視線３１と、一方のアーム（基準側
アーム）、例えばアーム２１の手先との相対関係を計算
する。 〔Ｓ５３〕得られた相対関係から、基準側アームの手先
と視線３１に対して軸対称となる相手側の情報を計算す
る。 〔Ｓ５４〕得られた情報に基づいて、他方のアーム（倣
い側アーム）、例えばアーム２２の手先が視線３１に対
して軸対称となるように動かす。 〔Ｓ５５〕プログラム終了か否かを判別する。終了であ
ればそのまま終了し、そうでなければステップＳ５６に
進む。 〔Ｓ５６〕マスタアーム１３の操作に応じて基準側アー
ムに動作指令を出力すると共に、引き続いてステップＳ
５２、Ｓ５３及びＳ５４を実行する。これにより、基準
側アームの手先動作に応じて視線３１に対して対称に倣
い側アームの手先が動作する。

【００２０】図１０は本発明の第３の実施例を示す図で
ある。この実施例では、オペレータ１０は空間に任意に
軸３２を設定する。図では、軸３２は対象物１００の中
心を通るように設定されている。双腕アーム２１及び２
２の各手先２１０及び２２０は、第１の実施例の場合と
同様に、軸対称の動作を行う。すなわち、例えば一方の
アーム２１を図１０（Ａ）の状態から図１０（Ｂ）の状
態へと動作させると、他方のアーム２２は、そのアーム
２１の動作に応じて軸３２に対して対称に動作し、図１
０（Ａ）の状態から図１０（Ｂ）の状態への変化する。
このため、一方のアーム２１を動作させるだけで、他方
のアーム２２も同時に操作可能となる。したがって、オ
ペレータ１０が対象物１００を掴む作業等を行う際に、
その操作性が向上する。また、軸３２の軸回りの回転作
業や軸方向の移動作業を行わせる操作が容易になる。図
では、軸３２は鉛直方向に設定されているが、鉛直方向
に限らず任意の方向に設定することができる。

【００２１】図１１は任意に設定した軸を対称軸として
遠隔操作を行う際のフローチャートを示す図である。 〔Ｓ６１〕絶対座標系や相対移動量等の指定によって軸
を設定（指定）する。 〔Ｓ６２〕指定軸と、基準側アーム、例えばアーム２１
の手先との相対関係を計算する。 〔Ｓ６３〕得られた相対関係から、基準側アームの手先
と指定軸に対して軸対称となる相手側の情報を計算す
る。 〔Ｓ６４〕得られた情報に基づいて、倣い側アーム、例
えばアーム２２の手先が指定軸に対して対称となるよう
に動かす。 〔Ｓ６５〕プログラム終了か否かを判別する。終了であ
ればそのまま終了し、そうでなければステップＳ６６に
進む。 〔Ｓ６６〕マスタアーム１３の操作に応じて基準側アー
ムに動作指令を出力すると共に、引き続いてステップＳ
６２、Ｓ６３及びＳ６４を実行する。これにより、基準
側アームの手先動作に応じて指定軸に対して対称に倣い
側アームの手先が動作する。

【００２２】図１２は本発明の第４の実施例を示す図で
ある。この実施例では、オペレータ１０は視覚装置２３
の視線３１を含み、かつ鉛直方向の面４１を設定する。
図では、視線３１及び面４１は対象物１００を通るよう
に設定されている。双腕アーム２１及び２２の各手先２
１０及び２２０は、面４１に対して対称の動作を行う。
すなわち、例えば一方のアーム２１を図１０（Ａ）の状
態から図１０（Ｂ）、図１０（Ｃ）の状態へと順次動作
させると、他方のアーム２２は、そのアーム２１の動作
に応じて面４１に対して対称に動作し、図１２（Ａ）の
状態から図１２（Ｂ）、図１２（Ｃ）の状態へと順次変
化する。このため、一方のアーム２１を動作させるだけ
で、他方のアーム２２も同時に操作可能となる。また、
視線３１を含む鉛直方向の面４１を指定すればよいの
で、面の指定の簡素化が可能となり、面拘束の必要とな
る作業が容易になる。

【００２３】図１３は本発明の第５の実施例を示す図で
ある。この実施例では、オペレータ１０は視覚装置２３
の視線３１及び視線３１に直角な水平線を含む面４２を
設定する。図では、視線３１及び面４２は対象物１００
を通るように設定されている。双腕アーム２１及び２２
の各手先２１０及び２２０は、第４の実施例の場合と同
様に、面対称の動作を行う。すなわち、例えば一方のア
ーム２１を図１３（Ａ）の状態から図１３（Ｂ）の状態
へと動作させると、他方のアーム２２は、そのアーム２
１の動作に応じて面４１に対して対称に動作し、図１３
（Ａ）の状態から図１３（Ｂ）の状態へと変化する。こ
の実施例の場合も、上記の第４の実施例と同様に、視線
３１を含む水平方向の面４２を指定すればよいので、面
の指定の簡素化が可能となり、面拘束の必要となる作業
が容易になる。

【００２４】上記の第４及び第５の実施例では、視線３
１を含む面を鉛直方向または水平方向の面４１、４２と
したが、鉛直方向、水平方向に限らず、視線３１を含む
面であれば任意の傾きの面として構成することができ
る。

【００２５】図１４及び図１５は視線を含む面を対称面
として遠隔操作を行う際のフローチャートを示す図であ
り、図１４は第１段階を、図１５は第２段階をそれぞれ
示す。 〔Ｓ７１〕視覚変更装置２３からの位置情報に基づいて
視覚装置２３の視線３１を計算する。 〔Ｓ７２〕視線３１を含む傾き面の指定か否かを判別す
る。傾き面の指定であればステップＳ７３に、そうでな
ければステップＳ７４にそれぞれ進む。 〔Ｓ７３〕入力された傾き角に基づいて傾き面を計算す
る。 〔Ｓ７４〕視線３１を含み、かつ鉛直方向の面４１の指
定か否かを判別する。鉛直方向の面４１の指定であれば
ステップＳ７５に、そうでなければステップＳ７６にそ
れぞれ進む。 〔Ｓ７５〕視線３１を含む鉛直方向の面４１を計算す
る。 〔Ｓ７６〕視線３１を含み、かつ水平方向の面４２の指
定か否かを判別する。水平方向の面４２の指定であれば
ステップＳ７７に、そうでなければステップＳ７８にそ
れぞれ進む。 〔Ｓ７７〕視線３１を含む水平方向の面４２を計算し、
図１５のステップＳ７８に進む。 〔Ｓ７８〕指定面と、基準側アーム、例えばアーム２１
の手先との相対関係を計算する。 〔Ｓ７９〕得られた相対関係から、基準側アームの手先
と指定面に対して面対称となる相手側の情報を計算す
る。 〔Ｓ８０〕得られた情報に基づいて、倣い側アーム、例
えばアーム２２の手先が指定面に対して対称となるよう
に動かす。 〔Ｓ８１〕プログラム終了か否かを判別する。終了であ
ればそのまま終了し、そうでなければステップＳ７９に
進む。 〔Ｓ８２〕マスタアーム１３の操作に応じて基準側アー
ムに動作指令を出力すると共に、引き続いてステップＳ
７８、Ｓ７９及びＳ８０を実行する。これにより、基準
側アームの手先動作に応じて指定面４１等に対して対称
に倣い側アームの手先が動作する。

【００２６】図１６は本発明の第６の実施例を示す図で
あり、（Ａ）は正面から見た場合を、（Ｂ）は上面から
見た場合をそれぞれ示す。この実施例では、オペレータ
１０は空間に任意に面４５を設定する。図では、対象物
１００を通るように設定される。双腕アーム２１及び２
２の各手先２１０及び２２０は、面４５に対して対称の
動作を行う。したがって、上記第２〜第５の各実施例と
同様に、一方のアームを操作することによって、他方の
アームの遠隔操作が可能となる。また、面拘束の必要と
なる作業が容易になる。

【００２７】図１７は任意に設定した面を対称面として
遠隔操作を行う際のフローチャートを示す図である。 〔Ｓ９１〕絶対座標系や相対移動量等の指定によって面
を設定（指定）する。 〔Ｓ９２〕指定面と、基準側アーム、例えばアーム２１
の手先との相対関係を計算する。 〔Ｓ９３〕得られた相対関係から、基準側アームの手先
と指定面に対して面対称となる相手側の情報を計算す
る。 〔Ｓ９４〕得られた情報に基づいて、倣い側アーム、例
えばアーム２２の手先が指定面に対して対称となるよう
に動かす。 〔Ｓ９５〕プログラム終了か否かを判別する。終了であ
ればそのまま終了し、そうでなければステップＳ９６に
進む。 〔Ｓ９６〕マスタアーム１３の操作に応じて基準側アー
ムに動作指令を出力すると共に、引き続いてステップＳ
９２、Ｓ９３及びＳ９４を実行する。これにより、基準
側アームの手先動作に応じて指定面に対して対称に倣い
側アームの手先が動作する。

【００２８】図１８は本発明の第７の実施例を示す図で
ある。この実施例では、オペレータ１０は空間に任意に
軸３５を設定する。図では、対象物１００を通るように
設定される。双腕アーム２１及び２２のうち、一方のア
ーム、例えばアーム２１を軸３５の回りに回転動作させ
ると、他方のアーム２２はその回転動作と対称に、逆回
りの回転動作を行う。すなわち、アーム２１とアーム２
２の手先は、対象物１００をねじる方向で回転する。し
たがって、上記第２〜第６の各実施例と同様に、一方の
アームを操作することによって、他方のアームの遠隔操
作が可能となるり、また、捩じり作業が容易になる。

【００２９】図１９は任意に設定した軸を回転対称軸と
して遠隔操作を行う際のフローチャートを示す図であ
る。 〔Ｓ１０１〕絶対座標系や相対移動量等の指定によって
面を設定（指定）する。 〔Ｓ１０２〕指定軸に対する基準側アームの回転方向及
び回転量を計算する。 〔Ｓ１０３〕倣い側アームを反対回りに同じ回転量だけ
動かす。 〔Ｓ１０４〕プログラム終了か否かを判別する。終了で
あればそのまま終了し、そうでなければステップＳ１０
５に進む。 〔Ｓ１０５〕マスタアーム１３の操作に応じて基準側ア
ームに動作指令を出力すると共に、引き続いてステップ
Ｓ１０２及びＳ１０３を実行する。これにより、指定軸
に対して基準側アームの手先動作の回転動作と対称に逆
回りの回転動作を行う。

【００３０】図２０は本発明の第８の実施例を示す図で
あり、（Ａ）は正面から見た場合を、（Ｂ）は上面から
見た場合をそれぞれ示す。この実施例では、オペレータ
１０は空間に任意に面４６を設定し、さらにその面４６
に対して垂直な軸３６を設定する。図では、視覚装置２
３の視線３１を含む鉛直方向の面４６が対象物１００を
通るように設定され、その面４６に垂直な軸３６が同様
に対象物１００を通るように設定される。双腕アーム２
１及び２２の各手先２１０、２２０の姿勢は、面４６に
おいて対称で、面４６からの距離Ｌ１も等しい。また、
各手先２１０、２２０の位置は、軸３６に対して対称で
軸３６からの距離Ｌ２も等しい。ただし、軸方向のオフ
セットを含める。したがって、上記第２〜第７の各実施
例と同様に、一方のアームを操作することによって他方
のアームの遠隔操作が可能となるとともに、各手先２１
０及び２２０にちょうど自転車のペダルを漕ぐときのよ
うな動作を行わせることが可能となる。

【００３１】図２１は設定面及び設定面に垂直な軸の双
方に対称な動作を行わせる際のフローチャートを示す図
である。このフローチャートは、上述した視線３１を含
む面４１、４２及び４６並びに任意に設定した面４５に
対する対称動作の実行中に割り込みによって実行され
る。 〔Ｓ１１１〕既に設定（指定）されている面に対して垂
直な軸の指定を行う。この軸は、指定面上の任意の点ま
たは相対的な点を指定し、その点を通り指定面に垂直な
線とする。または、その指定面の両サイドに位置する両
手先を結ぶ線とする。 〔Ｓ１１２〕指定面と基準側アームの手先との相対関係
及び指定軸と基準側アームの手先との相対関係を計算す
る。ただし、指定軸との相対関係は位置だけとし姿勢は
含まないこととする。 〔Ｓ１１３〕得られた相対関係から、面対称でかつ軸対
称となる情報を計算する。 〔Ｓ１１４〕得られた情報に基づいて、倣い側アームの
手先が指定面に対して面対称となり、かつ指定軸に対し
て軸対称となるように動かす。 〔Ｓ１１５〕プログラム終了か否かを判別する。終了で
あればそのまま終了し、そうでなければステップＳ１１
６に進む。 〔Ｓ１１６〕マスタアームの操作に応じて基準側アーム
に動作指令を出力すると共に、引き続いてステップＳ１
１２、Ｓ１１３及びＳ１１４を実行する。これにより、
基準側アームの手先動作に応じて指定面及び指定軸に対
して対称に倣い側アームの手先が動作する。

【００３２】上記第２〜第８の各実施例では、設定した
軸または面に対して一方のアームを遠隔操作したときに
他方のアームが対称に動作するようにしたが、設定した
軸または面そのものを遠隔操作し、双腕アームがその設
定した軸や面の動きに追従して動くように構成すること
もできる。

【００３３】例えば、第２の実施例では、図８に示した
ように視線３１を対称軸として設定したが、この視線３
１の方向を変化させるときに、その変化に追従して双腕
アーム２１及び２２が動作するように構成する。視線３
１の方向は視覚変更装置２４の動作を制御することによ
って変化させることができる。したがって、視覚装置２
３の動きを操作するだけで双腕アーム２１及び２２を遠
隔操作できることになる。

【００３４】同様に、第４の実施例及び第５の実施例で
は、図１２及び図１３に示したように視線３１を含んだ
面４１及び４２を、その視線３１の方向を変えて変化さ
せ、その変化に追従して双腕アーム２１及び２２が動作
するように構成することができる。例えば、図１２の視
覚装置２３が首を横に振るような動作をし、図１３の視
覚装置２３が首を縦に振るような動作をした場合、双腕
アーム２１及び２２はその動作に追従して動く。したが
って、この場合も視覚装置２３の動きを操作するだけで
双腕アーム２１及び２２を遠隔操作できることになる。

【００３５】また、第３の実施例及び第７の実施例で
は、図１０及び図１８に示したようにオペレータ１０が
任意に設定した軸３２、３５を対称軸としたが、この軸
３２等を変化させるときに、その変化に追従して双腕ア
ーム２１及び２２が動作するように構成する。したがっ
て、軸３１等の変化だけで双腕アーム２１及び２２を遠
隔操作できることになる。

【００３６】さらに、第６の実施例では、図１６に示し
たようにオペレータ１０が任意に設定した面４５を対称
面としたが、この面４５を変化させるときに、その変化
に追従して双腕アーム２１及び２２が動作するように構
成する。したがって、軸３１等の変化だけで双腕アーム
２１及び２２を遠隔操作できることになる。

【００３７】図２２は双腕アームの追従動作を実行する
フローチャートである。このフローチャートは、上記の
任意に設定した軸３２、面４５等に対して双腕アームに
対称動作を行わせるときに割り込みで実行される。 〔Ｓ１２１〕マスタアームの操作によって既に設定（指
定）されている軸または面を移動させたときの移動量等
を求める。 〔Ｓ１２２〕操作前の軸または面と各アームとの相対関
係を維持するように双腕アームを動かす。これにより、
双腕アームは軸または面に対して追従動作を行う。

【００３８】図２３は実際の作業例を示す図である。こ
こで、双腕アーム２１及び２２の各手先２１０及び２２
０が、対象物１００をつかんで他方の対象物１１０に設
けられた挿入口１１１に挿入する場合を説明する。オペ
レータ１０は、まず、視覚装置２３の視線３１を含む鉛
直方向の面４１０を、その面４１０が位置Ａにおいて対
象物１００を通るように設定する。次に、視覚変更装置
２４を軸２４Ａの回りに回転させ、視線３１の方向を変
化させると、その移動に伴って面４１０が、位置Ａから
位置Ｂに移動する。そのとき双腕アーム２１及び２２
は、面４１０の移動に追従して動作し、対象物１００を
位置Ａ側から位置Ｂ側に運ぶ。続いて、オペレータ１０
は、対象物１００を通る軸３２０を設定し、軸３２０に
沿って一方のアーム２１を鉛直下方に遠隔操作する。こ
の操作によって、対象物１００は挿入口１１１に嵌合さ
れる。挿入時に嵌め合いのずれが生じたときは、軸３２
０を中心とした回転動作を双腕アーム２１及び２２に行
わせたり、軸３２０の設定位置を変化させたりする。こ
の調整作業によって対象物１００の挿入が可能となる。

【００３９】図２４は本発明の双腕アームの遠隔操作方
式を実行するためのシステム構成図である。オペレータ
１０側は、モニタ１１、視覚変更装置用マスタアーム１
２、双腕アーム用マスタアーム１３、左右アーム切り替
え装置（スイッチ）１４、画像反転指令装置１５及びメ
ニュー選択装置（例えばキーボード）１６から構成され
る。視覚変更装置用マスタアーム１２は、その機能を双
腕アーム用マスタアーム１３に持たせることで、１つの
マスタアーム１３として構成してもよい。一方のロボッ
ト２０側は、視覚装置２３、視覚変更装置２４、双腕ア
ーム２１及び２２から構成される。

【００４０】処理装置８０は、オペレータ１０側から送
られてきた信号に基づいて、ロボット本体２０側に指令
信号を出力し、上記各実施例において述べたような双腕
アーム２１及び２２の遠隔操作を行う。

【００４１】例えば、オペレータ１０が双腕アーム用マ
スタアーム１３を操作し、マスタ制御装置３０からその
操作に応じた信号が処理装置８０に送られてくると、処
理装置８０は、その信号に基づいて、左右アーム切り替
え装置（スイッチ）１４によって選択された方のアーム
の遠隔操作を行う。この遠隔操作の指令信号は、双腕ア
ーム制御装置７１及び７２を経由してロボット２０側に
送られる。また、画像反転指令装置１５から画像反転指
令が送られてくると、画像反転装置５０を作動させてモ
ニタ１１に映し出される画像をを反転させる。さらに、
視線３１、視線３１を含む面４１、設定された軸３２ま
たは面４５等を対称軸、対称面とする双腕アーム２１、
２２の遠隔操作を行う。また、視線３１の方向、視線３
１を含む面４１、設定された軸３２または面４５等の移
動に追従する双腕アーム２１、２２の遠隔操作を行う。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、双腕ア
ームのうち、選択された方のアームの遠隔操作を双腕ア
ーム用に設けられた１つのマスタアームで行うように構
成した。したがって、従来２つ必要であったマスタアー
ムを１つにすることができ、コスト、スペースの節約が
可能となる。また、オペレータの片手が自由となるた
め、他の作業が可能になる。

【００４３】また、双腕アームのうち一方のアームを操
作すると、他方のアームが設定した軸や面等に対称に動
作するように構成した。このため、双腕アームのうち一
方のアームを操作することによって双腕アームの遠隔操
作が可能となる。したがって、１つのマスタアームで双
腕アームを遠隔操作できる。また、遠隔操作技術が簡単
になり、オペレータの操作性が大幅に向上する。

【００４４】さらに、設定した軸や面等の移動操作を行
うと双腕アームがその移動に追従して動作するように構
成した。このため、設定軸等の移動操作だけで双腕アー
ムの遠隔操作が可能となる。したがって、上述した場合
と同様に、遠隔操作技術が簡単になり、オペレータの操
作性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の原理を示すフローチャートであ
る。

【図２】本発明の第２の原理を示すフローチャートであ
る。

【図３】本発明の第３の原理を示すフローチャートであ
る。

【図４】ロボット側の構成を概略的に示す図である。

【図５】マスタ装置側の構成を概略的に示す図である。

【図６】１つのマスタアームによる双腕アームの遠隔操
作のフローチャートを示す図である。

【図７】画像反転の説明図であり、（Ａ）は双腕アーム
と対象物の関係を、（Ｂ）はモニタ画像を、（Ｃ）は反
転画像をそれぞれ示す。

【図８】本発明の第２の実施例を示す図である。

【図９】視線を軸として遠隔操作を行う際のフローチャ
ートを示す図である。

【図１０】本発明の第３の実施例を示す図である。

【図１１】任意に設定した軸を対称軸として遠隔操作を
行う際のフローチャートを示す図である。

【図１２】本発明の第４の実施例を示す図である。

【図１３】本発明の第５の実施例を示す図である。

【図１４】視線を含む面を対称面として遠隔操作を行う
際の第１段階のフローチャートを示す図である。

【図１５】視線を含む面を対称面として遠隔操作を行う
際の第２段階のフローチャートを示す図である。

【図１６】本発明の第６の実施例を示す図であり、
（Ａ）は側面から見た場合を、（Ｂ）は上面から見た場
合をそれぞれ示す。

【図１７】任意に設定した面を対称面として遠隔操作を
行う際のフローチャートを示す図である。

【図１８】本発明の第７の実施例を示す図である。

【図１９】任意に設定した軸を回転対称軸として遠隔操
作を行う際のフローチャートを示す図である。

【図２０】本発明の第８の実施例を示す図であり、
（Ａ）は側面から見た場合を、（Ｂ）は上面から見た場
合をそれぞれ示す。

【図２１】設定面及び設定面に垂直な軸の双方に対称な
動作を行わせる際のフローチャートを示す図である。

【図２２】双腕アームの追従動作を実行するフローチャ
ートである。

【図２３】実際の作業例を示す図である。

【図２４】本発明の双腕アームの遠隔操作方式を実行す
るためのシステム構成を示す図である。

【符号の説明】 １０ オペレータ １１ モニタ １３ 双腕アーム用マスタアーム（１つのマスタアー
ム） １４ スイッチ（左右アーム切り替え装置） １５ 画像反転指令装置 １６ メニュー選択装置 ２０ ロボット本体 ２１，２２ アーム（スレーブアーム） ２３ 視覚装置 ２４ 視覚変更装置 ３０ マスタ制御装置 ３１ 視線 ３２，３５，４６ 設定軸 ４１，４２，４６ 視線を含む面 ４５ 設定面 ５０ 画像反転装置 ６０ 視覚変更制御装置 ７１，７２ 双腕アーム制御装置 ８０ 処理装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モニタに映しだされたロボット側の作業
   風景を見て行う遠隔操作に応じて前記ロボット側の双腕
   アームに動作指令を出力する双腕アームの遠隔操作方式
   において、 前記双腕アームのうち、いずれのアームが選択されたか
   を判別し（ステップＳ１１）、 前記選択されたアームを前記双腕アーム用に設けられた
   １つのマスタアームに接続し（ステップＳ１２）、 前記１つのマスタアームの遠隔操作に応じて前記選択さ
   れたアームに動作指令を出力する（ステップＳ１３）こ
   とを特徴とする双腕アームの遠隔操作方式。
2. 【請求項２】 前記１つのマスタアームで遠隔操作を行
   う場合、前記モニタの画像を反転させて行うことを特徴
   とする請求項１記載の双腕アームの遠隔操作方式。
3. 【請求項３】 モニタに映しだされたロボット側の作業
   風景を見て行う遠隔操作に応じて前記ロボット側の双腕
   アームに動作指令を出力する双腕アームの遠隔操作方式
   において、 前記モニタの画像上に軸または面を設定し（ステップＳ
   ２１）、 マスタアーム操作により前記双腕アームのうち一方のア
   ームに対して動作指令を出力すると共に（ステップＳ２
   ２）、 前記一方のアームに対する動作指令に基づいて、他方の
   アームが前記設定した軸または面に対して対称な動作を
   行うように前記他方のアームに対する動作指令を出力す
   る（ステップＳ２３）ことを特徴とする双腕アームの遠
   隔操作方式。
4. 【請求項４】 前記設定した軸を回転軸とし、マスタア
   ームを操作して前記双腕アームのうち一方のアームを回
   転させると、他方のアームは反対方向に対称に回転する
   ことを特徴とする請求項３記載の双腕アームの遠隔操作
   方式。
5. 【請求項５】 前記設定した面に垂直な軸を設定し、マ
   スタアームを操作して前記双腕アームのうち一方のアー
   ムを動作させると、他方のアームが前記設定した面及び
   前記垂直な軸に対して対称な動作を行うことを特徴とす
   る双腕アームの遠隔操作方式。
6. 【請求項６】 モニタに映しだされたロボット側の作業
   風景を見て行う遠隔操作に応じて前記ロボット側の双腕
   アームに動作指令を出力する双腕アームの遠隔操作方式
   において、 前記モニタの画像上に軸または面を設定し（ステップＳ
   ３１）、 前記設定した軸または面に動作指令を出力すると共に
   （ステップＳ３２）、 前記設定した軸または面の動きに追従して前記双腕アー
   ムが動作するように前記双腕アームに対して動作指令を
   出力する（ステップＳ３３）ことを特徴とする双腕アー
   ムの遠隔操作方式。
7. 【請求項７】 前記設定した軸または面は、前記ロボッ
   ト側に設けられた視覚装置の視線または前記視線を通る
   面であり、前記設定した軸または面の動きは前記視覚装
   置の動きであることを特徴とする請求項１０記載の双腕
   アームの遠隔操作方式。