JPH0577174A - ロボツト制御装置 - Google Patents
ロボツト制御装置Info
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- JPH0577174A JPH0577174A JP3240070A JP24007091A JPH0577174A JP H0577174 A JPH0577174 A JP H0577174A JP 3240070 A JP3240070 A JP 3240070A JP 24007091 A JP24007091 A JP 24007091A JP H0577174 A JPH0577174 A JP H0577174A
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 操作側と作業側間に通信伝達遅延が生じる場
合にも作業アームと作業対象物との干渉を避ける操作軌
道を発生することが可能なロボット制御装置を提供す
る。 【構成】 干渉チェック手段２は、操作アーム１１の出
力と環境モデル１の出力情報５０を基に作業アーム２１
と作業対象物との干渉を検出し、かつ操作アームの操作
特性として、干渉を避け得る方向は柔らかく、干渉を引
き起こす方向は硬くするよう操作アームの操作特性を設
定する。モデル表示手段３及びディスプレイ４は、操作
アーム出力と環境モデル情報を基に現在の作業アームの
形状及び作業対象物を表示する。操作アームコントロー
ラは、干渉チェック手段１０の出力に応答し、操作アー
ム１１を制御するとともに、操作信号を作業アームコン
トローラ２０と干渉チェック手段２とモデル表示手段３
とに供給する。
合にも作業アームと作業対象物との干渉を避ける操作軌
道を発生することが可能なロボット制御装置を提供す
る。 【構成】 干渉チェック手段２は、操作アーム１１の出
力と環境モデル１の出力情報５０を基に作業アーム２１
と作業対象物との干渉を検出し、かつ操作アームの操作
特性として、干渉を避け得る方向は柔らかく、干渉を引
き起こす方向は硬くするよう操作アームの操作特性を設
定する。モデル表示手段３及びディスプレイ４は、操作
アーム出力と環境モデル情報を基に現在の作業アームの
形状及び作業対象物を表示する。操作アームコントロー
ラは、干渉チェック手段１０の出力に応答し、操作アー
ム１１を制御するとともに、操作信号を作業アームコン
トローラ２０と干渉チェック手段２とモデル表示手段３
とに供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は遠隔操作ロボット制御装
置に於て作業アームと作業対象物との干渉を避ける操作
軌道を発生させるロボット制御装置に関するものであ
る。
置に於て作業アームと作業対象物との干渉を避ける操作
軌道を発生させるロボット制御装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、人間による操作アームの駆動結果
を作業アームに転送し、作業アームの軌道を制御し、か
つ作業アームに加わる力情報を操作アームに逆送するバ
イラテレラル遠隔ロボット制御装置があった。
を作業アームに転送し、作業アームの軌道を制御し、か
つ作業アームに加わる力情報を操作アームに逆送するバ
イラテレラル遠隔ロボット制御装置があった。
【０００３】この装置において、操作アームの関節角若
しくは手先座標は逐次計測され、直ちに作業アームへ転
送されることにより、操作アームと作業アームの一致し
た動作を実現する。また、同時に作業アーム手先にかか
る力を作業アーム側にて検出して操作アーム側へ転送す
ることにより、操作をする人間に対して操作反力を発生
させる機能を持つ。
しくは手先座標は逐次計測され、直ちに作業アームへ転
送されることにより、操作アームと作業アームの一致し
た動作を実現する。また、同時に作業アーム手先にかか
る力を作業アーム側にて検出して操作アーム側へ転送す
ることにより、操作をする人間に対して操作反力を発生
させる機能を持つ。
【０００４】操作反力の検出により、操作者は作業アー
ムが作業対象物若しくはなんらかの障害物と干渉、即ち
接触していることを関知することができ、過度の駆動に
より対象物または作業アームの損傷を避けることができ
る。
ムが作業対象物若しくはなんらかの障害物と干渉、即ち
接触していることを関知することができ、過度の駆動に
より対象物または作業アームの損傷を避けることができ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のロボット制
御装置では操作アーム側の操作による作業アーム手先動
作の指定が可能であり、作業アーム先端にかかる力の操
作アームへの逆送もまた可能であった。ところが、宇宙
ロボットの地上からの操作、深海作業ロボットの海上か
らの操作など、操作側と作業側間にて通信遅延が生じる
場合、作業アームが作業対象物と接触した時点から検出
力の逆送により操作アームに操作反力が生じる時点の間
に時間遅れが生じる。このため、操作側にて反力を感じ
た時点において作業アームは既に更に移動しているた
め、作業対象物または作業アームそのものを大きく損傷
してしまうという課題があった。
御装置では操作アーム側の操作による作業アーム手先動
作の指定が可能であり、作業アーム先端にかかる力の操
作アームへの逆送もまた可能であった。ところが、宇宙
ロボットの地上からの操作、深海作業ロボットの海上か
らの操作など、操作側と作業側間にて通信遅延が生じる
場合、作業アームが作業対象物と接触した時点から検出
力の逆送により操作アームに操作反力が生じる時点の間
に時間遅れが生じる。このため、操作側にて反力を感じ
た時点において作業アームは既に更に移動しているた
め、作業対象物または作業アームそのものを大きく損傷
してしまうという課題があった。
【０００６】本発明の目的はこの課題を解決したロボッ
ト制御装置を提供することにある。
ト制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】操作アームを人間が駆動
することにより作業アームを遠隔操作するロボット制御
装置において、前記作業アームと作業対象物を含む環境
モデルと、前記操作アームの出力と環境モデル情報を基
に前記作業アームと作業対象物との干渉を検出し、かつ
前記操作アームの操作特性として、干渉を避け得る方向
は柔らかく、干渉を引き起こす方向は硬くするよう前記
操作アームの操作特性を設定する干渉チェック手段と、
前記操作アームの出力と環境モデル情報を基に現在の作
業アームの形状及び作業対象物を表示するモデル表示手
段及びディスプレイと、前記作業アーム及び作業アーム
先端位置を外部より実時間にて変更・設定可能な作業ア
ームコントローラと、前記干渉チェック手段の出力に応
答し前記操作アームを制御するとともに操作信号を前記
作業アームコントローラと前記干渉チェック手段とモデ
ル表示手段に供給する操作アームコントローラと、から
なるロボット制御装置。
することにより作業アームを遠隔操作するロボット制御
装置において、前記作業アームと作業対象物を含む環境
モデルと、前記操作アームの出力と環境モデル情報を基
に前記作業アームと作業対象物との干渉を検出し、かつ
前記操作アームの操作特性として、干渉を避け得る方向
は柔らかく、干渉を引き起こす方向は硬くするよう前記
操作アームの操作特性を設定する干渉チェック手段と、
前記操作アームの出力と環境モデル情報を基に現在の作
業アームの形状及び作業対象物を表示するモデル表示手
段及びディスプレイと、前記作業アーム及び作業アーム
先端位置を外部より実時間にて変更・設定可能な作業ア
ームコントローラと、前記干渉チェック手段の出力に応
答し前記操作アームを制御するとともに操作信号を前記
作業アームコントローラと前記干渉チェック手段とモデ
ル表示手段に供給する操作アームコントローラと、から
なるロボット制御装置。
【０００８】
【実施例】本発明の具体的な実施例について図面を用い
て説明する。
て説明する。
【０００９】図１は本発明に従うロボット制御装置の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【００１０】作業アーム２１は、操作者による操作アー
ム１１の駆動により動作の指示を受け、所望の作業を遂
行する。両者のアームはそれぞれ操作アームコントロー
ラ１０、作業アームコントローラ２０により駆動・制御
される。操作アームコントローラ１０の出力は操作信号
３０として作業アームコントローラ２０と接続されると
同時に干渉チェック手段２及びモデル表示手段３へも供
給される。この構成により、最も短時間にて操作アーム
１１が発生する操作信号３０が作業アームコントローラ
２０、干渉チェック手段２及びモデル表示手段３へ供給
される。
ム１１の駆動により動作の指示を受け、所望の作業を遂
行する。両者のアームはそれぞれ操作アームコントロー
ラ１０、作業アームコントローラ２０により駆動・制御
される。操作アームコントローラ１０の出力は操作信号
３０として作業アームコントローラ２０と接続されると
同時に干渉チェック手段２及びモデル表示手段３へも供
給される。この構成により、最も短時間にて操作アーム
１１が発生する操作信号３０が作業アームコントローラ
２０、干渉チェック手段２及びモデル表示手段３へ供給
される。
【００１１】作業アーム２１及び作業アームコントロー
ラ２０は、作業アーム２１の先端位置を外部より実時間
にて変更・設定可能な構成をとる。
ラ２０は、作業アーム２１の先端位置を外部より実時間
にて変更・設定可能な構成をとる。
【００１２】操作アーム１１は先端を人間が直接把持し
て操作可能な力制御型操作アームであり、操作アームコ
ントローラ１０は前記力制御型操作特性を実現する構成
であるとともに、その操作特性を外部からの制御パラメ
ータ変更指令４０により実時間にて変更・設定可能であ
る構成を取る。力制御型操作アーム制御方式としては、
第一として操作アーム１１先端への印加力を指定値に保
つ動作を実現する力制御、第二として操作アーム１１先
端への印加力に対する剛性を制御するコンプライアンス
制御、第三として前記剛性のみならず粘性及び加速度的
応答を制御するインピーダンス制御、第四として位置制
御及び前記三種の制御方式を取り混ぜたハイブリッド制
御、等、人間による操作力に対して追従アーム先端動作
が可能な方式であれば、いずれも適用可能である。
て操作可能な力制御型操作アームであり、操作アームコ
ントローラ１０は前記力制御型操作特性を実現する構成
であるとともに、その操作特性を外部からの制御パラメ
ータ変更指令４０により実時間にて変更・設定可能であ
る構成を取る。力制御型操作アーム制御方式としては、
第一として操作アーム１１先端への印加力を指定値に保
つ動作を実現する力制御、第二として操作アーム１１先
端への印加力に対する剛性を制御するコンプライアンス
制御、第三として前記剛性のみならず粘性及び加速度的
応答を制御するインピーダンス制御、第四として位置制
御及び前記三種の制御方式を取り混ぜたハイブリッド制
御、等、人間による操作力に対して追従アーム先端動作
が可能な方式であれば、いずれも適用可能である。
【００１３】干渉チェック手段２は、操作信号３０と環
境モデル情報５０を基に作業アーム２１と作業対象物と
の干渉を検出する。干渉検出の結果、操作アーム１１の
操作特性として、干渉を避け得る方向は柔らかく、干渉
を引き起こす方向は硬くするよう操作アームコントロー
ラ１０への制御パラメータ指令４０を生成する。この動
作を短いサイクル時間毎に繰り返すことにより、作業ア
ームによる力情報を用いること無く環境モデル情報５０
のみに基ずく操作アーム１１への操作反力の実時間発生
が可能となる。
境モデル情報５０を基に作業アーム２１と作業対象物と
の干渉を検出する。干渉検出の結果、操作アーム１１の
操作特性として、干渉を避け得る方向は柔らかく、干渉
を引き起こす方向は硬くするよう操作アームコントロー
ラ１０への制御パラメータ指令４０を生成する。この動
作を短いサイクル時間毎に繰り返すことにより、作業ア
ームによる力情報を用いること無く環境モデル情報５０
のみに基ずく操作アーム１１への操作反力の実時間発生
が可能となる。
【００１４】モデル表示手段３及びディスプレイ４は、
操作信号３０と環境モデル情報５０を基に現在の作業ア
ームの形状及び作業対象物を表示する。モデル表示手段
３として高速なソリッドモデル表示が可能であるグラフ
ィックワークステーションを利用することにより、操作
アーム１１の操作と同期して現実の作業アーム２１及び
作業環境の画像を模擬的にディスプレイ４へ表示可能で
ある。
操作信号３０と環境モデル情報５０を基に現在の作業ア
ームの形状及び作業対象物を表示する。モデル表示手段
３として高速なソリッドモデル表示が可能であるグラフ
ィックワークステーションを利用することにより、操作
アーム１１の操作と同期して現実の作業アーム２１及び
作業環境の画像を模擬的にディスプレイ４へ表示可能で
ある。
【００１５】環境モデル１は、作業アーム２１と作業対
象物を含む作業環境に関する形状モデルを保持する。
象物を含む作業環境に関する形状モデルを保持する。
【００１６】以上本発明に従うロボット制御装置によれ
ば、操作者はディスプレイ４に表示される作業アーム２
１及びその作業環境画像を注視しながら操作アーム１１
を操作することにより、遠隔地にある作業アーム２１の
動作を教示可能である。また、作業アーム２１が作業対
象物、障害物などの作業環境と接触する場合、干渉チェ
ック手段２が発生する制御パラメータ指令４０に基ずき
操作アーム１１の操作力が変化する。上記作業環境画像
による視覚情報及び、操作力変化による力覚情報の組合
せにより、高い信頼性かつ実時間にて作業アーム２１が
作業対象物に接触することの無い操作信号３０を発生す
ることが可能となる。
ば、操作者はディスプレイ４に表示される作業アーム２
１及びその作業環境画像を注視しながら操作アーム１１
を操作することにより、遠隔地にある作業アーム２１の
動作を教示可能である。また、作業アーム２１が作業対
象物、障害物などの作業環境と接触する場合、干渉チェ
ック手段２が発生する制御パラメータ指令４０に基ずき
操作アーム１１の操作力が変化する。上記作業環境画像
による視覚情報及び、操作力変化による力覚情報の組合
せにより、高い信頼性かつ実時間にて作業アーム２１が
作業対象物に接触することの無い操作信号３０を発生す
ることが可能となる。
【００１７】
【発明の効果】本発明に従うロボット制御装置によれ
ば、遠隔地にある作業アームの動作を操作アームの駆動
により教示可能である。操作者はディスプレイに表示さ
れる作業アーム及びその作業環境画像を注視しながら操
作アームを操作可能であり、かつディスプレイ内の作業
アーム像は操作アームの駆動に対して時間遅れなく追従
するため、時間遅れを伴う遠隔地の作業アームの実画像
を参考にする場合と比べて大幅に作業効率を向上可能で
ある。
ば、遠隔地にある作業アームの動作を操作アームの駆動
により教示可能である。操作者はディスプレイに表示さ
れる作業アーム及びその作業環境画像を注視しながら操
作アームを操作可能であり、かつディスプレイ内の作業
アーム像は操作アームの駆動に対して時間遅れなく追従
するため、時間遅れを伴う遠隔地の作業アームの実画像
を参考にする場合と比べて大幅に作業効率を向上可能で
ある。
【００１８】さらにディスプレイ内のアーム像と作業対
象物体が接触する場合ただちに操作アームの操作力が変
化するため、上記作業環境画像による視覚情報のみの場
合と比べ、更に高い信頼性かつ実時間にて作業アームが
作業対象物に接触することの無い操作信号を発生するこ
とが可能である、という大きな特徴がある。
象物体が接触する場合ただちに操作アームの操作力が変
化するため、上記作業環境画像による視覚情報のみの場
合と比べ、更に高い信頼性かつ実時間にて作業アームが
作業対象物に接触することの無い操作信号を発生するこ
とが可能である、という大きな特徴がある。
【００１９】干渉チェック手段、モデル表示手段、作業
アームコントローラが、それぞれ独立して操作アームコ
ントローラが出力する操作信号を同時に入力とするた
め、操作アームの駆動に対し、応答の早いロボットモデ
ル表示及び計算により発生した操作反力の発生が可能で
ある。このため、本発明によれば、ロボットモデルの動
き及び干渉チェックの処理を最短化できるロボット制御
装置が得られる。
アームコントローラが、それぞれ独立して操作アームコ
ントローラが出力する操作信号を同時に入力とするた
め、操作アームの駆動に対し、応答の早いロボットモデ
ル表示及び計算により発生した操作反力の発生が可能で
ある。このため、本発明によれば、ロボットモデルの動
き及び干渉チェックの処理を最短化できるロボット制御
装置が得られる。
【００２０】以上述べた本発明によれば前記従来の課題
を解決したロボット制御装置が得られる。
を解決したロボット制御装置が得られる。
【図１】本発明に従うロボット制御装置の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
１ 環境モデル ２ 干渉チェック手段 ３ モデル表示手段 ４ ディスプレイ １０ 操作アームコントローラ １１ 操作アーム ２０ 作業アームコントローラ ２１ 作業アーム ３０ 操作信号 ４０ 制御パラメータ指令 ５０ 環境モデル情報
Claims (1)
- 【請求項１】 操作アームを人間が駆動することにより
作業アームを遠隔操作するロボット制御装置において、 前記作業アームと作業対象物を含む環境モデルと、 前記操作アームの出力と環境モデル情報を基に前記作業
アームと作業対象物との干渉を検出し、かつ前記操作ア
ームの操作特性として、干渉を避け得る方向は柔らか
く、干渉を引き起こす方向は硬くするよう前記操作アー
ムの操作特性を設定する干渉チェック手段と、 前記操作アームの出力と環境モデル情報を基に現在の作
業アームの形状及び作業対象物を表示するモデル表示手
段及びディスプレイと、 前記作業アーム及び作業アーム先端位置を外部より実時
間にて変更・設定可能な作業アームコントローラと、 前記干渉チェック手段の出力に応答し前記操作アームを
制御するとともに操作信号を前記作業アームコントロー
ラと前記干渉チェック手段とモデル表示手段に供給する
操作アームコントローラと、からなるロボット制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3240070A JPH0577174A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | ロボツト制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3240070A JPH0577174A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | ロボツト制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0577174A true JPH0577174A (ja) | 1993-03-30 |
Family
ID=17054047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3240070A Pending JPH0577174A (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | ロボツト制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0577174A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0724767A (ja) * | 1993-07-15 | 1995-01-27 | Toshiba Corp | ロボットの遠隔操作装置 |
| JP2009006410A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 遠隔操作支援装置および遠隔操作支援プログラム |
| CN103302668A (zh) * | 2013-05-22 | 2013-09-18 | 东南大学 | 基于Kinect的空间遥操作机器人的控制系统及其方法 |
| JP2019217557A (ja) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | 株式会社東芝 | 遠隔操作方法及び遠隔操作システム |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5593485U (ja) * | 1978-12-20 | 1980-06-28 | ||
| JPS6144584A (ja) * | 1984-08-06 | 1986-03-04 | 工業技術院長 | コンプライアンス写像型バイラテラル制御式遠隔操作装置 |
| JPH01209505A (ja) * | 1988-02-17 | 1989-08-23 | Toshiba Corp | 遠隔操作ロボットの教示装置 |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP3240070A patent/JPH0577174A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5593485U (ja) * | 1978-12-20 | 1980-06-28 | ||
| JPS6144584A (ja) * | 1984-08-06 | 1986-03-04 | 工業技術院長 | コンプライアンス写像型バイラテラル制御式遠隔操作装置 |
| JPH01209505A (ja) * | 1988-02-17 | 1989-08-23 | Toshiba Corp | 遠隔操作ロボットの教示装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0724767A (ja) * | 1993-07-15 | 1995-01-27 | Toshiba Corp | ロボットの遠隔操作装置 |
| JP2009006410A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 遠隔操作支援装置および遠隔操作支援プログラム |
| CN103302668A (zh) * | 2013-05-22 | 2013-09-18 | 东南大学 | 基于Kinect的空间遥操作机器人的控制系统及其方法 |
| JP2019217557A (ja) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | 株式会社東芝 | 遠隔操作方法及び遠隔操作システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19971118 |