JPH068170A - マニピュレータのハンド位置制御方法 - Google Patents
マニピュレータのハンド位置制御方法Info
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- JPH068170A JPH068170A JP17098992A JP17098992A JPH068170A JP H068170 A JPH068170 A JP H068170A JP 17098992 A JP17098992 A JP 17098992A JP 17098992 A JP17098992 A JP 17098992A JP H068170 A JPH068170 A JP H068170A
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- arm
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- axis
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高電圧作業用に用いられるマニピュレータの
ハンド位置制御を高精度で行なえるようにする。 【構成】 マニピュレータは取付基部１に対して肩部
２、第一アーム３、第二アーム４、ハンド５から成り、
肩部２はθ0 軸、第一アーム３はθ1 、θ2 軸、第二ア
ーム４はθ3 軸の周りに回動自在で、ハンド５はα、
β、γ軸のそれぞれは駆動部６により指の開閉、ハンド
の旋回、上下首振りの各動作自在に駆動される。α、
β、γの各軸端には位置検出器５１、５２、５３が直接
取付けられ、その検出信号は超音波送信器１１から超音
波受信器１２へ送受信され、これを制御盤７内の制御回
路へフィードバックし、これに基づいてハンド５の位置
制御が行なわれる。
ハンド位置制御を高精度で行なえるようにする。 【構成】 マニピュレータは取付基部１に対して肩部
２、第一アーム３、第二アーム４、ハンド５から成り、
肩部２はθ0 軸、第一アーム３はθ1 、θ2 軸、第二ア
ーム４はθ3 軸の周りに回動自在で、ハンド５はα、
β、γ軸のそれぞれは駆動部６により指の開閉、ハンド
の旋回、上下首振りの各動作自在に駆動される。α、
β、γの各軸端には位置検出器５１、５２、５３が直接
取付けられ、その検出信号は超音波送信器１１から超音
波受信器１２へ送受信され、これを制御盤７内の制御回
路へフィードバックし、これに基づいてハンド５の位置
制御が行なわれる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高電圧部分作業用マ
ニピュレータのハンド位置制御方法に関する。
ニピュレータのハンド位置制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】架空配電線の高電圧部分の補修作業に用
いられるマニピュレータとして、肩部、第一アーム、第
二アーム、及びハンドから成る垂直多関節型マニピュレ
ータが開発されている。このマニピュレータは、感電、
短絡等の事故防止のため十分な絶縁性能を必要とし、こ
のため第一アームの一部の構成部材を絶縁材料とすると
共に第二アームを全て絶縁材料の構成部材から成る三重
管構造にしている。
いられるマニピュレータとして、肩部、第一アーム、第
二アーム、及びハンドから成る垂直多関節型マニピュレ
ータが開発されている。このマニピュレータは、感電、
短絡等の事故防止のため十分な絶縁性能を必要とし、こ
のため第一アームの一部の構成部材を絶縁材料とすると
共に第二アームを全て絶縁材料の構成部材から成る三重
管構造にしている。
【０００３】上記三重管構造の第二アームは、ハンド駆
動部を第二アームの後部に設け、この駆動部の３軸駆動
力を第二アーム内の中心シャフト、そのシャフト外周に
同心状に設けた第一パイプ、第二パイプを介してそれぞ
れ先端ハンドに伝達するように構成している。電気配線
は第一アームから第二アームのハンド駆動部までであ
り、そこから先には延びていない。中心シャフト、第
一、第二パイプ及び最外層の第三パイプはいずれもＦＲ
Ｐ等の絶縁材で作られ、第二アームから先の部分は電気
的に完全に絶縁されている。
動部を第二アームの後部に設け、この駆動部の３軸駆動
力を第二アーム内の中心シャフト、そのシャフト外周に
同心状に設けた第一パイプ、第二パイプを介してそれぞ
れ先端ハンドに伝達するように構成している。電気配線
は第一アームから第二アームのハンド駆動部までであ
り、そこから先には延びていない。中心シャフト、第
一、第二パイプ及び最外層の第三パイプはいずれもＦＲ
Ｐ等の絶縁材で作られ、第二アームから先の部分は電気
的に完全に絶縁されている。
【０００４】このような完全な絶縁構造として第二アー
ムを構成する絶縁上の制約から、先端ハンドの位置を制
御する方法として、先端３軸（α、β、γ軸）の位置検
出器をそれぞれ第二アームの先端軸駆動用モータに対し
て取り付け、その位置検出器が検出する位置信号に基づ
いて先端ハンドを制御する方法が採られている。
ムを構成する絶縁上の制約から、先端ハンドの位置を制
御する方法として、先端３軸（α、β、γ軸）の位置検
出器をそれぞれ第二アームの先端軸駆動用モータに対し
て取り付け、その位置検出器が検出する位置信号に基づ
いて先端ハンドを制御する方法が採られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のマ
ニピュレータの第二アームに取り付けた位置検出器から
の信号に基づいて先端ハンドの位置制御を行なう方法で
は、先端ハンドの３軸（α、β、γ軸）の回転は複数個
のギヤ、パイプ、シャフトを介して位置検出器の位置で
検出されるため、完全閉ループ系の位置フィードバック
を施す上でギヤ系バックラッシュ等の誤差を含み、位置
決め精度が劣るという問題がある。
ニピュレータの第二アームに取り付けた位置検出器から
の信号に基づいて先端ハンドの位置制御を行なう方法で
は、先端ハンドの３軸（α、β、γ軸）の回転は複数個
のギヤ、パイプ、シャフトを介して位置検出器の位置で
検出されるため、完全閉ループ系の位置フィードバック
を施す上でギヤ系バックラッシュ等の誤差を含み、位置
決め精度が劣るという問題がある。
【０００６】又、駆動軸の伝達経路中にギヤが組み込ま
れているため、全体の機構系が複雑になるという問題も
ある。
れているため、全体の機構系が複雑になるという問題も
ある。
【０００７】この発明は、上記従来のマニピュレータの
ハンド位置制御方法の問題点に留意して従来の第二アー
ムの絶縁構成を損うことなく位置決め精度を向上できる
ハンド位置制御方法を提供することを課題とする。
ハンド位置制御方法の問題点に留意して従来の第二アー
ムの絶縁構成を損うことなく位置決め精度を向上できる
ハンド位置制御方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
この発明は、アーム、ハンドを有する多関節マニピュレ
ータの先端ハンドの回転軸に直接取り付けた位置検出器
からの位置検出信号をハンドに取り付けた超音波送信器
を介して送信し、マニピュレータ取付基部側に設けた超
音波受信器でこれを受信してハンド駆動部の制御回路に
フィードバックし、このフイードバック信号に基づいて
ハンド位置制御をするマニピュレータのハンド位置制御
方法としたのである。
この発明は、アーム、ハンドを有する多関節マニピュレ
ータの先端ハンドの回転軸に直接取り付けた位置検出器
からの位置検出信号をハンドに取り付けた超音波送信器
を介して送信し、マニピュレータ取付基部側に設けた超
音波受信器でこれを受信してハンド駆動部の制御回路に
フィードバックし、このフイードバック信号に基づいて
ハンド位置制御をするマニピュレータのハンド位置制御
方法としたのである。
【０００９】
【実施例】以下この発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１０】図１、図２にこの発明の制御方法を実施す
るマニピュレータの全体を示す。図示のように、このマ
ニピュレータは、取付基部１に取り付けた肩部２と、そ
の先端に取り付けた第一アーム３、第二アーム４、及び
ハンド５とを備えている。Ｘは固定ベース部材である。
るマニピュレータの全体を示す。図示のように、このマ
ニピュレータは、取付基部１に取り付けた肩部２と、そ
の先端に取り付けた第一アーム３、第二アーム４、及び
ハンド５とを備えている。Ｘは固定ベース部材である。
【００１１】肩部２は取付基部１に対してθ0 軸の回り
に回転自在に取り付けられ、第一アーム３は肩部２に対
してθ1 軸、θ2 軸の回りに回転自在に取り付けられて
いる。
に回転自在に取り付けられ、第一アーム３は肩部２に対
してθ1 軸、θ2 軸の回りに回転自在に取り付けられて
いる。
【００１２】図３に示すように、θ0 軸は電動モータを
用いたθ0 軸駆動用モータ２１、θ1 、θ2 軸はラック
ピニオンをシリンダで駆動する駆動ユニット２２、２
３、θ3 はその軸端のスプロケットに巻回された無端チ
ェーンをシリンダで駆動する駆動ユニット２４によって
それぞれ回転される。上記シリンダは、それぞれ後で説
明するように油圧系内に設けた電磁弁によって制御され
る。
用いたθ0 軸駆動用モータ２１、θ1 、θ2 軸はラック
ピニオンをシリンダで駆動する駆動ユニット２２、２
３、θ3 はその軸端のスプロケットに巻回された無端チ
ェーンをシリンダで駆動する駆動ユニット２４によって
それぞれ回転される。上記シリンダは、それぞれ後で説
明するように油圧系内に設けた電磁弁によって制御され
る。
【００１３】第二アーム４は、中心シャフト４１の外周
に第一パイプ軸４２、第二パイプ軸４３、第三パイプ軸
４４を同心状に設けたものから成り、第二アーム４の後
部に取り付けた３軸駆動部６の駆動力を４１、４２、４
３の各軸を介してハンド５へ伝達するように構成されて
いる。この場合、第二アーム４の各軸の構成部材は、こ
の第二アームより先端部を第一アームに対して絶縁する
ため、それぞれＦＲＰ等の絶縁材を用いて形成してい
る。
に第一パイプ軸４２、第二パイプ軸４３、第三パイプ軸
４４を同心状に設けたものから成り、第二アーム４の後
部に取り付けた３軸駆動部６の駆動力を４１、４２、４
３の各軸を介してハンド５へ伝達するように構成されて
いる。この場合、第二アーム４の各軸の構成部材は、こ
の第二アームより先端部を第一アームに対して絶縁する
ため、それぞれＦＲＰ等の絶縁材を用いて形成してい
る。
【００１４】ハンド５は、第二アームに対してβ、γの
周りに回転自在で、α軸を回転させることによって指を
開閉させるように構成されており、これらの３軸は前記
３軸駆動部６のモータ（油圧）６１、６２、６３の駆動
力を第二アーム４内を通る前記４１、４２、４３の各軸
に伝達し、ギヤ機構内の各ギヤ（ベベルギヤ）を介して
駆動される。
周りに回転自在で、α軸を回転させることによって指を
開閉させるように構成されており、これらの３軸は前記
３軸駆動部６のモータ（油圧）６１、６２、６３の駆動
力を第二アーム４内を通る前記４１、４２、４３の各軸
に伝達し、ギヤ機構内の各ギヤ（ベベルギヤ）を介して
駆動される。
【００１５】上記ハンド５のα、β、γ軸にはその軸端
にそれぞれエンコーダを用いた位置検出器５１、５２、
５３が直接取り付けられている。この各検出器５１、５
２、５３からの検出信号は電気信号から超音波信号に変
換されて超音波送信器１１により送信される。なお、検
出器用の電源はハンド５内に設けたバッテリ（図示省
略）が用いられるものとする。
にそれぞれエンコーダを用いた位置検出器５１、５２、
５３が直接取り付けられている。この各検出器５１、５
２、５３からの検出信号は電気信号から超音波信号に変
換されて超音波送信器１１により送信される。なお、検
出器用の電源はハンド５内に設けたバッテリ（図示省
略）が用いられるものとする。
【００１６】図４に示すように、上記送信器１１からの
超音波信号は、取付基部１に取り付けられた超音波受信
器１２で受信された後電気信号に変換されて制御盤７内
に設けられた制御回路１３へフィードバックされる。
超音波信号は、取付基部１に取り付けられた超音波受信
器１２で受信された後電気信号に変換されて制御盤７内
に設けられた制御回路１３へフィードバックされる。
【００１７】制御回路１３は、この回路へ入力される操
作部からの信号（図示省略）により上記フィードバック
されたハンドの３つの位置信号に基づいてハンド５を所
定の位置へ移動、開閉して制御が行なえるように構成さ
れている。この制御回路１３の制御信号はそれぞれ電磁
弁１４、１５、１６へ送られ、これらの電磁弁を開閉す
ることによって、α、β、γ軸駆動用のモータ６１、６
２、６３を回転駆動する。
作部からの信号（図示省略）により上記フィードバック
されたハンドの３つの位置信号に基づいてハンド５を所
定の位置へ移動、開閉して制御が行なえるように構成さ
れている。この制御回路１３の制御信号はそれぞれ電磁
弁１４、１５、１６へ送られ、これらの電磁弁を開閉す
ることによって、α、β、γ軸駆動用のモータ６１、６
２、６３を回転駆動する。
【００１８】なお、この実施例ではモータ６１、６２、
６３は油圧モータとしたのでその正転、逆転を電磁弁１
４、１５、１６で制御することとしたが、上記モータ６
１〜６３を電動モータとするときは電磁弁１４〜１６は
不要であり、上記制御信号で直接正転、逆転の制御をす
るようにすればよい。
６３は油圧モータとしたのでその正転、逆転を電磁弁１
４、１５、１６で制御することとしたが、上記モータ６
１〜６３を電動モータとするときは電磁弁１４〜１６は
不要であり、上記制御信号で直接正転、逆転の制御をす
るようにすればよい。
【００１９】
【効果】以上詳細に説明したように、この発明による制
御方法では先端ハンドの位置検出器をその軸に直接取り
付け位置検出信号を超音波で送受信して制御回路にフィ
ードバックし、その信号に基づいてハンド位置を操作す
るようにしたから、第二アームの絶縁構造上の制約があ
るにも拘らず、先端ハンドの回転軸の位置検出が直接で
き、位置決め精度を向上させ極めて正確なハンド操作が
可能となるという利点が得られる。
御方法では先端ハンドの位置検出器をその軸に直接取り
付け位置検出信号を超音波で送受信して制御回路にフィ
ードバックし、その信号に基づいてハンド位置を操作す
るようにしたから、第二アームの絶縁構造上の制約があ
るにも拘らず、先端ハンドの回転軸の位置検出が直接で
き、位置決め精度を向上させ極めて正確なハンド操作が
可能となるという利点が得られる。
【図１】マニピュレータの全体構成の概略図
【図２】図１のマニピュレータの平面図
【図３】駆動機構の全体概略図
【図４】ハンドの位置制御を行なう回路の全体ブロック
図
図
１ 取付基部 ２ 肩部 ３ 第一アーム ４ 第二アーム ５ ハンド ６ 駆動部 ７ 制御盤 １１ 超音波送信器 １２ 超音波受信器 １３ 制御回路 ５１、５２、５３ 位置センサ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年９月１８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】図３に示すように、θ０軸は油圧あるいは
電動モータを用いたθ０軸駆動用モータ２１、θ１、θ
２軸はラックピニオンをシリンダで駆動する駆動ユニッ
ト２２、２３、θ３はその軸端のスプロケットに巻回さ
れた無端チェーンをシリンダで駆動する駆動ユニット２
４によってそれぞれ回転される。上記シリンダは、それ
ぞれ後で説明するように油圧系内に設けた電磁弁によっ
て制御される。
電動モータを用いたθ０軸駆動用モータ２１、θ１、θ
２軸はラックピニオンをシリンダで駆動する駆動ユニッ
ト２２、２３、θ３はその軸端のスプロケットに巻回さ
れた無端チェーンをシリンダで駆動する駆動ユニット２
４によってそれぞれ回転される。上記シリンダは、それ
ぞれ後で説明するように油圧系内に設けた電磁弁によっ
て制御される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】ハンド５は、第二アームに対してβ、γの
周りに回転自在で、α軸を回転させることによって先端
に取り付ける工具を回転させるように構成されており、
これらの３軸は前記３軸駆動部６のモータ（油圧）６
１、６２、６３の駆動力を第二アーム４内を通る前記４
１、４２、４３の各軸に伝達し、ギヤ機構内の各ギヤ
（ベベルギヤ）を介して駆動される。
周りに回転自在で、α軸を回転させることによって先端
に取り付ける工具を回転させるように構成されており、
これらの３軸は前記３軸駆動部６のモータ（油圧）６
１、６２、６３の駆動力を第二アーム４内を通る前記４
１、４２、４３の各軸に伝達し、ギヤ機構内の各ギヤ
（ベベルギヤ）を介して駆動される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】制御回路１３は、この回路へ入力される操
作部からの信号（図示省略）と上記フィードバックされ
たハンドの３つの位置信号に基づいてハンド５を所定の
位置へ移動、開閉して制御が行なえるように構成されて
いる。この制御回路１３の制御信号はそれぞれ電磁弁１
４、１５、１６へ送られ、これらの電磁弁を開閉するこ
とによって、α、β、γ軸駆動用のモータ６１、６２、
６３を回転駆動する。
作部からの信号（図示省略）と上記フィードバックされ
たハンドの３つの位置信号に基づいてハンド５を所定の
位置へ移動、開閉して制御が行なえるように構成されて
いる。この制御回路１３の制御信号はそれぞれ電磁弁１
４、１５、１６へ送られ、これらの電磁弁を開閉するこ
とによって、α、β、γ軸駆動用のモータ６１、６２、
６３を回転駆動する。
Claims (1)
- 【請求項１】 アーム、ハンドを有する多関節マニピュ
レータの先端ハンドの回転軸に直接取り付けた位置検出
器からの位置検出信号をハンドに取り付けた超音波送信
器を介して送信し、マニピュレータ取付基部側に設けた
超音波受信器でこれを受信してハンド駆動部の制御回路
にフィードバックし、このフイードバック信号に基づい
てハンド位置制御をするマニピュレータのハンド位置制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17098992A JPH068170A (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | マニピュレータのハンド位置制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17098992A JPH068170A (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | マニピュレータのハンド位置制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH068170A true JPH068170A (ja) | 1994-01-18 |
Family
ID=15915063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17098992A Pending JPH068170A (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | マニピュレータのハンド位置制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068170A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH106273A (ja) * | 1996-06-20 | 1998-01-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 産業用ロボット |
-
1992
- 1992-06-29 JP JP17098992A patent/JPH068170A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH106273A (ja) * | 1996-06-20 | 1998-01-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 産業用ロボット |
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