JPS5964280A - マスタ・スレ−ブ形サ−ボマニユピユレ−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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、マスク・スレーブ形サーボマニピュレータの
改良に関する。

〔発明の背景技術およびその問題点〕

悪環境下で作業しなければならないような場合、人間に
代ってマニピュレータに作業を行なわせることが広く採
用されている。

このようなマニピュレータとしては、６ｊ々のものが考
えられているが、そのなかにマスク・スレーブ形サーボ
マニピュレータかあｆる。これは、人間の腕および手に
類似し、かつ互いに相似（但しハンド夾部は異なる。）
に形成された主動アームと従動アームと金設け、主動ア
ームを操作者が操作することによって上記主動アームと
相似的な動きを従動アームに行なわせるようＶこしたも
ので、他のマニピュレータに較べて操作性に勝れている
利点をるｉｉ］えている。

シカし々から、従来のこの種のマニピュレータにあって
は、操作者の手箱より先の動きだけ全従動アームに伝え
るようｖＣ構成さ才している。

このため、操作者の前腕や刑の動きが従動アームに正確
に伝わらず、したがって狭い空間内で作業するときには
、従動アームの各部位し、しこ注意を払いながら操作し
なければならない不便さかあった。また、操作者の手首
の回転が従動アーム側に正確に伝わり難く、このため、
いわゆる手先の細い作業を従動側に行なわせることが困
難であった。

〔発明の目的〕

本発明は、このようが事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、操作者の腕や手首の動きを主動
アームを介して従動アームに正確に伝えることができ、
もって従動側に手先のＡ’ｌｌｌかい作業端も十分に行
々わせ得る操作性に勝れたマスク・スレーブ形サーボマ
ニピュレータを提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、主動アームの前腕部に操作者の前腕を上記前
腕部と平行に保持する保持機構を設けたことと主動アー
ムの手首部よシ先端側に回転中心線を上記操作者の手の
中心線にほぼ一致させて上記操作者の手首の回転を検出
するセンサもしくは手首の回転１トルクを伝達する機構
を設けたことを特徴どしている。

〔発明の効果〕

上記のように保持機構を設けているので、主動アームの
前腕部や肘部を操作者のそれと全く同じように移動させ
ることができ、これによって、従動アームの前腕部や肘
も操作者の動きと同じように移動させることができる。

したがって、従来のものに較べて操作性を大幅に向上さ
せることができる。壕だ、操作者の手首の回転を検出す
るセンサあるいは手首の回転トルクを伝達する機構を前
記関係に設けているので、前記保持機構を設けたことと
相俟ってこれらに手首の回転の動きを無理なく、かつ速
やかに伝えることができる。したがって、操作の困難化
を招くことなしに従動側に、いわゆる手先の細かい作業
等を行なわせることができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面？参照し７ながら説明する
。

第１図は本発明の一実施例に係るマスク・スレーブ形ザ
ーボマニピュレータの主要部を示すもので、同図（、）
の１８は主動アームを、また同図（ｂ）の１ｂは手首部
まで主動アーム１ａと相似な構造に形成された従動アー
ムを示している。

主動アーム１ａは、図中実線矢印Ａ、Ｂで示す方向に回
動自在な上腕部２ａと、前腕部３ａと、この前腕部３８
を上腕部２ａに対して図中実線矢印Ｃで示す方向に回動
自在に支持する肘関節部４ａと、前腕’ｆ４１５３ａの
先端部に取付けられ図中実線矢印り、Ｅで示す方向に回
動自在な関節ＷＳ５ａ　＋　６　ｂから々る手首関節部
７ａと・上記関節部６ａに一端が連結され、他端側か関
節部６ａの回転軸と直交するように上方向に折ｉ］曲っ
だ部材８と、この部材８の先端に取シ付けられたたとえ
ば回転角検出用のセンサ９と、このセンサ９の回転軸に
回転自在に連結された握持部材１０と、この握持部材１
０に数句けられ握持力を検出するセンサ１１とで構成さ
れている。そして、前腕部３ａには、図示の如く操作者
の前腕２ノを前腕′・部３ａと平行に保持する保持機構
２２ａ、２２’ｂが取９付けられている。

これら保持機構２２ｇ、２２ｂは第３図に示すように前
腕部３ａに固定され、金属材あるいは合成樹脂等によっ
て前腕が嵌入し得るＣ字状に形成されている。そして、
前記センサ９−１第１図（ａ）に示すように操作者が前
腕２１を保持機構２２ａ、２２ｂに保持させて握持部１
０ｆ握ったとき、その回転軸が手２３の中心線２４上に
位置するように前記部材８に固定されている〇 一方、従動アーム１ｂは、前記主動アーム１ａと同様に
上腕部２ｂ’−肘関節部４ｂ、前腕部３ｂ手首関節部７
ｂ、手首の回転用関節部、ヲ１およびハンド部３２とで
構成されている。そして、主動アーム１ａの各関節には
、回動角全検串するセンサ（図示せず。）が取υ付けて
あシ、このセンサの出力によって従動アーム１ｂの各関
節に取り付けられたサーボモータ（図示せず）が回転す
るようになっている。また、手首の回転用関節部３１は
、センサ９の出力によってｉＮ！１省１＋ざノｒ、　Ｚ
）ザーン）？モータによって′ｆＩＪＩＪ御され、さら
にバンドｆｑ’＋　３２ｆセンサ１ノの出力によって制
御さＪｌ、るザーγＪ！モータによって制御さｉする。

な鰺　第２図中２５　ａ、　１２５ｂは握り易くするだ
めの突起を示Ｉ７ている。

したがって、上記＋１４成であると、保持機構２２１１
、＋　２２　ｂによって操作者の前腕２ノが前腕部３ａ
に平行に保持されているので、従動アーム１ｂの前腕部
３ｂは仲作者の前腕２１と全く同じ動き會することにな
り、従来のものに較べて大幅に操作性ケ向上させること
ができる。

また、操作者の手首の回転を検出するセンサ９の回転中
心線全前記のように保持された操作者の十の中心線２４
上に位置させているので、センサ９を操作者の手許の回
転に敏感に感応させることができる。したがって、操作
者の手首の細かい動きを従動側に伝えることができるの
で、一層、操作性を向上させることができ、結局、前述
した効果がイ（Ｉられる。

なお、上述した実施千〇では、主動側に操作者の手首の
回転を検出するセンサ９４−取りイ１］けでいるが回転
トルクを伝達する槻４１’ｆ　ＶＣｊ１′ζイき代える
こともできる。また、主動（ｆｉｌｌがいわゆる片腕だ
けの場合には、バンドによって保揚機＋Ｍを構成しても
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　（ｂ）は本発明の一実施例に係るマニピ
ュレータの俄部構成図、第２図は第１図におけるＸ−Ｘ
線矢視図、第３図は同マニピュレータにおける保持機構
の正面図である。 １ａ・・・主動アーム、１ｂ、・・・従動アーム、３ａ
１３ｂ・・・前腕部、９・・・センサ、１０・・・握持
部、２１−・・前腕、２２　ａ　、　２２　ｂ−保持機
構、３２・・・ハンド音じ。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 −（０） （ｂ） 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主動アームと従動アームとが手首部まで相似な構造で、
   ハンド部の構造だけが異なるマスクスレーブ形ザーボマ
   ニピュレータにおいて、主動アームの前腕部に操作者の
   前腕を上記前腕部と平行に保持する保持機構を設けると
   ともに上ｔｆＧ主動アームの手首部より先端側に回転中
   心線を上記操作者の手の中心線にほぼ一致させて上記操
   作者の手もの回転を検出するセンサもしくは手前°の回
   転ｌ・ルクを伝達する機構を設けてなることを特徴とす
   るマスク・スレーブ形す−デマニビュレータ。