JPS5988280A - 多関節アームの制御方法 - Google Patents
多関節アームの制御方法Info
- Publication number
- JPS5988280A JPS5988280A JP19345682A JP19345682A JPS5988280A JP S5988280 A JPS5988280 A JP S5988280A JP 19345682 A JP19345682 A JP 19345682A JP 19345682 A JP19345682 A JP 19345682A JP S5988280 A JPS5988280 A JP S5988280A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- joint
- arm
- stereoscopic
- target point
- television camera
- 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.)
- Granted
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- Numerical Control (AREA)
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。
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］益な空間
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。
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か中に入っ
て内部の様子を検査したり、作業をしたりすることか、
空間的制限や高放射線領域と云っ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。
体内部の如く、大きな開口部を設置して人間か中に入っ
て内部の様子を検査したり、作業をしたりすることか、
空間的制限や高放射線領域と云っ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。
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た立体テレビカメラと、この立
体テレビカメラで映し出される立体映像を表示する表示
手段と、この光示手段で表示した前記立体映像上で前記
多関節アームの移動する目標点を指定して、この目標点
の方向と距離を求める目標点座標測定装置と、この目標
点座標測定装置で測定された結果を基に前記関節部を駆
動するよう構成した関節部駆動手段とを具備してなり、
曲がりくねっ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点まで舖導させるために
、アームの動きを立体映像を見ながら、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。
、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た立体テレビカメラと、この立
体テレビカメラで映し出される立体映像を表示する表示
手段と、この光示手段で表示した前記立体映像上で前記
多関節アームの移動する目標点を指定して、この目標点
の方向と距離を求める目標点座標測定装置と、この目標
点座標測定装置で測定された結果を基に前記関節部を駆
動するよう構成した関節部駆動手段とを具備してなり、
曲がりくねっ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点まで舖導させるために
、アームの動きを立体映像を見ながら、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線を要せ
り”、容易に制御出来る効果がある。
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線を要せ
り”、容易に制御出来る効果がある。
実施例
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
。
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ｌ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Ｌの
内部を直視できないが、配・Ｆ？４ｉ１３とタンクｌ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
た立体テレビカメラ１θ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。多関節アーム
４は単位アーム５１ ＋ ” ２１・・・５１１と、そ
れらを直列に連結している関節部６１，６２．・・・６
１１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６１，６
２．・・・（５Ｉ、は各々に駆動機構を有し、この駆Ｓ
機横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ｌの内壁や配管群３などに接触
しないように立体映像を見ながら先端Ｓを目的地Ｑ点ま
でスムーズに挿入できるようになっている。
換器の配管群３が配設され、開口部２からはタンクＬの
内部を直視できないが、配・Ｆ？４ｉ１３とタンクｌ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
た立体テレビカメラ１θ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。多関節アーム
４は単位アーム５１ ＋ ” ２１・・・５１１と、そ
れらを直列に連結している関節部６１，６２．・・・６
１１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６１，６
２．・・・（５Ｉ、は各々に駆動機構を有し、この駆Ｓ
機横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ｌの内壁や配管群３などに接触
しないように立体映像を見ながら先端Ｓを目的地Ｑ点ま
でスムーズに挿入できるようになっている。
すなわち、このようにスムーズに挿入できるψ関節アー
ムの制御装置は、嬉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８１〜８１１、各関節の回転角を
計０１１するエンコーダ９１〜９１１、多関節アーム移
動機構７を駆動するモータ１０、このモータ１０の移動
量を岨測するエンコーダ１１お、よび多関節アーム４の
先端Ｓに取りつけられた立体テレビカメラ１６とが、モ
ータ駆動制御装置１３、計算機１４．計算機人出力装［
１５、立体モニタテレビ１７、目標点座標測定装置１８
およびジ目イスチック１９などより構成されている制御
装［２０に接続されて構成されている。この立体テレビ
カメラ１６と立体モニタテレビ１７とからなる立体映像
システムは、例えば２本のテレビカメラと２台のモニタ
テレビを用いて、モニタテレビのくつの画像を立体鏡を
介して視くことによって立体映像を見ることのできるも
のである。
ムの制御装置は、嬉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８１〜８１１、各関節の回転角を
計０１１するエンコーダ９１〜９１１、多関節アーム移
動機構７を駆動するモータ１０、このモータ１０の移動
量を岨測するエンコーダ１１お、よび多関節アーム４の
先端Ｓに取りつけられた立体テレビカメラ１６とが、モ
ータ駆動制御装置１３、計算機１４．計算機人出力装［
１５、立体モニタテレビ１７、目標点座標測定装置１８
およびジ目イスチック１９などより構成されている制御
装［２０に接続されて構成されている。この立体テレビ
カメラ１６と立体モニタテレビ１７とからなる立体映像
システムは、例えば２本のテレビカメラと２台のモニタ
テレビを用いて、モニタテレビのくつの画像を立体鏡を
介して視くことによって立体映像を見ることのできるも
のである。
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
Ｍ４図のように示した説明図とを参照にして説明すると
、始めに立体テレビカメラ１６の先端Ｓが第４図中のＰ
。点にあるとして、先ず、運転者は、立体テレビカメラ
１６の向きを、立体モニタテレビ１７に映るタンク内部
の場景を見ながら、ジョイステイ、り１９を操作して関
節５１を遠隔マニュアル操作で調整しながら動かす。
た具体的な流れ図と、この流れ図の理解を助けるために
Ｍ４図のように示した説明図とを参照にして説明すると
、始めに立体テレビカメラ１６の先端Ｓが第４図中のＰ
。点にあるとして、先ず、運転者は、立体テレビカメラ
１６の向きを、立体モニタテレビ１７に映るタンク内部
の場景を見ながら、ジョイステイ、り１９を操作して関
節５１を遠隔マニュアル操作で調整しながら動かす。
次にその場景の中で、立体テレビカメラ１６の先端を゛
移動したいと思う方向にある適当な目標点Ｉｔｏ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
ルで立体モニタテレビ１７の立体映像中に重畳して映し
出し、ジョイスティック１９で立体モニタテレビ上の任
意の位置に自由に移動出来るようになっている。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の座標は目標点座標測定装置１８で
計測する。
移動したいと思う方向にある適当な目標点Ｉｔｏ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
ルで立体モニタテレビ１７の立体映像中に重畳して映し
出し、ジョイスティック１９で立体モニタテレビ上の任
意の位置に自由に移動出来るようになっている。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の座標は目標点座標測定装置１８で
計測する。
目標）ｔｏに照準を合せ終ったら、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を使り
て計″Ｍ、機１４に読込むよう指令する。この場合立体
テレビカメラ１６は、人間の右側と左側の目の映像に相
当する２つの映像を立体モニタテレビに切換えて写し出
４−ので、左右の映像における２つの座標値ＰＯ（ＸＲ
，ＹＦＬ） 、Ｐｏ（ＸＩ４．Ｙｌ、）を読込まずこと
になる。
のモニタ映像上の座標値を計算機入出力装置１５を使り
て計″Ｍ、機１４に読込むよう指令する。この場合立体
テレビカメラ１６は、人間の右側と左側の目の映像に相
当する２つの映像を立体モニタテレビに切換えて写し出
４−ので、左右の映像における２つの座標値ＰＯ（ＸＲ
，ＹＦＬ） 、Ｐｏ（ＸＩ４．Ｙｌ、）を読込まずこと
になる。
以上の動作が終ると計算機１４は、Ｐｏ点の方向と距離
ｔを計ＪＴ−Ｌ 、距離の値を計算機入出力装置ｕ１５
に出力する。運転者は、この距離の値とモニタテレビ１
７の映像を児ｆ 几ｏの方向にどれだけ立体テレビカメ
ラ１６を進めたらよいか判断し、その値ｔを計算機入出
力装置１５から計算機１４に入力する。
ｔを計ＪＴ−Ｌ 、距離の値を計算機入出力装置ｕ１５
に出力する。運転者は、この距離の値とモニタテレビ１
７の映像を児ｆ 几ｏの方向にどれだけ立体テレビカメ
ラ１６を進めたらよいか判断し、その値ｔを計算機入出
力装置１５から計算機１４に入力する。
計Ｗ＋ａ１４は、立体テレビカメラ１６の先端ＳをｆＬ
ｏの方向にｔだけ動かすに必要な各関節５１〜５，１の
回転角〔θ〕を詩−出したのら、その指令をモータ駆動
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ｔだけ移動するように指令を出してモー
ター０を駆動するようになっている。。
ｏの方向にｔだけ動かすに必要な各関節５１〜５，１の
回転角〔θ〕を詩−出したのら、その指令をモータ駆動
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ｔだけ移動するように指令を出してモー
ター０を駆動するようになっている。。
その結果、立体テレビカメラ１６の先端部ＳはＰ１迄移
動する。
動する。
以後、順次、目標点をＥ′Ｌ１に設定してＰ２迄移動、
Ｒ２に設定してＰ３迄と云ったように、同一手順の繰返
しによって立体テレビカメラ１６の先端ＳをＰ８迄到達
させれば、最後は立体テレビカメラ１６の向きを必要に
応じマニーアル操作で関節５１を駆動してＱ点を映像の
中心にくるよ・うに操作する。
Ｒ２に設定してＰ３迄と云ったように、同一手順の繰返
しによって立体テレビカメラ１６の先端ＳをＰ８迄到達
させれば、最後は立体テレビカメラ１６の向きを必要に
応じマニーアル操作で関節５１を駆動してＱ点を映像の
中心にくるよ・うに操作する。
上記のように多関節γ−ムロを制御する場合、各関節５
１〜５ｎの軌道は、点Ｐ。〜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か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、立体テレビカメラの先端か１４点から２
５点に移ったとき、５１〜５１．の各関節はＰ。Ｐｌ、
Ｐ、Ｐ２． ）’２１）３０線上に出来るたけくるよ
うに〔θ〕を決定する。
１〜５ｎの軌道は、点Ｐ。〜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か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、立体テレビカメラの先端か１４点から２
５点に移ったとき、５１〜５１．の各関節はＰ。Ｐｌ、
Ｐ、Ｐ２． ）’２１）３０線上に出来るたけくるよ
うに〔θ〕を決定する。
発明の内容の理解を容易にするため、２次元面図
内を動く多関節アームを例にとり、発明の意関する所を
述べたが、１関節に２自由度を持った多関節アームを用
いても良く、このように構成すると、３次元空間内を自
在にル・力く遠隔操作が出来る。
述べたが、１関節に２自由度を持った多関節アームを用
いても良く、このように構成すると、３次元空間内を自
在にル・力く遠隔操作が出来る。
また、多関節アーム先端に立体テレビカメラが取りつけ
であるが、先端にトルクレンチやグリッパ又はマグネッ
トチャック等をへ備すれば、ナツト増し締めやルーズパ
ーツの回収などの簡単な作業を行うことが出来る。
であるが、先端にトルクレンチやグリッパ又はマグネッ
トチャック等をへ備すれば、ナツト増し締めやルーズパ
ーツの回収などの簡単な作業を行うことが出来る。
第１図は本発明の詳細な説明する断面図、第２図は本発
明の装置の構成を説明するブロック図、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
めの己興国である。 ４、〜４□１・・・単位アーム、 ５１〜５．１・・・
関節。 ６・・・多関節アーム、７・・・多関節アーム移動機構
８、〜８ｎ・・モータ、９１〜９□１・・・エンコータ
。 ｌＯ・・・モータ、 １１・・・エンコータ。 】３・・・モータ駆動装置、 １４・・・計算機。 １５・・・計′ｙ４．機春出力装置。 １６・・・立体テレビカメラ、１７・・・モニタテレビ
。 １８・・・目標点座標測定装置。 １９・・ジョイスティック、 ２０・・・制脚装置代理
人弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名） 第３図 第４図
明の装置の構成を説明するブロック図、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
めの己興国である。 ４、〜４□１・・・単位アーム、 ５１〜５．１・・・
関節。 ６・・・多関節アーム、７・・・多関節アーム移動機構
８、〜８ｎ・・モータ、９１〜９□１・・・エンコータ
。 ｌＯ・・・モータ、 １１・・・エンコータ。 】３・・・モータ駆動装置、 １４・・・計算機。 １５・・・計′ｙ４．機春出力装置。 １６・・・立体テレビカメラ、１７・・・モニタテレビ
。 １８・・・目標点座標測定装置。 １９・・ジョイスティック、 ２０・・・制脚装置代理
人弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名） 第３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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劃−御するよう横−成してな
る多関節アームを制御するｉものにおいて。 前記多関節アームの先端に取付けた立体テレビカメラと
、この立体テレビカメラから得られる信号を立体映像で
表示する表示手段と、この表示手段で表示した前記立体
映像上で前記多関節アームの移動する目標点を指定して
この目標点の方向と距離を求める目標点座標測定装置と
、この目標点座標測定装置で測定された値を入力して前
記多関節アームの各々の関節部の関節角度を計算する計
・算手段と、このｌＦ算千手段得られた結果を基に前記
関節部を駆動するよう構成した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 (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19345682A JPS5988280A (ja) | 1982-11-05 | 1982-11-05 | 多関節アームの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19345682A JPS5988280A (ja) | 1982-11-05 | 1982-11-05 | 多関節アームの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5988280A true JPS5988280A (ja) | 1984-05-22 |
| JPH0151313B2 JPH0151313B2 (ja) | 1989-11-02 |
Family
ID=16308297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19345682A Granted JPS5988280A (ja) | 1982-11-05 | 1982-11-05 | 多関節アームの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5988280A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6311291A (ja) * | 1986-07-03 | 1988-01-18 | 三菱電機株式会社 | 遠隔操作式マニピユレ−タ装置 |
| JP2005193344A (ja) * | 2004-01-08 | 2005-07-21 | Japan Aerospace Exploration Agency | 関節ロボットの制御方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5442801A (en) * | 1977-09-09 | 1979-04-05 | Mitsubishi Electric Corp | Control device for detecting arrivals |
-
1982
- 1982-11-05 JP JP19345682A patent/JPS5988280A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5442801A (en) * | 1977-09-09 | 1979-04-05 | Mitsubishi Electric Corp | Control device for detecting arrivals |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6311291A (ja) * | 1986-07-03 | 1988-01-18 | 三菱電機株式会社 | 遠隔操作式マニピユレ−タ装置 |
| JP2005193344A (ja) * | 2004-01-08 | 2005-07-21 | Japan Aerospace Exploration Agency | 関節ロボットの制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0151313B2 (ja) | 1989-11-02 |
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