JPS6171981A - マスタスレ−ブ・マニピユレ−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〕 本発明は遠隔操作を行なうことのできるマスタスＬ／−
フ・マニピュレータに関スル。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来のマスタスレーブ・マニピュレータハ、第３図に示
すように、オペレータ１が操縦するマスタ・アーム２と
このマスタアーム２の動きに応じて同じ動作をするスレ
ーブアーム３と、このマスタおよびスレーブアーム２，
３の関節４〜７の角度を変える駆動機構８〜１１と、こ
れらの駆動機構８〜１１を駆動制御する駆動回路１２と
で主に構成されている。

コノヨウナマスタスレーブーマニビュレータハ、マスタ
側マニピュレータに伝えるタケテナク、スレーブ側マニ
ピュレータの反力をも操作者が検知できるように構成さ
れている。そのためにマスタ側マニピュレータの各関節
ニスレープ側マニピュレータと同様の駆動機構が設けら
れている。この駆動機構は、第４図に示すように、関節
１３の角度を変えるために第１のアームｉ４の先端部に
サーボモータ１５とこのサーボモータ１５の出力軸にト
ルクを増大させるだめの減速比の大きい歯車列１６が設
けられ１、その歯車列１６の出力軸１７ニ第２のアーム
１８の先端部が取りつけられている。このような駆動機
構を用いたものでらっては、マスタ側マニピュレータの
動作時に、歯車列の摩擦が大きいために、その操作性が
悪いという欠点があった。

〔発明の目的〕

この発明は、以上の如き事情に鑑みたされたもので、そ
の目的とする所は、マスタマニピュレータの駆動部にお
ける摩擦を小さくし、その操作性の向上をはかることで
ある。

〔発明の概要〕

この発明は、マスタマニピュレータの駆動部にダイレク
トドライブモータを使用し、その駆動系から歯車列をと
りのぞいて構成したマスタスレーブ・マニピュレータで
ある。

〔発明の効果〕

この発明によれば、マスタマニピュレータの駆動部の摩
擦を激減させることによって、マスタマニピュレータを
スムーズに動かすことができ、操作性の向上が得られる
。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の実施例について説明する。第１図にこ
の発明のマスタスレーブマニピュレータの要部ヲ示し、
特にマスタ側マニビュＶ−夕の一部切欠断面図で示す。

マスタ側マニピュレータの第１のアーム１９は外部カバ
ー２０に固定され、このカバー２０の中には軸受２１が
設けられ、この軸受２１には第２のアーム２２に固定さ
れている軸２３が軸支されている。との軸２３にはダイ
レクトドライブモータＤを構成する回転子２４が固定き
れ、さらにこの軸２３の回転速度を検出するタコジェネ
レータ２５とこの軸２３の回転角度を検出するフ第１・
エンコーダ２６とが軸結されている。またカバー２０の
中には上記回転子２４と対向してダイレクトドライブモ
ータＤの固定子２７が設けられている。固定子２７には
永久磁石２８とブラシリング２９およびブラシ３０が設
けられ、回転子２４ＶＣはコイル３１と整流子３２が設
けられている。すなわち、少なくともマスタ側のマニピ
ュレータを構成する第１のアーム１９と第２のアーム２
２とはこの関節３３を中心に、減速装置のような機械的
摩擦の大きい機構を介さずに、回動できるので、第１の
アーム１９に第２のアーム２２との角度をつけるために
力を加えたとすると、減速装置が無いので、抵抗なく動
かすことができる。

このように構成されたマスタスレーブ・マニピュレータ
は第２図に示すような駆動回路３４によってマスタ側マ
ニピュレータ３５トスレープ側マニピユレータ３６との
駆動制御が行なわれる。マスタ側マニピュレータ３５は
、マスタアーム３７の関節に直結されているダイレクト
ドライブモータ（Ｄモータ）３８とダンピング特性向上
のために設けたＤモータ３８の回転速度を検出するタコ
ジェネレータ（Ｔ、Ｇ）３９と回転位置を検出するエン
コーダ４０とで構成され、スレーブ側マニピュレータ３
６ハ、スレーブアーム４１１Ｃ軸設されている直流モー
タ（ＤＣモータ）４２とＴ、Ｇ４３およびエンコーダ４
４とで構ｅ、されている。駆動回路３４は、コンピュー
タ４５で構成されている一対のパルスカウンタ４６，４
７および一対のデジタル／アナログ変換５４８．４９と
一対のサーボアンプ５０．５１で主に構成されている。

スレーブ側マニピュレータ３６のＤＯモータ４２ハ、マ
スタ側マニピュレータ３５のエンコータ４０テ得うれた
パルス信号をパルスカウンタ４６に入力してカウントし
、マスタアーム３７の位置信号を目標値として得る。こ
の位置信号とスレーブ側マニピュレータ３６のエンコー
ダ４４とパルスカウンタ４７とに」：つて得られる位置
信号との差信号を得て、この差信号とマスタ側マニピュ
レータ３５のタコジェネレータ３９による速度フィード
バック信号とによって駆動される。

−ｒ　Ｘ　タコジェネレータ３５のＤモータ３８　ｉｌ
：　逆［スレーブ側マニピュレータ３６のエンコータ４
４トパルスカウタ４７によって得られる位置信号を目標
値としてマスタ側と同様に駆動される。このような駆動
動作によって、マスタ側とスレーブ側トノ比較で各々の
アームの位置に角度差が生じているとその差に応じた力
がマスタ側マニピュレータに加えられ、操作者に力が感
じられるように動作する。

上述した駆動回路は、この対称型に限らず、力逆送型、
力帰還型などであっても良い。

マタ、マスタ側マニピュレータに用いたダイレクトドラ
イブモータは、ダイレクトドライブトルクモータと呼ば
れ市販されているもので、駆動する負荷の軸に直接取付
けることのできる直流モータで、固定子には永久磁石界
磁を用い、回転子は巻線型で整流子を有し、ブラシで整
流し回転駆動されるものである。このモータは、直径に
比べ積厚が薄くでき、回転子の軸穴の径を大きくしても
性能を損わないために、関節のシャフトに減速機などを
介さずに直接取っ付けることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す一部切欠断面図、第２図
は本発明の実施例に用いた駆動回路を示す回路図、第３
図は従来の装置を示す説明図、第４図は従来装置の断面
図である。 １９・・マスタ側マニピュレータの第１のアーム、２２
、・・マスタ側マニピュレータの第２のアーム、２３・
・・軸、２４・・・回転子、２７・・・固定子、３３・
・・関節。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑（ほか１名）（Ｎ ζ　〜　ｍ　守　　　　　ト。 Ｃｓｓ　　３　−、）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マスタ側マニピュレータの開節の動きによってスレーブ
   側マニピュレータの関節を操作するよう構成したものに
   おいて、前記マスタ側マニピュレータの関節は、第１お
   よび第２のアームを連設してなり、前記第１アームを回
   動軸支する軸部に直結した回転子と、この回転子と協動
   して回転駆動するための電動機を構成しかつ前記第２の
   アームに直結してなる固定子とを具備してなることを特
   徴とするマスタスレーブ、マニピュレータ。