(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアクチュエータによって作動する複数の可動部材と、
前記複数の可動部材に対応付けられた複数の可動部位画像を画像表示部に表示させる画像表示手段と、
前記複数のアクチュエータを駆動する複数のアクチュエータ駆動手段と、
複数の操作を受け付ける操作手段と、
前記画像表示部に表示させる可動部位画像と前記複数のアクチュエータ駆動手段による複数のアクチュエータの駆動を前記操作手段の操作に基づいて制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、
前記操作手段に対する複数の操作のうちの所定の操作が第１の操作量で行われた場合には、前記画像表示部に表示される複数の可動部位画像のうち所定の操作によって作動する１つまたは複数の可動部材に対応した所定の可動部位画像を、作動しない他の可動部位画像と識別可能に前記画像表示部に識別表示させ、
前記操作手段に対する第１の操作量の所定の操作と同一方向に第１の操作量よりも大きい第２の操作量の所定の操作が行われた後に、前記複数のアクチュエータ駆動手段により駆動される前記複数の可動部材のうち前記所定の可動部材を作動させることを特徴とする作業用装置。
【請求項２】
前記操作手段は、中立位置から傾倒可能な操作レバーからなり、所定の傾倒角よりも小さい範囲で傾倒した場合の操作量を前記第１の操作量とし、前記所定の傾倒角以上に傾倒した場合の操作量を前記第２の操作量としたことを特徴とする請求項１記載の作業用装置。
【請求項３】
前記操作手段は、押圧操作可能な操作ボタンからなり、所定ストローク未満の範囲で押圧された場合の操作量を前記第１の操作量とし、前記操作ボタンが前記所定ストローク以上に押圧された場合の操作量を前記第２の操作量としたことを特徴とする請求項１記載の作業用装置。
【請求項４】
前記操作手段の第１の操作量の所定の操作に基づいて可動部材の作動方向を特定する作動方向特定手段を備えるとともに、前記可動部位画像には前記可動部材の作動方向が対応付けられており、
前記制御手段は、第１の操作量の所定の操作が行われた場合に、前記識別表示される可動部位画像のうち、前記作動方向特定手段によって特定された作動方向前方側に対応する部位を、前記作動方向後方側に対応する部位と異なる態様で画像表示部に表示させることにより、前記可動部材の作動方向を報知することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の作業用装置。
【請求項５】
前記操作手段の第１の操作量の所定の操作に基づいて可動部材の作動方向を特定する作動方向特定手段を備えるとともに、前記可動部位画像には前記可動部材の作動方向が対応付けられており、
前記制御手段は、第１の操作量の所定の操作が行われた場合に、前記識別表示される可動部位画像を、前記作動方向特定手段によって特定された作動方向前方側に移動させて表示させることにより、前記可動部材の作動方向を報知することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の作業用装置。
【請求項６】
複数のアクチュエータによって作動する可動部材と、
前記複数の可動部材に対応付けられた複数の可動部位画像を画像表示部に表示させる画像表示手段と、
前記複数のアクチュエータを駆動する複数のアクチュエータ駆動手段と、
複数の操作を受け付ける操作手段と、
前記アクチュエータの駆動が制限される制限状態または前記アクチュエータの駆動が可能となる許可状態のいずれかの状態に切り換え設定する状態設定手段と、
前記画像表示部に表示させる可動部位画像と前記複数のアクチュエータ駆動手段による複数のアクチュエータの駆動を前記操作手段の操作に基づいて制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記制限状態において前記操作手段に対する複数の操作のうち所定の操作が行われた場合には、前記画像表示部に表示される複数の可動部位画像のうち所定の操作によって作動する１つまたは複数の可動部材に対応した所定の可動部位画像を、作動しない他の可動部位画像と識別可能に前記画像表示部に識別表示させ、
前記許可状態において前記操作手段に対する所定の操作が行われた場合には、前記複数のアクチュエータ駆動手段により駆動される前記複数の可動部材のうち前記所定の可動部材を作動させることを特徴とする作業用装置。
【請求項７】
前記許可状態に設定されていればアクチュエータの駆動によって作動する可動部材の作動方向を、前記制限状態における前記操作手段に対する所定の操作によって特定する作動方向特定手段を備えるとともに、前記可動部位画像には前記可動部材の作動方向が対応付けられており、
前記制御手段は、前記制限状態において前記操作手段に対して所定の操作が行われた場合に、前記識別表示される可動部位画像のうち、前記作動方向特定手段によって特定された作動方向前方側に対応する部位を、前記作動方向後方側に対応する部位と異なる態様で画像表示部に表示させることにより、前記可動部材の作動方向を報知することを特徴とする請求項６記載の作業用装置。
【請求項８】
前記許可状態に設定されていればアクチュエータの駆動によって作動する可動部材の作動方向を、前記制限状態における前記操作手段に対する所定の操作によって特定する作動方向特定手段を備えるとともに、前記可動部位画像には前記可動部材の作動方向が対応付けられており、
前記制御手段は、前記制限状態において前記操作手段に対して所定の操作が行われた場合に、前記識別表示される可動部位画像を、前記作動方向特定手段によって特定された作動方向前方側に移動させて表示させることにより、前記可動部材の作動方向を報知することを特徴とする請求項６記載の作業用装置。
【請求項９】
前記アクチュエータによって作動する可動部材の作動方向を特定する作動方向特定手段を備えるとともに、前記可動部位画像には前記可動部材の作動方向が対応付けられており、
前記制御手段は、アクチュエータの駆動によって作動する可動部材に対応する可動部位画像のうち、前記作動方向特定手段によって特定された作動方向前方側に対応する部位を、前記作動方向後方側に対応する部位と異なる態様で画像表示部に表示させることにより、前記可動部材の作動方向を報知することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の作業用装置。
【請求項１０】
アクチュエータによって作動する可動部材と、
前記可動部材に対応付けられた可動部位画像を画像表示部に表示させる画像表示手段と、
前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動手段と、
操作を受け付ける操作手段と、
前記画像表示部に表示させる可動部位画像と前記アクチュエータ駆動手段によるアクチュエータの駆動を前記操作手段の操作に基づいて制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記操作手段に対する所定の第１の操作量の操作が行われた場合には、前記画像表示部に表示される可動部位画像を、前記所定の第１の操作量の操作と同一方向の前記第１の操作量よりも大きい第２の操作量の操作に基づく前記可動部材の動作を予測させる画像として表示させ、
前記操作手段に対して前記所定の第１の操作量の操作と同一方向の第２の操作量の操作が行われた後に、前記可動部材を前記第２の操作量の操作に基づく動作を行うように前記アクチュエータ駆動手段によってアクチュエータを駆動することを特徴とする作業用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ロボットに代表されるマニプレータや、クレーン、昇降装置等の作業用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に示すように、実際の作業用装置を模した画像が表示される画像表示部と、この画像表示部における画像を参照して操作を行う操作部とを備えた作業用装置が知られている。この作業用装置においては、操作部によるオペレータの動作指令に基づきロボットがどのように動くかが画像表示部に表示され、オペレータが動作指令を修正することにより、実際のロボットの表示が意図した状態になるように動作指令が修正される。そして、ロボットの表示が意図した状態になったときに実際にロボットを駆動させるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１０８３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１の作業用装置では、オペレータが操作部を操作したときに表示されるロボットの表示は、ロボットを構成する複数の可動部位（アーム、ハンド等）のうち、アクチュエータが直接的に作動させる可動部位を識別表示するものではないため、オペレータはロボットのどの可動部位が作動しているのかが瞬時に把握できなかった。
また、ロボットの表示が、オペレータが意図した状態になるまでは実際にロボットを駆動させることができないので、アクチュエータが直接的に作動する可動部位を確認した直後にロボットを動かすことができず、スムーズに操作を行うことができないという問題があった。
また、ロボットの表示が、オペレータが意図した状態になるようにシミュレーションした後、オペレータはシミュレーションで行った操作とは異なる操作（キーボード）で複数の可動部位を操作することになるので、オペレータが操作部で複数の可動部位を直接操作するような場合には誤操作が生じるという問題があった。
【０００５】
本発明は、ロボットやクレーン等の可動部位を含む作業機において、操作手段により実際に作業機を動かす前に作業機がどの部位が作動するか、または、どのように作動するかを瞬時に把握した後、同じ操作手段により速やかに作業機を作動させ、操作性を向上することができる作業用装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、複数のアクチュエータによって作動する複数の可動部材と、前記複数の可動部材に対応付けられた複数の可動部位画像を画像表示部に表示させる画像表示手段と、前記複数のアクチュエータを駆動する複数のアクチュエータ駆動手段と、複数の操作を受け付ける操作手段と、前記画像表示部に表示させる可動部位画像と前記複数のアクチュエータ駆動手段による複数のアクチュエータの駆動を前記操作手段の操作に基づいて制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記操作手段に対する複数の操作のうちの所定の操作が第１の操作量で行われた場合には、前記画像表示部に表示される複数の可動部位画像のうち所定の操作によって作動する１つまたは複数の可動部材に対応した所定の可動部位画像を、作動しない他の可動部位画像と識別可能に前記画像表示部に識別表示させ、前記操作手段に対する第１の操作量の所定の操作と同一方向に第１の操作量よりも大きい第２の操作量の所定の操作が行われた後に、前記複数のアクチュエータ駆動手段により駆動される前記複数の可動部材のうち前記所定の可動部材を作動させることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１記載の構成を前提として、前記操作手段は、中立位置から傾倒可能な操作レバーからなり、所定の傾倒角よりも小さい範囲で傾倒した場合の操作量を前記第１の操作量とし、前記所定の傾倒角以上に傾倒した場合の操作量を前記第２の操作量としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、上記請求項１記載の構成を前提として、前記操作手段は、押圧操作可能な操作ボタンからなり、所定ストローク未満の範囲で押圧された場合の操作量を前記第１の操作量とし、前記操作ボタンが前記所定ストローク以上に押圧された場合の操作量を前記第２の操作量としたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、上記請求項１〜３のいずれかに記載の構成を前提として、前記操作手段の第１の操作量の所定の操作に基づいて可動部材の作動方向を特定する作動方向特定手段を備えるとともに、前記可動部位画像には前記可動部材の作動方向が対応付けられており、前記制御手段は、第１の操作量の所定の操作が行われた場合に、前記識別表示される可動部位画像のうち、前記作動方向特定手段によって特定された作動方向前方側に対応する部位を、前記作動方向後方側に対応する部位と異なる態様で画像表示部に表示させることにより、前記可動部材の作動方向を報知することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、上記請求項１〜３のいずれかに記載の構成を前提として、前記操作手段の第１の操作量の所定の操作に基づいて可動部材の作動方向を特定する作動方向特定手段を備えるとともに、前記可動部位画像には前記可動部材の作動方向が対応付けられており、前記制御手段は、第１の操作量の所定の操作が行われた場合に、前記識別表示される可動部位画像を、前記作動方向特定手段によって特定された作動方向前方側に移動させて表示させることにより、前記可動部材の作動方向を報知することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、複数のアクチュエータによって作動する可動部材と、前記複数の可動部材に対応付けられた複数の可動部位画像を画像表示部に表示させる画像表示手段と、前記複数のアクチュエータを駆動する複数のアクチュエータ駆動手段と、複数の操作を受け付ける操作手段と、前記アクチュエータの駆動が制限される制限状態または前記アクチュエータの駆動が可能となる許可状態のいずれかの状態に切り換え設定する状態設定手段と、前記画像表示部に表示させる可動部位画像と前記複数のアクチュエータ駆動手段による複数のアクチュエータの駆動を前記操作手段の操作に基づいて制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記制限状態において前記操作手段に対する複数の操作のうち所定の操作が行われた場合には、前記画像表示部に表示される複数の可動部位画像のうち所定の操作によって作動する１つまたは複数の可動部材に対応した所定の可動部位画像を、作動しない他の可動部位画像と識別可能に前記画像表示部に識別表示させ、前記許可状態において前記操作手段に対する所定の操作が行われた場合には、前記複数のアクチュエータ駆動手段により駆動される前記複数の可動部材のうち前記所定の可動部材を作動させることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、上記請求項６記載の構成を前提として、前記許可状態に設定されていればアクチュエータの駆動によって作動する可動部材の作動方向を、前記制限状態における前記操作手段に対する所定の操作によって特定する作動方向特定手段を備えるとともに、前記可動部位画像には前記可動部材の作動方向が対応付けられており、前記制御手段は、前記制限状態において前記操作手段に対して所定の操作が行われた場合に、前記識別表示される可動部位画像のうち、前記作動方向特定手段によって特定された作動方向前方側に対応する部位を、前記作動方向後方側に対応する部位と異なる態様で画像表示部に表示させることにより、前記可動部材の作動方向を報知することを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、上記請求項６記載の構成を前提として、前記許可状態に設定されていればアクチュエータの駆動によって作動する可動部材の作動方向を、前記制限状態における前記操作手段に対する所定の操作によって特定する作動方向特定手段を備えるとともに、前記可動部位画像には前記可動部材の作動方向が対応付けられており、前記制御手段は、前記制限状態において前記操作手段に対して所定の操作が行われた場合に、前記識別表示される可動部位画像を、前記作動方向特定手段によって特定された作動方向前方側に移動させて表示させることにより、前記可動部材の作動方向を報知することを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、上記請求項１〜８のいずれかに記載の構成を前提として、前記アクチュエータによって作動する可動部材の作動方向を特定する作動方向特定手段を備えるとともに、前記可動部位画像には前記可動部材の作動方向が対応付けられており、前記制御手段は、アクチュエータの駆動によって作動する可動部材に対応する可動部位画像のうち、前記作動方向特定手段によって特定された作動方向前方側に対応する部位を、前記作動方向後方側に対応する部位と異なる態様で画像表示部に表示させることにより、前記可動部材の作動方向を報知することを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、アクチュエータによって作動する可動部材と、前記可動部材に対応付けられた可動部位画像を画像表示部に表示させる画像表示手段と、前記アクチュエータを駆動するアクチュエータ駆動手段と、操作を受け付ける操作手段と、前記画像表示部に表示させる可動部位画像と前記アクチュエータ駆動手段によるアクチュエータの駆動を前記操作手段の操作に基づいて制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記操作手段に対する所定の第１の操作量の操作が行われた場合には、前記画像表示部に表示される可動部位画像を、前記所定の第１の操作量の操作と同一方向の前記第１の操作量よりも大きい第２の操作量の操作に基づく前記可動部材の動作を予測させる画像として表示させ、前記操作手段に対して前記所定の第１の操作量の操作と同一方向の第２の操作量の操作が行われた後に、前記可動部材を前記第２の操作量の操作に基づく動作を行うように前記アクチュエータ駆動手段によってアクチュエータを駆動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、操作手段に対する操作量が第２の操作量となったときに可動部材が作動するとともに、第２の操作量になる前の第１の操作量となった場合に、いずれの可動部材が作動するのかが識別可能となる。つまり、オペレータは、実際に可動部材を作動させるときと同一の操作を行うことによって、いずれの可動部材が作動するのかを把握可能となる。このように、所定の操作を行った場合に、どのような操作によっていずれの可動部材が作動するのかを実際に可動部材が作動する前に把握した後、同じ操作手段の操作によって速やかに可動部材を作動させることができるので、誤操作が生じにくくなり、操作性を向上させることができる。
【００１７】
特に、請求項２または３に記載の発明によれば、操作手段における遊びの範囲内での操作によって、いずれの可動部材が作動するのかを識別できるので、一層操作性を向上することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、実際に可動部材が作動する前に可動部材の作動方向を把握することができるので、誤操作が生じにくくなり、操作性を向上させることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、実際に可動部材が作動する前に可動部材の作動方向及び移動軌跡を把握することができるので、誤操作が生じにくくなり、操作性を向上させることができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、実際の可動部材を作動するときの操作と同一の操作を制限状態で実行することにより、いずれの可動部材が作動するのかを把握可能となる。このように、どのような操作によっていずれの可動部材が作動するのかを実際に可動部材が作動する前に、同一の操作によって把握した後、速やかに可動部材を作動させることができる。したがって、請求項１に記載の発明と同様に、誤操作が生じにくくなり、操作性を向上させることができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、実際に可動部材が作動する前に可動部材の作動方向を把握することができるので、誤操作が生じにくくなり、操作性を向上させることができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、実際に可動部材が作動する前に可動部材の作動方向及び移動軌跡を把握することができるので、誤操作が生じにくくなり、操作性を向上させることができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明によれば、矢印等を可動部位画像に重畳表示させることなく、可動部位画像の表示態様のみでアクチュエータによって作動する可動部材の作動方向を把握することができるので、画像表示部における視認性が向上して操作性を一層向上する。
【００２４】
請求項１０に記載の発明によれば、操作手段に対する操作量が第２の操作量となったときに可動部材が作動するとともに、第２の操作量になる前の第１の操作量となった場合に、いずれの可動部材が作動するのかが識別可能となるとともに、作動する可動部材の作動方向及び移動軌跡を把握することができる。つまり、オペレータは、実際に可動部材を作動させるときと同一の操作を行うことによって、いずれの可動部材がどのように作動するのかを予測することができる。このように、所定の操作を行った場合に、いずれの可動部材がどのように作動するのかを実際に可動部材が作動する前に把握した後、同一操作手段の操作によって速やかに可動部材を作動させることができるので、誤操作が生じにくくなり、操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態を示す作業用装置としての災害救助ロボットの全体斜視図である。
【図２】操作装置の斜視図である。
【図３】操作レバーの斜視図である。
【図４】制御系を示すブロック図である。
【図５】操作レバー、押ボタンスイッチ及びシーソースイッチの操作に対応する災害救助ロボットの動作を示す表である。
【図６】災害救助ロボットの画像が表示された画像表示部の図である。
【図７】災害救助ロボットの可動部材の作動中における画像表示部の図である。
【図８】災害救助ロボットの可動部材を作動させる場合におけるロボット側制御部及び操作側制御部の動作を示すフローチャートである。
【図９】災害救助ロボットの可動部材を作動させる場合におけるロボット側制御部及び操作側制御部の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２実施形態を示す操作装置の斜視図である。
【図１１】制御系を示すブロック図である。
【図１２】災害救助ロボットの可動部材を作動させる場合におけるロボット側制御部及び操作側制御部の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第３実施形態の災害救助ロボットの可動部材を作動させる場合におけるロボット側制御部及び操作側制御部の動作を示すフローチャートである。
【図１４】災害救助ロボットの可動部材を作動させる場合におけるロボット側制御部及び操作側制御部の動作を示すフローチャートである。
【図１５】災害救助ロボットの可動部材の作動中における画像表示部のその他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１乃至図９は、本発明の第１実施形態を示すものである。
【００２７】
本発明の作業用装置は、地震等の災害時における被災者の捜索や救助等を行うための災害救助ロボット１００と、災害救助ロボット１００を遠隔操作するための操作装置２００とを有している。
【００２８】
災害救助ロボット１００は、図１に示すように、本体１１０の下部に設けられた幅方向一対の無限軌道式の走行装置１２０と、本体１１０の前後の左右両側にそれぞれ設けられた４本の脚１２１と、本体１１０上面の前側に回転自在に設けられた回転台１３０の上面に設けられた２本のアーム１４０とを備えている。災害救助ロボット１００は、環境に応じて走行装置１２０による走行、または、４本の脚１２１による歩行を行うことによって移動し、２本のアーム１４０の先端に設けられたハンド１５０によって物を把持したり、障害物を取り除いたりする作業を行う。また、この災害救助ロボット１００には、回転台１３０の上面の２本のアーム１４０の間にカメラ１６０が設けられ、各ハンド１５０にそれぞれ図４のブロック図に記載のカメラ１６１が設けられている。オペレータは、各カメラ１６０，１６１によって撮影された映像が表示された後述する操作支援装置の画像表示部を見ながら操作可能である。また、カメラ１６０は、オペレータによって操作可能に上下方向及び左右方向に向きが変更可能に設けられている。
【００２９】
２本のアーム１４０は、回転台１３０の上面の左右両側に配設されている。２本のアーム１４０のうち右側のアーム１４０について説明する。右側のアーム１４０は、回転台１３０の上面から上方に延びるように設けられた第１アーム１４１を備えている。この第１アーム１４１は、上下方向を回転中心軸とするもので、回転台１３０に対して回転自在に設けられている。第１アーム１４１の上端には、第２アーム１４２の一端が回転自在に連結されており、この第２アーム１４２の一端を軸として他端側を上下に移動可能としている。第２アーム１４２の他端には、第３アーム１４３の一端が回転自在に連結されており、この第３アーム１４３の一端を軸として他端側を上下に移動可能としている。第３アーム１４３の他端には、ハンド１５０の基端が連結されている。このハンド１５０は、その先端側が上下方向及び左右方向に移動するとともに、第３アーム１４３の軸方向を回転中心軸の方向として回転自在に設けられている。
【００３０】
次に、上記の回転台１３０、第１アーム１４１〜第３アーム１４３およびハンド１５０を作動するアクチュエータについて、図１および図４を用いて説明する。本体１１０には、本体１１０に対して回転台１３０を回転させるための第１アクチュエータ１７１（図１においては不図示）が設けられている。回転台１３０には、回転台１３０に対して各第１アーム１４１を回転させるための第２アクチュエータ１７２（図１においては不図示）が設けられている。アーム１４０には、第１アーム１４１に対して第２アーム１４２を作動させるための第３アクチュエータ１７３と、第２アーム１４２に対して第３アーム１４３を作動させるための第４アクチュエータ１７４と、第３アーム１４３に対してハンド１５０を上下に作動させるための第５アクチュエータ１７５とが設けられている。同様に、アーム１４０には、第３アーム１４３に対してハンド１５０を左右に作動させるための第６アクチュエータ１７６と、第３アーム１４３に対してハンド１５０を回転させるための第７アクチュエータ１７７と、ハンド１５０に把持動作をさせるための第８アクチュエータ１７８とが設けられている（図１においては、第７及び第８アクチュエータ１７７，１７８が収納されている外装部品を指し示している）。ここで、第１〜第８アクチュエータ１７１〜１７８は、それぞれ、例えば油圧シリンダや油圧モータ等の油圧を直線運動や回転運動に変換するための機器が用いられる。
【００３１】
また、災害救助ロボット１００は、ロボットの状態を検出するための各種センサを備えている。すなわち、災害救助ロボット１００は、図４に示すように、本体１１０に対する回転台１３０の回転角度を検出するための第１角度センサ１８１と、回転台１３０に対する各第１アーム１４１の回転角度を検出するための第２角度センサ１８２と、各第１アーム１４１に対する第２アーム１４２の角度を検出するための第３角度センサ１８３と、第２アーム１４２に対する第３アーム１４３の角度を検出するための第４角度センサ１８４とを備えている。また、災害救助ロボット１００は、第３アーム１４３に対するハンド１５０の上下方向の角度を検出するための第５角度センサ１８５と、第３アーム１４３に対するハンド１５０の左右方向の角度を検出するための第６角度センサ１８６と、第３アーム１４３に対するハンド１５０の回転角度を検出するための第７角度センサ１８７と、ハンド１５０の開閉動作を検出するための第８角度センサ１８８とを備えている。ここで、第１〜第８角度センサ１８１〜１８８は、それぞれ回転角度を計測可能なロータリーエンコーダが用いられる。
【００３２】
また、災害救助ロボット１００は、各アーム１４０及びカメラ１６０の動作を制御するためのロボット側制御部１９０を備えている。ロボット側制御部１９０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を有するマイクロコンピュータによって構成されている。ロボット側制御部１９０は、図４に示すように、カメラ１６０，１６１、第１〜第８アクチュエータ１７１〜１７８、第１〜第８角度センサ１８１〜１８８、後述する操作支援装置の操作側制御部との間で動作及び画像表示に関する信号の無線通信を行うための無線通信部１９１が接続されている。
【００３３】
操作装置２００は、図２に示すように、縦長の箱状に形成された操作台２０１と、操作台２０１の上面の前面側に設けられ、オペレータの操作を受け付けるために設けられた一対の操作レバー２１０と、操作台２０１の上面の背面側に設けられ、災害救助ロボット１００の操作状況を表示するためのＬＣＤ、ＣＲＴ等の画像表示部２２０とを備えている。
【００３４】
各操作レバー２１０は、操作台２０１の上面から上方に延びるように設けられ、周方向に亘って所定角度傾斜させることが可能である。また、各操作レバー２１０には、各操作レバー２１０の傾倒する方向に複数の接点を有する接点回路が設けられている。各操作レバー２１０は、傾倒角度に応じて接点回路が切り換えられて二種類の操作信号を出力する。詳細には、操作レバー２１０が所定の傾倒角未満の第１の操作量まで傾倒した場合には、画像表示部２２０の表示態様のみを変更するための第１操作信号を出力する。また、操作レバー２１０が所定の傾倒角以上の第２の操作量まで傾倒した場合には、各アクチュエータ１７１〜１７８及びカメラ１６０を駆動するための第２操作信号を出力する。また、各操作レバー２１０は、操作台２０１を前面側から見て右側に位置する操作レバー２１０が災害救助ロボット１００の右側のアーム１４０の操作に対応し、左側に位置する操作レバー２１０が災害救助ロボット１００の左側のアーム１４０に対応する。
【００３５】
また、各操作レバー２１０の上面には、図３に示すように、押圧動作の度にオンとオフが切り替わる第１押ボタンスイッチ２１１と第２押ボタンスイッチ２１２が左右に配置されている。第１押ボタンスイッチ２１１及び第２押ボタンスイッチ２１２は、例えばオンの状態で照光表示を行う照光式の押ボタンスイッチが用いられる。また、各操作レバー２１０の上部前面側には、左右両側が押圧可能であり、左右のどちらかを押圧することによりオンの状態となり、離すとオフの状態となる第１シーソースイッチ２１３が設けられている。また、各操作レバー２１０の上部背面側には、上下両側が押圧可能であり、上下のどちらかを押圧することによりオンの状態となり、離すとオフの状態となる第２シーソースイッチ２１４が設けられている。また、各シーソースイッチ２１３，２１４には、押圧する方向に複数の接点を有する接点回路が設けられている。各シーソースイッチ２１３，２１４は、押圧するストロークに応じて接点回路が切り換えられて二種類の操作信号を出力する。詳細には、シーソースイッチ２１３，２１４が所定ストローク未満の第１の操作量で押圧された場合には、画像表示部２２０の表示態様のみを変更するための第１操作信号を出力する。また、シーソースイッチ２１３，２１４が所定ストローク以上の第２の操作量まで押圧された場合には、各アクチュエータ１７１〜１７８及びカメラ１６０を駆動するための第２操作信号を出力する。
【００３６】
また、操作装置２００は、災害救助ロボット１００の操作及び画像表示部２２０の表示を制御するための操作側制御部２３０を備えている。操作側制御部２３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を有するマイクロコンピュータによって構成されている。操作側制御部２３０は、図４に示すように、各操作レバー２１０、各押ボタンスイッチ２１１，２１２、各シーソースイッチ２１３，２１４、画像表示部２２０、画像表示部２２０に表示する画像データが取り込まれたハードディスク等の記憶部２３１、ロボット側制御部１９０との間で動作及び画像表示に関する信号の無線通信を行うための無線通信部２３２が接続されている。
【００３７】
ここで、各操作レバー２１０、各押ボタンスイッチ２１１，２１２及び各シーソースイッチ２１３，２１４の操作に対応する災害救助ロボット１００の右側のアーム１４０の動作について、図５に示す表を用いて説明する。
【００３８】
本実施形態においては、第１押ボタンスイッチ２１１及び第２押ボタンスイッチ２１２によって、「カメラ画像基準のハンド単独操作モード」「アーム個別操作モード」「カメラ画像基準のハンド移動操作モード」のいずれかのモードに切り替えられる。
第１押ボタンスイッチ２１１及び第２押ボタンスイッチ２１２の両方をオンにした場合には、ハンド１５０に設けられたカメラ１６１のカメラ画像基準のハンド単独操作モードとなる。このハンド単独操作モードにおいて、操作レバー２１０を左右方向に操作すると、カメラ１６１が撮像した画像を基準として、第３アーム１４３に対してハンド１５０の向きを左右方向に変更する。また、操作レバー２１０を前後方向に操作すると、カメラ１６１が撮像した画像を基準として、第３アーム１４３に対してハンド１５０の向きを上下方向に変更する。第１シーソースイッチ２１３を左右に操作すると、カメラ１６１が撮像した画像を基準として第７アクチュエータ１７７を駆動させ、第３アーム１４３に対してハンド１５０を回転させる。このとき、第３アーム１４３に対して、カメラ１６１が回転することなく、ハンド１５０のみが回転することが望ましい。また、第２シーソースイッチ２１４を上下に操作すると、第８アクチュエータ１７８を駆動し、ハンド１５０の把持動作を行う。
【００３９】
第１押ボタンスイッチ２１１をオフにして第２押ボタンスイッチ２１２をオンにした場合には、アーム個別操作モードとなる。このアーム個別操作モードにおいて、操作レバー２１０を左右方向に操作すると、第２アクチュエータ１７２を駆動させ、回転台１３０に対して第１アーム１４１を回転させる。また、操作レバー２１０を前後方向に操作すると、第３アクチュエータ１７３を駆動させ、第１アーム１４１に対して第２アーム１４２を上下に作動させる。第１シーソースイッチ２１３を左右に操作すると、第１アクチュエータ１７１を駆動させ、本体１１０に対して回転台１３０を回転させる。また、第２シーソースイッチ２１４を上下に操作すると、第４アクチュエータ１７４を駆動させ、第２アーム１４２に対して第３アーム１４３を作動させる。
【００４０】
第１押ボタンスイッチ２１１をオンにして第２押ボタンスイッチ２１２をオフにした場合には、カメラ画像基準のハンド移動操作モードとなる。このカメラ画像基準のハンド移動操作モードにおいて、操作レバー２１０を左右方向に操作すると、第１〜第７アクチュエータ１７１〜１７７を複合的に駆動させ、カメラ１６１が撮像した画像を基準として、ハンド１５０を左右に作動させる。また、操作レバー１２０を前後方向に操作すると、第１〜第７アクチュエータ１７１〜１７７を複合的に駆動させ、カメラ１６１が撮像した画像を基準として、ハンド１５０を前後方向に作動（カメラの光軸方向に前進後退）させる。また、第１シーソースイッチ２１３を左右に操作すると、カメラ１６１が撮像した画像を基準として第７アクチュエータ１７７を駆動させ、第３アーム１４３に対してハンド１５０を回転させる。このとき、上記と同様に、第３アーム１４３に対して、カメラ１６１が回転することなく、ハンド１５０のみが回転することが望ましい。また、第２シーソースイッチ２１４を上下に操作すると、第１〜第７アクチュエータ１７１〜１７７を複合的に駆動させ、カメラ１６１が撮像した画像を基準として、ハンド１５０を上下に移動させる。
なお、このハンド移動操作モードにおいては、入力操作に基づいてロボット側制御部１９０が演算を行い、この演算結果に基づいて複数のアクチュエータ１７１〜１７８を複合的に駆動する。このとき、いずれかのアクチュエータ１７１〜１７８がストロークエンドに到達した場合には、作動規制を行って全体の複合操作が規制されるようにしている。
【００４１】
第１押ボタンスイッチ２１１及び第２押ボタンスイッチ２１２の両方をオフにした場合には、いずれのアクチュエータ１７１〜１７８も駆動しないいわゆる非操作モードとなる。このように、第１押ボタンスイッチ２１１及び第２押ボタンスイッチ２１２の両方をオフにすれば、誤って操作レバー２１０に接触してしまったような場合の誤操作を防止することができる。
なお、前記ハンド単独操作モード及びハンド移動操作モードは、ハンド１５０に設けられたカメラ１６１の画像基準でなく、ロボット本体１１０の上下左右方向を基準として操作するモードであってもよい。
【００４２】
以上のように構成された作業用装置において、画像表示部２２０には、図６に示すように、操作対象である災害救助ロボット１００を模した画像１００´が白色で表示される。画像１００´の回転台１３０´、第１〜第３アーム１４１´〜１４３´及びハンド１５０´は、実際の災害救助ロボット１００の回転台１３０、第１〜第３アーム１４１〜１４３及びハンド１５０の相対位置関係に近似させて表示される。つまり、画像１００´は、実際の災害救助ロボット１００の姿勢とほぼ同じ姿勢で画像表示部２２０に表示される。なお、実際の災害救助ロボット１００の回転台１３０、第１〜第３アーム１４１〜１４３及びハンド１５０の相対位置関係は、第１〜第８角度センサ１８１〜１８８の検出値に基づいて特定される。オペレータは、画像表示部２２０に表示されている災害救助ロボット１００を模した画像１００´を見ながら災害救助ロボット１００を操作することが可能となる。
【００４３】
ここで、災害救助ロボット１００の動作の例として、右側のアーム１４０を単独操作する場合のロボット側制御部１９０及び操作側制御部２３０の動作を、図８及び図９のフローチャートを参照して説明する。
【００４４】
第２アーム１４２に対して第３アーム１４３を上方に向かって作動させる場合には、個別操作モードで第４アクチュエータ１７４を駆動させる。
この場合、前述のように、第１押ボタンスイッチ２１１をオフ、第２押ボタンスイッチ２１２をオンに設定して個別操作モードを選択する。その後、第２シーソースイッチ２１４を上方に操作して第４アクチュエータ１７４を駆動させる。
ここで、本発明の特徴である識別表示について詳しく説明する。まず、操作側制御部２３０が第２シーソースイッチ２１４の上側を所定ストローク未満押圧する第１の操作量の操作を検出すると（ステップＳ１）、第２シーソースイッチ２１４の操作に対応して作動する第３アーム１４３及びハンド１５０を特定する（ステップＳ２）。次に、操作側制御部２３０は、第３アーム１４３及びハンド１５０の作動方向を特定し（ステップＳ３）、画像表示部２２０の表示態様のみを変更する第１操作信号によって図７に示すように部位１４３´，１５０´の作動方向前方側を、作動方向後方側及び他の部位の色（白色）と異なる色（黄色）で表示する（ステップＳ４）。この場合、第３アーム１４３の上部が作動方向前方となる。また、操作側制御部２３０は、第２シーソースイッチ２１４の上側を所定ストローク未満押圧する第１の操作量の操作の解除を検出すると（ステップＳ５）、黄色で表示した部位１４３´，１５０´の上面側を白色で表示する（ステップＳ６）。
また、操作側制御部２３０は、第２シーソースイッチ２１４の上側を所定ストローク以上までさらに押圧する第２の操作量の操作を検出すると（ステップＳ７）、第２シーソースイッチ２１４の操作に対応して作動する第３アーム１４３及びハンド１５０を特定する（ステップＳ８）。次に、操作側制御部２３０は、第３アーム１４３及びハンド１５０の作動方向を特定し（ステップＳ９）、第２操作信号によって第４アクチュエータ１７４の駆動によって作動する第３アーム１４３及び１５０に対応した部位１４３´，１５０´の作動方向前方側を、作動方向後方側及び他の部位の色（白色）と異なる色（赤色）で表示する（ステップＳ１０）。
そして、ロボット側制御部１９０は、第４アクチュエータ１７４を駆動し（ステップＳ１１）、操作側制御部２３０は第４アクチュエータ１７４の駆動によって作動する第３アーム１４３及びハンド１５０に対応する部位１４３´，１５０´の姿勢を更新表示する（ステップＳ１２）。
そして、第２シーソースイッチ２１４の所定ストローク以上まで押圧する第２の操作量の操作の解除を検出すると（ステップＳ１３）、ロボット側制御部１９０は第４アクチュエータ１７４の駆動を停止し（ステップＳ１４）、操作側制御部２３０は画像表示部２２０に表示されている第３アーム１４３及びハンド１５０に対応する部位１４３´，１５０´の異なる色（赤色）で表示した部分を、他の部位の色（白色）で表示する（ステップＳ１５）。
このように、第２シーソースイッチ２１４の上側を所定ストローク未満押圧する第１の操作量の操作を検出すると、実際に第３アーム１４３及びハンド１５０が作動する前にその動作方向が、画像表示部２２０に表示された第３アーム１４３及びハンド１５０に対応する部位１４３´，１５０´自体に色の変化で識別表示される。また、第２シーソースイッチ２１４の上側を所定ストローク以上までさらに押圧する第２の操作量の操作を検出すると、第３アーム１４３及びハンド１５０の動作及びその動作方向が、画像表示部２２０に表示された第３アーム１４３に対応する部位１４３´，１５０´自体に色の変化で識別表示される。これにより、実際に第３アーム１４３及びハンド１５０が作動する前に、アーム１４０全体の中で第３アーム１４３及びハンド１５０が作動すること、及びその作動方向が把握できる。
【００４５】
また、回転台１３０、第１アーム１４１及びハンド１５０などの回転する部材が作動する場合には、回転する部材１３０，１４１，１５０に対応する部位１３０´，１４１´，１５０´の回転方向側を回転方向の反対側と異なる色で表示する。
【００４６】
また、災害救助ロボット１００を模した画像１００´は、図７に示すように、災害救助ロボット１００を右前方からの視点で表示したものであるが、作動する部材（例えば、左後方の脚１２１）に対応する部位（１２１´）が右前方からの視点で現れない場合には、左前方からの視点や側面からの視点に切り換える。
【００４７】
以上のように、本実施形態の作業用装置によれば、操作レバー２１０、第１シーソースイッチ２１３または第２シーソースイッチ２１４の所定量以上の第２の操作量の操作が検出されると、第２操作信号を出力して対象となるアクチュエータ１７１〜１７８及びカメラ１６０を駆動し、所定量未満の第１の操作量の操作が検出されると第１操作信号を出力して作動する部材に対応付けられた部位を、他の部位と識別可能に画像表示部２２０に表示させている。これにより、実際に作動する部材を作動させるときと同一の操作レバー２１０またはシーソースイッチ２１３，２１４の操作を行うことによって、いずれの部材が作動するのかを実際に部材が作動する前に把握した後、速やかに部材を作動させることができるので、誤操作が生じにくくなり、操作性を向上させることができる。
【００４８】
また、各操作レバー２１０が、所定の傾倒角よりも小さい範囲で傾倒した場合に第１操作信号を出力するようにし、所定の傾倒角以上に傾倒した場合に第２操作信号を出力している。また、第１シーソースイッチ２１３及び第２シーソースイッチ２１４が、所定のストローク未満の範囲で押圧された場合に第１操作信号を出力するようにし、所定のストローク以上に押圧された場合に第２操作信号を出力している。これにより、各操作レバー２１０、第１シーソースイッチ２１３及び第２シーソースイッチ２１４の遊びの範囲内での操作によって、いずれの可動部材が作動するのかを識別できるので、一層操作性を向上することができる。
【００４９】
また、操作レバー２１０、第１シーソースイッチ２１３または第２シーソースイッチ２１４の第１の操作量の操作が検出されると第１操作信号を出力して対応付けられた部位画像のうち、作動方向前方側に対応する部位を、作動方向後方側に対応する部位と異なる態様で画像表示部２２０に表示させている。これにより、実際に可動部材が作動する前に可動部材の作動方向を把握することができるので、誤操作が生じにくくなり、操作性を向上させることができる。
【００５０】
また、アクチュエータ１７１〜１７８の駆動によって作動する部材に対応する部位のうち、作動方向前方側に対応する部位を、作動方向後方側に対応する部位と異なる態様で画像表示部２２０に表示させることにより、作動する部材の作動方向を報知するようにしている。これにより、矢印等を部位に重畳表示させることなく、部位の表示のみで作動方向を把握することができるので、画像表示部２２０における視認性が向上して操作性を一層向上させることが可能となる。
【００５１】
図１０乃至図１２は、本発明の第２実施形態を示すもので、図１０は操作装置の斜視図、図１１は制御系を示すブロック図、図１２は可動部材を作動させる場合におけるロボット側制御部及び操作側制御部の動作を示すフローチャートである。尚、本実施形態において、前記実施形態と同様の構成部分については同一の符号を付して示す。
【００５２】
本実施形態の作業用装置は、各操作レバー２１０及び各シーソースイッチ２１３，２１４の操作量に拘わらず同一の操作信号を出力するものである。また、本実施形態の作業用装置の操作側制御部２３０には、図１１に示すように、フットスイッチ２３３が接続されている。フットスイッチ２３３は、アクチュエータ１７１〜１７８の駆動を制限する制限状態またはアクチュエータ１７１〜１７８の駆動を可能とする許可状態を切り換え設定する。フットスイッチ２３３は、図１０に示すように、操作台２０１の前面の下部に設けられ、オペレータが足で押圧することにより許可状態となり、足を離すことにより制限状態となる。
【００５３】
ここで、第１実施形態と同様に、災害救助ロボット１００の動作の例として、右側のアーム１４０単独操作する場合のロボット側制御部１９０及び操作側制御部２３０の動作について図１２のフローチャートを参照して説明する。
【００５４】
第２アーム１４２に対して第３アーム１４３を上方に向かって作動させる場合には、個別操作モードで第４アクチュエータ１７４を駆動させる。この場合、第１押ボタンスイッチ２１１をオフ、第２押ボタンスイッチ２１２をオンに設定して個別操作モードを選択する。その後、第２シーソースイッチ２１４を上方に操作して第４アクチュエータ１７４を駆動させる。
まず、操作側制御部２３０は、第２シーソースイッチ２１４の上側を押圧する操作を検出すると（ステップＳ２１）、第２シーソースイッチ２１４の操作に対応して作動する第３アーム１４３及びハンド１５０を特定し（ステップＳ２２）、第３アーム１４３及びハンド１５０の作動方向を特定する（ステップＳ２３）。次に、操作側制御部２３０は、第４アクチュエータ１７４の駆動によって作動する第３アーム１４３及びハンド１５０に対応した部位１４３´，１５０´の作動方向前方側を、作動方向後方側及び他の部位の色（白色）と異なる色（黄色）で表示する（ステップＳ２４）。
その後、操作側制御部２３０は、フットスイッチ２３３を押圧する操作を検出すると（ステップＳ２５）、黄色で表示した部位１４３´，１５０´の作動方向前方側を赤色で表示する（ステップＳ２６）。そして、ロボット側制御部１９０は、第４アクチュエータ１７４を駆動し（ステップＳ２７）、操作側制御部２３０は第４アクチュエータ１７４の駆動によって作動する第３アーム１４３及びハンド１５０に対応する部位１４３´，１５０´の姿勢を更新表示する（ステップＳ２８）。
そして、操作側制御部２３０は、フットスイッチ２３３を押圧する操作の解除を検出するか（ステップＳ２９）、第２シーソースイッチ２１４の上側を押圧する操作の解除を検出すると（ステップＳ３０）、ロボット側制御部１９０は第４アクチュエータ１７４の駆動を停止する（ステップＳ３１）。また、操作側制御部２３０は、画像表示部２２０に表示されている第３アーム１４３及びハンド１５０に対応する部位１４３´，１５０´の異なる色（赤色）で表示した部分を、他の部位の色（白色）で表示する（ステップＳ３２）。
【００５５】
以上のように、本実施形態の作業用装置によれば、制限状態または許可状態を切り換え設定するためのフットスイッチ２３３を備え、許可状態に設定されていれば当該出力操作信号に基づくアクチュエータ１７１〜１７８の駆動によって作動する部材に対応する部位を、制限状態において操作レバー２１０、第１シーソースイッチ２１３または第２シーソースイッチ２１４の操作信号が出力されたときに、他の部位と識別可能に画像表示部２２０に表示させるようにしている。これにより、実際に作動する部材を作動させるときと操作レバー２１０またはシーソースイッチ２１３，２１４の同一の操作を制限状態で行うことによって、いずれの部材が作動するのかを実際に部材が作動する前に把握した後、速やかに部材を作動させることができるので、誤操作が生じにくくなり、操作性を向上させることができる。
【００５６】
前記可動部位画像のうち、作動方向前方側に対応する部位を、作動方向後方側に対応する部位と異なる態様で画像表示部２２０に表示させている。これにより、実際に可動部材が作動する前に可動部材の作動方向を把握することができるので、誤操作が生じにくくなり、操作性を向上させることができる。
【００５７】
図１３及び図１４は、本発明の第３実施形態を示すもので、図１３及び図１４は可動部材を作動させる場合におけるロボット側制御部及び操作側制御部の動作を示すフローチャートである。尚、本実施形態において、前記実施形態と同様の構成部分については同一の符号を付して示す。
【００５８】
本実施形態の作業用装置は、第１実施形態と同一の構成を有するが、部材１３０，１４１，１４２，１４３，１５０を作動させる場合における画像表示部２２０の表示方法が第１実施形態と異なる。すなわち、第３実施形態は、第１実施形態に対し、図８のフローチャートのステップＳ４の表示方法に対して、図１３のステップＳ４４の表示方法のみが異なる。ここで、第１実施形態と同様に、災害救助ロボット１００の動作の例として、右側のアーム１４０を単独操作する場合のロボット側制御部１９０及び操作側制御部２３０の動作について図１３及び図１４のフローチャートを参照して説明する。
【００５９】
第２アーム１４３に対して第３アーム１４３を上方に向かって作動させる場合には、個別操作モードで第４アクチュエータ１７４を駆動させる。
第１押ボタンスイッチ２１１をオフ、第２押ボタンスイッチ２１２をオンに設定して個別操作モードを選択する。その後、第２シーソースイッチ２１４を上方に操作して第４アクチュエータ１７４を駆動させる。操作側制御部２３０が第２シーソースイッチ２１４の上側を所定ストローク未満押圧する第１の操作量の操作を検出すると（ステップＳ４１）、第２シーソースイッチ２１４の操作に対応して作動する第３アーム１４３及びハンド１５０を特定する（ステップＳ４２）。次に、操作側制御部２３０は、第３アーム１４３及びハンド１５０の作動方向を特定し（ステップＳ４３）、第１操作信号によって第４アクチュエータ１７４の駆動によって作動する第３アーム１４３及びハンド１５０に対応した部位１４３´，１５０´を黄色（他の部位１３０´，１４１´，１４２´は白色）で表示する（ステップＳ４４）。また、操作側制御部２３０は、第２シーソースイッチ２１４の上側を所定スクロール未満押圧する第１の操作量の操作の解除を検出すると（ステップＳ４５）、黄色で表示した部位１４３´，１５０´を白色で表示する（ステップＳ４６）。
また、操作側制御部２３０は、第２シーソースイッチ２１４の上側を所定ストローク以上までさらに押圧する第２の操作量の操作を検出すると（ステップＳ４７）、第２シーソースイッチ２１４の操作に対応して作動する第３アーム１４３及びハンド１５０を特定する（ステップＳ４８）。次に、操作側制御部２３０は、第３アーム１４３及びハンド１５０の作動方向を特定し（ステップＳ４９）、第２操作信号によって第４アクチュエータ１７４の駆動によって作動する第３アーム１４３及び１５０に対応した部位１４３´，１５０´の作動方向前方側を、作動方向後方側及び他の部位の色（白色）と異なる色（赤色）で表示する（ステップＳ５０）。
そして、ロボット側制御部１９０は、第４アクチュエータ１７４を駆動し（ステップＳ５１）、操作側制御部２３０は第４アクチュエータ１７４の駆動によって作動する第３アーム１４３及びハンド１５０に対応する部位１４３´，１５０´の姿勢を更新表示する（ステップＳ５２）。
そして、第２シーソースイッチ２１４の所定ストローク以上まで押圧する第２の操作量の操作の解除を検出すると（ステップＳ５３）、ロボット側制御部１９０は第４アクチュエータ１７４の駆動を停止し（ステップＳ５４）、操作側制御部２３０は画像表示部２２０に表示されている第３アーム１４３及びハンド１５０に対応する部位１４３´，１５０´の異なる色（赤色）で表示した部分を、他の部位の色（白色）で表示する（ステップＳ５５）。
このように、第２シーソースイッチ２１４の上側を所定ストローク未満押圧する第１の操作量の操作を検出すると、実際に第３アーム１４３及びハンド１５０が作動する前に、第３アーム１４３及びハンド１５０が、画像表示部２２０に表示された部位１４３´，１５０´自体に色の変化で識別表示される。また、第２シーソースイッチ２１４の上側を所定ストローク以上までさらに押圧する第２の操作量の操作を検出すると、第３アーム１４３及びハンド１５０の動作及びその動作方向が、画像表示部２２０に表示された第３アーム１４３に対応する部位１４３´，１５０´自体に色の変化で識別表示される。これにより、実際に第３アーム１４３及びハンド１５０が作動すること、及びその作動方向が把握できる。
【００６０】
以上のように、本実施形態の作業用装置によれば、操作レバー２１０、第１シーソースイッチ２１３または第２シーソースイッチ２１４の所定量未満の第１の操作量の操作が検出されると第１操作信号を出力して作動する部材に対応付けられた部位全体を、他の部位と識別可能に画像表示部２２０に表示し、操作レバー２１０、第１シーソースイッチ２１３または第２シーソースイッチ２１４の所定量以上の第２の操作量の操作が検出されると第２操作信号を出力して作動する部材に対応する部位のうち、作動方向前方側に対応する部位を、作動方向後方側に対応する部位と異なる態様で画像表示部に表示させるようにしている。これにより、部材の作動の前後において、作動する部材に対応付けられた部位の表示が変更されるので、部材が停止状態から作動したことを画像表示部２２０に明確に表示することができ、操作性を向上させることが可能となる。
【００６１】
尚、前記実施形態では、作業用装置として災害救助ロボット１００を適用したものを示したが、これに限定されるものではなく、例えば、産業用ロボット、医療装置等のマニプレータ、クレーン、昇降機等、アクチュエータを駆動させることによって何らかの作業を行う作業用装置が広く含まれ、特には、多数のアクチュエータを複合的に駆動させて作業を行う装置に好適である。
【００６２】
また、前記実施形態では、災害救助ロボット１００の操作手段として、一対の操作レバー２１０と、各操作レバー２１０に設けられた第１押ボタンスイッチ２１１、第２押ボタンスイッチ２１２、第１シーソースイッチ２１３及び第２シーソースイッチ２１４とから構成したものを示したが、これに限定されることはなく、例えば操作レバーのみや押ボタンスイッチのみで操作手段を構成してもよいし、ＧＵＩによる操作表示部等によって操作手段を構成してもよい。
【００６３】
また、前記実施形態では、画像表示部２２０に、実際の災害救助ロボット１００を模した態様の画像１００´で表示したものを示したが、これに限定されるものではなく、災害救助ロボット１００を、例えば単線によって表現する等、簡易的に表現した画像を画像表示部２２０に表示してもよい。
【００６４】
また、前記実施形態では、画像表示部２２０に、災害救助ロボット１００の全体を画像１００´として表示したものを示したが、これに限定されるものではなく、例えば、オペレータが認識できる範囲内で、作動する部材に対応する部位の所定範囲を画像表示部２２０に表示してもよい。
【００６５】
また、前記実施形態では、アクチュエータ１７１〜１７８の駆動によって直接及び間接的に作動する部材に対応する部位の表示の表示態様を変化させるものを示したが、これに限定されるものではなく、アクチュエータ１７１〜１７８の駆動によって直接的に作動する部材に対応する部位のみの表示態様を変化させてもよい。この場合、オペレータがアクチュエータ１７１〜１７８の駆動によって直接的に作動する部材に対応する部位を確実に把握することができるので、操作精度を向上させるとともに、誤操作を減少させることが可能となる。
【００６６】
また、前記実施形態において、部材が同時に複数作動する場合には、全ての作動する部材に対応する画像表示部２２０上の部位を識別表示するようにししたものを示したが、これに限定されることはなく、一部の作動する部材に対応する部位のみを識別表示してもよい。
【００６７】
また、前記実施形態において、作動する部材に対応する画像表示部２２０上の部位を他の部位と異なる色で表示することによって作動する部材を特定したものを示したが、これに限定されるものではなく、例えば、作動する部材に対応する部位の模様や線の太さを変更することによって態様を変化させたり、他の部位の表示よりも大きく表示したりして作動する部材を特定してもよい。また、作動する部材を特定するために、作動する部材に対応しない部位を、暗く表示したり点線で表示したりすることによって、作動する部材に対応する部位を目立たせてもよい。
【００６８】
また、前記実施形態では、作動する部材に対応する部位の作動方向前方側を、作動方向後方側と異なる色で表示することにより作動する部材の作動方向を報知したものを示したが、これに限定されるものではない。例えば、作動する部材に対応する部位を、作動方向後方から作動方向前方に向かって徐々に変色するグラディエーション表示を行うことにより作動する部材の作動方向を報知してもよい。また、作動する部材に対応する部位の作動方向前方側に模様を付すことにより作動する部材の作動方向を報知してもよい。さらに、作動する部材に対応する部位の作動方向前方側の線を作動方向後方側と比較して太くしたりすることにより報知してもよい。また、作動する部材に対応する部位の作動方向前方側を作動方向後方側と比較して大きくしてもよい。
【００６９】
また、前記のように、作動する部材に対応する部位の作動方向前方側を、作動方向後方側と異なる態様で表示することに加え、対応する部位やその近傍に矢印を表示して、作動する部材に対応する部位を更に目立たせてもよい。例えば、複合操作によって可動する部材が複数同時に作動している場合において、画像表示部が見にくくならない程度に、いくつかの可動する部材に対応する部位に矢印を付してもよい。
【００７０】
また、前記第１実施形態における第２の操作量となった場合に作動する可動部材や、前記第２実施形態における許可状態に設定されていれば作動する可動部材に対応した可動部位画像のうち、作動方向前方側に対応する部位を、作動方向後方側に対応する部位と異なる態様で画像表示部２２０に表示させているが、これに限定されるものではない。例えば、当該可動部位画像を、図１５中の二点鎖線で示すように、作動方向前方側に移動させた状態を画像表示部２２０に表示するようにしてもよい。この場合、実際に可動部材が作動する前に可動部材の作動方向及び移動軌跡を把握することによって、可動部材の動作を予測することができるので、誤操作が生じにくくなり、操作性を向上させることができる。また、作動する可動部材に対応する可動部位画像を作動方向前方側に移動させた状態を画像表示部２２０に表示する場合、元の位置の可動部位画像を表示することなく、移動させた後の可動部位画像のみを画像表示部２２０に表示し、元の位置の可動部位画像と移動させた後の可動部位画像を繰り返し画像表示部２２０に表示してもよい。また、作動する可動部材に対応する可動部位画像を、移動軌跡が明確になるように作動方向前方側に移動させた状態を、動画で画像表示部２２０に表示してもよい。
また、実際に可動部材を動かした後で目的とする作業ができないことがわかったのでは、復帰させる時間が無駄で効率が悪いが、本発明ではそれを改善できる。また、油圧駆動のように実際のアクチュエータの作動速度が遅いと計画した作業の可否を確かめるのに時間がかかるという問題があるが、本発明ではそれを改善できる。
【００７１】
また、前記実施形態では、ロータリーエンコーダからなる第１〜第８角度センサ１８１〜１８８の検出値に基づいてアクチュエータ１７１〜１７８及び作動している部材の状態を特定するようにしたものを示したが、これに限定されるものではなく、アクチュエータ１７１〜１７８の状態を検出するためのストロークセンサや圧力センサを用いてもよいし、作動している部材の状態を検出するための加速度センサを用いるようにしてもよい。
【００７２】
また、第１及び第３実施形態では、操作レバー２１０、第１シーソースイッチ２１３または第２シーソースイッチ２１４を、複数の接点を有する接点回路が設けられ、接点回路を切り換えることにより、第１操作信号または第２操作信号を出力するようにしたものを示したが、これに限定されるものではなく、例えば、フォトセンサ、磁気センサ、タッチセンサ等、操作量を２段階で検出できるものであればよく、複数の検出手段によって操作量を検出するようにしてもよい。
【００７３】
また、第２実施形態では、制限状態または許可状態を切り換え設定するようにしたものを示したが、その具体的な切り換え設定の手段としては、接点回路を用いて切り換えるものの他、アクチュエータ１７１〜１７８を油圧シリンダで構成した場合には、当該油圧シリンダと油圧ポンプとを接続する油圧回路上に設けられたアンロード弁や切り換え弁及びこれらの弁を開閉制御するコントローラによって構成するようにしてもよい。また、アクチュエータ１７１〜１７８を機械的にロックしたりあるいはロックを解除したりすることによって、制限状態と許可状態とを切り換えるようにしてもよい。
【００７４】
また、第３実施形態において、所定量未満の第１の操作量の操作が検出されると第１操作信号によって作動する部材に対応付けられた部位全体を、他の部位と識別可能に画像表示部２２０に表示し、所定量以上の第２の操作量の操作が検出されると作動する部材に対応する部位のうち、作動方向前方側に対応する部位を、作動方向後方側に対応する部位と異なる態様で画像表示部に表示させるようにしているが、第２実施形態の構成においても適用可能である。つまり、制限状態において操作信号が出力されたとき、当該出力操作信号に基づいて作動する部材に対応する部位全体を、他の部位と識別可能に画像表示部２２０に表示し、許可状態においてアクチュエータ１７１〜１７８の駆動によって作動する部材に対応する部位のうち、作動方向前方側に対応する部位を、前記作動方向後方側に対応する部位と異なる態様で画像表示部２２０に表示させればよい。
【００７５】
尚、本発明の画像表示手段は、前記実施形態におけるロボット側制御部１９０及び操作側制御部２３０のステップＳ４、ステップＳ６、ステップＳ１０、ステップＳ１２、ステップＳ１５、ステップＳ２４、ステップＳ２６、ステップＳ２８、ステップＳ３２、Ｓ４４、ステップＳ４６、ステップＳ５０、ステップＳ５２及びステップＳ５５の制御部に相当する。また、本発明のアクチュエータ駆動手段は、前記実施形態におけるロボット側制御部１９０及び操作側制御部２３０のステップＳ１１、ステップＳ１４、ステップＳ２７、ステップＳ３１、ステップＳ５１及びステップＳ５４の制御部に相当する。また、本発明の動作方向特定手段は、前記実施形態におけるロボット側制御部１９０及び操作側制御部２３０のステップＳ３、ステップＳ９、ステップＳ２４、ステップＳ４３及びステップＳ４９の制御部に相当する。また、本発明の状態設定手段は、前記実施形態におけるロボット側制御部１９０及び操作側制御部２３０のステップＳ２５及びステップＳ２９の制御部に相当する。
【符号の説明】
【００７６】
１３０…回転台、１４０…アーム、１４１…第１アーム、１４１´…第１アームの画像、１４２…第２アーム、１４２´…第２アームの画像、１４３…第３アーム、１４３´…第３アームの画像、１５０…ハンド、１５０´…ハンドの画像、１７１…第１アクチュエータ、１７２…第２アクチュエータ、１７３…第３アクチュエータ、１７４…第４アクチュエータ、１７５…第５アクチュエータ、１７６…第６アクチュエータ、１７７…第７アクチュエータ、１７８…第８アクチュエータ、１８１…第１角度センサ、１８２…第２角度センサ、１８３…第３角度センサ、１８４…第４角度センサ、１８５…第５角度センサ、１８６…第６角度センサ、１８７…第７角度センサ、１８８…第８角度センサ、１９０…ロボット側制御部、１９１…無線通信部、２００…操作装置、２１０…操作レバー、２１１…第１押ボタンスイッチ、２１２…第２押ボタンスイッチ、２１３…第１シーソースイッチ、２１４…第２シーソースイッチ、２２０…画像表示部、２３０…操作側制御部、２３２…無線通信部、２３３…フットスイッチ。
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図１０】
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