(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業対象物を把持する２つの把持部を有する作業具の操作点を任意に設定するマニピュレータの操作点設定装置において、
上記２つの把持部の互いの開度角を検出する手段と、
開度角検出手段により検出された開度角に基づいて、作業具の姿勢変化回転中心である操作点を設定する操作点設定手段と、
を備えることを特徴とするマニピュレータの操作点設定装置。
【請求項２】
作業対象物を把持する２つの把持部を有する作業具の操作点を任意に設定するマニピュレータの操作点設定装置において、
互いに直交する３方向のうち、２つの方向における操作点の位置を指定する操作点設定入力手段と、
上記２つの把持部の互いの開度角を検出する手段と、
開度角検出手段により検出された開度角に基づいて、２つの把持部の互いの距離を算出する把持状態検出手段と、
把持状態検出手段により検出された上記距離に墓づいて、上記３方向のうち、上記２つの方向以外の他の方向における操作点の位置を設定し、この設定した位置と、操作点設定入力手段から入力される２つの方向における操作点の位置とに従って、作業具の姿勢変化回転中心である操作点を設定する操作点設定手段と、
を備えることを特徴とするマニピュレータの操作点設定装置。
【請求項３】
請求項２記載のマニピュレータの操作点設定装置において、上記２つの把持部が把持対象物を把持したことを検出する把持検出手段を、さらに備え、操作点設定手段は、把持検出手段により２つの把持部が把持対象物を把持したことが検出されたときの、把持状態検出手段により検出された上記距離に基づいて、上記他の方向における操作点の位置を設定することを特徴とするマニピュレータの操作点設定装置。
【請求項４】
作業対象物を把持する２つの把持部を有する作業具の操作点を任意に設定するマニピュレータの操作点設定装置において、
上記２つの把持部により作業対象物が把持された状態を撮像する撮像手段と、
上記撮像手段により撮像された撮像情報に基づいて、作業対象物の重心位置を算出する把持状態検出手段と、
把持状態検出手段により算出された重心位置に基づいて、作業具の姿勢変化回転中心である操作点を設定する操作点設定手段と、
を備えることを特徴とするマニピュレータの操作点設定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちのいずれか一項記載のマニピュレータの操作点設定装置において、互いに直交する３方向における操作点の位置を、それぞれ独立して、操作者により調整可能であり、上記操作点設定手段により設定された操作点を調整する操作点調整手段を、さらに備えることを特徴とするマニピュレータの操作点設定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作者が操作するマニピュレータに係わり、特に、重量物ハンドリング機のような建設作業用マニピュレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
建設作業用マニピュレータにおいては、操作者によるマニピュレータの操作を容易にするためには、例えばハンドのような作業具の位置と姿勢とを独立に操作できるようにするのが好ましい。つまり、例えば、作業具の姿勢を変化させることにより、作業具の位置が変化するため、その変化した位置を姿勢から独立して調整できることが好ましい。
【０００３】
この位置姿勢制御の例としては、例えば、特公平４−５９４１３号公報に開示された「マニピュレータの作業機構制御装置」がある。この作業機構制御装置にあっては、「予め作業具の所定箇所に定められた位置に関する基準点」の位置が変化しないように作業具の姿勢が変化させられる。すなわち、姿勢の操作時には、作業具は、上記基準点を中心に回転するように動作制御される。
【０００４】
上記基準点と同様な考え方は、産業用ロボットにおいて、ＴＰＣ（ツールセンタポイント）と呼ばれるものがある。産業用ロボットでは、ロボット手先の工具の適切な位置にＴＣＰを設定し、このＴＣＰを基準点として教示や補間を行っている。また、この基準点を中心として、工具の姿勢を変える。産業用ロボットでは、通常は、数値入力によりＴＣＰを予め設定する。
【０００５】
このＴＣＰの設定方法の例としては、特開平２−２６２９８２号公報に開示された「ツールセンタポイントの設定方法」がある。このツールセンターポイントの設定方法においては、ツールをツール取付面から取り外さなくとも、基準点と設定点との２点を教示することにより、ツールの姿勢を含めたＴＣＰが設定されるように、工夫がなされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、建設作業用マニピュレータにおいては、把持する対象物の形状は種々様々であり、把持対象物の把持位置も変化する状態で作業しなければならない。このため、様々な形状の対象物を把持するたびに、その把持物に合わせて、基準点を変えて作業したい場合がある（この基準点のことを、操作の基準になる点という意味から、以下操作点と呼ぶ）。
【０００７】
つまり、この操作点が、把持物に適合して、把持物の中心や端部に設定してあると、把持物の移動等の操作が容易となる。通常の物では、把持具の中心あたりにこの操作点を設定すると操作が容易となるが、長尺物の把持では、端部の位置合わせ等では、この端部に操作点があった方が操作が容易となることもある。
【０００８】
しかしながら、上述した従来の技術にあっては、操作点が作業具に固定になっており、予め定められた基準点を中心に作業具の姿勢制御をするので、定まった用途の作業をするには、その操作は容易であるが、把持対象物等が様々な形状である場合の作業には、操作が困難となる。
つまり、操作点が作業具に固定になっていると、把持物の形状や把持位置によって、把持物側から見れば、その中心点とは異なった位置が操作点となってしまい、把持物を所望のように動作させることが困難となる。
【０００９】
上述した産業用ロボットのＴＣＰの場合、このＴＣＰの設定を変えられるようになっているが、ティーチングプレイバックによる自動運転を基本としていることから、予め設定されたＴＣＰを切換えるに過ぎない。したがって、予測できない形状の把持対象物や、把持位置の変動に対しては、操作点を適切な位置とすることができなかった。
【００１０】
本発明の目的は、把持物の形状や、把持位置に応じて、その操作点を適切な位置に設定可能なマニピュレータの操作点設定装置を実現することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。
作業対象物を把持する２つの把持部を有する作業具の操作点を任意に設定するマニピュレータの操作点設定装置において、２つの把持部の互いの開度角を検出する手段と、開度角検出手段により検出された開度角に基づいて、作業具の姿勢変化回転中心である操作点を設定する操作点設定手段とを備える。
【００１２】
２つの把持部の互いの開度角は、把持部が把持した把持物の厚みに応じて変化する。したがって、検出した開度角に基づいて、操作点を設定すれば、把持物の大きさ等に応じた操作点を設定することができる。
【００１３】
また、作業対象物を把持する２つの把持部を有する作業具の操作点を任意に設定するマニピュレータの操作点設定装置において、互いに直交する３方向のうち、２つの方向における操作点の位置を指定する操作点設定入力手段と、２つの把持部の互いの開度角を検出する手段と、開度角検出手段により検出された開度角に基づいて、２つの把持部の互いの距離を算出する把持状態検出手段と、把持状態検出手段により検出された距離に基づいて、３方向のうち、２つの方向以外の他の方向における操作点の位置を設定し、この設定した位置と、操作点設定入力手段から入力される２つの方向における操作点の位置とに従って、作業具の姿勢変化回転中心である操作点を設定する操作点設定手段とを備える。
【００１４】
操作点設定入力により設定された２つの方向における操作点の位置以外の他の１つの方向の位置は、把持状態検出手段により算出された２つの把持部の互いの距離に基づいて、操作点設定手段により設定される。２つの把持部の互いの距離は、把持部が把持した把持物の厚みに応じて変化する。したがって、検出した開度角に基づいて、操作点を設定すれば、把持物の大きさ等に応じた操作点を設定することができる。
【００１５】
好ましくは、上記マニピュレータの操作点設定装置において、２つの把持部が把持対象物を把持したことを検出する把持検出手段と、さらに備え、操作点設定手段は、把持検出手段により２つの把持部が把持対象物を把持したことが検出されたときの、把持状態検出手段により検出された距離に基づいて、他の方向における操作点の位置を設定する。
【００１６】
把持検出手段により、把持対象物が把持部により把持されたことを検出することができ、確実に、把持物が把持されたときの状態で操作点を設定することができる。
【００１７】
また、作業対象物を把持する２つの把持部を有する作業具の操作点を任意に設定するマニピュレータの操作点設定装置において、２つの把持部により作業対象物が把持された状態を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された撮像情報に基づいて、作業対象物の重心位置を算出する把持状態検出手段と、把持状態検出手段により算出された重心位置に基づいて、作業具の姿勢変化回転中心である操作点を設定する操作点設定手段とを備える。
【００１８】
撮像手段により撮像された撮像情報に基づいて、作業対象物の重心位置を算出し、これに従って操作点を設定すれば、作業対象物の形状、大きさに関係なく、常に、その重心位置に操作点を設定することが可能となる。
【００１９】
また、作業対象物を把持する２つの把持部を有する作業具の操作点を任意に設定するマニピュレータの操作点設定装置において、互いに直交する３方向における操作点の位置を、それぞれ独立して、操作者により設定可能な操作点調整手段を備え、この操作点調整手段により設定された位置を、作業具の姿勢変化回転中心である操作点とする。
【００２０】
操作点調整装置により、作業対象物の形状、大きさに応じた操作点を設定することができる。
以上のように、把持部が把持物を把持した状態によって、操作点を設定するので、把持物上の適切な位置に、操作点を設定することができ、マニピュレータの操作を容易に行なうことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の概略構成図であり、１は建設作業マニピュレータ本体、２は作業腕、３は手首機構、４は作業具である。作業腕２は本体１に装着され、主にマニピュレータの作業具４の位置を制御し、通常、３自由度を有している。また、手首機構３は作業腕２の端部に装着され、主に作業具４の姿勢を制御し、通常３、自由度を有している。そして、作業具４は、手首機構３の端部に装着されて作業を行うものであり、把持作業を行う２つの把持部４ａ及び４ｂを有している。
【００２２】
６は制御装置であり、マニピュレータの角度計（図示せず）等からの情報が供給され、マニピュレータを動作させるアクチュエータに制御信号を送って、マニピュレータを駆動する。７は操作装置であり、多軸レバー等で構成され、制御装置６に作業具４の並進及び回転の速度を指令する。図１においては、操作装置７の２つのレバーのうち一方が、３軸の並進速度、もう一方が３軸まわりの回転速度を与える。
【００２３】
８は、操作点設定入力装置であり、操作点を設定するための情報を入力したり、設定ボタン等により操作点を変更する指令を入力する。
【００２４】
制御装置６において、１０は速度座標変換部であり、操作装置７からの操作点での並進及び回転速度指令値ｖ、ｗを、作業腕２及び手首機構３の各関節回りの角速度θＤに変換する。この速度座標変換部１０には、操作点設定部１４によって設定された操作点の位置と、各関節の角度θとが入力される。
【００２５】
１１は、アクチュエータ速度指令部であり、このアクチュエータ速度指令部１１は、速度座標変換部１０で演算された関節角速度θＤで関節を移動させるための、アクチュエータの速度を演算する。１２はアクチュエータサーボ部で、アクチュエータ速度指令部１１で演算されたアクチュエータ速度でアクチュエータを駆動するためのサーボ制御を行う。図１の例では、油圧アクチュエータを使用しているため、電気油圧制御による速度制御を行う。
【００２６】
１３は把持状態検出部であり、この把持状態検出部１３は関節角度信号θや、その他のセンサ信号、つまり、把持用シリンダの長さ、把持部４ａと４ｂとの開度角等（開度角検出手段（図示せず）により検出される）によって、作業具４による対象物の把持の状態を検出する。また、１４は操作点設定部で、この操作点設定部１４は操作点設定入力装置８によって入力された情報と、把持状態検出部１３によって検出された把持物の把持情報とによって、操作点の位置を設定する。そして、上述したように、操作点設定部１４によって設定された操作点の位置は、速度座標変換部１０に供給される。
【００２７】
操作点設定部１４で設定される操作点の位置は、手首機構３の先端部に定められた手先基準点を基準とした位置であり、手先基準点に固定された手先座標系で表現される。
これを説明したのが図３であり、点Ｐ１が手先基準点であり、これに固定された座標系からの位置として、操作点Ｐ２を設定する。
【００２８】
図２は、図１における速度座標変換部１０の詳細ブロック図であり、基準点間速度変換部１５は、操作点での並進、回転速度、ｖ、ｗを手先基準点での並進回転速度、ｖＢ、ｗＢに変換する。このとき、操作点設定入力装置１４により設定された、手先基準点から見た操作点の位置と、関節角度θから演算した手先基準点での手先座標系の値が用いられる。関節角速度演算部１６は、手先基準点での並進、回転速度ｖＢ、ｗＢ及び関節角度θから、いわゆるヤコビの逆行列によって、関節角速度θＤが演算される。
【００２９】
上述した構成の制御装置６においては、まず操作点設定入力装置８により、操作点を設定するために必要な情報を入力する。例えば、把持した時には、その中央を操作点にする等の情報や、把持してない時の操作点の位置等の情報を入力する。そして、操作位置７を操作して、把持物を把持する。
【００３０】
このとき、把持状態検出部１３では、センサの信号から把持の状態を検知し、操作点設定部１４では、これらの情報により、操作点の位置を設定する。そして、操作装置７により、操作点での並進及び回転速度を指令すると、速度座標変換部１０で、マニピュレータの関節角速度θＤの指令値に変換される。その過程は、まず、基準点間速度変換部１５で手先基準点での速度に変換される。このとき、操作点設定入力装置８によって設定された操作点の位置が使用される。
【００３１】
その後、関節角速度演算部１６で関節角速度θＤに変換される。ここでは、あらかじめ求めた演算式に、関節角速度を代入して得られたヤコビの逆行列が用いられる。この関節角速度θＤの指令値は、アクチュエータ速度指令部１１で、油圧モータや油圧シリンダなどの速度指令値に変換され、アクチュエータサーボ部１２で、その速度になるように作業腕２及び手首機構３が制御される。
その結果、作業腕２及び手首機構３の関節は、速度座標変換部１０で指令した関節角速度θＤで動き、作業具４は、操作点において、操作装置７によって入力された並進及び回転速度で動く。
【００３２】
図４〜図７は、把持状態の検知及び作業具４の動作を説明する図である。
これら図４〜図７は、把持状態の検知として、作業具４の把持部４ａ、４ｂの開度を用いた例であり、把持状態検出部１３に供給されるセンサ信号としては、上述したように、把持用シリンダの長さや、把持部４ａと４ｂとの角度等を用いる。また、操作点設定入力装置８では、操作点の左右・前後方向の位置を設定する。そして、操作点の上下方向の位置は、後述するように、把持部４ａ及び４ｂの爪部の中点となるように自動的に設定される。
【００３３】
次に、図４及び図５に示すように、作業具４により把持物１８又は１９を把持し、操作点設定入力装置８の設定ボタンを押すと、操作点設定部１４では、把持物１８又は１９の上下方向の操作点の位置、つまり、作業具４の２つの把持部４ａ及び４ｂの爪部を互いに結ぶ直線方向の操作点の位置を計算し設定する。この場合、操作点設定部１４は、作業具４の２つの把持爪の中点を操作点の位置を計算する。この操作点の位置は、把持用シリンダの長さや、２つの把持部４ａ、４ｂの角度から、把持状態検出部１３により、２つの把持爪間の距離が計算される。そして、操作点設定部１４により、２つの把持爪間の距離を２分の１とすることにより計算できる。
【００３４】
これによって、図４に示すような、厚みが厚い把持物１８であっても、図５に示すような、厚みが比較的薄い把持物１９であっても、把持物１８及び１９の中心点Ｐｓ付近を常に操作点に設定できる。
【００３５】
このように、把持物１８、１９の厚みに関係なく、操作点をその中心付近に設定することができるので、操作装置７により、操作点回りの回動操作を指令した時には、種々の形状の把持物に応じて、その中心点Ｐｓを回動中心として作動させることが可能となる。
【００３６】
上述した例は、操作点を把持物の厚み方向の中心点となるように、把持用シリンダの長さや、２つの把持部４ａ、４ｂの角度から算出する例である。把持物の長手方向に関しては、把持部４ａ、４ｂを結ぶ直線上に操作点を設定しているが、これ以外に、例えば、図８及び図９に示すように、地上に置かれた把持物２０、２１を、地上に置かれた状態のままで、その姿勢を変える場合には（図１０、図１１に示すように）、操作点を地上付近に設定したほうが、操作上、有利となる。
【００３７】
この場合には、地上に置かれた把持物を把持したときの、作業具４の地上等の把持物の配置表面からの位置が用いられる。この位置は、把持状態検出部１３により検出される。把持状態検出部１３は、センサ信号として特別のものは用いず、マニピュレータの関節角度θから、作業具４の地表面等からの位置を演算する。そして、操作点設定部１４は、把持状態検出部１３により演算された作業具４の地表面等からの位置により、操作点の位置を地表面等の近辺に設定する。
【００３８】
このように、作業具４の地表面等からの位置により、操作点の位置を地表面等の近辺に自動的に設定できるようにすれば、互いにサイズが異なる図８及び図９に示す対象物２０、２１であっても、同等に地表面等の近辺に操作点Ｐｓを設定することができる。これにより、図１０及び図１１に示すような、回動動作を実行することができる。
【００３９】
なお、操作点を把持部４ａ、４ｂを結ぶ直線の中心点に設定するか、地表面等の近辺に設定するかの切り換えは、操作点設定入力装置８により、操作者が行うことができる。また、この操作者の切り換えによって、把持状態検出部１３は、関節角度θ及びセンサ信号から、把持爪間の距離を計算するか、地表面からの作業具４の位置を計算するかの切り換えが行われる。
【００４０】
以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、把持物の形状や、把持位置に応じて、その操作点を適切な位置に自動的に設定可能なマニピュレータの操作点設定装置を実現することができる。これより、作業を適切に、しかも容易に行うことができ、作業効率の向上を図ることが可能となる。
【００４１】
図１２は、本発明の第２の実施形態の概略説明図である。
この第２の実施形態においては、把持物２２の作業具４による把持状態の検知を、マニピュレータ本体１の適切な部位に設置されたカメラ１７により撮影された画像を画像処理した画像情報を用いる例である。つまり、カメラ１７によって得た画像を画像処理して、把持物２２の形状や、把持位置を判断して、それに基づいて、操作点の位置を設定する。
【００４２】
制御装置としては、図１に示した制御装置６と同様な構成となるので、図示は省略する。
ただし、把持状態検出部１３に入力されるセンサ信号として、カメラ１７により得られた画像情報が用いられる。そして、把持状態検出部１３は、入力された画像情報から把持物２２の重心位置を演算し、演算した重心位置が操作点設定部１４に供給される。
【００４３】
操作点設定部１４は、操作点設定入力装置８の設定ボタンが押されると、そのとき入力された把持物２２の重心位置を操作点Ｐｓとして設定する。
この第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００４４】
なお、把持状態の検知としては、上述した映像情報の他に、超音波やレーザ等の各種センサを用いることができる。つまり、例えば、超音波発生素子を複数個配置し、把持物から反射された超音波を受信することにより、把持物の形状を検知することも可能である。
【００４５】
図１３は、本発明の第３の実施形態の概略構成図である。
上述した第１の実施形態においては、操作者が操作点設定入力装置８の設定ボタンを押すことにより、そのときの把持状態における操作点が設定される構成となっている。
【００４６】
これに対して、第３の実施形態においては、圧力検出器２３により、作業具４の把持物の把持圧力を検出し、検出した圧力が所定圧力以上、つまり、作業具４が把持物を把持し動作可能な状態となったことを検知して、そのときの把持状態における操作点を自動的に設定する構成となっている。
【００４７】
圧力検出器２３は、図１４に示すように、作業具４の把持部４ａ及び４ｂを動作させる油圧シリンダー２４に取り付けられ、油圧シリンダー２４の圧力を検出する。そして、検出された圧力が、操作点設定部１４に供給される。この操作点設定部１４は、供給された圧力が所定レベル以上となったことを判断し、そのときの把持状態における操作点を自動的に設定する。
なお、他の構成は、第１の実施形態と同等であるので、説明は省略する。
この第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００４８】
図１５は、本発明の第４の実施形態の概略構成図であり、操作点調整装置２５を用いて操作者が操作点を任意の位置に設定可能となっている。制御装置６Ａは、速度座標変換部１０と、アクチュエータ速度指令部１１とアクチュエータサーボ部１２とを備えている。操作点調整装置２５により設定された操作点は、速度座標変換部１０に供給される。これら速度座標変換部１０、アクチュエータ速度指令部１１、アクチュエータサーボ部１２は、図１に示したものと同等であるので、詳細な説明は省略する。
【００４９】
操作点調整装置２５は、直線型のポテンショメータで直交３軸方向の位置を設定できるようになっている。この操作点調整装置２５は、操作点の上下方向及び左右方向の調整を行う操作板２５ａと、前後方向の調整を行う操作板２５ｂとからなる。これら操作板２５ａ及び２５ｂは、断面がほぼＬ字状となるように、互いにほぼ直交している。
【００５０】
そして、操作板２５ａには、上下方向設定用の直線状溝２５ＺＧが形成され、この直線状溝２５ＺＧに摺動可能な状態で、つまみ２５Ｚが配置されている。このつまみ２５Ｚを直線状溝２５ＺＧの任意の位置に設定することにより、操作点の上下方向位置が設定される。
【００５１】
また、操作板２５ａには、左右方向設定用の直線状溝２５ＸＧが形成され、この直線状溝２５ＸＧに摺動可能な状態で、つまみ２５Ｘが配置されている。このつまみ２５Ｘを直線状溝２５ＸＧの任意の位置に設定することにより、操作点の左右方向位置が設定される。
【００５２】
操作板２５ｂには、前後方向設定用の直線状溝２５ＹＧが形成され、この直線状溝２５ＹＧに摺動可能な状態で、つまみ２５Ｙが配置されている。このつまみ２５Ｙを直線状溝２５ＹＧの任意の位置に設定することにより、操作点の前後方向位置が設定される。
【００５３】
操作点調整装置２５により操作点を設定する場合には、予め、適当なわかりやすい位置を基準点として設定される。例えば、図１６に示すように、作業具４の把持中心点Ｐ３に設定される。この把持中心点Ｐ３は、つまみ２５Ｘ、２５Ｙ、２５Ｚが、それぞれの直線状溝２５ＸＧ、２５ＹＧ、２５ＺＧの中点に位置するときの設定操作点となる。
【００５４】
また、作業具４を他の形状の作業具と交換する場合には、標準操作点として、中心点Ｐ３の位置を作業具毎に設定しておき、作業具の交換と共に変える。このようにすると、操作点調整装置２５の直線状溝２５ＸＧ、２５ＹＧ、２５ＺＧの中点で標準の操作点となり、そこから上下、左右、前後に設定を変えるようにできる。
【００５５】
また、把持する対象物に合わせた位置を標準操作点Ｐ３として設定しておき、それからの修正分を入力するようにして、把持状態によって変わる分を修正するようにしても良い。
【００５６】
以上のように、本発明の第４の実施形態によれば、把持物の形状や、把持位置に応じて、その操作点を適切な位置に手動で設定可能なマニピュレータの操作点設定装置を実現することができる。これより、作業を適切に、しかも容易に行うことができ、作業効率の向上を図ることが可能となる。
【００５７】
図１７は、本発明の第５の実施形態の概略構成図である。この図１７の例は、図１５の例と同様に、操作点調整装置を用いて操作者が操作点を任意の位置に設定可能となっている例であり、図１５の例における操作点調整装置２５と、図１７の例における操作点調整装置２６とは構成がことなっている。他の構成は、図１５の例と図１７の例とは同等となっているので、説明は省略する。
【００５８】
操作点調整装置２６には、上下方向位置調整表示部２６ＺＨと、前後方向位置調整表示部２６ＸＨと、左右方向位置調整表示部２６ＹＨとが形成されている。そして、上下方向位置調整表示部２６ＺＨは、この上下方向位置調整表示部２６ＺＨの両端部側に、操作点の上下方向調整矢印キー２６ＺＵ及び２６ＺＤが配置されている。これら矢印キー２６ＺＵ又は２６ＺＤが、操作者により押されると、表示部２６ＺＨに表示された位置表示マーク２６Ｚが移動し、停止された位置が操作点の上下方向位置として設定される。
【００５９】
また、前後方向位置調整表示部２６ＸＨは、この前後方向位置調整表示部２６ＺＨの両端部側に、操作点の前後方向調整矢印キー２６ＸＦ及び２６ＸＲが配置されている。これら矢印キー２６ＸＦ又は２６ＸＲが、操作者により押されると、表示部２６ＸＨに表示された位置表示マーク２６Ｘが移動し、停止された位置が操作点の前後方向位置として設定される。
【００６０】
また、左右方向位置調整表示部２６ＹＨは、この左右方向位置調整表示部２６ＹＨの両端部側に、操作点の左右方向調整矢印キー２６ＹＲ及び２６ＹＬが配置されている。これら矢印キー２６ＹＲ又は２６ＹＬが、操作者により押されると、表示部２６ＹＨに表示された位置表示マーク２６Ｙが移動し、停止された位置が操作点の左右方向位置として設定される。
この操作点調整装置２６においても、操作点調整装置２５と同様に、予め、適当なわかりやすい位置を基準点として設定される。
この本発明の第５の実施形態においても、上述した第４の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００６１】
図１８は、本発明の第６の実施形態の概略構成図である。この図１８の例は、図１の例と図１５の例とを組合わせた例であり、操作点設定部１４により、自動的に操作点が設定された後、必要に応じて操作点調整装置２５により操作者が操作点を調整可能となった例である。
【００６２】
建設作業用マニピュレータが把持する対象物は、上述したように、種々の形状の物があり、複雑な形状のものも対象物となる。複雑な形状をした対象物の場合、作業具４が把持した位置における把持爪の中点が、対象物のほぼ中心点となるとは限らない。このため、操作点調整装置２５により、操作点の補正操作が行える構成となっている。
【００６３】
この図１８の例の構成については、上述した図１及び図１５の例と同様となるので、説明は省略する。
この図１８の例においては、図１の例と同様な効果を得ることができる他、操作点調整装置２５により、操作点の補正操作を行うことができるので、複雑な形状の把持対象物に対しても、適切な位置に操作点を設定することが可能となる。
【００６４】
なお、図１８の例において、操作点調整装置２５に代えて、図１７に示した操作点調整装置２６を用いることも可能である。
【００６５】
また、上述した例においては、作業具として、把持手段を有するマニピュレータを説明したが、本発明は、その他の作業具にも適用可能である。例えば、作業具としてグラインダを適用することも可能であり、砥石がワークにあたる点に合わせて、操作点を変化させることができる。この場合、操作点の入力装置は、砥石の外周の沿って入力できるように構成すると便利である。
【００６６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているため、次のような効果がある。２つの把持部の互いの開度角を検出し、検出し開度角に基づき、作業具の姿勢変化回転中心である操作点を設定するように構成したので、把持物の形状や、把持位置に応じて、その操作点を適切な位置に自動的に設定可能なマニピュレータの操作点設定装置を実現することができる。これより、作業を適切に、しかも容易に行うことができ、作業効率の向上を図ることが可能となる。
【００６７】
また、２つの把持部が把持対象物を把持したことを検出する把持検出手段を備えるように構成した場合には、把持対象物が把持部により把持されたことを検出することができ、確実に、把持物が把持されたときの状態で操作点を設定することができる。
【００６８】
また、撮像手段により撮像された撮像情報に基づいて、作業対象物の重心位置を算出し、これに従って操作点を設定すつように構成すれば、作業対象物の形状、大きさに関係なく、常に、その重心位置に操作点を設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の概略構成図である。
【図２】図１の例の速度座標変換部の内部ブロック図である。
【図３】操作基準点についての説明図である。
【図４】把持物の一例を把持した場合における操作点の設定に関する説明図である。
【図５】把持物の他の例を把持した場合における操作点の設定に関する説明図である。
【図６】図４の例の動作説明図である。
【図７】図５の例の動作説明図である。
【図８】把持物のさらに他の例を把持した場合における操作点の設定に関する説明図である。
【図９】把持物のさらに他の例を把持した場合における操作点の設定に関する説明図である。
【図１０】図８の例の動作説明図である。
【図１１】図９の例の動作説明図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態の概略説明図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態の概略構成図である。
【図１４】図１３の例における圧力検出器の説明図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態の概略構成図である。
【図１６】図１５の例における操作点の設定の説明図である。
【図１７】本発明の第５の実施形態の概略構成図である。
【図１８】本発明の第６の実施形態の概略構成図である。
【符号の説明】
１                建設作業マニピュレータ本体
２                作業腕
３                手首機構
４                作業具
６、６Ａ          制御装置
７                操作装置
８                操作点設定入力装置
１０              速度座標変換部
１１              アクチュエータ速度指令部
１２              アクチュエータサーボ部
１３              把持状態検出部
１４              操作点設定部
１５              基準点間速度変換部
１６              関節角速度演算部
１７              カメラ
１８、１９        把持物
２０、２１        把持物
２２              把持物
２３              圧力検出器
２４              油圧シリンダー
２５、２６        操作点調整装置
【図１】
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【図２】
0003565955.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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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１６】
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【図１７】
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【図１８】
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