(57)【要約】  マスタースレーブロボットの制御装置において、力情報と速度情報のいずれか１つ以上の情報より力情報を補正する箇所を検出する力補正箇所検出部と、力補正箇所検出部で力補正箇所として検出された箇所における力情報を補正する力補正部とを設けることで、スレーブマニピュレータ（３２）に加わった小さな外力がマスタマニピュレータ（９）には拡大されて伝わるようにしたり、マスタマニピュレータ（９）に加えられた過剰な操作力がスレーブマニピュレータ（３２）に減少されて伝わるようにしたりする。
2012029227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置において、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を取得する力情報取得部と、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より検出する力補正箇所検出部と、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を補正する力補正部と、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに伝達する力伝達部と、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報を制御するマスター制御部と、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するスレーブ制御部とを備えるマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項２】
対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、
前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置において、
前記人が前記マスターマニピュレータに加える力情報を取得するマスター力情報取得部と、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記マスター力情報取得部で取得した力情報より検出するスレーブ力補正箇所検出部と、
前記スレーブ力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を補正するスレーブ力補正部と、
前記スレーブ力補正部からの力情報を前記スレーブマニピュレータに伝達するスレーブ力伝達部と、
前記人が、前記スレーブ力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報を制御するマスター制御部と、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するスレーブ制御部とを備えるマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項３】
前記力補正開始時間から前記力補正終了時間までの区間を前記力補正箇所とし、当該区間内の力情報は、時間と力の大きさとの関係において、山形に変化する曲線又は直線で表される、請求項１又は２に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項４】
前記力補正箇所検出部は、前記力情報取得部で取得した力情報から、前記力情報の絶対値を増加させて補正する区間の力情報と、前記力情報を補正しない区間の力情報とのいずれかの区間の力情報として検出し、
前記力補正部は、前記力補正箇所検出部で検出された、前記増加させる区間の力情報の絶対値を増加させるよう補正する請求項１に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項５】
前記スレーブ力補正箇所検出部は、前記マスター力情報取得部で取得した力情報から、前記力情報の絶対値を減少させて補正する箇所区間の力情報と、前記力情報を補正しない区間の力情報とのいずれかの区間の力情報として検出し、
前記スレーブ力補正部は、前記スレーブ力補正箇所検出部で検出された、前記減少させる区間の力情報の絶対値を減少させるよう補正する請求項２に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項６】
前記スレーブマニピュレータの手先部の速度情報を取得する速度情報取得部と、
前記力補正箇所検出部は、前記速度情報取得部で取得した速度情報より、前記力情報を補正する区間を検出する請求項１に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項７】
前記スレーブマニピュレータの手先部の速度情報を取得する速度情報取得部をさらに備え、
前記スレーブ力補正箇所検出部は、前記速度情報取得部で取得した速度情報より、前記力情報を補正する区間を検出する請求項２に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項８】
前記力補正箇所検出部又は前記スレーブ力補正箇所検出部において前記力補正箇所を検出する際に、「力情報及び速度情報」と、「力情報」と、「速度情報」と、「記憶された力情報と速度情報」とのいずれか１つの情報を選択する検出方法選択部をさらに備え、
前記検出方法選択部で選択した前記情報に基づき、前記力補正箇所検出部又は前記スレーブ力補正箇所検出部で前記力補正箇所を検出する請求項６又は請求項７に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項９】
前記力補正箇所検出部又は前記スレーブ力補正箇所検出部は、
前記検出方法選択部において前記「力情報及び速度情報」が選択された場合には、
前記速度情報取得部で取得した速度情報の変位が第一の閾値を上回った時間を力補正開始時間とし、
前記力情報取得部で取得した力情報の変位が第二の閾値を下回った時間を力補正終了時間とし、
前記力補正開始時間から前記力補正終了時間までの区間を前記力補正箇所として検出する請求項８に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項１０】
前記力補正箇所検出部又は前記スレーブ力補正箇所検出部は、
前記検出方法選択部において前記「力情報」が選択された場合には、
前記力情報取得部で取得した力情報の変位が第一の閾値を上回った時間を力補正開始時間とし、
前記力情報取得部で取得した力情報の変位が第二の閾値を下回った時間を力補正終了時間とし、
前記力補正開始時間から前記力補正終了時間までの区間を前記力補正箇所として検出する請求項８に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項１１】
前記力補正箇所検出部又は前記スレーブ力補正箇所検出部は、
前記検出方法選択部において前記「速度情報」が選択された場合には、
前記速度情報取得部で取得した速度情報の変位が第一の閾値を上回った時間を力補正開始時間とし、
前記速度情報取得部で取得した速度情報の変位が第二の閾値を下回った時間を力補正終了時間とし、
前記力補正開始時間から前記力補正終了時間までの区間を前記力補正箇所として検出する請求項８に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項１２】
力情報と速度情報とを予め記憶する記憶部をさらに備え、
前記力補正箇所検出部又は前記スレーブ力補正箇所検出部は、
前記検出方法選択部において前記「記憶された力情報と速度情報」が選択された場合には、
前記記憶部に記憶された力情報又は速度情報の変位が第一の閾値を上回ったときの力情報又は速度情報の変位に対して、前記力情報取得部又は前記速度情報取得部で取得した、力情報又は速度情報の変位がある閾値の範囲内に収まる時間を力補正開始時間とし、
前記記憶部に記憶された力情報又は速度情報の変位が第二の閾値を下回ったときの力情報又は速度情報の変位に対して、前記力情報取得部又は前記速度情報取得部で取得した、力情報又は速度情報の変位がある閾値の範囲内に収まる時間を力補正終了時間とし、
前記力補正開始時間から前記力補正終了時間までの区間を前記力補正箇所として検出する請求項８に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項１３】
前記力補正部又は前記スレーブ力補正部において力を補正する際に、「対象物把持位置情報」と、「対象物柔軟度情報」と、「マスター把持位置情報」とのいずれか１つの情報を選択する力補正方法選択部をさらに備え、
前記力補正部又は前記スレーブ力補正部は、前記力補正方法選択部で選択した力補正方法により、前記力情報を補正する請求項１又は請求項２に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項１４】
前記スレーブマニピュレータが前記対象物を把持する位置情報を取得する対象物把持位置取得部と、
前記スレーブマニピュレータが前記対象物を把持する位置情報と補正量との関係情報を記憶する補正量記憶部をさらに備え、
前記力補正部又は前記スレーブ力補正部は、
前記力補正方法選択部において前記「対象物把持位置情報」が選択された場合には、
前記スレーブマニピュレータが前記対象物を把持する把持位置情報を前記対象物把持位置取得部で取得し、
前記対象物把持位置取得部で取得された前記把持位置情報を用いて、前記補正量記憶部から前記力情報の補正量を求める請求項１３に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項１５】
前記対象物の柔軟度情報と補正量との関係情報を記憶する補正量記憶部をさらに備え、
前記力補正部又は前記スレーブ力補正部は、
前記力補正方法選択部において前記「対象物柔軟度情報」が選択された場合には、
前記対象物に基づく前記対象物の柔軟度情報を前記補正量記憶部から取得し、
前記柔軟度情報を用いて、前記補正量記憶部から前記力情報の補正量を求める請求項１３に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項１６】
前記人が前記マスターマニピュレータを把持する位置情報を取得するマスター把持位置取得部と、
前記人が前記マスターマニピュレータを把持する位置情報と補正量との関係情報を記憶する補正量記憶部をさらに備え、
前記力補正部又は前記スレーブ力補正部は、
前記力補正方法選択部において前記「マスター把持位置情報」が選択された場合には、
前記人が前記マスターマニピュレータを把持する位置情報を前記マスター把持位置情報取部で取得し、
前記マスター把持位置情報取部で取得された前記位置情報を用いて、前記補正量記憶部から前記力情報の補正量を求める請求項１３に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項１７】
対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御方法であって、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を力情報取得部で取得し、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より力補正箇所検出部で検出し、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を力補正部で補正し、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに力伝達部で伝達し、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御し、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号をスレーブ制御部で出力するマスタースレーブロボットの制御装置の制御方法。
【請求項１８】
前記マスターマニピュレータ及び前記スレーブマニピュレータと、
請求項１〜１６のいずれか１つに記載の前記マスタースレーブロボットの制御装置とを備えるマスタースレーブロボット。
【請求項１９】
対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラムであって、
コンピュータに、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を力情報取得部で取得するステップと、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より力補正箇所検出部で検出するステップと、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を力補正部で補正するステップと、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに力伝達部で伝達するステップと、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御するステップと、
前記スレーブマニピュレータとマスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号をスレーブ制御部で出力するステップとを実行するための、マスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラム。
【請求項２０】
対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の集積電子回路であって、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を力情報取得部で取得し、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より力補正箇所検出部で検出し、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を力補正部で補正し、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに力伝達部で伝達し、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御し、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号をスレーブ制御部で出力するマスタースレーブロボットの制御装置の集積電子回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばロボットアームマスタースレーブロボットの動作を生成及び教示するためのマスタースレーブロボットの制御装置及び制御方法、マスタースレーブロボットの制御装置を有するマスタースレーブロボット、マスタースレーブロボットの制御装置のための制御プログラム、並びに、集積電子回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、製造現場では多品種少量生産のためモデルチェンジが頻繁に起こっている。セル生産が盛んに行われている近年の製造現場において、ネジ締め作業又は部品の嵌合作業、装着作業、フレキシブル基板などの挿入作業、研磨作業などをロボットにより自動化するためには、多種多様な部品又は作業手順に柔軟に対応する必要がある。また、フレキシブル基板の挿入作業などのように柔軟物を取り扱う作業などは、作業が複雑であり、依然として、人手、中心で行っている。そのような人手中心で行っている作業を、ロボットにより自動化する需要は大きい。【０００３】
そこで、ティーチングペンダント又はプログラミングを用いて、ロボットに作業を教示する方法が用いられている。しかしながら、それらの方法により教示を行うと、教示工数が非常に増えるといった問題がある。その問題を解消するために、ロボットを直接触って教示するダイレクトティーチング、又は、人が操作するロボット（マスター）と実際に作業するロボット（スレーブ）とが別のロボットであるマスタースレーブロボットの制御装置を用いて簡単に教示する方法が用いられている。【０００４】
ダイレクトティーチングの一例として、ロボットの手首などに力センサを装着し、力センサの先に装着されたハンドルを教示者が直接把持してロボットを教示点に誘導し、ロボットの位置の教示を行うものが知られている(特許文献１を参照）。【０００５】
また、マスタースレーブロボットの制御装置を用いて簡単に教示する方法の一例として、スレーブマニピュレータで取得した力をマスターマニピュレータにフィードバックし、人がスレーブマニピュレータに加えられた力を感じることができるマスタースレーブロボットの制御装置を用いて教示する方法が用いられている(特許文献２、３、４を参照）。【０００６】
マスタースレーブロボットの制御装置を用いた教示方法の一例としては、人がマスターマニピュレータを把持して動作させ、マスターマニピュレータに教示する。そして、マスターマニピュレータに教示した情報を基に、教示点間の距離を拡大又は縮小することによって、マスターマニピュレータと大きさの異なるスレーブマニピュレータに、教示する方法が用いられている（特許文献５を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５９−１５７７１５号公報
【特許文献２】特開２００２−５９３８０号公報
【特許文献３】特開平８−２８１５７３号公報
【特許文献４】特開平１−３４６８６号公報
【特許文献５】特開平５−２０４４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１においては、ロボットが取得した力を人に物理的にフィードバックしているので、人に伝わる力の大きさを変化させることができない。そのため、例えばフレキシブル基板の挿入作業を行う場合において、部品又は作業手順が変わりフレキシブル基板の剛性がより低くなった場合、又はロボットがフレキシブル基板を把持する位置が基板の先端からより遠くなってしまった場合などに、ロボットが取得する力の大きさが小さくなるので、人に伝わる力の大きさも小さくなり、作業時間が大幅に増えることになる。【０００９】
ここで、フレキシブル基板の挿入作業についてダイレクトティーチングを用いて、人がロボットに伝わる力を感じながら挿入作業を行った結果を以下に示す。その際、ロボットが把持するフレキシブル基板の把持位置を変えて作業を行うことで、把持位置の変更によって、作業時間がどのように変わるか、実験を通して検証する。図２９Ａ〜図２９Ｃにおいて、人の手１０１が、フレキシブル基板１０４を把持するマニピュレータ１０５を直接触り、コネクタ１０６への挿入作業を行う。図２９Ａは把持位置が挿入側の端縁１０４ａから５ｍｍの場合を示し、図２９Ｂは把持位置が挿入側の端縁１０４ａから１０ｍｍの場合を示す。図２９Ｃは、フレキシブル基板１０４のコネクタ１０６への挿入作業の作業手順を示している。把持位置が５ｍｍの場合の実験結果を図３０に、把持位置が１０ｍｍの場合の実験結果を図３１に示す。図３０及び図３１における実線はフレキシブル基板１０４がコネクタ１０６に衝突したときの力の大きさを示し、破線はマニピュレータ１０５の手先の速度を示す。図３０及び図３１の横軸は実験時間（ｍｓ）を示し、実験開始時間を０ｍｓとし実験終了までの時間を示している。図３０及び図３１の左縦軸はフレキシブル基板１０４がコネクタ１０６に衝突したときの力の大きさ（Ｎ）、図３０及び図３１の右縦軸はマニピュレータ１０５の手先の速度（ｍｍ／ｍｓ）を示す。図３０及び図３１のグラフの下に描かれている図は、フレキシブル基板１０４のコネクタ１０６に対する挿入状況を示し、グラフの横軸が示す実験時間においてコネクタ１０６に対してフレキシブル基板１０４がどのような状況にあるのかを示す。また、図３０及び図３１中の参照符号Ａは、フレキシブル基板１０４がコネクタ１０６の入り口に衝突しており、挿入開始した状態を示し、参照符号Ｂは、フレキシブル基板１０４がコネクタ１０６の奥に衝突しており、挿入完了した状態を示す。図３０及び図３１のＡを比較すると、図３１のＡのほうがより時間が長く、図３０及び図３１のＢを比較すると、図３１のＢのほうがより力が小さいことがわかる。よって、把持位置が１０ｍｍのほうが把持位置が５ｍｍと比較して、挿入に要する時間が長く、得られる力の大きさが小さくなり、挿入作業が難しくなることが確認できる。【００１０】
また、特許文献２、３、４においては、マスタースレーブロボットの制御装置を用いて、人に伝わる力の大きさを変化させることができるが、同一作業内では、どの工程においても、同様に力の大きさを変化させるため力の強弱を明確につけることができない。そのため、作業中の力の強弱がはっきりと作業者に伝わらず、力の大きさを変化させても、作業時間の短縮にはつながらない。【００１１】
さらに、フレキシブル基板の挿入作業などのように柔軟物を取り扱う作業では、過度の力を加えると、基板などが破損してしまうという課題も併せ持つ。【００１２】
特許文献５においては、マスタースレーブロボットの制御装置を用いた教示を行っているが、位置情報のみを用いた教示であり、力情報を使用しておらず、作業中にスレーブマニピュレータに外部から加えられた力を、マスターマニピュレータを把持した人の手に伝えることができない。【００１３】
本発明の目的は、このような課題に鑑みてなされたものであり、部品又は作業手順が変わった場合においても、作業者が簡単に短時間で、かつ対象物を破損しない作業を行うことができるマスタースレーブロボットの制御装置及び制御方法、マスタースレーブロボット、制御プログラム、並びに、集積電子回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。【００１５】
本発明の第１態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置において、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を取得する力情報取得部と、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より検出する力補正箇所検出部と、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を補正する力補正部と、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに伝達する力伝達部と、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報を制御するマスター制御部と、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するスレーブ制御部とを備えるマスタースレーブロボットの制御装置を提供する。【００１６】
本発明の第２態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、
前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置において、
前記人が前記マスターマニピュレータに加える力情報を取得するマスター力情報取得部と、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記マスター力情報取得部で取得した力情報より検出するスレーブ力補正箇所検出部と、
前記スレーブ力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を補正するスレーブ力補正部と、
前記スレーブ力補正部からの力情報を前記スレーブマニピュレータに伝達するスレーブ力伝達部と、
前記人が、前記スレーブ力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報を制御するマスター制御部と、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するスレーブ制御部とを備えるマスタースレーブロボットの制御装置を提供する。【００１７】
本発明の第１６態様によれば、前記人が前記マスターマニピュレータを把持する位置情報を取得するマスター把持位置取得部と、
前記人が前記マスターマニピュレータを把持する位置情報と補正量との関係情報を記憶する補正量記憶部をさらに備え、
前記力補正部又は前記スレーブ力補正部は、
前記力補正方法選択部において前記「マスター把持位置情報」が選択された場合には、
前記人が前記マスターマニピュレータを把持する位置情報を前記マスター把持位置情報取部で取得し、
前記マスター把持位置情報取部で取得された前記位置情報を用いて、前記補正量記憶部から前記力情報の補正量を求める第１３の態様に記載のマスタースレーブロボットの制御装置を提供する。【００１８】
本発明の第１７態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御方法であって、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を力情報取得部で取得し、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より力補正箇所検出部で検出し、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を力補正部で補正し、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに力伝達部で伝達し、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御し、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号をスレーブ制御部で出力するマスタースレーブロボットの制御装置の制御方法を提供する。【００１９】
本発明の第１８態様によれば、前記マスターマニピュレータ及び前記スレーブマニピュレータと、
第１〜１６のいずれか１つの態様に記載の前記マスタースレーブロボットの制御装置とを備えるマスタースレーブロボットを提供する。【００２０】
本発明の第１９態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラムであって、
コンピュータに、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を力情報取得部で取得するステップと、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より力補正箇所検出部で検出するステップと、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を力補正部で補正するステップと、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに力伝達部で伝達するステップと、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御するステップと、
前記スレーブマニピュレータとマスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号をスレーブ制御部で出力するステップとを実行するための、マスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラムを提供する。【００２１】
本発明の第２０態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の集積電子回路であって、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を力情報取得部で取得し、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より力補正箇所検出部で検出し、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を力補正部で補正し、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに力伝達部で伝達し、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御し、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号をスレーブ制御部で出力するマスタースレーブロボットの制御装置の集積電子回路を提供する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のマスタースレーブロボットの制御装置及び制御方法、マスタースレーブロボット、ロボット制御のプログラム、並びに集積電子回路によれば、作業を行う際にスレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報のうちで重要となる工程の力情報のみを増加して、マスターマニピュレータに伝達することができる。その結果、作業中の力の強弱がはっきりと作業者に伝わり、部品又は作業手順が変わった場合においても簡単に短時間で作業を行うことができる。また、作業者がマスターマニピュレータに過度の力を加えた場合においても、スレーブマニピュレータに伝達する力情報を減少させることによって、対象物が破損することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、
【図１】図１は、本発明の第１実施形態におけるマスタースレーブロボットのブロック図であり、
【図２】図２は、本発明の第１実施形態におけるマスターロボットシステムの説明図であり、
【図３】図３は、本発明の第１実施形態におけるスレーブロボットシステムの説明図であり、
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の第１実施形態における人がマスタースレーブロボットの制御装置を用いて作業する状態の説明図であり、
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の第１実施形態における人がマスタースレーブロボットの制御装置を用いて作業する状態において、図４Ａとは力センサの正負の符号の向きが逆の場合の説明図であり、
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の第１実施形態における力増加箇所を検出し、力を増加することを説明するための、スレーブマニピュレータ（スレーブ側）で検出された力と時間との関係を示すグラフであり、
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の第１実施形態における力増加箇所を検出し、力を増加することを説明するための、スレーブマニピュレータで検出された速度と時間との関係を示すグラフであり、
【図５Ｃ】図５Ｃは、力センサの正負の符号の向きが図４Ａの場合であって、本発明の第１実施形態における力増加箇所を検出し、力を増加することを説明するための、マスターマニピュレータに伝達する力と時間との関係を示すグラフを含む説明図であり、
【図５Ｄ】図５Ｄは、力センサの正負の符号の向きが図４Ｂの場合であって、本発明の第１実施形態における力増加箇所を検出し、力を増加することを説明するための、マスターマニピュレータに伝達する力と時間との関係を示すグラフを含む説明図であり、
【図６】図６は、本発明の第１実施形態における力情報、速度情報を取得してから力補正するまでの処理の流れを示すフローチャートであり、
【図７】図７は、本発明の第２実施形態におけるマスタースレーブロボットのブロック図であり、
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の第２実施形態における力減少箇所を検出し、力を減少することを説明するための、マスターマニピュレータで検出された力と時間との関係を示すグラフであり、
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の第２実施形態における力減少箇所を検出し、力を減少することを説明するための、スレーブマニピュレータで検出された速度と時間との関係を示すグラフであり、
【図８Ｃ】図８Ｃは、本発明の第２実施形態における力減少箇所を検出し、力を減少することを説明するための、スレーブマニピュレータに伝達する力と時間との関係を示すグラフを含む説明図であり、
【図９】図９は、本発明の第２実施形態における力情報、速度情報を取得してから力補正するまでの処理の流れを示すフローチャートであり、
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の第３実施形態におけるマスタースレーブロボットのブロック図であり、
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本発明の第３実施形態におけるマスタースレーブロボットのブロック図であり、
【図１１】図１１は、本発明の第３実施形態における検出方法を保有するデータベースを示す図であり、
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明の第３実施形態（「力情報」を選択した場合）における力増加箇所を検出し、力を増加することを説明するための、スレーブマニピュレータで検出された力と時間との関係を示すグラフであり、
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本発明の第３実施形態における（「力情報」を選択した場合）における力増加箇所を検出し、力を増加することを説明するための、マスターマニピュレータに伝達する力と時間との関係を示すグラフを含む説明図であり、
【図１３Ａ】図１３Ａは、本発明の第３実施形態（「力情報」を選択した場合）における力減少箇所を検出し、力を減少することを説明するための、マスターマニピュレータで検出された力と時間との関係を示すグラフであり、
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、本発明の第３実施形態（「力情報」を選択した場合）における力減少箇所を検出し、力を減少することを説明するための、スレーブマニピュレータに伝達する力と時間との関係を示すグラフを含む説明図であり、
【図１４Ａ】図１４Ａは、本発明の第３実施形態（「速度情報」を選択した場合）における力増加箇所を検出し、力を増加することを説明するための、スレーブマニピュレータで検出された力と時間との関係を示すグラフであり、
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、本発明の第３実施形態（「速度情報」を選択した場合）における力増加箇所を検出し、力を増加することを説明するための、スレーブマニピュレータで検出された速度と時間との関係を示すグラフであり、
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、本発明の第３実施形態（「速度情報」を選択した場合）における力増加箇所を検出し、力を増加することを説明するための、マスターマニピュレータに伝達する力と時間との関係を示すグラフを含む説明図であり、
【図１５Ａ】図１５Ａは、本発明の第３実施形態（「速度情報」を選択した場合）における力減少箇所を検出し、力を減少することを説明するための、マスターマニピュレータで検出された力と時間との関係を示すグラフであり、
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、本発明の第３実施形態（「速度情報」を選択した場合）における力減少箇所を検出し、力を減少することを説明するための、スレーブマニピュレータで検出された速度と時間との関係を示すグラフであり、
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、本発明の第３実施形態（「速度情報」を選択した場合）における力減少箇所を検出し、力を減少することを説明するための、スレーブマニピュレータに伝達する力と時間との関係を示すグラフを含む説明図であり、
【図１６Ａ】図１６Ａは、本発明の第３実施形態（「リファレンス」を選択した場合）における力増加箇所を検出し、力を増加することを説明するための、スレーブマニピュレータで検出された力と時間との関係を示すグラフであり、
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、本発明の第３実施形態（「リファレンス」を選択した場合）における力増加箇所を検出し、力を増加することを説明するための、スレーブマニピュレータで検出されたリファレンス（力）と時間との関係を示すグラフであり、
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、本発明の第３実施形態（「リファレンス」を選択した場合）における力増加箇所を検出し、力を増加することを説明するための、スレーブマニピュレータで検出されたリファレンス（速度）と時間との関係を示すグラフであり、
【図１６Ｄ】図１６Ｄは、本発明の第３実施形態（「リファレンス」を選択した場合）における力増加箇所を検出し、力を増加することを説明するための、マスターマニピュレータに伝達する力と時間との関係を示すグラフを含む説明図であり、
【図１７Ａ】図１７Ａは、本発明の第３実施形態（「リファレンス」を選択した場合）における力減少箇所を検出し、力を減少することを説明するための、マスターマニピュレータで検出された力と時間との関係を示すグラフであり、
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、本発明の第３実施形態（「リファレンス」を選択した場合）における力減少箇所を検出し、力を減少することを説明するための、マスターマニピュレータで検出されたリファレンス（力）と時間との関係を示すグラフであり、
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、本発明の第３実施形態（「リファレンス」を選択した場合）における力減少箇所を検出し、力を減少することを説明するための、マスターマニピュレータで検出されたリファレンス（速度）と時間との関係を示すグラフであり、
【図１７Ｄ】図１７Ｄは、本発明の第３実施形態（「リファレンス」を選択した場合）における力減少箇所を検出し、力を減少することを説明するための、スレーブマニピュレータに伝達する力と時間との関係を示すグラフを含む説明図であり、
【図１８】図１８は、本発明の第３実施形態（「リファレンス」を選択した場合）におけるリファレンスを保有するデータベースを示す図であり、
【図１９】図１９は、本発明の第３実施形態における力情報、速度情報を取得してから力補正するまでの処理の流れを示すフローチャートであり、
【図２０Ａ】図２０Ａは、本発明の第４実施形態におけるマスタースレーブロボットのブロック図であり、
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、本発明の第４実施形態におけるマスタースレーブロボットのブロック図であり、
【図２１】図２１は、本発明の第４実施形態（「対象物把持位置情報」を選択した場合）における対象物把持位置を示す説明図であり、
【図２２Ａ】図２２Ａは、本発明の第４実施形態（「対象物把持位置情報」を選択した場合）におけるマスタースレーブロボットのブロック図であり、
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、本発明の第４実施形態（「対象物把持位置情報」を選択した場合）におけるマスタースレーブロボットのブロック図であり、
【図２３】図２３は、本発明の第４実施形態（「対象物把持位置情報」を選択した場合）における補正量を保有するデータベースを示す図であり、
【図２４Ａ】図２４Ａは、本発明の第４実施形態（「対象物柔軟度情報」を選択した場合）において、フレキシブル基板の座屈荷重の測定方法を示す説明図であり、
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、本発明の第４実施形態（「対象物柔軟度情報」を選択した場合）において、フレキシブル基板の座屈荷重の測定方法を示す説明図であり、
【図２４Ｃ】図２４Ｃは、本発明の第４実施形態（「対象物柔軟度情報」を選択した場合）において、フレキシブル基板の座屈荷重の測定方法を示す説明図であり、
【図２４Ｄ】図２４Ｄは、本発明の第４実施形態（「対象物柔軟度情報」を選択した場合）において、ネジの座屈荷重の測定方法を示す説明図であり、
【図２４Ｅ】図２４Ｅは、本発明の第４実施形態（「対象物柔軟度情報」を選択した場合）において、ネジの座屈荷重の測定方法を示す説明図であり、
【図２４Ｆ】図２４Ｆは、本発明の第４実施形態（「対象物柔軟度情報」を選択した場合）において、ネジの座屈荷重の測定方法を示す説明図であり、
【図２５】図２５は、本発明の第４実施形態（「対象物柔軟度情報」を選択した場合）における補正量を保有するデータベースを示す図であり、
【図２６Ａ】図２６Ａは、本発明の第４実施形態（「マスター把持位置情報」を選択した場合）におけるマスター把持位置を示す説明図であり、
【図２６Ｂ】図２６Ｂは、本発明の第４実施形態（「マスター把持位置情報」を選択した場合）におけるマスター把持位置を示す説明図であり、
【図２７】図２７は、本発明の第４実施形態（「マスター把持位置情報」を選択した場合）における補正量を保有するデータベースを示す図であり、
【図２８】図２８は、本発明の第４実施形態における力情報、速度情報を取得してから力補正するまでの処理の流れを示すフローチャートであり、
【図２９Ａ】図２９Ａは、従来のフレキシブル基板のコネクタへの挿入実験におけるマニピュレータのフレキシブル基板の把持位置及び挿入手順を示す図であり、
【図２９Ｂ】図２９Ｂは、従来のフレキシブル基板のコネクタへの挿入実験におけるマニピュレータのフレキシブル基板の把持位置及び挿入手順を示す図であり、
【図２９Ｃ】図２９Ｃは、従来のフレキシブル基板のコネクタへの挿入実験におけるマニピュレータのフレキシブル基板の把持位置及び挿入手順を示す図であり、
【図３０】図３０は、従来のフレキシブル基板のコネクタへの挿入実験における把持位置５ｍｍの実験結果を示す説明図であり、
【図３１】図３１は、従来のフレキシブル基板のコネクタへの挿入実験における把持位置１０ｍｍの実験結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
以下、図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する前に、本発明の種々の態様について説明する。
【００２６】
本発明の第１態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置において、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を取得する力情報取得部と、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より検出する力補正箇所検出部と、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を補正する力補正部と、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに伝達する力伝達部と、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報を制御するマスター制御部と、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するスレーブ制御部とを備えるマスタースレーブロボットの制御装置を提供する。
【００２７】
本発明の第２態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、
前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置において、
前記人が前記マスターマニピュレータに加える力情報を取得するマスター力情報取得部と、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記マスター力情報取得部で取得した力情報より検出するスレーブ力補正箇所検出部と、
前記スレーブ力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を補正するスレーブ力補正部と、
前記スレーブ力補正部からの力情報を前記スレーブマニピュレータに伝達するスレーブ力伝達部と、
前記人が、前記スレーブ力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報を制御するマスター制御部と、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するスレーブ制御部とを備えるマスタースレーブロボットの制御装置を提供する。
【００２８】
本発明の第３態様によれば、前記力補正開始時間から前記力補正終了時間までの区間を前記力補正箇所とし、当該区間内の力情報は、時間と力の大きさとの関係において、山形に変化する曲線又は直線で表される、第１又は２の態様に記載のマスタースレーブロボットの制御装置を提供する。
【００２９】
本発明の第４態様によれば、前記力補正箇所検出部は、前記力情報取得部で取得した力情報から、前記力情報の絶対値を増加させて補正する区間の力情報と、前記力情報を補正しない区間の力情報とのいずれかの区間の力情報として検出し、
前記力補正部は、前記力補正箇所検出部で検出された、前記増加させる区間の力情報の絶対値を増加させるよう補正する第１の態様に記載のマスタースレーブロボットの制御装置を提供する。
【００３０】
本発明の第５態様によれば、前記スレーブ力補正箇所検出部は、前記マスター力情報取得部で取得した力情報から、前記力情報の絶対値を減少させて補正する区間の力情報と、前記力情報を補正しない区間の力情報とのいずれかの区間の力情報として検出し、
前記スレーブ力補正部は、前記スレーブ力補正箇所検出部で検出された、前記減少させる区間の力情報の絶対値を減少させるよう補正する第２の態様に記載のマスタースレーブロボットの制御装置を提供する。
【００３１】
本発明の第６態様によれば、前記スレーブマニピュレータの手先部の速度情報を取得する速度情報取得部と、
前記力補正箇所検出部は、前記速度情報取得部で取得した速度情報より、前記力情報を補正する区間を検出する第１の態様に記載のマスタースレーブロボットの制御装置を提供する。
【００３２】
本発明の第７態様によれば、前記スレーブマニピュレータの手先部の速度情報を取得する速度情報取得部をさらに備え、
前記スレーブ力補正箇所検出部は、前記速度情報取得部で取得した速度情報より、前記力情報を補正する区間を検出する第２の態様に記載のマスタースレーブロボットの制御装置を提供する。
【００３３】
本発明の第８態様によれば、前記力補正箇所検出部又は前記スレーブ力補正箇所検出部において前記力補正箇所を検出する際に、「力情報及び速度情報」と、「力情報」と、「速度情報」と、「記憶された力情報と速度情報」とのいずれか１つの情報を選択する検出方法選択部をさらに備え、
前記検出方法選択部で選択した前記情報に基づき、前記力補正箇所検出部又は前記スレーブ力補正箇所検出部で前記力補正箇所を検出する第６又は第７の態様に記載のマスタースレーブロボットの制御装置を提供する。
【００３４】
本発明の第９態様によれば、前記力補正箇所検出部又は前記スレーブ力補正箇所検出部は、
前記検出方法選択部において前記「力情報及び速度情報」が選択された場合には、
前記速度情報取得部で取得した速度情報の変位が第一の閾値を上回った時間を力補正開始時間とし、
前記力情報取得部で取得した力情報の変位が第二の閾値を下回った時間を力補正終了時間とし、
前記力補正開始時間から前記力補正終了時間までの間を前記力補正箇所として検出する第８の態様に記載のマスタースレーブロボットの制御装置を提供する。
【００３５】
本発明の第１０態様によれば、前記力補正箇所検出部又は前記スレーブ力補正箇所検出部は、
前記検出方法選択部において前記「力情報」が選択された場合には、
前記力情報取得部で取得した力情報の変位が第一の閾値を上回った時間を力補正開始時間とし、
前記力情報取得部で取得した力情報の変位が第二の閾値を下回った時間を力補正終了時間とし、
前記力補正開始時間から前記力補正終了時間までの区間を前記力補正箇所として検出する第８の態様に記載のマスタースレーブロボットの制御装置を提供する。
【００３６】
本発明の第１１態様によれば、前記力補正箇所検出部又は前記スレーブ力補正箇所検出部は、
前記検出方法選択部において前記「速度情報」が選択された場合には、
前記速度情報取得部で取得した速度情報の変位が第一の閾値を上回った時間を力補正開始時間とし、
前記速度情報取得部で取得した速度情報の変位が第二の閾値を下回った時間を力補正終了時間とし、
前記力補正開始時間から前記力補正終了時間までの区間を前記力補正箇所として検出する第８の態様に記載のマスタースレーブロボットの制御装置を提供する。
【００３７】
本発明の第１２態様によれば、力情報と速度情報とを予め記憶する記憶部をさらに備え、
前記力補正箇所検出部又は前記スレーブ力補正箇所検出部は、
前記検出方法選択部において前記「記憶された力情報と速度情報」が選択された場合には、
前記記憶部に記憶された力情報又は速度情報の変位が第一の閾値を上回ったときの力情報又は速度情報の変位に対して、前記力情報取得部又は前記速度情報取得部で取得した、力情報又は速度情報の変位がある閾値の範囲内に収まる時間を力補正開始時間とし、
前記記憶部に記憶された力情報又は速度情報の変位が第二の閾値を下回ったときの力情報又は速度情報の変位に対して、前記力情報取得部又は前記速度情報取得部で取得した、力情報又は速度情報の変位がある閾値の範囲内に収まる時間を力補正終了時間とし、
前記力補正開始時間から前記力補正終了時間までの区間を前記力補正箇所として検出する第８の態様に記載のマスタースレーブロボットの制御装置を提供する。
【００３８】
本発明の第１３態様によれば、前記力補正部又は前記スレーブ力補正部において力を補正する際に、「対象物把持位置情報」と、「対象物柔軟度情報」と、「マスター把持位置情報」とのいずれか１つの情報を選択する力補正方法選択部をさらに備え、
前記力補正部又は前記スレーブ力補正部は、前記力補正方法選択部で選択した力補正方法により、前記力情報を補正する第１又は第２の態様に記載のマスタースレーブロボットの制御装置を提供する。
【００３９】
本発明の第１４態様によれば、前記スレーブマニピュレータが前記対象物を把持する位置情報を取得する対象物把持位置取得部と、
前記スレーブマニピュレータが前記対象物を把持する位置情報と補正量との関係情報を記憶する補正量記憶部をさらに備え、
前記力補正部又は前記スレーブ力補正部は、
前記力補正方法選択部において前記「対象物把持位置情報」が選択された場合には、
前記スレーブマニピュレータが前記対象物を把持する把持位置情報を前記対象物把持位置取得部で取得し、
前記対象物把持位置取得部で取得された前記把持位置情報を用いて、前記補正量記憶部から前記力情報の補正量を求める第１３の態様に記載のマスタースレーブロボットの制御装置を提供する。
【００４０】
本発明の第１５態様によれば、前記対象物の柔軟度情報と補正量との関係情報を記憶する補正量記憶部をさらに備え、
前記力補正部又は前記スレーブ力補正部は、
前記力補正方法選択部において前記「対象物柔軟度情報」が選択された場合には、
前記対象物に基づく前記対象物の柔軟度情報を前記補正量記憶部から取得し、
前記柔軟度情報を用いて、前記補正量記憶部から前記力情報の補正量を求める第１３の態様に記載のマスタースレーブロボットの制御装置を提供する。
【００４１】
本発明の第１６態様によれば、前記人が前記マスターマニピュレータを把持する位置情報を取得するマスター把持位置取得部と、
前記人が前記マスターマニピュレータを把持する位置情報と補正量との関係情報を記憶する補正量記憶部をさらに備え、
前記力補正部又は前記スレーブ力補正部は、
前記力補正方法選択部において前記「マスター把持位置情報」が選択された場合には、
前記人が前記マスターマニピュレータを把持する位置情報を前記マスター把持位置情報取部で取得し、
前記マスター把持位置情報取部で取得された前記位置情報を用いて、前記補正量記憶部から前記力情報の補正量を求める第１３の態様に記載のマスタースレーブロボットの制御装置を提供する。
【００４２】
本発明の第１７態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御方法であって、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を力情報取得部で取得し、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より力補正箇所検出部で検出し、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を力補正部で補正し、
前記力補正部で補正からの力情報を前記マスターマニピュレータに力伝達部で伝達し、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御し、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号をスレーブ制御部で出力するマスタースレーブロボットの制御装置の制御方法を提供する。
【００４３】
本発明の第１８態様によれば、前記マスターマニピュレータ及び前記スレーブマニピュレータと、
第１〜１６のいずれか１つの態様に記載の前記マスタースレーブロボットの制御装置とを備えるマスタースレーブロボットを提供する。
【００４４】
本発明の第１９態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラムであって、
コンピュータに、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を力情報取得部で取得するステップと、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より力補正箇所検出部で検出するステップと、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を力補正部で補正するステップと、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに力伝達部で伝達するステップと、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御するステップと、
前記スレーブマニピュレータとマスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号をスレーブ制御部で出力するステップとを実行するための、マスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラムを提供する。
【００４５】
本発明の第２０態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の集積電子回路であって、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を力情報取得部で取得し、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より力補正箇所検出部で検出し、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を力補正部で補正し、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに力伝達部で伝達し、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御し、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号をスレーブ制御部で出力するマスタースレーブロボットの制御装置の集積電子回路を提供する。
【００４６】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態におけるマスタースレーブロボット１５０の制御装置１００を示すブロック線図である。図１において、マスタースレーブロボットの制御装置１００は、人が直接触って操作するマスターロボットシステム１と、実際に作業をするスレーブロボットシステム２１とを備えて構成されている。
【００４８】
マスターロボットシステム１は、マスター制御装置３と、マスター制御装置３に接続されたマスター周辺装置６と、マスター周辺装置６に接続されたマスターマニピュレータ９とで構成されている。
【００４９】
マスター制御装置３は、マスター入出力ＩＦ７に接続されたマスター制御部４と、マスター制御部４に接続されて人に力情報を伝える力伝達部５とで構成されている。
【００５０】
マスター周辺装置６は、マスター制御部４に接続されるとともにマスターマニピュレータ９に接続されたマスター入出力ＩＦ７と、マスター入出力ＩＦ７に接続されるとともにマスターマニピュレータ９に接続されたマスターモータドライバ８とで構成されている。
【００５１】
一方、スレーブロボットシステム２１は、スレーブ制御装置２３と、スレーブ制御装置２３に接続されたスレーブ周辺装置２９と、スレーブ周辺装置２９に接続されたスレーブマニピュレータ３２とで構成されている。
【００５２】
スレーブ制御装置２３は、スレーブ制御部２４と、スレーブマニピュレータ３２に外部から加えられた力情報をある一定時間毎に取得する力情報取得部２６と、スレーブマニピュレータ３２の手先部（スレーブハンド７１）の速度情報を取得する速度情報取得部２８と、力情報取得部２６で取得した力情報と速度情報取得部２８で取得した速度情報とのいずれか１つ以上の情報より力情報を補正する箇所(区間)を検出する（具体的には、力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、力情報取得部２６で取得した力情報より検出する）力補正箇所検出部２７と、力補正箇所検出部２７で力補正箇所(力補正区間)として検出された力情報を補正する力補正部２５とで構成されている。スレーブ制御部２４は、マスター制御部４に有線又は無線で接続されるとともに、力補正部２５と力補正箇所検出部２７とスレーブ入出力ＩＦ３０とに接続されている。力補正部２５は、スレーブ制御部２４と力情報取得部２６とに接続されている。力情報取得部２６は、力補正部２５と力補正箇所検出部２７とに接続されている。力補正箇所検出部２７は、力情報取得部２６とスレーブ制御部２４と速度情報取得部２８とに接続されている。速度情報取得部２８は、力補正箇所検出部２７に接続されている。
【００５３】
スレーブ周辺装置２９は、スレーブ制御部２４と速度情報取得部２８とスレーブマニピュレータ３２とに接続されたスレーブ入出力ＩＦ３０と、スレーブ入出力ＩＦ３０に接続されるとともにスレーブマニピュレータ３２に接続されたスレーブモータドライバ３１とで構成されている。
【００５４】
ここで、力情報取得部２６は、スレーブマニピュレータ３２のスレーブハンド７１に取り付けられたスレーブ力センサ８６から、スレーブ周辺装置２９などを介して、力センサ８６の値を力情報として取得し、速度情報取得部２８は、スレーブマニピュレータ３２に取り付けられたスレーブエンコーダ８５から、スレーブ周辺装置２９などを介して、マニピュレータ３２の位置情報を取得し、速度情報取得部２８で微分することによって導出した値を速度情報として取得する。
【００５５】
図２及び図３は、それぞれ、マスターマニピュレータ９とスレーブマニピュレータ３２とを示す図である。各マニピュレータ９、３２は、合計６個の軸周りに回転可能として６自由度の多リンクマニピュレータを構成している（詳細については、ＷＯ  ２００９／１０７３５８を参照）。
【００５６】
図２に示すように、マスターマニピュレータ９は、一例として、多関節ロボットアームであって、具体的には６自由度の多リンクのマスターマニピュレータであり、マスターハンド５１と、マスターハンド５１が取り付けられているマスター手首部５２を先端５３ａに有するマスター前腕リンク５３と、マスター前腕リンク５３の基端５３ｂに回転可能に先端５４ａが連結されるマスター上腕リンク５４と、マスター上腕リンク５４の基端５４ｂが回転可能に連結支持されるマスター台部５５とを備えている。マスター台部５５は、一定位置に固定されているが、図示しないレールに移動可能に連結されていても良い。マスター手首部５２は、マスター第４関節部５９と、マスター第５関節部６０と、マスター第６関節部６１との３つの回転軸を有しており、マスター前腕リンク５３に対するマスターハンド５１の相対的な姿勢（向き）を変化させることができる。すなわち、図２において、マスター第４関節部５９は、マスター手首部５２に対するマスターハンド５１の横軸周りの相対的な姿勢を変化させることができる。マスター第５関節部６０は、マスター手首部５２に対するマスターハンド５１の、マスター第４関節部５９の横軸とは直交する縦軸周りの相対的な姿勢を変化させることができる。マスター第６関節部６１は、マスター手首部５２に対するマスターハンド５１の、マスター第４関節部５９の横軸及びマスター第５関節部６０の縦軸とそれぞれ直交する横軸周りの相対的な姿勢を変化させることができる。マスター前腕リンク５３の他端５３ｂは、マスター上腕リンク５４の先端５４ａに対してマスター第３関節部５８周りに、すなわち、マスター第４関節部５９の横軸と平行な横軸周りに回転可能とする。マスター上腕リンク５４の他端は、マスター台部５５に対してマスター第２関節部５７周りに、すなわち、マスター第４関節部５９の横軸と平行な横軸周りに回転可能とする。さらに、マスター台部５５の上側可動部５５ａは、マスター台部５５の下側固定部５５ｂに対してマスター第１関節部５６周りに、すなわち、マスター第５関節部６０の縦軸と平行な縦軸周りに回転可能としている。
【００５７】
この結果、マスターマニピュレータ９は、合計６個の軸周りに回転可能として前記６自由度の多リンクマニピュレータを構成している。
【００５８】
各軸の回転部分を構成する各関節部には、関節部駆動用のマスターモータ６４のような回転駆動装置と、マスターモータ６４の回転軸の回転位相角（すなわち関節角）を検出して位置情報を出力するマスターエンコーダ６５（実際には、マスターマニピュレータ９の各関節部の内部に配設されている）とを備えている。マスターモータ６４（実際には、マスターマニピュレータ９の各関節部の内部に配設されている）は、各関節部を構成する一対の部材（例えば、回動側部材と、該回動側部材を支持する支持側部材）のうちの一方の部材に備えられる、マスターモータドライバ８により駆動制御される。各関節部の一方の部材に備えられたマスターモータ６４の回転軸が、各関節部の他方の部材に連結されて、前記回転軸を正逆回転させることにより、他方の部材を一方の部材に対して各軸周りに回転可能とする。
【００５９】
また、マスターモータドライバ８により駆動制御されるマスターハンド駆動装置の一例としてマスターハンド駆動用のマスターモータ６４と、マスターハンド駆動用のマスターモータ６４の回転軸の回転位相角を検出するマスターエンコーダ６５とを、さらに、マスターハンド５１に備えている。マスターエンコーダ６５で検出された回転角度情報が、マスター入出力ＩＦ７（例えばカウンタボード）を通じてマスター制御部４に取り込まれ、マスター制御部４に取り込まれた回転角度情報を基に、マスター制御部４によってマスターハンド５１の開閉動作での制御指令値（制御信号）が算出される。マスター制御部４で算出された制御指令値は、マスター入出力ＩＦ７（例えばＤ／Ａボード）を通じて、マスターハンド５１の開閉駆動も行うマスターモータドライバ８に与えられ、マスターモータドライバ８から送られた各制御指令値に従って、マスターモータ６４の回転を駆動制御して、マスターハンド駆動用のマスターモータ６４の回転軸を正逆回転させることにより、マスターハンド５１を開閉させて、対象物１０２（例えば、フレキシブル基板）の把持及び把持解除の模擬的な動作を行なう。実際には、スレーブマニピュレータ３２のスレーブハンド７１で対象物１０２（例えば、フレキシブル基板）の把持及び把持解除動作を行うのであり、マスターハンド５１では、直接的には、対象物１０２（例えば、フレキシブル基板）の把持及び把持解除動作を行うものではない。よって、ここでのマスターハンド５１は、仮想的に又は模擬的に、対象物１０２（例えば、フレキシブル基板）の把持及び把持解除動作を行うことを意味している。
【００６０】
また、６２はマスター台部５５の下側固定部５５ｂに対して相対的な位置関係が固定されたマスター絶対座標系であり、６３はマスターハンド５１に対して相対的な位置関係が固定されたマスター手先座標系である。マスター絶対座標系６２から見たマスター手先座標系６３のマスター原点位置Ｏｅ（ｘ，ｙ，ｚ）をマスターマニピュレータ９の手先位置、マスター絶対座標系６２から見たマスター手先座標系６３の姿勢をロール角とピッチ角とヨー角で表現した（φ，θ，ψ）をマスターマニピュレータ９の手先姿勢とし、手先位置及び姿勢ベクトルをベクトルｒ＝［ｘ，ｙ，ｚ，φ，θ，ψ］Ｔと定義する。よって、一例として、マスター絶対座標系６２のｚ軸に対してマスター第１関節部５６の縦軸が平行であり、ｘ軸に対してマスター第２関節部５７の横軸が平行に位置可能とするのが好ましい。また、マスター手先座標系６３のｘ軸に対して第６関節部６１の横軸が平行に位置可能であり、ｙ軸に対してマスター第４関節部５９の横軸が平行に位置可能であり、ｚ軸に対してマスター第５関節部６０の縦軸が平行に位置可能とするのが好ましい。なお、マスター手先座標系６３のｘ軸に対しての回転角をヨー角ψとし、ｙ軸に対しての回転角をピッチ角θとし、ｚ軸に対しての回転角をロール角φとする。マスターマニピュレータ９の手先位置と姿勢を制御する場合には、手先位置及び姿勢ベクトルｒを、前記ＷＯ  ２００９／１０７３５８号の国際出願公開公報などに開示された目標軌道生成部で生成された手先位置及び姿勢目標ベクトルｒｄに追従させることになる。
【００６１】
また、図３では、スレーブマニピュレータ３２は、一例として、多関節ロボットアームであって、６自由度の多リンクのスレーブマニピュレータであり、スレーブハンド７１と、スレーブハンド７１が取り付けられているスレーブ手首部７２を先端７３ａに有するスレーブ前腕リンク７３と、スレーブ前腕リンク７３の基端７３ｂに回転可能に先端７４ａが連結されるスレーブ上腕リンク７４と、スレーブ上腕リンク７４の基端７４ｂが回転可能に連結支持されるスレーブ台部７５とを備えている。スレーブ台部７５は、一定位置に固定されているが、図示しないレールに移動可能に連結されていても良い。スレーブ手首部７２は、スレーブ第４関節部７９と、スレーブ第５関節部８０と、スレーブ第６関節部８１との３つの回転軸を有しており、スレーブ前腕リンク７３に対するスレーブハンド７１の相対的な姿勢（向き）を変化させることができる。すなわち、図３において、スレーブ第４関節部７９は、スレーブ手首部７２に対するスレーブハンド７１の横軸周りの相対的な姿勢を変化させることができる。スレーブ第５関節部８０は、スレーブ手首部７２に対するスレーブハンド７１の、スレーブ第４関節部７９の横軸とは直交する縦軸周りの相対的な姿勢を変化させることができる。スレーブ第６関節部８１は、スレーブ手首部７２に対するスレーブハンド７１の、スレーブ第４関節部７９の横軸及びスレーブ第５関節部８０の縦軸とそれぞれ直交する横軸周りの相対的な姿勢を変化させることができる。スレーブ前腕リンク７３の他端７３ｂは、スレーブ上腕リンク７４の先端７４ａに対してスレーブ第３関節部７８周りに、すなわち、スレーブ第４関節部７９の横軸と平行な横軸周りに回転可能とする。スレーブ上腕リンク７４の他端７４ｂは、スレーブ台部７５に対してスレーブ第２関節部７７周りに、すなわち、スレーブ第４関節部７９の横軸と平行な横軸周りに回転可能とする。さらに、スレーブ台部７５の上側可動部７５ａは、スレーブ台部７５の下側固定部７５ｂに対してスレーブ第１関節部７６周りに、すなわち、スレーブ第５関節部８０の縦軸と平行な縦軸周りに回転可能としている。
【００６２】
この結果、スレーブマニピュレータ３２は、合計６個の軸周りに回転可能として前記６自由度の多リンクマニピュレータを構成している。
【００６３】
各軸の回転部分を構成する各関節部には、スレーブモータ８４のような回転駆動装置と、スレーブモータ８４の回転軸の回転位相角（すなわち関節角）を検出して位置情報を出力するスレーブエンコーダ８５（実際には、スレーブマニピュレータ３２の各関節部の内部に配設されている）とを備えている。スレーブモータ８４（実際には、スレーブマニピュレータ３２の各関節部の内部に配設されている）は、各関節部を構成する一対の部材（例えば、回動側部材と、該回動側部材を支持する支持側部材）のうちの一方の部材に備えられる、スレーブモータドライバ３１により駆動制御される。各関節部の一方の部材に備えられたスレーブモータ８４の回転軸が、各関節部の他方の部材に連結されて、前記回転軸を正逆回転させることにより、他方の部材を一方の部材に対して各軸周りに回転可能とする。
【００６４】
また、スレーブモータドライバ３１により駆動制御されるスレーブハンド駆動装置の一例としてスレーブハンド駆動用のスレーブモータ８４と、スレーブハンド駆動用のスレーブモータ８４の回転軸の回転位相角を検出するスレーブエンコーダ８５とを、さらに、スレーブハンド７１に備えている。スレーブエンコーダ８５で検出された回転角度情報が、スレーブ入出力ＩＦ３０（例えばカウンタボード）を通じてスレーブ制御部２４に取り込まれ、スレーブ制御部２４に取り込まれた回転角度情報を基に、スレーブ制御部２４によってスレーブハンド７１の開閉動作での制御指令値（制御信号）が算出される。スレーブ制御部２４で算出された制御指令値は、スレーブ入出力ＩＦ３０（例えばＤ／Ａボード）を通じて、スレーブハンド７１の開閉駆動も行うスレーブモータドライバ３１に与えられ、スレーブモータドライバ３１から送られた各制御指令値に従って、スレーブモータ８４の回転を駆動制御して、スレーブハンド駆動用のスレーブモータ８４の回転軸を正逆回転させることにより、スレーブハンド７１を開閉させて、対象物１０２（例えば、フレキシブル基板）の把持及び把持解除を行なう。
【００６５】
また、８２はスレーブ台部７５の下側固定部７５ｂに対して相対的な位置関係が固定されたスレーブ絶対座標系であり、８３はスレーブハンド７１に対して相対的な位置関係が固定されたスレーブ手先座標系である。スレーブ絶対座標系８２から見たスレーブ手先座標系８３のスレーブ原点位置Ｏｅ（ｘ，ｙ，ｚ）をスレーブマニピュレータ３２の手先位置、スレーブ絶対座標系８２から見たスレーブ手先座標系８３の姿勢をロール角とピッチ角とヨー角で表現した（φ，θ，ψ）をスレーブマニピュレータ３２の手先姿勢とし、手先位置及び姿勢ベクトルをベクトルｒ＝［ｘ，ｙ，ｚ，φ，θ，ψ］Ｔと定義する。よって、一例として、スレーブ絶対座標系８２のｚ軸に対してスレーブ第１関節部７６の縦軸が平行であり、ｘ軸に対してスレーブ第２関節部７７の横軸が平行に位置可能とするのが好ましい。また、スレーブ手先座標系８３のｘ軸に対して第６関節部８１の横軸が平行に位置可能であり、ｙ軸に対してスレーブ第４関節部７９の横軸が平行に位置可能であり、ｚ軸に対してスレーブ第５関節部８０の縦軸が平行に位置可能とするのが好ましい。なお、スレーブ手先座標系８３のｘ軸に対しての回転角をヨー角ψとし、ｙ軸に対しての回転角をピッチ角θとし、ｚ軸に対しての回転角をロール角φとする。スレーブマニピュレータ３２の手先位置と姿勢を制御する場合には、手先位置及び姿勢ベクトルｒを、前記ＷＯ  ２００９／１０７３５８号の国際出願公開公報などに開示された目標軌道生成部で生成された手先位置及び姿勢目標ベクトルｒｄに追従させることになる。
【００６６】
マスタースレーブロボットの制御装置１００は、本発明における装置全体であり、作業を行うにあたり人が遠隔により操作することができる装置である。マスターロボットシステム１は、人が直接触って操作するためのロボットシステムである。スレーブロボットシステム２１は、マスターロボットシステム１と離れたところにあり、実際に作業（例えば、対象物１０２をロボットで把持し被対象物１０３に対して対象物１０２を接触させながら行う作業）を行うためのロボットシステムである。
【００６７】
マスターマニピュレータ９は、人が直接触り操作するロボットであり、人が動かす際に、マスター入出力ＩＦ７に内蔵されたタイマーを利用して、ある一定時間毎（例えば、１ｍｓ毎）に、マスターマニピュレータ９の位置情報を各マスターエンコーダ６５から取得し、マスター入出力ＩＦ７に出力する。
【００６８】
スレーブマニピュレータ３２は、対象物１０２（例えば、フレキシブル基板）を把持して被対象物１０３（例えば、図示しない保持部材に保持された被対象物１０３）（例えば、フレキシブル基板の一端部を挿入すべき凹部を有するコネクタ）に対して作業（例えば、挿入又は取付作業）を行うロボットであり、マスターマニピュレータ９で取得した位置情報に追従するようにスレーブマニピュレータ３２を動作する（図４Ａ参照）。
【００６９】
マスター周辺装置６は、マスターマニピュレータ９とマスター制御装置３との間の情報を伝達する。スレーブ周辺装置２９も同様に、スレーブマニピュレータ３２とスレーブ制御装置２３との間の情報を伝達する。
【００７０】
マスター入出力ＩＦ７は、マスターマニピュレータ９の各マスターエンコーダ６５からマスター入出力ＩＦ７に入力された位置情報と、マスター入出力ＩＦ７に内蔵されたタイマーからの時間情報とをマスター制御部４に出力する。また、マスター制御部４からマスター入出力ＩＦ７に入力された位置情報を、マスター入出力ＩＦ７がマスターモータドライバ８に出力する。マスターモータドライバ８は、マスター入出力ＩＦ７からマスターモータドライバ８に入力された位置情報にマスターマニピュレータ９が追従するように、マスターマニピュレータ９のマスターモータ６４をそれぞれ動かす。
【００７１】
スレーブ入出力ＩＦ３０は、スレーブ制御部２３からスレーブ入出力ＩＦ３０に入力された位置情報をスレーブモータドライバ３１に出力する。また、スレーブマニピュレータ３２からスレーブ入出力ＩＦ３０に入力された位置情報と時間情報とを、スレーブ入出力ＩＦ３０からスレーブ制御部２４に出力する。スレーブモータドライバ３１は、スレーブ入出力ＩＦ３０からスレーブモータドライバ３１に入力された位置情報にスレーブマニピュレータ３２が追従するように、スレーブマニピュレータ３２のスレーブモータ８４をそれぞれ動かす。
【００７２】
マスター制御装置３は、
（ｉ）マスターマニピュレータ９が動いた位置情報を、マスター入出力ＩＦ７に内蔵されたタイマーを利用して、ある一定時間毎に、マスター入出力ＩＦ７及びマスター制御装置３を介してスレーブ制御装置２３に出力することと、
（ｉｉ）スレーブ制御装置２３からマスター制御装置３に入力される力情報を人に伝達すること、
の二つの役割を持つ。
【００７３】
マスター制御部４は、人が、力伝達部５からの力情報に基づいてマスターマニピュレータ９を操作するとき、マスターマニピュレータ９の操作情報を制御するものである。具体的には、マスター制御部４は、マスター入出力ＩＦ７からマスター制御部４に入力されたマスターマニピュレータ９の位置情報と時間情報とをスレーブ制御部２４に出力する。また、スレーブ制御部２４からマスター制御部４に入力された力情報を、マスター制御部４から力伝達部５に出力する。
【００７４】
力伝達部５は、スレーブ制御部２４からマスター制御部４を介して入力された力情報を、人の手１０１に伝達する。人の手１０１への力の伝達方法は、フックの法則（例えば、バネ定数は０．５とする）を用いて力情報を位置情報に力伝達部５で変換し、力伝達部５で算出した位置情報を指令値としてマスターマニピュレータ９に力伝達部５からマスター制御部４及びマスター周辺装置６などを介して出力し、マスターモータ６４を動かすことで、力の伝達を実現する。力伝達部５は、力補正部２５との関係では、力補正部２５からの力情報をマスターマニピュレータ９に伝達する。
【００７５】
スレーブ制御装置２３は、
（ｉ）マスター制御装置３からスレーブ制御装置２３に入力された位置情報と時間情報とにスレーブマニピュレータ３２を追従させることと、
（ｉｉ）スレーブマニピュレータ３２が取得した力情報と速度情報とを基に力補正箇所(力補正区間)を検出し、検出した力補正箇所(力補正区間)のみの力補正を行いマスター制御装置３に力情報を出力すること、
の二つの役割を持つ。
【００７６】
力情報取得部２６は、スレーブマニピュレータ３２のスレーブハンド７１に取り付けられたスレーブ力センサ８６（図３参照）の値を力情報として、スレーブ入出力ＩＦ３０を介して、スレーブ入出力ＩＦ３０に内蔵されたタイマーを利用して、スレーブ入出力ＩＦ３０を介して、ある一定時間毎に取得する。取得した力情報を力補正部２５及び力補正箇所検出部２７に出力する。
【００７７】
速度情報取得部２８は、スレーブマニピュレータ３２の手先の速度情報を取得する。取得方法は、スレーブエンコーダ８５（図３参照）で得られた位置情報を、速度情報取得部２８に内蔵されたタイマーからの時間情報を基に、ある一定時間毎に取得し、速度情報取得部２８に記憶されていた現在の位置情報から一定時間前の位置情報を引き、ある一定時間で割り、得られた値を速度情報とする。速度情報取得部２８で取得した速度情報を、速度情報取得部２８から力補正箇所検出部２７に出力する。
【００７８】
力補正箇所検出部２７は、力情報取得部２６から力補正箇所検出部２７に入力された力情報と速度情報取得部２８から力補正箇所検出部２７に入力された速度情報とを用いて、力情報における力補正箇所(力補正区間)を検出し、検出した力情報を力補正箇所検出部２７からスレーブ制御部２４に出力する。
【００７９】
力補正箇所(力補正区間)の検出方法については、図４Ａ〜図５Ｃを用いて説明する。図４Ａに示す作業は、対象物１０２の先端１０２ａを被対象物１０３のくぼみ１０３ａに挿入する作業であり、マスターマニピュレータ９を人の手１０１が直接触ることにより、対象物１０２をスレーブハンド７１で把持するスレーブマニピュレータ３２を操作している場合において、スレーブハンド７１で把持された対象物１０２が被対象物１０３に接触しながら挿入作業を行う。
【００８０】
図５Ａは、スレーブマニピュレータ３２で検出された力と時間との関係を示すグラフであって、力情報取得部２６で取得された力情報である。図５Ｂは、スレーブマニピュレータ３２で検出された速度と時間との関係を示すグラフであって、速度情報取得部２８で取得された速度情報である。また、図５Ｃは、マスターマニピュレータ９に伝達する力と時間との関係を示すグラフであって、力補正された後にマスターマニピュレータ９に伝達する力情報であり、破線及び白丸は補正前の値であり、実線及び黒丸は補正後の値である。
【００８１】
力情報取得部２６で前記一定時間毎に取得された力情報（例えば、図５Ａの力情報（ｆ１１）と力情報（ｆ１２）と）を基に、力情報の変位（力情報の差、すなわち、図５Ａの（ｆ１２）−（ｆ１１））が力情報の変位の閾値（例えば、１．０Ｎ）を上回ると力補正箇所検出部２７で判断されると、スレーブマニピュレータ３２のスレーブハンド７１で把持する対象物１０２が被対象物１０３に衝突したことを力補正箇所検出部２７で検知したことになり、その力情報（ｆ１２）を取得した時点が「力補正箇所」(力補正区間)として力補正箇所検出部２７で検出される（ただし、「閾値を上回る」とは、閾値と符号が同じであり、かつ絶対値が閾値より大きいことを力補正箇所検出部２７で判断することを意味し、マスターマニピュレータ９の動作速度が遅くなった状態を示す。以降、本明細書では、同様の意味で用いる。）。
【００８２】
一方、力情報取得部２６で前記力情報（ｆ１１）と（ｆ１２）を基に、力情報の変位（力情報の差、すなわち、図５Ａの（ｆ１２）−（ｆ１１））が力情報の変位の閾値を上回らない場合は、「変更なし」として力補正箇所検出部２７で検出される。ここで、「変更なし」とは、力補正箇所(力補正区間)が無いことを意味する。
【００８３】
よって、力補正箇所検出部２７により、力情報取得部２６で取得された力情報の前記変位（（ｆ１２）−（ｆ１１））が前記閾値を上回っている時点（すなわち、マスターマニピュレータ９に伝達する力の変位（図５Ｃの（ｆａ１２）−（ｆａ１１））が閾値を上回っている時点（図５ＣのＡ１の時点））を「力補正開始時間」とする。また、力補正箇所検出部２７により、力情報取得部２６で取得された力情報の前記変位（図５Ａの（ｆ１４）−（ｆ１３））が前記閾値以下となる時点（すなわち、マスターマニピュレータ９に伝達する力の変位（図５Ｃの（ｆｃ１２）−（ｆｃ１１））が前記閾値以下の時点（図５ＣのＣ１時点））を「力補正終了時間」とする。そして、「力補正開始時間」から「力補正終了時間」の区間を、力補正箇所検出部２７で、「力補正箇所」(力補正区間)（図５ＣのＢ１区間）とする。
【００８４】
よって、  力補正開始時間から力補正終了時間までの区間を力補正箇所とすると、当該区間内の力情報は、時間と力の大きさとの関係において、一定値ではなく、上向き凸の山形に変化する曲線又は直線で表されることになる。
【００８５】
以上は、力情報取得部２６で取得した力情報のみを使用して、力情報を補正する力補正箇所(力補正区間)を力補正箇所検出部２７で検出する方法について説明した。力情報取得部２６で取得した力情報のみを使用する場合の利点としては、速度情報取得部２８を用いる必要がなく、簡易で安価に行える点が挙げられる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８６】
例えば、図４Ａにおいて力情報取得部２６のスレーブ力センサ８６の正負の符号の向きを逆にすれば、言い換えれば、図４Ｂに示すようにすれば、図５Ｃのグラフは上向き凸の山形ではなく、図５Ｄに示すように下向き凸の山形となる。この場合であっても、力補正開始時間から力補正終了時間までの区間を力補正箇所とし、当該区間内の力情報は、時間と力の大きさとの関係において、一定値ではなく、下向き凸の山形に(言い換えれば、谷形に)変化する曲線又は直線で表される。よって、本明細書及び請求の範囲において、前記した「山形に変化する曲線又は直線」とは、図５Ｃの場合の他、スレーブ力センサ８６の正負の符号の向きを逆にした図５Ｄの場合をも意味するものとする。
【００８７】
例えば、力情報取得部２６で取得した力情報と速度情報取得部２８で取得した速度情報との両方を使用して、力情報を補正する力補正箇所(力補正区間)を検出することもできる。
【００８８】
すなわち、速度情報取得部２８で一定時間毎に取得された速度情報（例えば、図５Ｂの速度情報（ｖ１１）と速度情報（ｖ１２）と）を基に、速度情報の変位（速度情報の差、すなわち、図５Ｂの（ｖ１２）−（ｖ１１））が速度情報の変位の閾値（例えば、−０．０１ｍｍ／ｍｓ）を上回ると力補正箇所検出部２７で判断されると、スレーブマニピュレータ３２のスレーブハンド７１で把持する対象物１０２が被対象物１０３に衝突したことを力補正箇所検出部２７で検知したことになり、その速度情報（ｖ１２）を取得した時点が「力補正箇所」(力補正区間)として力補正箇所検出部２７で検出される（ただし、「閾値を上回る」とは、閾値と符号が同じであり、かつ絶対値が閾値より大きいことを力補正箇所検出部２７で判断することを意味し、マスターマニピュレータ９の動作速度が遅くなった状態を示す。以降、本明細書では、同様の意味で用いる。）。
【００８９】
一方、速度情報取得部２８で前記速度情報（ｖ１１）と（ｖ１２）を基に、速度情報の変位（速度情報の差、すなわち、図５Ｂの（ｖ１２）−（ｖ１１））が速度情報の変位の閾値を上回らない場合は、「変更なし」の時点として力補正箇所検出部２７で検出される。ここで、「変更なし」とは、力補正箇所(力補正区間)が無いことを意味する。
【００９０】
よって、力補正箇所検出部２７により、速度情報取得部２８で取得された速度情報の変位（（ｖ１２）−（ｖ１１））が前記閾値を上回っている時点（すなわち、マスターマニピュレータ９に伝達する力の変位（図５Ｃの（ｆａ１２）−（ｆａ１１））が閾値を上回っている時点（図５ＣのＡ１の時点））を「力補正開始時間」とする。
【００９１】
また、力補正箇所検出部２７により、力情報取得部２６で取得された力情報の変位（図５Ｃの（ｆｃ１２）−（ｆｃ１１））が閾値（例えば、−１．０Ｎ）を下回る時点（図５ＣのＣ１の時点）を「力補正終了時間」とする。すなわち、前記力情報の変位が、前記閾値を越えていた状態から前記閾値を下回る状態になった時点を「力補正終了時間」とする。「力補正開始時間」から「力補正終了時間」の区間を、力補正箇所検出部２７で、「力補正箇所」(力補正区間)（図５ＣのＢ１区間）とする。
【００９２】
以上のように、力情報取得部２６で取得された力情報と速度情報取得部２８で取得された速度情報との両方を使用し、「力補正開始時間」及び「力補正終了時間」を検出する場合の利点として、力情報取得部２６で取得された力情報又は速度情報取得部２８で取得された速度情報のどちらか１つの情報を使用し、「力補正開始時間」及び「力補正終了時間」を検出する場合と比較して、誤検出の少ない正確な検出が行えることが挙げられる。
【００９３】
力補正部２５は、スレーブ制御部２４から力補正部２５に入力された力情報を基に、「力補正箇所」(力補正区間)の力情報としては、力情報を補正した情報をスレーブ制御部２４に出力する一方、力情報がその前記閾値を超えていない状態である「変更なし」の情報としては、力情報を変更せずにスレーブ制御部２４に出力する。力情報の補正方法は、力情報の変位（図５Ｃの（ｆａ１２）−（ｆａ１１））に予め決められた定数（例えば、０．５）を力補正部２５で掛け、掛けて求められた値を現在の力情報（図５Ｃのｆａ１２）に力補正部２５で加える（図５Ｃの（ｆａ１２）＋０．５×（（ｆａ１２）−（ｆａ１１）））ことにより、力補正部２５で力情報の補正を行なうことができる。
【００９４】
スレーブ制御部２４は、マスター制御部４からスレーブ制御部２４に入力された位置情報をスレーブ入出力ＩＦ３０に出力する。また、力補正箇所検出部２７からスレーブ制御部２４に入力された力情報を、スレーブ制御部２４から力補正部２５に出力し、力補正部２５からスレーブ制御部２４に入力された力情報を、スレーブ制御部２４からマスター制御部４に出力する。
【００９５】
第１実施形態におけるマスタースレーブロボットの制御装置１００の操作手順を図４Ａと図６のフローチャートを用いて説明する。
【００９６】
ステップＳ２０１では、対象物１０２が被対象物１０３に衝突するとき、力情報取得部２６により力情報を取得し、速度情報取得部２８により速度情報を取得し、力情報取得部２６と速度情報取得部２８とから、力情報取得部２６で取得した力情報と速度情報取得部２８で取得した速度情報とを力補正箇所検出部２７にそれぞれ出力する。なお、力情報取得部２６で取得した力情報のみを使用する場合には、速度情報取得部２８で速度情報を取得することは不要である。力情報取得部２６で取得した力情報と速度情報取得部２８で速度情報との両方を使用する場合について、ここでは説明している。
【００９７】
ステップＳ２０１に続いて、ステップＳ２０６では、ステップＳ２０１で力情報と速度情報との両方を取得した場合には、力情報と速度情報とのどちらか１つ以上を用いて、力補正箇所検出部２７において、力補正箇所情報(力補正区間情報)を検出し、検出した力補正箇所情報(力補正区間情報)を、力補正箇所検出部２７からスレーブ制御部２４を介して力補正部２５に出力する。そして、力補正部２５において、力情報取得部２６で取得した力情報に関して、力補正箇所検出部２７で力補正箇所(力補正区間)があるか否かを判断する。なお、力情報のみを使用する場合には、力情報のみを用いて、力補正箇所検出部２７において、力補正箇所情報(力補正区間情報)を検出し、検出した力補正箇所情報(力補正区間情報)を、力補正箇所検出部２７からスレーブ制御部２４を介して力補正部２５に出力する。
【００９８】
ステップＳ２０６において、力補正箇所(力補正区間)が無いと力補正箇所検出部２７で判断する場合には、ステップＳ２１０に進む。
【００９９】
ステップＳ２０６において、力補正箇所(力補正区間)が有ると力補正箇所検出部２７で判断する場合には、ステップＳ２０８に進む。
【０１００】
ステップＳ２０８では、力補正部２５において、力情報取得部２６で取得した力情報に関して、力補正箇所情報(力補正区間情報)により力補正が必要であると検出された力情報を補正し、スレーブ制御部２４に出力したのち、ステップＳ２１０に進む。
【０１０１】
ステップＳ２１０では、スレーブ制御部２４に出力された力情報が、スレーブ制御部２４からマスター制御部４に送られ、さらに、マスター制御部４から力伝達部５へと伝達される。力伝達部５に入力された前記力情報は、前述した方法で人の手１０１に伝達して、このフローを終了する。
【０１０２】
《第１実施形態の効果》
一般に、作業中に、スレーブマニピュレータ３２の対象物１０２の把持方法が変わり、対象物１０２が被対象物１０３に衝突するときに力情報取得部２６で取得される力情報が把持方法が変わる前と比較して小さい場合において、従来では、人の手１０１が感じる力情報が小さく、操作が困難になり、作業完了に要する時間が長くなる。
【０１０３】
これに対して、第１実施形態を用いることによって、対象物１０２が被対象物１０３に衝突するときの力情報のみを力補正部２５で補正することにより、力情報が力補正部２５で増加される。この増加された力情報が、力伝達部５からマスター制御部４及びマスター周辺装置６などを介してマスターマニピュレータ９に出力し、前記増加された力情報に基づいてマスターモータ６４が駆動されるので、操作する上で重要となる箇所が、人の手１０１に明確に伝わり、作業が簡単になり、作業完了に要する時間が短くなる。
【０１０４】
例えば、作業を行う際にスレーブマニピュレータ３２に外部から加えられた力情報のうちで重要となる工程の力情報のみを増加して、マスターマニピュレータ９に伝達することができる。その結果、作業中の力の強弱がはっきりと作業者に伝わり、部品又は作業手順が変わった場合においても簡単に短時間で作業を行うことができる。
【０１０５】
なお、力補正箇所検出部２７と力補正部２５はマスター制御装置３に備えることも可能である。
【０１０６】
（第２実施形態）
第１実施形態においては、対象物１０２が被対象物１０３に衝突したときのスレーブマニピュレータ３２に加えられた力情報の絶対値を増加してマスターマニピュレータ９に伝達することで、人の手１０１に明確に力が伝わり、作業を簡単に行うことを可能としている。それに対して、本発明の第２実施形態においては、対象物１０２が被対象物１０３に衝突したときの人の手１０１がマスターマニピュレータ９に過度に加えた力情報の絶対値を減少してスレーブマニピュレータ３２に伝達することで、人の手１０１がマスターマニピュレータ９に過度の力を加えた場合においても、対象物１０２又は被対象物１０３が破損することを防ぐことを可能とする。以下、これについて説明する。
【０１０７】
図７は、本発明の第２実施形態におけるマスタースレーブロボット１５０の制御装置１００Ａを示すブロック線図である。本発明の第２実施形態におけるマスター制御部４と、マスター入出力ＩＦ７と、マスターモータドライバ８と、マスターマニピュレータ９と、スレーブ制御部２４と、速度情報取得部２８と、スレーブ入出力ＩＦ３０と、スレーブモータドライバ３１と、スレーブマニピュレータ３２とは第１実施形態と同様であるので、共通の参照符号を付して共通部分の説明は省略し、異なる部分についてのみ、以下、詳細に説明する。
【０１０８】
マスター制御装置３は、マスター制御部４と、マスター力情報取得部１０とを備えている。
【０１０９】
スレーブ制御装置２３は、スレーブ制御部２４と、速度情報取得部２８と、スレーブ力伝達部３３と、スレーブ力補正部３９と、スレーブ力補正箇所検出部４０とを備えている。
【０１１０】
マスター力情報取得部１０は、マスターマニピュレータ９のマスターハンド５１に取り付けられたマスター力センサ６６（図２参照）の値を力情報として、マスター入出力ＩＦ７を介して、取得する。マスター力情報取得部１０で取得した力情報を、マスター力情報取得部１０からマスター制御部４に出力する。
【０１１１】
スレーブ力伝達部３３は、スレーブ制御部２４からスレーブ力伝達部３３に入力された力情報を、スレーブ力伝達部３３からスレーブマニピュレータ３２に伝達する。力情報の伝達方法は、フックの法則（例えば、バネ定数は０．５とする）を用いて、力情報を位置情報にスレーブ力伝達部３３で変換し、スレーブ力伝達部３３で算出した位置情報を、指令値としてスレーブマニピュレータ３２にスレーブ力伝達部３３から出力して、スレーブモータ７４を動かすことで、力情報の伝達を実現する。
【０１１２】
スレーブ力補正箇所検出部４０は、マスター力情報取得部１０からマスター制御部４及びスレーブ制御部２４を介してスレーブ力補正箇所検出部４０に入力された力情報及び速度情報取得部２８からスレーブ力補正箇所検出部４０に入力された速度情報を用いて、力情報における力補正箇所(力補正区間)をスレーブ力補正箇所検出部４０で検出し、スレーブ力補正箇所検出部４０で検出した力情報を、スレーブ力補正箇所検出部４０からスレーブ制御部２４に出力する。
【０１１３】
スレーブ力補正箇所検出部４０での力補正箇所(力補正区間)の検出方法については、図４Ａ、図８Ａ〜図８Ｃを用いて説明する。図８Ａは、マスターマニピュレータ９で検出された力と時間との関係を示すグラフであって、マスター力情報取得部１０で取得された力情報である。図８Ｂは、スレーブマニピュレータ３２で検出された速度と時間との関係を示すグラフであって、速度情報取得部２８で取得された速度情報である。また、図８Ｃは、スレーブマニピュレータ３２に伝達する力と時間との関係を示すグラフであって、力補正された後にスレーブマニピュレータ３２に伝達する力情報であり、破線及び白丸は補正前の値であり、実線及び黒丸は補正後の値である。
【０１１４】
マスター力情報取得部１０で前記一定時間毎に取得された力情報（例えば、図８Ａの力情報（ｆ２１）と力情報（ｆ２２）と）を基に、力情報の変位（力情報の差、すなわち、図８Ａの（ｆ２２）−（ｆ２１））が力情報の変位の閾値（例えば、１．０Ｎ）を上回るとスレーブ力補正箇所検出部４０で判断されると、スレーブマニピュレータ３２のスレーブハンド７１で把持する対象物１０２が被対象物１０３に衝突したことをスレーブ力補正箇所検出部４０で検知したことになり、その力情報（ｆ２２）を取得した時点が「力補正箇所」(力補正区間)としてスレーブ力補正箇所検出部４０で検出される。
【０１１５】
一方、マスター力情報取得部１０で前記力情報（ｆ２１）と（ｆ２２）を基に、力情報の変位（力情報の差、すなわち、図８Ａの（ｆ２２）−（ｆ２１））が力情報の変位の閾値を上回らない場合は、「変更なし」としてスレーブ力補正箇所検出部４０で検出される。ここで、「変更なし」とは、力補正箇所(力補正区間)が無いことを意味する。
【０１１６】
よって、スレーブ力補正箇所検出部４０により、マスター力情報取得部１０で取得された力情報の前記変位（（ｆ２２）−（ｆ２１））が前記閾値を上回っている時点（すなわち、スレーブマニピュレータ３２に伝達する力の変位（図８Ｃの（ｆａ２２）−（ｆａ２１））が閾値を上回っている時点（図８ＣのＡ２の時点））を「力補正開始時間」とする。また、スレーブ力補正箇所検出部４０により、マスター力情報取得部１０で取得された力情報の前記変位（図８Ａの（ｆ２４）−（ｆ２３））が前記閾値以下となる時点（すなわち、スレーブマニピュレータ３２に伝達する力の変位（図８Ｃの（ｆｃ２２）−（ｆｃ２１））が前記閾値以下の時点（図８ＣのＣ２時点））を「力補正終了時間」とする。そして、「力補正開始時間」から「力補正終了時間」の区間を、スレーブ力補正箇所検出部４０で、「力補正箇所」(力補正区間)（図８ＣのＢ２区間）とする。
【０１１７】
以上は、マスター力情報取得部１０で取得した力情報のみを使用して、力情報を補正する力補正箇所(力補正区間)をスレーブ力補正箇所検出部４０で検出する方法について説明した。マスター力情報取得部１０で取得した力情報のみを使用する場合の利点としては、速度情報取得部２８を用いる必要がなく、簡易で安価に行える点が挙げられる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１１８】
例えば、マスター力情報取得部１０で取得した力情報と速度情報取得部２８で取得した速度情報との両方を使用して、力情報を補正する力補正箇所(力補正区間)を検出することもできる。
【０１１９】
すなわち、速度情報取得部２８で一定時間毎に取得された速度情報（例えば、図８Ｂの速度情報（ｖ２１）と速度情報（ｖ２２）と）を基に、速度情報の変位（速度情報の差、すなわち、図８Ｂの（ｖ２２）−（ｖ２１））が速度情報の変位の閾値（例えば、−０．０１ｍｍ／ｍｓ）を上回るとスレーブ力補正箇所検出部４０で判断されると、スレーブマニピュレータ３２のスレーブハンド７１で把持する対象物１０２が被対象物１０３に衝突したことをスレーブ力補正箇所検出部４０で検知したことになり、その速度情報（ｖ２２）を取得した時点が「力補正箇所」(力補正区間)としてスレーブ力補正箇所検出部４０で検出される。
【０１２０】
一方、速度情報取得部２８で前記速度情報（ｖ２１）と（ｖ２２）を基に、速度情報の変位（速度情報の差、すなわち、図８Ｂの（ｖ２２）−（ｖ２１））が速度情報の変位の閾値を上回らない場合は、「変更なし」の時点としてスレーブ力補正箇所検出部４０で検出される。ここで、「変更なし」とは、力補正箇所(力補正区間)が無いことを意味する。
【０１２１】
よって、スレーブ力補正箇所検出部４０により、速度情報取得部２８で取得された速度情報の変位（（ｖ２２）−（ｖ２１））が前記閾値を上回っている時点（すなわち、スレーブマニピュレータ３２に伝達する力の変位（図８Ｃの（ｆａ２２）−（ｆａ２１））が閾値を上回っている時点（図８ＣのＡ２の時点））を「力補正開始時間」とする。また、スレーブ力補正箇所検出部４０により、マスター力情報取得部１０で取得された力情報の変位（図８Ｃの（ｆｃ２２）−（ｆｃ２１））が閾値（例えば、−１．０Ｎ）を下回る時点（図８ＣのＣ２の時点）を「力補正終了時間」とする。「力補正開始時間」から「力補正終了時間」の区間を、スレーブ力補正箇所検出部４０で、「力補正箇所」(力補正区間)（図８ＣのＢ２区間）とする。
【０１２２】
以上のように、マスター力情報取得部１０で取得された力情報と速度情報取得部２８で取得された速度情報との両方を使用し、「力補正開始時間」及び「力補正終了時間」を検出する場合の利点として、マスター力情報取得部１０で取得された力情報又は速度情報取得部２８で取得された速度情報のどちらか１つの情報を使用し、「力補正開始時間」及び「力補正終了時間」を検出する場合と比較して、誤検出の少ない正確な検出が行えることが挙げられる。
【０１２３】
スレーブ力補正部３９は、スレーブ制御部２４からスレーブ力補正部３９に入力された力情報を基に、「力補正箇所」(力補正区間)の力情報としては、力情報を補正した情報をスレーブ制御部２４に出力する一方、「変更なし」の情報としては、力情報を変更せずにスレーブ制御部２４に出力する。力情報の補正方法は、力情報の変位（図８Ｃの（ｆａ２２）−（ｆａ２１））に予め決められた定数（例えば、０．５）をスレーブ力補正部３９で掛け、掛けて求められた値を、現在の力情報（図８Ｃのｆａ２２）からスレーブ力補正部３９で減らす（図８Ｃの（ｆａ２２）−０．５×（（ｆａ２２）−（ｆａ２１）））ことにより、スレーブ力補正部３９で力情報の補正を行なうことができる。
【０１２４】
第２実施形態におけるマスタースレーブロボットの制御装置１００Ａの操作手順を図４Ａと図９のフローチャートを用いて説明する。
【０１２５】
ステップＳ２１２では、対象物１０２が被対象物１０３に衝突するとき、マスター力情報取得部１０により力情報を取得し、速度情報取得部２８により速度情報を取得し、マスター力情報取得部１０と速度情報取得部２８とから、マスター力情報取得部１０で取得した力情報と速度情報取得部２８で取得した速度情報とをスレーブ力補正箇所検出部４０にそれぞれ出力する。なお、マスター力情報取得部１０で取得した力情報のみを使用する場合には、速度情報取得部２８で速度情報を取得することは不要である。マスター力情報取得部１０で取得した力情報と速度情報取得部２８で速度情報との両方を使用する場合について、ここでは説明している。
【０１２６】
ステップＳ２１２に続いて、ステップＳ２１３では、ステップＳ２１２で力情報と速度情報との両方を取得した場合には、力情報と速度情報とのどちらか１つ以上を用いて、スレーブ力補正箇所検出部４０において、力補正箇所情報(力補正区間情報)を検出し、検出した力補正箇所情報(力補正区間情報)を、スレーブ力補正箇所検出部４０からスレーブ制御部２４を介してスレーブ力補正部３９に出力する。そして、スレーブ力補正部３９において、マスター力情報取得部１０で取得した力情報に関して、スレーブ力補正箇所検出部４０で力補正箇所(力補正区間)があるか否かを判断する。なお、力情報のみを使用する場合には、力情報のみを用いて、スレーブ力補正箇所検出部４０において、力補正箇所情報(力補正区間情報)を検出し、検出した力補正箇所情報(力補正区間情報)を、スレーブ力補正箇所検出部４０からスレーブ制御部２４を介してスレーブ力補正部３９に出力する。
【０１２７】
ステップＳ２１３において、力補正箇所(力補正区間)が無いとスレーブ力補正箇所検出部４０で判断する場合には、ステップＳ２１１に進む。
【０１２８】
ステップＳ２１３において、力補正箇所(力補正区間)が有るとスレーブ力補正箇所検出部４０で判断する場合には、ステップＳ２０９に進む。
【０１２９】
ステップＳ２０９では、スレーブ力補正部３９において、マスター力情報取得部１０で取得した力情報に関して、力補正箇所情報(力補正区間情報)により力補正が必要であると検出された力情報を補正し、スレーブ制御部２４に出力したのち、ステップＳ２１１に進む。
【０１３０】
ステップＳ２１１では、スレーブ制御部２４に出力された力情報が、スレーブ制御部２４からスレーブ力伝達部３３へと伝達される。スレーブ力伝達部３３に入力された前記力情報は、前述した方法でスレーブマニピュレータ９に伝達して、このフローを終了する。
【０１３１】
《第２実施形態の効果》
人の手１０１でマスターマニピュレータ９を操作し、対象物１０２を把持したスレーブマニピュレータ３２が作業を行う場合において、人の手１０１がマスターマニピュレータ９に対して過度の力を加え対象物１０２が被対象物１０３に衝突するとき、従来では対象物１０２又は被対象物１０３が破損する場合があった。
【０１３２】
これに対して、第２実施形態を用いることによって、人の手１０１が過度の力を加えたことをスレーブ力補正箇所検出部４０で検出し、その力情報の絶対値をスレーブ力補正部３９で減少してスレーブマニピュレータ３２に伝達して、伝達された力情報に基づきスレーブマニピュレータ３２が駆動されることによって、対象物１０２又は被対象物１０３が破損することを防止する。
【０１３３】
なお、第２実施形態においては、図２中の各関節部駆動用及びハンド駆動用のすべてのマスターモータ６４を取り除くことができる。また、スレーブ力補正箇所検出部４０とスレーブ力補正部３９とはマスター制御装置３に備えることも可能である。
【０１３４】
（第３実施形態）
図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明の第３実施形態におけるマスタースレーブロボット１５０の制御装置１００Ｂを示すブロック線図である。本発明の第３実施形態におけるマスターロボットシステム１と、スレーブ制御部２４と、力情報取得部２６と、速度情報取得部２８と、スレーブ周辺装置２９と、スレーブマニピュレータ３２とは第１実施形態と同様であるので、共通の参照符号を付して共通部分の説明は省略し、異なる部分についてのみ、以下、詳細に説明する。
【０１３５】
マスター制御装置３は、マスター制御部４と、力伝達部５とを備えている。
【０１３６】
スレーブ制御装置２３は、スレーブ制御部２４と、力補正部２５と、力情報取得部２６と、速度情報取得部２８と、検出方法選択部３４と、リファレンス情報記憶部４１と、力補正箇所検出部２７とを備えている。
【０１３７】
また、力補正部２５とスレーブ力補正部３９との機能の差異については下記に示す。力補正部２５では、マスターマニピュレータ９に伝達する力を増やす機能を持つ。一方で、スレーブ力補正部３９では、スレーブマニピュレータ３２に伝達する力を減らす機能を持つ。
【０１３８】
検出方法選択部３４は、「力情報及び速度情報」と、「力情報」と、「速度情報」と、「記憶された力情報と速度情報」（以降、「リファレンス」と呼ぶ）とのうち１つの情報を選択する。検出方法選択部３４で選択された選択情報は力補正箇所検出部２７に出力され、力補正箇所(力補正区間)を検出する際に使用する情報を前記選択情報に基づき力補正箇所検出部２７で指定する。力補正箇所検出部２７と、スレーブ力補正箇所検出部４０及び力補正部２５とスレーブ力補正部３９とは、検出方法選択部３４で選択された情報により異なるので、以下に選択された情報毎に説明する。
【０１３９】
検出方法選択部３４における各情報の選択方法は、作業者（人）が、例えば複数のボタンが配置された操作盤などで構成されるマスター入出力ＩＦ７を用いて、作業者の作業経験と作業難易度の該当するボタンを押下すると、図１１のデータベースに従って、対応する情報が検出方法選択部３４で自動的に選択されるように構成している（図１１のデータベースは検出方法選択部３４に情報として記憶されている）。作業経験は、「０〜１年」と、「１〜３年」と、「３年〜」との中から作業者が１つ選択してマスター入出力ＩＦ７を用いて検出方法選択部３４に入力する。作業難易度は、「難」と、「普通」と、「易」との中から１つ選択してマスター入出力ＩＦ７を用いて検出方法選択部３４に入力する。例えば、作業経験は「０〜１年」を選択し、作業難易度は「難」を選択して、それぞれマスター入出力ＩＦ７から検出方法選択部３４に入力すると、検出方法選択部３４では、図１１のデータベースに基づいて、「リファレンス」を選択する。また、作業経験は「３年〜」を選択し、作業難易度は「易」を選択して、それぞれマスター入出力ＩＦ７から検出方法選択部３４に入力すると、検出方法選択部３４では、図１１のデータベースに基づいて、「速度情報」を選択する。また、作業経験と作業難易度とをそれぞれ選択しなかった場合は、作業経験については「０〜１年」、作業難易度については「普通」が自動的に選択されてマスター入出力ＩＦ７を用いて検出方法選択部３４に入力されて、検出方法選択部３４では、図１１のデータベースに基づいて、「力情報及び速度情報」を選択する。
【０１４０】
リファレンス情報記憶部４１は、検出方法選択部３４で「リファレンス」が選択された場合に用いられ、対象物１０２又は対象物１０２の把持位置に応じて使用するリファレンスの情報を選択するようなデータベースが予め記憶されている（後で、「リファレンス」を選択した場合において、その詳細を述べる。）。
【０１４１】
（「力情報及び速度情報」を検出方法選択部３４で選択した場合）
力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０は、力情報取得部２６及びマスター力情報取得部１０から力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０に入力された力情報及び速度情報取得部２８から力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０に入力された速度情報を用いて、力情報における力補正箇所(力補正区間)を力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出し、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出した力情報を、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０からスレーブ制御部２４に出力する。
【０１４２】
力補正箇所(力補正区間)の検出方法については、図５Ａ〜図５Ｃ、図８Ａ〜図８Ｃを用いて説明する。図５Ａは力情報取得部２６で取得された力情報であり、図８Ａはマスター力情報取得部１０で取得された力情報であり、図５Ｂと図８Ｂとは速度情報取得部２８で取得された速度情報である。また、図５Ｃは力補正された後にマスターマニピュレータ９に伝達する力情報であり、図８Ｃは力補正された後にスレーブマニピュレータ３２に伝達する力情報であり、破線及び白丸は補正前の値であり、実線及び黒丸は補正後の値である。
【０１４３】
速度情報取得部２８で一定時間毎に取得された速度情報を基に、速度情報の変位（図５Ｂの（ｖ１２）−（ｖ１１）、図８Ｂの（ｖ２２）−（ｖ２１））が閾値（例えば、−０．０１ｍｍ／ｍｓ）を上回ると力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断されると、スレーブマニピュレータ３２のスレーブハンド７１で把持する対象物１０２が被対象物１０３に衝突したことを力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検知したことになり、その速度情報（ｖ１２）を取得した時点が「力補正箇所」(力補正区間)として力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出される。「力補正箇所」(力補正区間)として検出された力情報は、力情報取得部２６で取得された力情報の変位が閾値（例えば、１．０Ｎ）を上回っていると力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断される場合は、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で「増加」と検出し、マスター力情報取得部１０で取得された力情報の変位が閾値を上回っていると力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断される場合は、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で「減少」と検出する。一方、速度情報の変位が閾値を上回らないと力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断される場合は、「変更なし」として力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出される。
【０１４４】
よって、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０により、速度情報取得部２８で取得された速度情報の変位が閾値を上回っている時点（図５ＣのＡ１の時点、図８ＣのＡ２の時点）を「力補正開始時間」とする。また、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０により、力情報取得部２６及びマスター力情報取得部１０で取得された力情報の変位（図５Ｃの（ｆｃ１２）−（ｆｃ１１）、図８Ｃの（ｆｃ２２）−（ｆｃ２１））が閾値（例えば、−１．０Ｎ）を下回る時点（図５ＣのＣ１の時点、図８ＣのＣ２の時点）を「力補正終了時間」とする。「力補正開始時間」から「力補正終了時間」の区間を、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で、「力補正箇所」(力補正区間)（図５ＣのＢ１区間、図８ＣのＢ２区間）とする。
【０１４５】
力補正部２５は、スレーブ制御部２４から力補正部２５に入力された、検出された力情報を基に、「力補正箇所」(力補正区間)の力情報としては、力情報を補正した情報をスレーブ制御部２４に出力する一方、「変更なし」の情報としては、力情報を変更せずにスレーブ制御部２４に出力する。力情報の補正方法は、力情報の変位（図５Ｃの（ｆａ１２）−（ｆａ１１））に予め決められた定数（例えば、０．５）を力補正部２５で掛け、掛けて求められた値を現在の力情報（図５Ｃの（ｆａ１２））に力補正部２５で加える（図５Ｃの（ｆａ１２）＋０．５×（（ｆａ１２）−（ｆａ１１）））ことにより、力補正部２５で力情報の補正を行なうことができる。
【０１４６】
スレーブ力補正部３９は、スレーブ制御部２４からスレーブ力補正部３９に入力された、検出された力情報を基に、「力補正箇所」(力補正区間)の力情報としては、力情報を補正した情報をスレーブ制御部２４に出力する一方、「変更なし」の情報としては、力情報を変更せずにスレーブ制御部２４に出力する。力情報の補正方法は、力情報の変位（図８Ｃの（ｆａ２２）−（ｆａ２１））に予め決められた定数（例えば、０．５）をスレーブ力補正部３９で掛け、掛けて求められた値を現在の力情報（図８Ｃの（ｆａ２２））からスレーブ力補正部３９で減らす（図８Ｃの（ｆａ２２）−０．５×（（ｆａ２２）−（ｆａ２１）））ことにより、スレーブ力補正部３９で力情報の補正を行なうことができる。
【０１４７】
（「力情報」を検出方法選択部３４で選択した場合）
力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０は、力情報取得部２６及びマスター力情報取得部１０から力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０に入力された力情報を用いて、力情報における力補正箇所(力補正区間)を力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出し、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出した力情報を、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０からスレーブ制御部２４に出力する。
【０１４８】
力補正箇所(力補正区間)の検出方法については、図１２Ａ〜図１３Ｂを用いて説明する。図１２Ａは力情報取得部２６で取得された力情報であり、図１３Ａは、マスター力情報取得部１０で取得された力情報である。また、図１２Ｂは、力補正された後にマスターマニピュレータ９に伝達する力情報であり、図１３Ｂは、力補正された後にスレーブマニピュレータ３２に伝達する力情報であり、破線及び白丸は補正前の値であり、実線及び黒丸は補正後の値である。
【０１４９】
力情報取得部２６で一定時間毎に取得された力情報を基に、力情報の変位（図１２Ｂの（ｆａ３２）−（ｆａ３１）、図１３Ｂの（ｆａ４２）−（ｆａ４１））が閾値（例えば、１．０Ｎ）を上回ると力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断されると、スレーブマニピュレータ３２のスレーブハンド７１で把持する対象物１０２が被対象物１０３に衝突したことを力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検知し、「力補正箇所」(力補正区間)として力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出される。「力補正箇所」(力補正区間)として力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出された力情報は、力情報取得部２６で取得された力情報の変位が閾値を上回っていると力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断される場合は「増加」と力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出し、マスター力情報取得部１０で取得された力情報の変位が閾値を上回っていると力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断される場合は「減少」と力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出する。一方、力情報の変位が閾値を上回らないと力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断される場合は、「変更なし」として力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出される。
【０１５０】
よって、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０により、力情報取得部２６で取得された力情報の変位が閾値を上回っている時点（図１２ＢのＡ３時点、図１３ＢのＡ４の時点）を「力補正開始時間」とする。また、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０により、力情報取得部２６で取得された力情報の変位（図１２Ｂの（ｆｃ３２）−（ｆｃ３１）、図１３Ｂの（ｆｃ４２）−（ｆｃ４１））が閾値（例えば、−１．０Ｎ）を下回る時点（図１２ＢのＣ３の時点、図１３ＢのＣ４の時点）を「力補正終了時間」とする。「力補正開始時間」から「力補正終了時間」の区間を、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で、「力補正箇所」(力補正区間)（図１２ＢのＢ３区間、図１３ＢのＢ４区間）とする。
【０１５１】
力補正部２５は、スレーブ制御部２４から力補正部２５に入力された、検出された力情報を基に、「力補正箇所」(力補正区間)の力情報としては、力情報を補正した情報をスレーブ制御部２４に出力する一方、「変更なし」の情報としては、力情報を変更せずにスレーブ制御部２４に出力する。力情報の補正方法は、力情報の変位（図１２ｂの（ｆａ３２）−（ｆａ３１））に予め決められた定数（例えば、０．５）を力補正部２５で掛け、掛けて求められた値を現在の力情報（図１２Ｂの（ｆａ３２））に力補正部２５で加える（図１２Ｂの（ｆａ３２）＋０．５×（（ｆａ３２）−（ｆａ３１）））ことにより、力補正部２５で力情報の補正を行なうことができる。
【０１５２】
スレーブ力補正部３９は、スレーブ制御部２４からスレーブ力補正部３９に入力された、検出された力情報を基に、「力補正箇所」(力補正区間)の力情報としては、力情報を補正した情報をスレーブ制御部２４に出力する一方、「変更なし」の情報としては、力情報を変更せずにスレーブ制御部２４に出力する。力情報の補正方法は、力情報の変位（図１３ｂの（ｆａ４２）−（ｆａ４１））に予め決められた定数（例えば、０．５）をスレーブ力補正部３９で掛け、掛けて求められた値を現在の力情報（図１３Ｂの（ｆａ４２））からスレーブ力補正部３９で減らす（図１３Ｂの（ｆａ４２）−０．５×（（ｆａ４２）−（ｆａ４１）））ことにより、スレーブ力補正部３９で力情報の補正を行なうことができる。
【０１５３】
（「速度情報」を検出方法選択部３４で選択した場合）
力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０は、速度情報取得部２８から力補正箇所検出部２７に入力された速度情報を用いて、力情報における力補正箇所(力補正区間)を検出し、力補正箇所検出部２７で検出した力情報を力補正箇所検出部２７からスレーブ制御部２４に出力する。
【０１５４】
力補正箇所(力補正区間)の検出方法については、図１４Ａ〜図１５Ｃを用いて説明する。図１４Ａは力情報取得部２６で取得された力情報であり、図１５Ａはマスター力情報取得部１０で取得された力情報であり、図１４Ｂ、図１５Ｂは速度情報取得部２８で取得された速度情報である。また、図１４Ｃは力補正された後にマスターマニピュレータ９に伝達する力情報であり、図１５Ｃは力補正された後にスレーブマニピュレータ３２に伝達する力情報であり、破線及び白丸は補正前の値であり、実線及び黒丸は補正後の値である。
【０１５５】
速度情報取得部２８で一定時間毎に取得された速度情報を基に、速度情報の変位（図１４Ｂの（ｖ５２）−（ｖ５１）、図１５Ｂの（ｖ６２）−（ｖ６１））が閾値（例えば、−０．０１ｍｍ／ｍｓ）を上回ると力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断されると、スレーブマニピュレータ３２のスレーブハンド７１で把持する対象物１０２が被対象物１０３に衝突したことを力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検知したことになり、その速度情報（ｖ５２）を取得した時点が「力補正箇所」(力補正区間)として力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出される。「力補正箇所」(力補正区間)として検出された力情報は、力情報取得部２６で取得された力情報の変位が閾値（例えば、１．０Ｎ）を上回っていると力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断される場合は、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で「増加」と検出し、マスター力情報取得部１０で取得された力情報の変位が閾値を上回っていると力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断される場合は、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で「減少」と検出する。一方、速度情報の変位が閾値を上回らないと力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断される場合は、「変更なし」として力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出される。
【０１５６】
よって、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０により、速度情報取得部２８で取得された速度情報の変位が閾値を上回っている時点（図１４ＣのＡ５の時点、図１５ＣのＡ６の時点）を「力補正開始時間」とする。また、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０により、速度情報取得部２８で取得された速度情報の変位（図１４Ｂの（ｖ５４）−（ｖ５３）、図１５Ｂの（ｖ６４）−（ｖ６３））が閾値（例えば、−０．０１ｍｍ／ｍｓ）を下回る時点（図１４ＣのＣ５の時点、図１５ＣのＣ６の時点）を「力補正終了時間」とする。「力補正開始時間」から「力補正終了時間」の区間を、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で、「力補正箇所」(力補正区間)（図１４ＣのＢ５区間、図１５ＣのＢ６区間）とする。
【０１５７】
力補正部２５は、スレーブ制御部２４から力補正部２５に入力された、検出された力情報を基に、「力補正箇所」(力補正区間)の力情報としては、力情報を補正した情報をスレーブ制御部２４に出力する一方、「変更なし」の情報としては、力情報を変更せずにスレーブ制御部２４に出力する。力情報の補正方法は、力情報を力補正部２５で定数倍する（図１４Ｂの１．５×（ｆａ５１））ことにより、力補正部２５で力情報の補正を行なうことができる。
【０１５８】
スレーブ力補正部３９は、スレーブ制御部２４からスレーブ力補正部３９に入力された検出された力情報を基に、「力補正箇所」(力補正区間)の力情報としては、力情報を補正した情報をスレーブ制御部２４に出力する一方、「変更なし」の情報としては、力情報を変更せずにスレーブ制御部２４に出力する。力情報の補正方法は、力情報をスレーブ力補正部３９で定数倍する（図１５Ｂの０．５×（ｆａ６１））ことにより、スレーブ力補正部３９で力情報の補正を行なうことができる。
【０１５９】
（「リファレンス」を検出方法選択部３４で選択した場合）
力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０は、リファレンス情報記憶部４１と、力情報取得部２６と、マスター力情報取得部１０とから力補正箇所検出部２７に入力された力情報と、速度情報取得部２８とから力補正箇所検出部２７に入力された速度情報とを用いて、力情報における力補正箇所(力補正区間)を力補正箇所検出部２７で検出し、力補正箇所検出部２７で検出した力情報を、力補正箇所検出部２７からスレーブ制御部２４に出力する。
【０１６０】
力補正箇所(力補正区間)の検出方法については、図１６Ａ〜図１７Ｄを用いて説明する。図１６Ａ及び図１７Ａはそれぞれ力情報取得部２６で取得された力情報である。また、図１６Ｂ及び図１７Ｂは、それぞれ、スレーブリファレンス及びマスターリファレンスの力情報であり、図１６Ｃ、図１７Ｃは、それぞれ、スレーブリファレンス及びマスターリファレンスの速度情報である。図１６Ｄ及び図１７Ｄは、それぞれ、力補正された後にマスターマニピュレータ９及びスレーブマニピュレータ３２に伝達する力情報であり、破線及び白丸は補正前の値であり、実線及び黒丸は補正後の値である。
【０１６１】
リファレンスの力情報の変位（図１６Ｂの（ｆｒ７２）−（ｆｒ７１）、図１７Ｂの（ｆｒ８２）−（ｆｒ８１））が閾値（例えば、１．０Ｎ）を上回ると力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断されたときの力情報と、力情報取得部２６及びマスター力情報取得部１０で取得された力情報の変位とを力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０でマッチングさせて、同様の傾向が見られる力情報（リファレンスの力情報の変位に定数（例えば０．５と、２と）を掛けた範囲に収まる場合（図１７の０．５×（（ｆｒ７２）−（ｆｒ７１））＜（（ｆ７２）−（ｆ７１））＜２×（（ｆｒ７２）−（ｆｒ７１））が成り立つ時点、図１８の０．５×（（ｆｒ８２）−（ｆｒ８１））＜（（ｆ８２）−（ｆ８１））＜２×（（ｆｒ８２）−（ｆｒ８１））が成り立つ時点））を力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出する。
【０１６２】
そのようにして検出された複数の力情報に基づき、スレーブマニピュレータ３２のスレーブハンド７１で把持する対象物１０２が被対象物１０３に衝突したと力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出し、「力補正箇所」(力補正区間)として力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出する。一方、力情報の変位が同様の傾向が見られないと力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断する場合は、「変更なし」として力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出する。「力補正箇所」(力補正区間)として力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出された力情報において、力情報取得部２６で取得された力情報の変位がスレーブリファレンスの力情報の変位とマッチングが取れたと力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断する場合は、「増加」と力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出する。一方、マスター力情報取得部１０で取得された力情報の変位がマスターリファレンスの力情報の変位とマッチングが取れたと力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断する場合は、「減少」と力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出する。
【０１６３】
よって、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０により、力情報取得部２６及びマスター力情報取得部１０で取得された力情報がリファレンスの力情報と同様の傾向が見られる時点（図１６ＤのＡ７の時点、図１７ＤのＡ８の時点）を「力補正開始時間」とする。一方、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０により、リファレンスの力情報の変位（図１６Ｂの（ｆｒ７４）−（ｆｒ７３）、図１７Ｂの（ｆｒ８４）−（ｆｒ８３））が閾値（例えば、−１．０Ｎ）を下回ると力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断されたときの力情報と、力情報取得部２６及びマスター力情報取得部１０で取得された力情報の変位とが同様の傾向が見られる時点（図１６ＤのＣ７の時点、図１７ＤのＣ８の時点）を「力補正終了時間」とする。「力補正開始時間」から「力補正終了時間」の区間を、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で、「力補正箇所」(力補正区間)（図１６ＤのＢ７区間、図１７ＤのＢ８区間）とする。
【０１６４】
力補正部２５は、スレーブ制御部２４から力補正部２５に入力された検出された力情報を基に、「力補正箇所」(力補正区間)の力情報としては、力情報を補正した情報をスレーブ制御部２４に出力する一方、「変更なし」の情報としては、力情報を変更せずにスレーブ制御部２４に出力する。力情報の補正方法は、力情報をリファレンスの力情報と同じ値に力補正部２５で増加させる。
【０１６５】
スレーブ力補正部３９は、スレーブ制御部２４からスレーブ力補正部３９に入力された検出された力情報を基に、「力補正箇所」(力補正区間)の力情報としては、力情報を補正した情報をスレーブ制御部２４に出力する一方、「変更なし」の情報としては、力情報を変更せずにスレーブ制御部２４に出力する。力情報の補正方法は、力情報をリファレンスの力情報と同じ値に減少させる。
【０１６６】
リファレンスの情報は、例えば、マスタースレーブロボットの制御装置を製造するメーカーから予め提供されて、リファレンス情報記憶部４１に予め記憶することができる。また、リファレンスの情報を追加することもでき、事前実験で取得した力情報又は速度情報のリファレンスの情報について、マスター入出力ＩＦ７を用いて、リファレンス情報記憶部４１に追加記憶することができる。スレーブマニピュレータ３２が力情報を取得しやすい状況が、リファレンスの情報として用いられ、図２９Ａ〜図３１において従来の実験結果を示してあるフレキシブル基板１０４の挿入実験においては、フレキシブル基板１０４の把持位置５ｍｍの情報をリファレンスの情報として用いるほうが、フレキシブル基板１０４の把持位置１０ｍｍの情報をリファレンスの情報として用いるよりも優れている。リファレンスの情報は、リファレンス情報記憶部４１で記憶され、図１８に示すようなデータベースで保存し、どのリファレンスの情報を用いるかを、操作者がマスター入出力ＩＦ７を用いて対象物１０２又は把持位置をボタンで決定し、操作する際にリファレンスの情報として用いる。
【０１６７】
図１９は、本発明の第３実施形態において、力情報及び速度情報を取得してから力補正するまでのフローチャートである。
【０１６８】
まず、ステップＳ２０１で、力情報取得部２６及びマスター力情報取得部１０において力情報をそれぞれ取得するとともに、速度情報取得部２８において速度情報を取得する。
【０１６９】
次に、ステップＳ２０２で、検出方法選択部３４において、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０と力補正部２５及びスレーブ力補正部３９とで使用する情報として、「力情報及び速度情報」を選択するか否か、検出方法選択部３４で判断する。作業者がマスター入出力ＩＦ７を用いて検出方法を検出方法選択部３４に選択入力することにより、「力情報及び速度情報」を選択すると検出方法選択部３４で判断すると、ステップＳ２０６に進む。「力情報及び速度情報」以外を選択すると検出方法選択部３４で判断すると、ステップＳ２０３に進む。
【０１７０】
ステップＳ２０３では、検出方法選択部３４において、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０と力補正部２５及びスレーブ力補正部３９とで使用する情報として、「力情報」を選択するか否か、検出方法選択部３４で判断する。作業者がマスター入出力ＩＦ７を用いて検出方法を検出方法選択部３４に選択入力することにより、「力情報」を選択すると検出方法選択部３４で判断すると、ステップＳ２０６に進む。「力情報」以外を選択すると検出方法選択部３４で判断すると、ステップＳ２０４に進む。
【０１７１】
ステップＳ２０４では、検出方法選択部３４において、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０と力補正部２５及びスレーブ力補正部３９とで使用する情報として、「速度情報」を選択するか否か、検出方法選択部３４で判断する。作業者がマスター入出力ＩＦ７を用いて検出方法を検出方法選択部３４に選択入力することにより、「速度情報」を選択すると検出方法選択部３４で判断すると、ステップＳ２０６に進む。「速度情報」以外を選択すると検出方法選択部３４で判断すると、ステップＳ２０５に進む。
【０１７２】
ステップＳ２０５では、検出方法選択部３４において、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０と力補正部２５及びスレーブ力補正部３９とで使用する情報として、「リファレンス」を選択するか否か、検出方法選択部３４で判断する。作業者がマスター入出力ＩＦ７を用いて検出方法を検出方法選択部３４に選択入力することにより、「リファレンス」を選択すると検出方法選択部３４で判断すると、ステップＳ２０６に進む。「リファレンス」以外を選択すると検出方法選択部３４で判断すると、ステップＳ２０２〜ステップＳ２０５までどの情報も選択しなかったこととなり、この場合には、先の説明中、作業経験と作業難易度とをそれぞれ選択しなかった場合に該当する。すなわち、検出方法選択部３４で、「力情報及び速度情報」を自動的に選択することになり、ステップＳ２０６に進む。
【０１７３】
ステップＳ２０６では、検出方法選択部３４で選択した情報を用いて、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０において、力補正を行うか行わないかを検出する。力補正を行うと力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出されると、ステップＳ２０７に進む。力補正を行わないと力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出されると、ステップＳ３００に進む。
【０１７４】
ステップＳ３００では、力補正を行わない力情報を、そのまま、力補正部２５からマスターマニピュレータ９及びスレーブマニピュレータ３２に伝達して、一連のフローを終了する。
【０１７５】
ステップＳ２０７では、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０において、力補正を行うことを検出した場合であって、力補正として、力情報を増加させるか又は減少させるかを検出する。なお、「変更なし」として力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出された箇所(区間)では、力情報を補正せずに、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で力情報を伝達する。「増加」として力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出された箇所(区間)では、ステップＳ２０８に進む。「増加」ではなく、「減少」として力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出された箇所(区間)では、ステップＳ２０９に進む。
【０１７６】
ステップＳ２０８では、力補正部２５において力情報の絶対値を増加したのち、ステップＳ２１０に進む。
【０１７７】
ステップＳ２１０では、増加した力情報を、力補正部２５からマスターマニピュレータ９に伝達して、一連のフローを終了する。
【０１７８】
一方、ステップＳ２０９では、「減少」として力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出された箇所(区間)では、スレーブ力補正部３９において力情報の絶対値を減少したのち、ステップＳ２１１に進む。
【０１７９】
ステップＳ２１１では、減少した力情報を、スレーブ力補正部３９からスレーブマニピュレータ３２に伝達して、一連のフローを終了する。
【０１８０】
《第３実施形態の効果》
作業者の能力又は作業の難易度に合わせて力を補正する手順を変更することができるので、第１実施形態及び第２実施形態と比較して、より効率的に作業を行うことができる。
【０１８１】
（第４実施形態）
図２０Ａ及び図２０Ｂは、本発明の第４実施形態におけるマスタースレーブロボット１５０の制御装置１００Ｃを示すブロック線図である。本発明の第４実施形態におけるマスターロボットシステム１と、スレーブ制御部２４と、力情報取得部２６と、力補正箇所検出部２７と、速度情報取得部２８と、スレーブ周辺装置２９と、スレーブマニピュレータ３２は第１実施形態と同様であるので、共通の参照符号を付して共通部分の説明は省略し、異なる部分についてのみ、以下、詳細に説明する。
【０１８２】
マスター制御装置３は、マスター制御部４と、力伝達部５とを備えている。
【０１８３】
スレーブ制御装置２３は、スレーブ制御部２４と、力補正部２５と、力情報取得部２６と、力補正箇所検出部２７と、速度情報取得部２８と、力補正方法選択部３５と、補正量記憶部４２とを備えている。
【０１８４】
力補正方法選択部３５では、「対象物把持位置情報」と、「対象物柔軟度情報」と、「マスター把持位置情報」とのうち１つの情報を選択する。力補正方法選択部３５で選択された選択情報は力補正部２５に出力され、力補正を行う際に使用する情報を前記選択情報に基づき力補正部２５で指定する。力補正部２５及びスレーブ力補正部３９は、力補正方法選択部３５で選択された選択情報により異なるので、以下に選択された情報毎に説明する。
【０１８５】
力補正方法選択部３５における各情報の選択方法は、作業者（人）が、例えば複数のボタンが配置された操作盤などで構成されるマスター入出力ＩＦ７を用いて、作業者の手動で「対象物把持位置情報」と、「対象物柔軟度情報」と、「マスター把持位置情報」とのボタンのうち１つを押下すると、その押下られて入力された情報に基づき、前記入力された情報を力補正方法選択部３５で選択する。もし作業者が何も選択しなかった場合は、「対象物把持位置情報」が力補正方法選択部３５で自動的に選択される。
【０１８６】
補正量記憶部４２は、力補正方法選択部３５で選択された情報に応じたデータベース（スレーブマニピュレータ３２が対象物１０２を把持する位置情報などの力補正方法選択部３５で選択された情報と補正量との関係情報を記憶するデータベース）を保管している。それぞれのデータベースについては後述する。また、各データベースは、マスター入出力ＩＦ７での入力に応じて、力補正部２５及びスレーブ力補正部３９により補正量記憶部４２から補正量を決定する。
【０１８７】
（「対象物把持位置情報」を力補正方法選択部３５で選択した場合）
力補正部２５及びスレーブ力補正部３９は、スレーブ制御部２４から力補正部２５及びスレーブ力補正部３９に入力された力情報を基に、「力補正箇所」(力補正区間)の力情報としては、力情報を補正した情報をスレーブ制御部２４に出力する一方、「変更なし」の情報としては、力情報を変更せずにスレーブ制御部２４に出力する。
【０１８８】
また、力補正部２５とスレーブ力補正部３９との機能の差異については下記に示す。力補正部２５では、マスターマニピュレータ９に伝達する力を増やす機能を持つ。一方で、スレーブ力補正部３９では、スレーブマニピュレータ３２に伝達する力を減らす機能を持つ。
【０１８９】
力情報の補正方法について、図２１及び図２２Ａ及び図２２Ｂを用いて説明する。一例として、対象物の種類と把持位置とに応じて、力補正部２５及びスレーブ力補正部３９により補正量記憶部４２から力情報の補正量を決定する場合について説明する。ここで、対象物の把持位置とは、図２１に示すように、スレーブマニピュレータ３２が対象物１０２を把持するとき、スレーブマニピュレータ３２の手先部（スレーブハンド７１）（図２１のＡ）から対象物１０２の先端（図２１のＢ）までの距離Ｄ１のことを示す。
【０１９０】
対象物把持位置Ｄ１の取得方法としては、人が定規などで距離Ｄ１を直接測定し、マスター入力ＩＦ７を用いて入力する方法、又は、カメラを用いて画像認識により距離Ｄ１を測定する方法などが考えられる。
【０１９１】
ここでは、一例として、画像認識により対象物把持位置Ｄ１を測定し、力補正する手順について図２２Ａ及び図２２Ｂを用いて説明する。
【０１９２】
図２２Ａ及び図２２Ｂのマスタースレーブロボット１５０の制御装置１００Ｄを示すブロック線図においては、図１におけるマスターロボットシステム１と、スレーブ制御部２４と、力情報取得部２６と、力補正箇所検出部２７と、速度情報取得部２８と、スレーブ周辺装置２９と、スレーブマニピュレータ３２とは第１実施形態と同様であるので、共通の参照符号を付して共通部分の説明は省略し、異なる部分についてのみ、以下、詳細に説明する。なお、図２０Ａ及び図２０Ｂの構成と図２２Ａ及び図２２Ｂの構成との差異は、カメラなどの画像撮像装置３６と、画像撮像装置３６に接続された把持位置取得部３７とを追加したことである。ここでは、画像撮像装置３６と把持位置取得部３７とで対象物把持位置取得部１１０を構成している。
【０１９３】
カメラなどの画像撮像装置３６は、スレーブマニピュレータ３２が対象物１０２を把持する画像を取得し、取得した画像情報を把持位置取得部３７に出力する。
【０１９４】
把持位置取得部３７は、画像撮像装置３６で取得した画像情報を基に対象物把持位置情報を算出し、力補正部２５とスレーブ力補正部３９とに出力する。力補正部２５及びスレーブ力補正部３９は、把持位置取得部３７からの対象物把持位置情報を用いて、補正量記憶部４２で保管されている、図２３に示すような、対象物と、把持位置と、補正量との関係を保存したデータベースより、力補正部２５及びスレーブ力補正部３９により、補正量をそれぞれ求める。ここで、使用する対象物の種類（図２３中のフレキシブル基板Ａ又はネジＡなど）については、マスター入出力ＩＦ７のボタンを用いて、作業者が補正量記憶部４２に入力する。作業者が入力した、使用する対象物の種類の情報と、把持位置取得部３７からの対象物把持位置情報とに基づき、力補正部２５及びスレーブ力補正部３９は、補正量記憶部４２から補正量を取得する。補正量記憶部４２のデータベースの値は、フレキシブル基板Ａの場合、把持位置が５ｍｍ、１０ｍｍと長くなるにつれて、補正量が増加する場合は１．２倍、１．４倍と大きくなり、補正量が減少する場合は０．６倍、０．８倍と大きくなる。フレキシブル基板Ｂの場合、把持位置が５ｍｍ、１０ｍｍと長くなるにつれて、補正量が増加する場合は１．５倍、２．０倍と大きくなり、補正量が減少する場合は０．２倍、０．５倍と大きくなる。
【０１９５】
補正量が増加する場合か、減少する場合かの判断について、下記に示す。力情報取得部２６で取得された力情報の変位が閾値（例えば、１．０Ｎ）を上回っていると力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断される場合は、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で「増加」と検出する。マスター力情報取得部１０で取得された力情報の変位が閾値を上回っていると力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断される場合は、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で「減少」と検出する。
【０１９６】
（「対象物柔軟度情報」を力補正方法選択部３５で選択した場合）
力補正部２５及びスレーブ力補正部３９は、スレーブ制御部２４から力補正部２５及びスレーブ力補正部３９に入力された力情報を基に、「力補正箇所」(力補正区間)の力情報としては、力情報を補正した情報をスレーブ制御部２４に出力する一方、「変更なし」の情報としては、力情報を変更せずにスレーブ制御部２４に出力する。
【０１９７】
力情報の補正方法については、対象物柔軟度情報に応じて、力補正部２５及びスレーブ力補正部３９は、補正量記憶部４２から力情報の補正量を決定する。対象物柔軟度とは、対象物の座屈荷重のことを示し、作業者が対象物の座屈荷重を事前に測定する必要がある。事前に測定して取得した座屈荷重は、マスター入力ＩＦ７を用いて、補正量記憶部４２に作業者が入力する。対象物の座屈荷重の測定方法について、図２４Ａ〜図２４Ｆを用いて説明する。図２４Ａ〜図２４Ｃはフレキシブル基板１０４を用いた場合の横から見た図、図２４Ｄ〜図２４Ｆはネジ１０７を用いた場合の図を示す。
【０１９８】
まず、図２４Ａ及び図２４Ｄに示すように、対象物を固定台１０８上で起立させて、対象物の挿入方向側とは逆側の端部を、固定台１０８で固定する。
【０１９９】
次に、図２４Ｂ及び図２４Ｅに示すように、対象物の挿入方向側の端部に対して、力印加装置１０９を用いて徐々に力を、対象物の長手方向沿いに印加する。
【０２００】
そして、図２４Ｃ及び図２４Ｆに示すように、対象物が座屈したときの力の大きさを測定し、その力の大きさを座屈荷重とする。
【０２０１】
こうして得られた座屈荷重と対象物の種類について、マスター入力ＩＦ７を用いて作業者が入力して、補正量記憶部４２に記憶させる。
【０２０２】
対象物柔軟度情報を用いた補正量の算出方法としては、図２５に示すような対象物の種類と、座屈荷重と、補正量との関係を保存したデータベースを補正量記憶部４２で所有し、対象物の種類と座屈荷重との情報に応じて、力補正部２５及びスレーブ力補正部３９が、補正量記憶部４２から補正量を求める。データベースの値は、フレキシブル基板Ａの場合、座屈荷重が１０Ｎ、２０Ｎと大きくなる（硬くなる）につれて、補正量が増加する場合は１．４倍、１．２倍と小さくなり、補正量が減少する場合は０．８倍、０．６倍と小さくなる。
【０２０３】
補正量が増加する場合か、減少する場合かの判断について、下記に示す。力情報取得部２６で取得された力情報の変位が閾値（例えば、１．０Ｎ）を上回っていると力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断される場合は、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で「増加」と検出し、マスター力情報取得部１０で取得された力情報の変位が閾値を上回っていると力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断される場合は、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で「減少」と検出する。
【０２０４】
（「マスター把持位置情報」を力補正方法選択部３５で選択した場合）
力補正部２５及びスレーブ力補正部３９は、スレーブ制御部２４から力補正部２５及びスレーブ力補正部３９に入力された力情報を基に、「力補正箇所」(力補正区間)の力情報としては、力情報を補正した情報をスレーブ制御部２４に出力する一方、「変更なし」の情報としては、力情報を変更せずにスレーブ制御部２４に出力する。
【０２０５】
力情報の補正方法について、図２６Ａ〜図２６Ｂを用いて説明する。マスター把持位置情報とは、図２６Ａに示すように、人の手１０１がマスターマニピュレータ９を把持する位置情報のことである。ここで、マスターマニピュレータ９には、図２６Ａ中のＡ点、Ｂ点、Ｃ点の３点に、マスター把持位置取得部の一例としての力センサ６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃがそれぞれ取り付けられている。
【０２０６】
力センサ６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃで取得された力情報がマスター入出力ＩＦ７を介してマスター力情報取得部１０に各力情報が送られたのち（図７参照）、マスター制御部４とスレーブ制御部２４とを介して力補正部２５に前記各力情報が送られる。その際、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点の力情報を力補正部２５で比較し、力補正部２５において、最も大きな値を示した点をマスター把持位置とする。また、スレーブマニピュレータ３２（図２１の形状参照）とマスターマニピュレータ９の形状が異なる図２６Ｂのような場合においても、マスターマニピュレータ９に力センサ６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃを３個取り付け、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点の力情報を基に把持位置を取得する。マスター把持位置情報を用いた補正量の算出方法としては、図２７に示すような、マスター把持位置と、補正量との関係を保存したデータベースを補正量記憶部４２で所有し、力補正部２５及びスレーブ力補正部３９により補正量記憶部４２から力情報の補正量を求める。データベースの値は、マスター把持位置がＡ点、Ｂ点、Ｃ点となるにつれて、補正量が増加する場合は１．２倍、１．４倍、１．６倍と大きくなり、補正量が減少する場合は０．８倍、０．６倍、０．４倍と小さくなる。
【０２０７】
図２８は、本発明の第４実施形態における力情報と速度情報とを取得してから、力補正するまでのフローチャートである。
【０２０８】
まず、ステップＳ２０１で、力情報取得部２６及びマスター力情報取得部１０において力情報をそれぞれ取得するとともに、速度情報取得部２８において速度情報を取得する。
【０２０９】
次に、ステップＳ２０６で、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０において、力補正を行うか行わないかを検出する。すなわち、力補正部２５において、力情報取得部２６及びマスター力情報取得部１０で取得した力情報に関して、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で力補正箇所(力補正区間)があるか否かを判断する。
【０２１０】
力補正箇所検出部２７とスレーブ力補正箇所検出部４０との機能の差異については下記に示す。力補正箇所検出部２７では、力情報取得部２６で取得された力情報と速度情報取得部２８で取得された速度情報のどちらか１つ以上の情報を用いて「力補正箇所」(力補正区間)を検出する機能を持つ。一方で、スレーブ力補正箇所検出部４０では、マスター力情報取得部１０で取得された力情報と速度情報取得部２８で取得された速度情報のどちらか１つ以上の情報を用いて「力補正箇所」(力補正区間)を検出する機能を持つ。
【０２１１】
ステップＳ２０６において、力補正箇所(力補正区間)が無いと力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で判断する場合には、ステップＳ３００に進む。
【０２１２】
ステップＳ３００では、力補正を行わない力情報を、そのまま、力補正部２５からマスターマニピュレータ９及びスレーブマニピュレータ３２に伝達して、一連のフローを終了する。
【０２１３】
ステップＳ２０６において、力補正箇所(力補正区間)が有ると力補正箇所検出部２７又はスレーブ力補正箇所検出部４０で判断する場合には、ステップＳ２０７に進む。
【０２１４】
ステップＳ２０７で、力補正箇所(力補正区間)が有ると力補正箇所検出部２７又はスレーブ力補正箇所検出部４０で判断して、力補正箇所検出部２７又はスレーブ力補正箇所検出部４０において、力補正を行う場合、補正量を増加させるか又は減少させるかを検出する。なお、「変更なし」として力補正箇所検出部２７又はスレーブ力補正箇所検出部４０で検出された箇所(区間)では、力情報を補正せずに、力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で力情報を伝達する。「増加」として力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出された箇所(区間)では、ステップＳ２２１Ａに進む。一方、「減少」として力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出された箇所(区間)では、ステップＳ２２１Ｂに進む。
【０２１５】
ステップＳ２２１Ａでは、力補正方法選択部３５において、力補正部２５及びスレーブ力補正部３９で使用する情報として「対象物把持位置情報」を選択するか否かを、力補正方法選択部３５で判断する。力補正部２５及びスレーブ力補正部３９で使用する情報として「対象物把持位置情報」を選択すると力補正方法選択部３５で判断する場合には、ステップＳ２０８に進む。力補正部２５及びスレーブ力補正部３９で使用する情報として「対象物把持位置情報」を選択しないと力補正方法選択部３５で判断する場合には、ステップＳ２２２Ａに進む。
【０２１６】
ステップＳ２２２Ａでは、力補正方法選択部３５において、力補正部２５及びスレーブ力補正部３９で使用する情報として「対象物柔軟度情報」を選択するか否かを、力補正方法選択部３５で判断する。力補正部２５及びスレーブ力補正部３９で使用する情報として「対象物柔軟度情報」を選択すると力補正方法選択部３５で判断する場合には、ステップＳ２０８に進む。力補正部２５及びスレーブ力補正部３９で使用する情報として「対象物柔軟度情報」を選択しないと力補正方法選択部３５で判断する場合には、ステップＳ２２３Ａに進む。
【０２１７】
ステップＳ２２３Ａでは、力補正方法選択部３５において、力補正部２５及びスレーブ力補正部３９で使用する情報として「マスター把持位置情報」を選択するか否かを、力補正方法選択部３５で判断する。力補正部２５及びスレーブ力補正部３９で使用する情報として「マスター把持位置情報」を選択すると力補正方法選択部３５で判断する場合には、ステップＳ２０８に進む。力補正部２５及びスレーブ力補正部３９で使用する情報として「マスター把持位置情報」を選択しないと力補正方法選択部３５で判断する場合には、ステップＳ２２１Ａ〜ステップＳ２２３Ａまでどの情報も選択しなかったこととなり、この場合には、作業者が何も選択しなかった場合となり、「対象物把持位置情報」が力補正方法選択部３５で自動的に選択することになり、ステップＳ２０８に進む。
【０２１８】
ステップＳ２０８では、力補正方法選択部３５で選択した情報を用いて、「増加」として力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出された箇所(区間)では、力補正部２５において力情報の絶対値を増加したのち、ステップＳ２１０に進む。
【０２１９】
ステップＳ２１０では、増加した力情報を、力補正部２５からマスターマニピュレータ９に伝達して、一連のフローを終了する。
【０２２０】
一方、  ステップＳ２２１Ｂでは、力補正方法選択部３５において、力補正部２５及びスレーブ力補正部３９で使用する情報として「対象物把持位置情報」を選択するか否かを、力補正方法選択部３５で判断する。力補正部２５及びスレーブ力補正部３９で使用する情報として「対象物把持位置情報」を選択すると力補正方法選択部３５で判断する場合には、ステップＳ２０９に進む。力補正部２５及びスレーブ力補正部３９で使用する情報として「対象物把持位置情報」を選択しないと力補正方法選択部３５で判断する場合には、ステップＳ２２２Ｂに進む。
【０２２１】
ステップＳ２２２Ｂでは、力補正方法選択部３５において、力補正部２５及びスレーブ力補正部３９で使用する情報として「対象物柔軟度情報」を選択するか否かを、力補正方法選択部３５で判断する。力補正部２５及びスレーブ力補正部３９で使用する情報として「対象物柔軟度情報」を選択すると力補正方法選択部３５で判断する場合には、ステップＳ２０９に進む。力補正部２５及びスレーブ力補正部３９で使用する情報として「対象物柔軟度情報」を選択しないと力補正方法選択部３５で判断する場合には、ステップＳ２２３Ｂに進む。
【０２２２】
ステップＳ２２３Ｂでは、力補正方法選択部３５において、力補正部２５及びスレーブ力補正部３９で使用する情報として「マスター把持位置情報」を選択するか否かを、力補正方法選択部３５で判断する。力補正部２５及びスレーブ力補正部３９で使用する情報として「マスター把持位置情報」を選択すると力補正方法選択部３５で判断する場合には、ステップＳ２０９に進む。力補正部２５及びスレーブ力補正部３９で使用する情報として「マスター把持位置情報」を選択しないと力補正方法選択部３５で判断する場合には、ステップＳ２２１Ｂ〜ステップＳ２２３Ｂまでどの情報も選択しなかったこととなり、この場合には、作業者が何も選択しなかった場合となり、「対象物把持位置情報」が力補正方法選択部３５で自動的に選択することになり、ステップＳ２０９に進む。
【０２２３】
ステップＳ２０９では、「減少」として力補正箇所検出部２７及びスレーブ力補正箇所検出部４０で検出された箇所(区間)では、スレーブ力補正部３９において力情報の絶対値を減少したのち、ステップＳ２１１に進む。
【０２２４】
ステップＳ２１１では、減少した力情報を、力補正部２５からスレーブマニピュレータ３２に伝達して、一連のフローを終了する。
【０２２５】
《第４実施形態の効果》
作業毎に対象物の把持位置が異なるような作業を行う場合、「対象物把持位置情報」を選択すると、対象物を把持した位置に応じて補正量を調整する。その結果、作業毎に対象物の把持位置が異なるような作業を行う場合の作業を容易に行うことができる。同様に、作業毎に対象物の柔軟度が異なるような作業を行う場合、「対象物柔軟度情報」を選択すると、対象物の柔軟度に応じて補正量を調整する。その結果、作業毎に対象物の柔軟度が異なるような作業を行う場合の作業を容易に行うことができる。また、「マスター把持位置情報」を選択すると、人の意思で補正量を調整することができるので、細かい作業を行う場合（例えば、フレキシブル基板をコネクタに挿入する作業の場合）に補正量を大きくし、大雑把な作業を行う場合（例えば、フレキシブル基板をコネクタの挿入口まで移動する作業の場合）に補正量を小さくするといったように、作業に応じて補正量を人が調整できるようになる。
【０２２６】
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２２７】
本発明は、産業用ロボットなど、人が操作するロボットと作業するロボットが別々の操作可能なマスタースレーブロボットの制御装置及び制御方法、マスタースレーブロボット、ロボット制御のプログラム、並びに集積電子回路として有用である。また、産業用ロボットに限らず、家庭用のロボット、ロボットの制御装置、ロボット制御の制御プログラム、並びに、集積電子回路として適用される可能性がある。【０２２８】
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形又は修正は明白である。そのような変形又は修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【図１】
2012029227.tif 000003
【図２】
2012029227.tif 000004
【図３】
2012029227.tif 000005
【図４Ａ】
2012029227.tif 000006
【図４Ｂ】
2012029227.tif 000007
【図５Ａ】
2012029227.tif 000008
【図５Ｂ】
2012029227.tif 000009
【図５Ｃ】
2012029227.tif 000010
【図５Ｄ】
2012029227.tif 000011
【図６】
2012029227.tif 000012
【図７】
2012029227.tif 000013
【図８Ａ】
2012029227.tif 000014
【図８Ｂ】
2012029227.tif 000015
【図８Ｃ】
2012029227.tif 000016
【図９】
2012029227.tif 000017
【図１０Ａ】
2012029227.tif 000018
【図１０Ｂ】
2012029227.tif 000019
【図１１】
2012029227.tif 000020
【図１２Ａ】
2012029227.tif 000021
【図１２Ｂ】
2012029227.tif 000022
【図１３Ａ】
2012029227.tif 000023
【図１３Ｂ】
2012029227.tif 000024
【図１４Ａ】
2012029227.tif 000025
【図１４Ｂ】
2012029227.tif 000026
【図１４Ｃ】
2012029227.tif 000027
【図１５Ａ】
2012029227.tif 000028
【図１５Ｂ】
2012029227.tif 000029
【図１５Ｃ】
2012029227.tif 000030
【図１６Ａ】
2012029227.tif 000031
【図１６Ｂ】
2012029227.tif 000032
【図１６Ｃ】
2012029227.tif 000033
【図１６Ｄ】
2012029227.tif 000034
【図１７Ａ】
2012029227.tif 000035
【図１７Ｂ】
2012029227.tif 000036
【図１７Ｃ】
2012029227.tif 000037
【図１７Ｄ】
2012029227.tif 000038
【図１８】
2012029227.tif 000039
【図１９】
2012029227.tif 000040
【図２０Ａ】
2012029227.tif 000041
【図２０Ｂ】
2012029227.tif 000042
【図２１】
2012029227.tif 000043
【図２２Ａ】
2012029227.tif 000044
【図２２Ｂ】
2012029227.tif 000045
【図２３】
2012029227.tif 000046
【図２４Ａ】
2012029227.tif 000047
【図２４Ｂ】
2012029227.tif 000048
【図２４Ｃ】
2012029227.tif 000049
【図２４Ｄ】
2012029227.tif 000050
【図２４Ｅ】
2012029227.tif 000051
【図２４Ｆ】
2012029227.tif 000052
【図２５】
2012029227.tif 000053
【図２６Ａ】
2012029227.tif 000054
【図２６Ｂ】
2012029227.tif 000055
【図２７】
2012029227.tif 000056
【図２８】
2012029227.tif 000057
【図２９Ａ】
2012029227.tif 000058
【図２９Ｂ】
2012029227.tif 000059
【図２９Ｃ】
2012029227.tif 000060
【図３０】
2012029227.tif 000061
【図３１】
2012029227.tif 000062
【手続補正書】
【提出日】平成24年2月29日(2012.2.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置において、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を取得する力情報取得部と、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より検出する力補正箇所検出部と、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を補正する力補正部と、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに伝達する力伝達部と、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報を制御するマスター制御部と、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するスレーブ制御部とを備えるとともに、
前記スレーブマニピュレータの手先部の速度情報を取得する速度情報取得部をさらに備え、
前記力補正箇所検出部は、前記速度情報取得部で取得した速度情報より、前記力情報を補正する区間を検出する、マスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項２】
対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、
前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置において、
前記人が前記マスターマニピュレータに加える力情報を取得するマスター力情報取得部と、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記マスター力情報取得部で取得した力情報より検出するスレーブ力補正箇所検出部と、
前記スレーブ力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を補正するスレーブ力補正部と、
前記スレーブ力補正部からの力情報を前記スレーブマニピュレータに伝達するスレーブ力伝達部と、
前記人が、前記スレーブ力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報を制御するマスター制御部と、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するスレーブ制御部とを備えるとともに、
前記スレーブマニピュレータの手先部の速度情報を取得する速度情報取得部をさらに備え、
前記スレーブ力補正箇所検出部は、前記速度情報取得部で取得した速度情報より、前記力情報を補正する区間を検出する、マスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項３】
前記力補正箇所検出部又は前記スレーブ力補正箇所検出部において前記力補正箇所を検出する際に、「力情報及び速度情報」と、「力情報」と、「速度情報」と、「記憶された力情報と速度情報」とのいずれか１つの情報を選択する検出方法選択部をさらに備え、
前記検出方法選択部で選択した前記情報に基づき、前記力補正箇所検出部又は前記スレーブ力補正箇所検出部で前記力補正箇所を検出する請求項１又は請求項２に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項４】
前記力補正箇所検出部又は前記スレーブ力補正箇所検出部は、
前記検出方法選択部において前記「力情報及び速度情報」が選択された場合には、
前記速度情報取得部で取得した速度情報の変位が第一の閾値を上回った時間を力補正開始時間とし、
前記力情報取得部で取得した力情報の変位が第二の閾値を下回った時間を力補正終了時間とし、
前記力補正開始時間から前記力補正終了時間までの区間を前記力補正箇所として検出する請求項３に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項５】
前記力補正箇所検出部又は前記スレーブ力補正箇所検出部は、
前記検出方法選択部において前記「力情報」が選択された場合には、
前記力情報取得部で取得した力情報の変位が第一の閾値を上回った時間を力補正開始時間とし、
前記力情報取得部で取得した力情報の変位が第二の閾値を下回った時間を力補正終了時間とし、
前記力補正開始時間から前記力補正終了時間までの区間を前記力補正箇所として検出する請求項３に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項６】
前記力補正箇所検出部又は前記スレーブ力補正箇所検出部は、
前記検出方法選択部において前記「速度情報」が選択された場合には、
前記速度情報取得部で取得した速度情報の変位が第一の閾値を上回った時間を力補正開始時間とし、
前記速度情報取得部で取得した速度情報の変位が第二の閾値を下回った時間を力補正終了時間とし、
前記力補正開始時間から前記力補正終了時間までの区間を前記力補正箇所として検出する請求項３に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項７】
力情報と速度情報とを予め記憶する記憶部をさらに備え、
前記力補正箇所検出部又は前記スレーブ力補正箇所検出部は、
前記検出方法選択部において前記「記憶された力情報と速度情報」が選択された場合には、
前記記憶部に記憶された力情報又は速度情報の変位が第一の閾値を上回ったときの力情報又は速度情報の変位に対して、前記力情報取得部又は前記速度情報取得部で取得した、力情報又は速度情報の変位がある閾値の範囲内に収まる時間を力補正開始時間とし、
前記記憶部に記憶された力情報又は速度情報の変位が第二の閾値を下回ったときの力情報又は速度情報の変位に対して、前記力情報取得部又は前記速度情報取得部で取得した、力情報又は速度情報の変位がある閾値の範囲内に収まる時間を力補正終了時間とし、
前記力補正開始時間から前記力補正終了時間までの区間を前記力補正箇所として検出する請求項３に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項８】
対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置において、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を取得する力情報取得部と、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より検出する力補正箇所検出部と、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を補正する力補正部と、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに伝達する力伝達部と、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報を制御するマスター制御部と、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するスレーブ制御部とを備えるとともに、
前記力補正部において力を補正する際に、「対象物把持位置情報」と、「対象物柔軟度情報」と、「マスター把持位置情報」とのいずれか１つの情報を選択する力補正方法選択部をさらに備え、
前記力補正部は、前記力補正方法選択部で選択した力補正方法により、前記力情報を補正する、マスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項９】
対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、
前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置において、
前記人が前記マスターマニピュレータに加える力情報を取得するマスター力情報取得部と、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記マスター力情報取得部で取得した力情報より検出するスレーブ力補正箇所検出部と、
前記スレーブ力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を補正するスレーブ力補正部と、
前記スレーブ力補正部からの力情報を前記スレーブマニピュレータに伝達するスレーブ力伝達部と、
前記人が、前記スレーブ力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報を制御するマスター制御部と、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するスレーブ制御部とを備えるとともに、
前記スレーブ力補正部において力を補正する際に、「対象物把持位置情報」と、「対象物柔軟度情報」と、「マスター把持位置情報」とのいずれか１つの情報を選択する力補正方法選択部をさらに備え、
前記スレーブ力補正部は、前記力補正方法選択部で選択した力補正方法により、前記力情報を補正する、マスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項１０】
前記スレーブマニピュレータが前記対象物を把持する位置情報を取得する対象物把持位置取得部と、
前記スレーブマニピュレータが前記対象物を把持する位置情報と補正量との関係情報を記憶する補正量記憶部をさらに備え、
前記力補正部又は前記スレーブ力補正部は、
前記力補正方法選択部において前記「対象物把持位置情報」が選択された場合には、
前記スレーブマニピュレータが前記対象物を把持する把持位置情報を前記対象物把持位置取得部で取得し、
前記対象物把持位置取得部で取得された前記把持位置情報を用いて、前記補正量記憶部から前記力情報の補正量を求める請求項８又は９に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項１１】
前記対象物の柔軟度情報と補正量との関係情報を記憶する補正量記憶部をさらに備え、
前記力補正部又は前記スレーブ力補正部は、
前記力補正方法選択部において前記「対象物柔軟度情報」が選択された場合には、
前記対象物に基づく前記対象物の柔軟度情報を前記補正量記憶部から取得し、
前記柔軟度情報を用いて、前記補正量記憶部から前記力情報の補正量を求める請求項８又は９に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項１２】
前記人が前記マスターマニピュレータを把持する位置情報を取得するマスター把持位置取得部と、
前記人が前記マスターマニピュレータを把持する位置情報と補正量との関係情報を記憶する補正量記憶部をさらに備え、
前記力補正部又は前記スレーブ力補正部は、
前記力補正方法選択部において前記「マスター把持位置情報」が選択された場合には、
前記人が前記マスターマニピュレータを把持する位置情報を前記マスター把持位置情報取部で取得し、
前記マスター把持位置情報取部で取得された前記位置情報を用いて、前記補正量記憶部から前記力情報の補正量を求める請求項８又は９に記載のマスタースレーブロボットの制御装置。
【請求項１３】
対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御方法であって、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を力情報取得部で取得し、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より力補正箇所検出部で検出し、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を力補正部で補正し、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに力伝達部で伝達し、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御し、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続されたスレーブ制御部で、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力し、
前記スレーブマニピュレータの手先部の速度情報を速度情報取得部で取得し、
前記力補正箇所検出部は、前記力補正箇所を検出するとき、前記速度情報取得部で取得した速度情報より、前記力情報を補正する区間を検出する、マスタースレーブロボットの制御装置の制御方法。
【請求項１４】
対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御方法において、
前記人が前記マスターマニピュレータに加える力情報をマスター力情報取得部で取得し、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記マスター力情報取得部で取得した力情報よりスレーブ力補正箇所検出部で検出し、
前記スレーブ力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報をスレーブ力補正部で補正し、
前記スレーブ力補正部からの力情報を前記スレーブマニピュレータにスレーブ力伝達部で伝達し、
前記人が、前記スレーブ力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御し、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続されたスレーブ制御部で、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力し、
前記スレーブマニピュレータの手先部の速度情報を速度情報取得部で取得し、
前記スレーブ力補正箇所検出部は、前記力補正箇所を検出するとき、前記速度情報取得部で取得した速度情報より、前記力情報を補正する区間を検出する、マスタースレーブロボットの制御装置の制御方法。
【請求項１５】
対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御方法において、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を力情報取得部で取得し、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より力補正箇所検出部で検出し、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を力補正部で補正し、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに力伝達部で伝達し、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御し、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続されたスレーブ制御部で、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力し、
前記力補正部において力を補正する際に、「対象物把持位置情報」と、「対象物柔軟度情報」と、「マスター把持位置情報」とのいずれか１つの情報を力補正方法選択部で選択し、
前記力補正部は、前記補正を行うとき、前記力補正方法選択部で選択した力補正方法により、前記力情報を補正する、マスタースレーブロボットの制御装置の制御方法。
【請求項１６】
対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御方法において、
前記人が前記マスターマニピュレータに加える力情報をマスター力情報取得部で取得し、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記マスター力情報取得部で取得した力情報よりスレーブ力補正箇所検出部で検出し、
前記スレーブ力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報をスレーブ力補正部で補正し、
前記スレーブ力補正部からの力情報を前記スレーブマニピュレータにスレーブ力伝達部で伝達し、
前記人が、前記スレーブ力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御し、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続されたスレーブ制御部で、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力し、
前記スレーブ力補正部において力を補正する際に、「対象物把持位置情報」と、「対象物柔軟度情報」と、「マスター把持位置情報」とのいずれか１つの情報を力補正方法選択部で選択し、
前記スレーブ力補正部は、前記補正を行うとき、前記力補正方法選択部で選択した力補正方法により、前記力情報を補正する、マスタースレーブロボットの制御装置の制御方法。
【請求項１７】
対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラムであって、
コンピュータに、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を力情報取得部で取得するステップと、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より力補正箇所検出部で検出するステップと、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を力補正部で補正するステップと、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに力伝達部で伝達するステップと、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御するステップと、
前記スレーブマニピュレータとマスター制御部とに接続されたスレーブ制御部で、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するステップと、
前記スレーブマニピュレータの手先部の速度情報を速度情報取得部で取得して、前記力補正箇所検出部は、前記力補正箇所を検出するとき、前記速度情報取得部で取得した速度情報より、前記力情報を補正する区間を検出するステップと、を実行するための、マスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラム。
【請求項１８】
対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラムであって、
コンピュータに、
前記人が前記マスターマニピュレータに加える力情報をマスター力情報取得部で取得するステップと、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記マスター力情報取得部で取得した力情報よりスレーブ力補正箇所検出部で検出するステップと、
前記スレーブ力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報をスレーブ力補正部で補正するステップと、
前記スレーブ力補正部からの力情報を前記スレーブマニピュレータにスレーブ力伝達部で伝達するステップと、
前記人が、前記スレーブ力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御するステップと、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続されたスレーブ制御部で、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するステップと、
前記スレーブマニピュレータの手先部の速度情報を速度情報取得部で取得して、前記スレーブ力補正箇所検出部は、前記力補正箇所を検出するとき、前記速度情報取得部で取得した速度情報より、前記力情報を補正する区間を検出するステップと、を実行するための、マスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラム。
【請求項１９】
対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラムであって、
コンピュータに、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を力情報取得部で取得するステップと、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より力補正箇所検出部で検出するステップと、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を力補正部で補正するステップと、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに力伝達部で伝達するステップと、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御するステップと、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続されたスレーブ制御部で、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するステップと、
前記力補正部において力を補正する際に、「対象物把持位置情報」と、「対象物柔軟度情報」と、「マスター把持位置情報」とのいずれか１つの情報を力補正方法選択部で選択して、前記力補正部は、前記補正を行うとき、前記力補正方法選択部で選択した力補正方法により、前記力情報を補正するステップと、を実行するための、マスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラム。
【請求項２０】
対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラムであって、
コンピュータに、
前記人が前記マスターマニピュレータに加える力情報をマスター力情報取得部で取得するステップと、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記マスター力情報取得部で取得した力情報よりスレーブ力補正箇所検出部で検出するステップ、
前記スレーブ力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報をスレーブ力補正部で補正するステップと、
前記スレーブ力補正部からの力情報を前記スレーブマニピュレータにスレーブ力伝達部で伝達するステップと、
前記人が、前記スレーブ力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御するステップと、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続されたスレーブ制御部で、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するステップと、
前記スレーブ力補正部において力を補正する際に、「対象物把持位置情報」と、「対象物柔軟度情報」と、「マスター把持位置情報」とのいずれか１つの情報を力補正方法選択部で選択して、前記スレーブ力補正部は、前記補正を行うとき、前記力補正方法選択部で選択した力補正方法により、前記力情報を補正するステップと、を実行するための、マスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、例えばロボットアームの動作を生成及び教示するためのマスタースレーブロボットの制御装置及び制御方法、並びに、マスタースレーブロボットの制御装置のための制御プログラムに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の目的は、このような課題に鑑みてなされたものであり、部品又は作業手順が変わった場合においても、作業者が簡単に短時間で、かつ対象物を破損しない作業を行うことができるマスタースレーブロボットの制御装置及び制御方法、並びに、制御プログラムを提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の第１態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置において、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を取得する力情報取得部と、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より検出する力補正箇所検出部と、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を補正する力補正部と、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに伝達する力伝達部と、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報を制御するマスター制御部と、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するスレーブ制御部とを備えるとともに、
前記スレーブマニピュレータの手先部の速度情報を取得する速度情報取得部をさらに備え、
前記力補正箇所検出部は、前記速度情報取得部で取得した速度情報より、前記力情報を補正する区間を検出する、マスタースレーブロボットの制御装置を提供する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の第２態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、
前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置において、
前記人が前記マスターマニピュレータに加える力情報を取得するマスター力情報取得部と、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記マスター力情報取得部で取得した力情報より検出するスレーブ力補正箇所検出部と、
前記スレーブ力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を補正するスレーブ力補正部と、
前記スレーブ力補正部からの力情報を前記スレーブマニピュレータに伝達するスレーブ力伝達部と、
前記人が、前記スレーブ力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報を制御するマスター制御部と、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するスレーブ制御部とを備えるとともに、
前記スレーブマニピュレータの手先部の速度情報を取得する速度情報取得部をさらに備え、
前記スレーブ力補正箇所検出部は、前記速度情報取得部で取得した速度情報より、前記力情報を補正する区間を検出する、マスタースレーブロボットの制御装置を提供する。
本発明の第８態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置において、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を取得する力情報取得部と、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より検出する力補正箇所検出部と、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を補正する力補正部と、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに伝達する力伝達部と、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報を制御するマスター制御部と、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するスレーブ制御部とを備えるとともに、
前記力補正部において力を補正する際に、「対象物把持位置情報」と、「対象物柔軟度情報」と、「マスター把持位置情報」とのいずれか１つの情報を選択する力補正方法選択部をさらに備え、
前記力補正部は、前記力補正方法選択部で選択した力補正方法により、前記力情報を補正する、マスタースレーブロボットの制御装置を提供する。
本発明の第９態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、
前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置において、
前記人が前記マスターマニピュレータに加える力情報を取得するマスター力情報取得部と、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記マスター力情報取得部で取得した力情報より検出するスレーブ力補正箇所検出部と、
前記スレーブ力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を補正するスレーブ力補正部と、
前記スレーブ力補正部からの力情報を前記スレーブマニピュレータに伝達するスレーブ力伝達部と、
前記人が、前記スレーブ力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報を制御するマスター制御部と、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続され、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を、前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するスレーブ制御部とを備えるとともに、
前記スレーブ力補正部において力を補正する際に、「対象物把持位置情報」と、「対象物柔軟度情報」と、「マスター把持位置情報」とのいずれか１つの情報を選択する力補正方法選択部をさらに備え、
前記スレーブ力補正部は、前記力補正方法選択部で選択した力補正方法により、前記力情報を補正する、マスタースレーブロボットの制御装置を提供する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の第１３態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御方法であって、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を力情報取得部で取得し、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より力補正箇所検出部で検出し、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を力補正部で補正し、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに力伝達部で伝達し、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御し、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続されたスレーブ制御部で、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力し、
前記スレーブマニピュレータの手先部の速度情報を速度情報取得部で取得し、
前記力補正箇所検出部は、前記力補正箇所を検出するとき、前記速度情報取得部で取得した速度情報より、前記力情報を補正する区間を検出する、マスタースレーブロボットの制御装置の制御方法を提供する。
本発明の第１４態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御方法において、
前記人が前記マスターマニピュレータに加える力情報をマスター力情報取得部で取得し、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記マスター力情報取得部で取得した力情報よりスレーブ力補正箇所検出部で検出し、
前記スレーブ力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報をスレーブ力補正部で補正し、
前記スレーブ力補正部からの力情報を前記スレーブマニピュレータにスレーブ力伝達部で伝達し、
前記人が、前記スレーブ力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御し、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続されたスレーブ制御部で、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力し、
前記スレーブマニピュレータの手先部の速度情報を速度情報取得部で取得し、
前記スレーブ力補正箇所検出部は、前記力補正箇所を検出するとき、前記速度情報取得部で取得した速度情報より、前記力情報を補正する区間を検出する、マスタースレーブロボットの制御装置の制御方法を提供する。
本発明の第１５態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御方法において、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を力情報取得部で取得し、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より力補正箇所検出部で検出し、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を力補正部で補正し、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに力伝達部で伝達し、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御し、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続されたスレーブ制御部で、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力し、
前記力補正部において力を補正する際に、「対象物把持位置情報」と、「対象物柔軟度情報」と、「マスター把持位置情報」とのいずれか１つの情報を力補正方法選択部で選択し、
前記力補正部は、前記補正を行うとき、前記力補正方法選択部で選択した力補正方法により、前記力情報を補正する、マスタースレーブロボットの制御装置の制御方法を提供する。
本発明の第１６態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御方法において、
前記人が前記マスターマニピュレータに加える力情報をマスター力情報取得部で取得し、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記マスター力情報取得部で取得した力情報よりスレーブ力補正箇所検出部で検出し、
前記スレーブ力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報をスレーブ力補正部で補正し、
前記スレーブ力補正部からの力情報を前記スレーブマニピュレータにスレーブ力伝達部で伝達し、
前記人が、前記スレーブ力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御し、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続されたスレーブ制御部で、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力し、
前記スレーブ力補正部において力を補正する際に、「対象物把持位置情報」と、「対象物柔軟度情報」と、「マスター把持位置情報」とのいずれか１つの情報を力補正方法選択部で選択し、
前記スレーブ力補正部は、前記補正を行うとき、前記力補正方法選択部で選択した力補正方法により、前記力情報を補正する、マスタースレーブロボットの制御装置の制御方法を提供する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明の第１７態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラムであって、
コンピュータに、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を力情報取得部で取得するステップと、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より力補正箇所検出部で検出するステップと、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を力補正部で補正するステップと、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに力伝達部で伝達するステップと、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御するステップと、
前記スレーブマニピュレータとマスター制御部とに接続されたスレーブ制御部で、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するステップと、
前記スレーブマニピュレータの手先部の速度情報を速度情報取得部で取得して、前記力補正箇所検出部は、前記力補正箇所を検出するとき、前記速度情報取得部で取得した速度情報より、前記力情報を補正する区間を検出するステップと、を実行するための、マスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラムを提供する。
本発明の第１８態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラムであって、
コンピュータに、
前記人が前記マスターマニピュレータに加える力情報をマスター力情報取得部で取得するステップと、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記マスター力情報取得部で取得した力情報よりスレーブ力補正箇所検出部で検出するステップと、
前記スレーブ力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報をスレーブ力補正部で補正するステップと、
前記スレーブ力補正部からの力情報を前記スレーブマニピュレータにスレーブ力伝達部で伝達するステップと、
前記人が、前記スレーブ力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御するステップと、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続されたスレーブ制御部で、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するステップと、
前記スレーブマニピュレータの手先部の速度情報を速度情報取得部で取得して、前記スレーブ力補正箇所検出部は、前記力補正箇所を検出するとき、前記速度情報取得部で取得した速度情報より、前記力情報を補正する区間を検出するステップと、を実行するための、マスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラムを提供する。
本発明の第１９態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラムであって、
コンピュータに、
前記スレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報を力情報取得部で取得するステップと、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記力情報取得部で取得した力情報より力補正箇所検出部で検出するステップと、
前記力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報を力補正部で補正するステップと、
前記力補正部からの力情報を前記マスターマニピュレータに力伝達部で伝達するステップと、
前記人が、前記力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御するステップと、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続されたスレーブ制御部で、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するステップと、
前記力補正部において力を補正する際に、「対象物把持位置情報」と、「対象物柔軟度情報」と、「マスター把持位置情報」とのいずれか１つの情報を力補正方法選択部で選択して、前記力補正部は、前記補正を行うとき、前記力補正方法選択部で選択した力補正方法により、前記力情報を補正するステップと、を実行するための、マスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラムを提供する。
本発明の第２０態様によれば、対象物を把持し被対象物に対して接触しながら作業を行うスレーブマニピュレータと、前記スレーブマニピュレータを人が遠隔により操作するマスターマニピュレータとを備えるマスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラムであって、
コンピュータに、
前記人が前記マスターマニピュレータに加える力情報をマスター力情報取得部で取得するステップと、
前記力情報において補正が必要である区間の情報である力補正箇所を、前記マスター力情報取得部で取得した力情報よりスレーブ力補正箇所検出部で検出するステップ、
前記スレーブ力補正箇所検出部で検出された区間の前記力情報をスレーブ力補正部で補正するステップと、
前記スレーブ力補正部からの力情報を前記スレーブマニピュレータにスレーブ力伝達部で伝達するステップと、
前記人が、前記スレーブ力伝達部からの力情報に基づいて前記マスターマニピュレータを操作するとき、前記マスターマニピュレータの操作情報をマスター制御部で制御するステップと、
前記スレーブマニピュレータと前記マスター制御部とに接続されたスレーブ制御部で、前記マスター制御部から送られる前記マスターマニピュレータの操作情報を前記スレーブマニピュレータに伝達する制御信号を出力するステップと、
前記スレーブ力補正部において力を補正する際に、「対象物把持位置情報」と、「対象物柔軟度情報」と、「マスター把持位置情報」とのいずれか１つの情報を力補正方法選択部で選択して、前記スレーブ力補正部は、前記補正を行うとき、前記力補正方法選択部で選択した力補正方法により、前記力情報を補正するステップと、を実行するための、マスタースレーブロボットの制御装置の制御プログラムを提供する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明のマスタースレーブロボットの制御装置及び制御方法、並びに、ロボット制御のプログラムによれば、作業を行う際にスレーブマニピュレータに外部から加えられた力情報のうちで重要となる工程の力情報のみを増加して、マスターマニピュレータに伝達することができる。その結果、作業中の力の強弱がはっきりと作業者に伝わり、部品又は作業手順が変わった場合においても簡単に短時間で作業を行うことができる。また、作業者がマスターマニピュレータに過度の力を加えた場合においても、スレーブマニピュレータに伝達する力情報を減少させることによって、対象物が破損することを防ぐことができる。
【国際調査報告】
2012029227.tif 000063
2012029227.tif 000064
2012029227.tif 000065
2012029227.tif 000066
2012029227.tif 000067
2012029227.tif 000068