JP2649187B2 - マニピュレータ - Google Patents
マニピュレータInfo
- Publication number
- JP2649187B2 JP2649187B2 JP2301307A JP30130790A JP2649187B2 JP 2649187 B2 JP2649187 B2 JP 2649187B2 JP 2301307 A JP2301307 A JP 2301307A JP 30130790 A JP30130790 A JP 30130790A JP 2649187 B2 JP2649187 B2 JP 2649187B2
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- Japan
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- force
- robot hand
- robot
- manipulator
- exterior component
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、外装品を把持して航空機等の機体に取付け
るのに用いられるマニピュレータに係り、特に把持され
た外装品に過度が力が加わらないように改善されたマニ
ピュレータに関する。
るのに用いられるマニピュレータに係り、特に把持され
た外装品に過度が力が加わらないように改善されたマニ
ピュレータに関する。
第２図は従来の外装品搭載用のマニピュレータの構造
を示す斜視図である。搬送用台車１上に設置されたマニ
ピュレータ２のロボットアーム３に外装品４（この例で
はミサイル）を把持して、外装品４を取付けるべき航空
機（この例では戦闘機）の機体位置まで搬送し、マニピ
ュレータ２を操作して搭載を行っていた。
を示す斜視図である。搬送用台車１上に設置されたマニ
ピュレータ２のロボットアーム３に外装品４（この例で
はミサイル）を把持して、外装品４を取付けるべき航空
機（この例では戦闘機）の機体位置まで搬送し、マニピ
ュレータ２を操作して搭載を行っていた。
このような従来のマニピュレータを用いて航空機の機
体に機外外装品を搭載するにあたっては、一般に次に示
す（１）〜（４）の手順に従って主に人手により行って
いた。
体に機外外装品を搭載するにあたっては、一般に次に示
す（１）〜（４）の手順に従って主に人手により行って
いた。
（１） まず外装品倉庫から外装品を取出し、これを搬
送用の台車にのせる。
送用の台車にのせる。
（２） 次にこの搬送台車を操作しながら地表面を走行
し、機体の格納庫である航空機格納庫内に設置されてい
る航空機の近傍まで搬送する。
し、機体の格納庫である航空機格納庫内に設置されてい
る航空機の近傍まで搬送する。
（３） 台車に設置されているマニピュレータを操作し
て、外装品を持ち上げ、さらに台車およびマニピュレー
タを操作して外装品を機体の嵌合位置まで移動させ、搭
載物三次元位置を微調整し、位置決めを行う。
て、外装品を持ち上げ、さらに台車およびマニピュレー
タを操作して外装品を機体の嵌合位置まで移動させ、搭
載物三次元位置を微調整し、位置決めを行う。
（４） 最後に外装品を機体の懸下機構に装着し搭載を
完了する。
完了する。
以上説明した従来の外装品搭載用のマニピュレータで
は、肉眼で外装品の装着位置を確認しながらマニピュレ
ータを操作していた。そこで高価な機体や外装品の損傷
を招かないように大きな力が加わることを防止するため
には、外装品の装着位置からずれないように、正確に機
体と外装品との嵌合位置合わせをしなければならないた
め、多人数でしかも時間のかかる作業を必要とした。
は、肉眼で外装品の装着位置を確認しながらマニピュレ
ータを操作していた。そこで高価な機体や外装品の損傷
を招かないように大きな力が加わることを防止するため
には、外装品の装着位置からずれないように、正確に機
体と外装品との嵌合位置合わせをしなければならないた
め、多人数でしかも時間のかかる作業を必要とした。
本発明は上述した問題点を解消するためになされたも
ので、人手によることなくしかも動作が確実で迅速な外
装品装着用のマニピュレータを提供することを目的とす
る。
ので、人手によることなくしかも動作が確実で迅速な外
装品装着用のマニピュレータを提供することを目的とす
る。
本発明は、基部がロボットフランジに装着され、頭部
に外装品を把持するロボットハンドを有するマニピュレ
ータにおいて、前記ロボットフランジに装着され、前記
ロボットハンドに加わる力を検出する力覚センサと、前
記ロボットフランジと前記ロボットハンドとの間に介在
し、前記ロボットハンドに加わる力が所定の大きさにな
るまでは前記ロボットハンドの回動を禁止し、所定の大
きさを超えると回動自在となって前記力を解放する機構
を有するコンプライアンス装置とを設けたものである。
に外装品を把持するロボットハンドを有するマニピュレ
ータにおいて、前記ロボットフランジに装着され、前記
ロボットハンドに加わる力を検出する力覚センサと、前
記ロボットフランジと前記ロボットハンドとの間に介在
し、前記ロボットハンドに加わる力が所定の大きさにな
るまでは前記ロボットハンドの回動を禁止し、所定の大
きさを超えると回動自在となって前記力を解放する機構
を有するコンプライアンス装置とを設けたものである。
なお前記コンプライアンス装置は前記ロボットハンド
に加わる力から前記所定の大きさの力だけを差し引いた
力を前記力覚センサに加える手段を設けるのがよい。さ
らに前記力覚センサを６軸センサとするのが望ましい。
に加わる力から前記所定の大きさの力だけを差し引いた
力を前記力覚センサに加える手段を設けるのがよい。さ
らに前記力覚センサを６軸センサとするのが望ましい。
本発明ではマニピュレータを上記のように構成したた
め、コンプライアンス装置は外装品を装着した時にロボ
ットハンドに加わる力が所定の値より大きくなると回動
自在となる。従って外装品に過大な力が加わることなく
逃げの動きができる。また外装品が取外されて荷重がな
くなればロボットハンドの回動は禁止される。このよう
に高価な外装品を破損することなく安全な作業が可能と
なる。
め、コンプライアンス装置は外装品を装着した時にロボ
ットハンドに加わる力が所定の値より大きくなると回動
自在となる。従って外装品に過大な力が加わることなく
逃げの動きができる。また外装品が取外されて荷重がな
くなればロボットハンドの回動は禁止される。このよう
に高価な外装品を破損することなく安全な作業が可能と
なる。
第１図は本発明の一実施例を示すマニピュレータの要
部断面図を示したものである。本図においてはマニピュ
レータの先端のロボットハンドの部分を取出して示して
いる。ロボットハンド３は外装品４を把持するために利
用されるもので、図示しない制御機構により図に示すよ
うに左右から外装品４を把持するような構成となってい
る。マニピュレータの基部はロボットフランジ30に装着
されており、頭部にこのロボットハンド３が設けられて
いる。またロボットハンド３の近傍には距離センサ40が
取付けられており、外装品４の機体への取付け時にロボ
ットハンド３が機体へ異常接近をするのを検知して、ロ
ボットハンド３の操作を停止させるために用いられる。
部断面図を示したものである。本図においてはマニピュ
レータの先端のロボットハンドの部分を取出して示して
いる。ロボットハンド３は外装品４を把持するために利
用されるもので、図示しない制御機構により図に示すよ
うに左右から外装品４を把持するような構成となってい
る。マニピュレータの基部はロボットフランジ30に装着
されており、頭部にこのロボットハンド３が設けられて
いる。またロボットハンド３の近傍には距離センサ40が
取付けられており、外装品４の機体への取付け時にロボ
ットハンド３が機体へ異常接近をするのを検知して、ロ
ボットハンド３の操作を停止させるために用いられる。
なお距離センサ40の形式は限定されるものではなく超
音波式、光学式あるいは接触式のいずれの形式でも必要
に応じて採用することができる。
音波式、光学式あるいは接触式のいずれの形式でも必要
に応じて採用することができる。
一方ロボットフランジ30の上には力覚センサ20が取付
けられている。この力覚センサ20は後述するようにロボ
ットハンド３が把持する外装品４の重さを検出するため
に使用される。なお力覚センサ20としては、６軸力覚セ
ンサを用い、すべての方向からの力を検出できるように
するのがよい。
けられている。この力覚センサ20は後述するようにロボ
ットハンド３が把持する外装品４の重さを検出するため
に使用される。なお力覚センサ20としては、６軸力覚セ
ンサを用い、すべての方向からの力を検出できるように
するのがよい。
ロボットフランジ30とロボットハンド３との間にはコ
ンプライアンス装置10が設けられている。このコンプラ
イアンス装置10はロボットフランジ30の表面に一端が支
持され他端が支持台11に取付けられたバネ12を有してい
る。このバネ12は通常はそのスプリング力によって支持
台11を上方へ所定の力で押し上げるように構成されてお
り、これによって上蓋13と下蓋14の係合部15が密着状態
となり、ロボットハンド３の回動を禁止するような構造
となっている。したがってロボットハンド３が所定の力
以上の外力を受けた場合、上蓋13のほぼ中央部に設けら
れた押圧部16が支持台11を押し下げバネ12を下方へスプ
リング力に抗して押し下げるため係合部15の係合がはず
れロボットハンド３の回動が自在となる。
ンプライアンス装置10が設けられている。このコンプラ
イアンス装置10はロボットフランジ30の表面に一端が支
持され他端が支持台11に取付けられたバネ12を有してい
る。このバネ12は通常はそのスプリング力によって支持
台11を上方へ所定の力で押し上げるように構成されてお
り、これによって上蓋13と下蓋14の係合部15が密着状態
となり、ロボットハンド３の回動を禁止するような構造
となっている。したがってロボットハンド３が所定の力
以上の外力を受けた場合、上蓋13のほぼ中央部に設けら
れた押圧部16が支持台11を押し下げバネ12を下方へスプ
リング力に抗して押し下げるため係合部15の係合がはず
れロボットハンド３の回動が自在となる。
次に第１図に示すマニピュレータの動作について説明
する。いま、ロボットハンド３と、これに把持される外
装品４との合計重量が200kgであったと仮定する。ここ
でコンプライアンス装置10が存在していなければ、力覚
センサ20には総重量200kg重の力が加わる。さらに外装
品４の機体への取付け時この外装品４に1kg重の力が加
われば、力覚センサ20で検出される力は201kg重とな
り、201−200＝１（kg）で1kg重の力が加わったことが
検出される。そこでコンプライアンス装置10を用いない
場合には力覚センサ20として大きな力がはかれるものを
用いる必要があり、この場合微小な力の変化を検出する
ことができなくなる。
する。いま、ロボットハンド３と、これに把持される外
装品４との合計重量が200kgであったと仮定する。ここ
でコンプライアンス装置10が存在していなければ、力覚
センサ20には総重量200kg重の力が加わる。さらに外装
品４の機体への取付け時この外装品４に1kg重の力が加
われば、力覚センサ20で検出される力は201kg重とな
り、201−200＝１（kg）で1kg重の力が加わったことが
検出される。そこでコンプライアンス装置10を用いない
場合には力覚センサ20として大きな力がはかれるものを
用いる必要があり、この場合微小な力の変化を検出する
ことができなくなる。
そこで本発明のようにコンプライアンス装置10を組み
込み、バネ12により220kg重の力を上向きに加えたとす
る。これによりバネ力は外装品４と、ハンド３との合計
重量100kgを支えるとともに、力覚センサ20に上向きに2
0kg重の引っ張り力を加えることになる。この状態で外
装品４に1kg重の力が加われば力覚センサ20への引っ張
り力は19kg面に減り、1kg重の力が加わったことが検出
される。
込み、バネ12により220kg重の力を上向きに加えたとす
る。これによりバネ力は外装品４と、ハンド３との合計
重量100kgを支えるとともに、力覚センサ20に上向きに2
0kg重の引っ張り力を加えることになる。この状態で外
装品４に1kg重の力が加われば力覚センサ20への引っ張
り力は19kg面に減り、1kg重の力が加わったことが検出
される。
このようにコンプライアンス装置10を用いることによ
り力覚センサ20として小さな力を測定できる構造のもの
を使用することができ、かつ微小な力の変化を検出する
ことができる。
り力覚センサ20として小さな力を測定できる構造のもの
を使用することができ、かつ微小な力の変化を検出する
ことができる。
ハンド３が外装品４を把持していないときには、ハン
ド３だけの重量の力が力覚センサ20に加わる。かりにハ
ンド３の重量を20kgとすれば、バネ力220kg重からハン
ドの重量圧20kg重を差し引いた200kg重の引っ張り力が
力覚センサ20に加わることになる。この状態では力覚セ
ンサ20のレンジをオーバーすることになるが、この場合
にはマニピュレータは外装品４を搭載していないのであ
るから、力を測る必要はない。さらに力覚センサ20には
レンジを超えた力が加わっているが、力は測定できない
もののセンサそのものが壊れてしまうことはない。
ド３だけの重量の力が力覚センサ20に加わる。かりにハ
ンド３の重量を20kgとすれば、バネ力220kg重からハン
ドの重量圧20kg重を差し引いた200kg重の引っ張り力が
力覚センサ20に加わることになる。この状態では力覚セ
ンサ20のレンジをオーバーすることになるが、この場合
にはマニピュレータは外装品４を搭載していないのであ
るから、力を測る必要はない。さらに力覚センサ20には
レンジを超えた力が加わっているが、力は測定できない
もののセンサそのものが壊れてしまうことはない。
次にコンプライアンス装置10の動作を説明する。上述
したような構造では、外装品４に加わる力が20kgを超え
ると、すべての力がバネ12に加わりバネをスプリング力
に抗して撓ませることになる。バネ12が下方に撓むと、
このバネ12に連動して下蓋14が下方に下がり、支持台11
との係合部15から係合状態を解かれ、それまで支持台11
で拘束されていた外装品４とハンド３の動きがフリーと
なり、このハンド３は回動自在となる。したがって仮に
外装品４に機体からの過大な力が加わっていたとして
も、この力が加わらないように逃げの動きができること
になる。したがって、外装品４や機体を傷める事無く装
着ができるのである。そして外装品４に加わる力が抜け
ると、バネ12は再び上昇し、下蓋14も上昇するため、再
び係合部15で係合が行われハンド３の回動は禁止され
る。
したような構造では、外装品４に加わる力が20kgを超え
ると、すべての力がバネ12に加わりバネをスプリング力
に抗して撓ませることになる。バネ12が下方に撓むと、
このバネ12に連動して下蓋14が下方に下がり、支持台11
との係合部15から係合状態を解かれ、それまで支持台11
で拘束されていた外装品４とハンド３の動きがフリーと
なり、このハンド３は回動自在となる。したがって仮に
外装品４に機体からの過大な力が加わっていたとして
も、この力が加わらないように逃げの動きができること
になる。したがって、外装品４や機体を傷める事無く装
着ができるのである。そして外装品４に加わる力が抜け
ると、バネ12は再び上昇し、下蓋14も上昇するため、再
び係合部15で係合が行われハンド３の回動は禁止され
る。
以上説明したように本発明では外装品に加わる微小な
力の変化を検出することのできる力覚センサを用いるこ
とができるため、このセンサの出力信号をロボット操作
レバーの間接回転軸に結合されたアクチュエータにフィ
ードバックし、マニピュレータが外装品４から受ける反
力を操縦レバー経由で操作者に知らせ、外装品４に過度
な力が加わらないように制御することができる。
力の変化を検出することのできる力覚センサを用いるこ
とができるため、このセンサの出力信号をロボット操作
レバーの間接回転軸に結合されたアクチュエータにフィ
ードバックし、マニピュレータが外装品４から受ける反
力を操縦レバー経由で操作者に知らせ、外装品４に過度
な力が加わらないように制御することができる。
また外装品４が機体に接触する直前のロボット姿勢に
おける力覚センサ20の６軸出力を記憶しておき、この値
を０点として、接触後の変動分を検出するようにするこ
ともできる。また上述した実施例では外装品４に加わる
力が所定の大きさを超えるとロボットハンド３の回動を
自在となるようにしたが、それと同時に瞬時にロボット
を停止させ、メカニカルブレーキを作動させるようにす
ることもできる。
おける力覚センサ20の６軸出力を記憶しておき、この値
を０点として、接触後の変動分を検出するようにするこ
ともできる。また上述した実施例では外装品４に加わる
力が所定の大きさを超えるとロボットハンド３の回動を
自在となるようにしたが、それと同時に瞬時にロボット
を停止させ、メカニカルブレーキを作動させるようにす
ることもできる。
以上実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明
では力覚センサとコンプライアンス装置とを組合せて用
いているため、肉眼によって確認して操作する従来のマ
ニピュレータに比べ動作が確実で迅速な操作が可能とな
る。また外装品に加わる力を制限することができるた
め、外装品や機体を破損することなく、安全に操作する
ことができる。
では力覚センサとコンプライアンス装置とを組合せて用
いているため、肉眼によって確認して操作する従来のマ
ニピュレータに比べ動作が確実で迅速な操作が可能とな
る。また外装品に加わる力を制限することができるた
め、外装品や機体を破損することなく、安全に操作する
ことができる。
第１図は本発明の一実施例を示すマニピュレータの要部
断面図、第２図は従来のマニピュレータを示す斜視図で
ある。 ３……ロボットハンド、４……外装品、10……コンプラ
イアンス装置、11……支持台、12……バネ、13……上
蓋、14……下蓋、15……係合部、16……押圧部、30……
ロボットフランジ、40……距離センサ。
断面図、第２図は従来のマニピュレータを示す斜視図で
ある。 ３……ロボットハンド、４……外装品、10……コンプラ
イアンス装置、11……支持台、12……バネ、13……上
蓋、14……下蓋、15……係合部、16……押圧部、30……
ロボットフランジ、40……距離センサ。
Claims (3)
- 【請求項１】基部がロボットフランジに装着され、頭部
に外装品を把持するロボットハンドを有するマニピュレ
ータにおいて、 前記ロボットフランジに装着され、前記ロボットハンド
に加わる力を検出する力覚センサと、 前記ロボットフランジと前記ロボットハンドとの間に介
在し、前記ロボットハンドに加わる力が所定の大きさに
なるまでは前記ロボットハンドの回動を禁止し、所定の
大きさを超えたときには回動自在となって前記力を解放
する機構を有するコンプライアンス装置とを設けたこと
を特徴とするマニピュレータ。 - 【請求項２】前記コンプライアンス装置は、前記ロボッ
トハンドに加わる力から前記所定の大きさの力だけ差し
引いた力を前記力覚センサに加える手段を有することを
特徴とする請求項１記載のマニピュレータ。 - 【請求項３】前記力覚センサを６軸センサとした事を特
徴とする請求項１または２記載のマニピュレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2301307A JP2649187B2 (ja) | 1990-11-07 | 1990-11-07 | マニピュレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2301307A JP2649187B2 (ja) | 1990-11-07 | 1990-11-07 | マニピュレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04176583A JPH04176583A (ja) | 1992-06-24 |
| JP2649187B2 true JP2649187B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=17895273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2301307A Expired - Lifetime JP2649187B2 (ja) | 1990-11-07 | 1990-11-07 | マニピュレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2649187B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101533963B1 (ko) * | 2014-08-13 | 2015-07-06 | 국방과학연구소 | 유도탄 측추력기 롤모멘트 계측을 위한 추력시험장치 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI20115923A0 (fi) | 2011-09-21 | 2011-09-21 | Zenrobotics Oy | Iskunvaimennusrakenne |
| JP6007636B2 (ja) | 2012-07-20 | 2016-10-12 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット制御システム及びロボット制御装置 |
| SE544090C2 (en) | 2018-04-22 | 2021-12-21 | Zenrobotics Oy | Waste Sorting Gantry Robot |
| SE544165C2 (en) | 2020-06-24 | 2022-02-15 | Zenrobotics Oy | Waste Sorting Robot |
| SE544103C2 (en) | 2020-10-28 | 2021-12-21 | Zenrobotics Oy | Waste Sorting Robot with gripper that releases waste object at a throw position |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6357128A (ja) * | 1986-08-25 | 1988-03-11 | Canon Inc | コンプライアンス機構の制御装置 |
-
1990
- 1990-11-07 JP JP2301307A patent/JP2649187B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101533963B1 (ko) * | 2014-08-13 | 2015-07-06 | 국방과학연구소 | 유도탄 측추력기 롤모멘트 계측을 위한 추력시험장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04176583A (ja) | 1992-06-24 |
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