JP3501377B2 - 操縦レバー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、操縦レバーに関わり、
前後、左右方向あるいは前後、上下、左右方向に移動可
能なグリップ部を備える例えばマニピュレータのマスタ
装置として使用するに好適な操縦レバーに関する。

【０００２】

【従来の技術】前後、左右方向あるいは前後、上下、左
右方向に移動可能なグリップ部を備える操縦レバーを設
けた装置としては、例えばマニピュレータのマスタ装置
（以下、単に操縦レバーとする）を掲げることができ
る。これを図５〜図８を参照し説明する。

【０００３】図５は自走式マニピュレータの外観図であ
り、そのスレーブ装置は、下部走行体５１上に装着され
旋回モータにより旋回自在とされた上部旋回体５２と、
第１の四節平行リンク５７と、第２の四節平行リンク６
２とから構成され、前後、上下、左右（旋回）方向へ駆
動されることにより、第２の四節平行リンク６２先端の
ブラケット６０に設けられたハンド装置６３を所定の作
業位置に移動させる。

【０００４】上記第１の四節平行リンク５７は、図示す
るように、上部旋回体５２の２か所に備えたピンにより
それぞれ回転自在に連結された第１アーム５３及び第１
リンク５６と、これら第１アーム５３及び第１リンク５
６の各図示上端のピンによって図示左右端をそれぞれ連
結されたブラケット５５とで構成され、第１アーム５３
と上部旋回体５２とにそれぞれピンで図示上下端を連結
されて架設された油圧シリンダ５４により起伏される。

【０００５】また、上記第２の四節平行リンク６２は、
図示するように、前記ブラケット５５の図示左端の２か
所のピンによりそれぞれ回転自在に連結された第２アー
ム５８及び第２リンク６１と、これら第２アーム５８及
び第２リンク６１の各図示左端のピンによって図示上部
右端をそれぞれ連結されたブラケット６０とで構成さ
れ、第２アーム５８とブラケット５５とにそれぞれピン
で図示左右端を連結されて架設された油圧シリンダ５９
により上下動される。

【０００６】他方、上記自走式マニピュレータの操縦レ
バー６４は次のようになっている。図６〜図８を参照し
説明する。なお、図６は操縦レバーの側面図、図７は図
６の模式スケルトン図、図８は図６を上視したときのグ
リップ６４ａの移動を示す図である。

【０００７】操縦レバー６４のグリップ６４ａはピン６
７、７２及び回転軸８０によって、次に示すように、前
後、上下、左右方向に移動可能とされている。

【０００８】すなわち、固定基台６５上には回転軸８０
を介して回転基台６６が水平方向（つまり、左右方向）
に回転自在に支持されている。回転軸８０は中立時の復
帰位置を確保するための戻りバネ８４を備える。また回
転軸８０と同軸上に回転角度検出器８３を備えている。
従って、固定基台６５に対する回転基台６６の回転角度
は回転角度検出器８３により検出される。

【０００９】上記回転基台６６には紙面に垂直な方向に
適宜間隔の２本のピン６７、６８が設けられている。ピ
ン６７は、その同軸上に回転角度検出器８１を備えると
ともに、第１アーム６９の図示下端を回転自在に連結し
ている。従って、回転基台６６に対する第１アーム６９
のピン６７回りの回転角度は回転角度検出器８１により
検出される。

【００１０】ピン６７は、また、三角形のブラケット７
０の図示右上端の第１頂部に対しても回転自在に連結し
ている。そして次に述べる四節平行リンクを構成してい
る。すなわち、第１アーム６９の図示上端は、ピン７２
により、図示左端にグリップ６４ａを備える第２アーム
７１の図示右端を回転自在に連結している。また第２ア
ーム７１の図示中部に設けたピン７５と、ブラケット７
０の図示左端の第２頂部に設けたピン７４とはリンク７
３の図示上下端を連結している。すなわち、ピン６７、
７２、７５、７４、第１アーム６９、第２アーム７１、
リンク７３およびブラケット７０により第１の四節平行
リンクを構成している。他方ピン６８は、その同軸上に
回転角度検出器８２を備えるとともに、リンク７６の図
示上端を回転自在に連結している。リンク７６の図示下
端はピン７９によりリンク７８の図示右端を回転自在に
連結している。リンク７８の図示左端はピン７７により
ブラケット７０に連結されている。すなわち、ピン６
７、６８、７７、７９、ブラケット７０、リンク７６、
７８および回転基台６６により第２の四節平行リンクを
構成している。従って、回転基台６６に対する第２アー
ム７１のピン７２回りの回転角度は、第２アーム７１
と、リンク７３と、ブラケット７０と、リンク７８とを
経て回転軸６８回りを回転するリンク７６の回転角度と
して、回転角度検出器８２により検出される。

【００１１】すなわち上記操縦レバー６４によれば、図
７も合わせて参照し説明すれば、グリップ６４ａは回転
軸８０により左右方向（Ｚ方向）に移動可能とされ、ピ
ン６７、ピン７２により前後方向（Ｘ方向）および上下
方向（Ｙ方向）に移動可能とされている。また、左右方
向（Ｚ方向）の移動は回転角度検出器８３により検出さ
れ、前後方向（Ｘ方向）および上下方向（Ｙ方向）の移
動は回転角度検出器８１、８２により検出され、これら
検出角度が制御信号となって前記スレーブ装置を前後、
上下、左右方向に駆動させ、ハンド装置６３を所定の作
業位置に移動させるのである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来技術
によれば、図８に示すように、グリップ６４ａが回転軸
８０からｘ方向に遠ざかる程、左右方向（Ｚ方向）の振
れ幅が大きくなる。すなわち、グリップ６４ａが回転軸
８０からｘ方向に遠ざかる程、スレーブ装置と操縦レバ
ーとの左右方向の差が大きくなっていき、操縦性が低下
するという問題がある。また、このような動作変化を許
容する空間を狭いコンソール内での確保することは、設
計上も製造上も好ましくない。

【００１３】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
グリップの位置に係わりなく、左右方向の振れ幅を一定
にできる操縦レバーを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明に係わる操縦レバーは、前後、左右方向あるいは
前後、上下、左右方向に移動可能なグリップ部を備える
操縦レバーにおいて、固定基台に、四節平行リンクの後
端が連結され、四節平行リンクの前端は、ブラケットの
前端に連結され、前記ブラケットの後端に回転部材を介
し、グリップ部が備えられ、回転部材の回転軸と同軸上
に回転角度検出器を設けたことを特徴としている。

【００１５】 また、上記構成において、前記四節平行
リンクは固定基台にそれぞれ回転自在に連結された第１
アーム及びリンクと、これら第１アーム及びリンクの前
端にそれぞれ連結されたブラケットとでなり、ブラケッ
トの後端には第２アームの前端が回転自在に連結され、
さらに第２アームの後端には回転部材を介し、先端にグ
リップを備えたレバーの基端が備えられ、グリップの左
右方向の移動は回転部材回りの回転としたことを特徴と
している。

【００１６】

【作用】上記構成によれば、グリップ部を左右方向の回
転軸回りに設けたため、グリップの位置に係わりなく、
左右方向の振れ幅を一定にできる。そしてその際、左右
方向への回転軸と同軸上に回転角度検出器を設けたこと
により、グリップ部の左右方向への回転軸が回転角度検
出器によって得られ、制御信号とすることができる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例を図１〜図３を参照し説明す
る。図１は実施例を模式スケルトン図、図２は実施例の
側面図、図３は図２を上視したときのグリップ１０ａの
移動を示す図である。グリップ１０ａは、次に説明する
ように、ピン１１、２及び回転部材１２ａにより前後、
上下、左右方向に移動可能となっている。

【００１８】図１に示すように、固定基台１にはピン２
が設けられ、このピン２に第１アーム４の図示右端が回
転自在に連結されている。第１アーム４の図示左端はほ
ぼ三角形状に形成されたブラケット６の図示左端にピン
７により連結されている。ブラケット６の図示右端には
ピン７と同方向にピン１１が設けられ、このピン１１に
第２アーム１２の図示左端が回転自在に連結されてい
る。さらに第２アーム１２の図示右端には回転部材１２
ａを介し、先端にグリップ１０ａを備えたレバー１０の
基端（グリップ１０ａとレバー１０とでグリップ部を構
成する）が備えられている。

【００１９】詳細を図２を参照して説明する。なお、説
明を簡略化するために図１と同一部品には同じ符号を付
し重複説明を省略する。同図において、第２アーム１２
と同軸上に回転角度検出器１３が設けられ、この回転角
度検出器１３によって第２アーム１２に対するレバー１
０の左右方向の回転角が検出される。なお、第２アーム
１２とレバー１０の基端との間には戻りばね１４が設け
られ、中立時におけるレバー１０の復帰位置が確保され
ている。

【００２０】固定基台１に対する第１アーム４のピン２
回りの回転角度は次の２つの四節平行リンクを経てピン
１６と同軸上に備えた回転角度検出器１５により検出さ
れる。すなわち、第１の四節平行リンクは固定基台１に
設けた２か所のピン２、３によりそれぞれ回転自在に連
結された第１アーム４及びリンク５と、これら第１アー
ム４及びリンク５の図示左端にピン７、８でそれぞれ連
結されたブラケット６とでなる。他方第２の四節平行リ
ンクは固定基台１に設けた２か所のピン３、１６により
それぞれ回転自在に連結されたリンク１７、１８と、こ
れらリンク１７、１８の各図示右端のピン２０、２１に
より図示上下端を連結されたリンク１９とでなる。ここ
でリンク５とリンク１７とは一体物であるため、第１ア
ーム４のピン２回りの回転角度はブラケット６と、リン
ク５と、リンク１７と、リンク１９とを経てリンク１８
の回転軸１６回りの回転として伝わる。これを回転角度
検出器１５で検出する。

【００２１】他方、ブラケット６に対する第２アーム１
２のピン１１回りの回転角度は次の四節平行リンクを経
て回転軸２５と同軸上に備えた回転角度検出器２３で検
出される。すなわち、この四節平行リンクはブラケット
６の左右端に設けたピン１１、２５にそれぞれ回転自在
に連結されたリンク２６、２７と、これらリンク２６、
２７の各図示上端のピン２９、３０により図示左右端を
連結されたリンク２８とでなる。ここで第２アーム１２
とリンク２６とは一体物であるため、ブラケット６に対
する第２アーム１２のピン１１回りの回転角度はリンク
２６と、リンク２８を経てリンク２７の回転軸２５回り
の回転として伝わる。これを回転角度検出器２３で検出
する。

【００２２】なお、操縦レバーの重力によるピン２、１
１回りのモーメントを補償するため、ピン１１回りを回
転する第２アーム１２には押しばね３２と引きばね３３
とが、またピン２に代わってピン３回りを回転するリン
ク５には押しばね３４と引きばね３５とが取付けられて
いる。

【００２３】上記実施例の作用効果を説明する。上記実
施例によれば、グリップ１０ａの前後方向および上下方
向の移動はピン１１、２回りの第２アーム１２、第１ア
ーム４の回転として実現され、他方グリップ１０ａの左
右方向の移動は回転部材１２ａ回りのレバー１０の回転
として実現される。しかも、仮にグリップ１０ａを前方
へ押し出して左右方向へ移動させても、左右方向の回転
部材１２ａ自体も共に前方へ押し出されているため、グ
リップ１０ａの左右方向（Ｚ方向）の振れ幅は、図３に
示すように、一定となる。すなわち、グリップ１０ａの
位置に係わりなく、左右方向の振れ幅を一定にできる。
この結果、操縦性が向上し、コンソールの空間利用効率
も向上する。また従来技術では、グリップを左右方向へ
移動させるとき、四節平行リンクなども共に左右方向へ
移動させる必要があったため、慣性モーメントが大きく
操作が重かったが、実施例によれば、グリップ部の位置
に係わらず、左右方向の回転軸にはグリップ部の質量し
かかからないため、操作が軽くなる。またこれら前後、
上下、左右方向の移動量は、各回転角度検出器２３、１
５、１３により検出できるため、本実施例を例えば前記
図５の例機のマスタ装置として使用すれば、スレーブ装
置の制御信号を得ることができる。

【００２４】図４は他の実施例を示す。同図の操縦レバ
ーは図６の従来の操縦レバーとほぼ同構成である。異な
る点は、図６の従来の操縦レバーでは、固定基台６５上
に回転軸８０を介して回転基台６６を左右方向に旋回自
在に支持したのに対し、本実施例では、これら基台６
５、軸８０および基台６６を一体化し、かつ固定し、そ
の代わり、グリップ６４ａの図示下端なる基端に回転部
材１２ａを備えて第２アーム７１の図示左端に組み込む
ことにより、グリップ６４ａ自体を第２アーム７１の軸
回りに回転自在としたものである。そして、回転角度検
出器１３を第２アーム７１と同軸上に設けたものであ
る。なお、符号４４はグリップ６４ａの中立時の復帰位
置を確保するための戻りバネである。なお、上記実施例
は、いずれも前後、上下、左右方向に移動可能なグリッ
プ部を備える操縦レバーにおいて、グリップ部を左右方
向への回転軸回りに設けた例であるが、前後、左右方向
に移動可能なグリップ部を備える操縦レバーにおいて
も、グリップ部を左右方向への回転軸回りに設けてもよ
い。

【００２５】上記他の実施例によっても、上記実施例と
同様の効果を得られることは言うまでもない。

【００２６】

【発明の効果】上記実施例の説明から明らかなように、
本発明は、要すれば、前記請求の範囲記載のとおりの構
成であり、上記実施例の説明から分かるように、次のよ
うな効果を奏する。

【００２７】（１）グリップ部の前後、上下方向の位置
に係わらず、グリップ部の左右方向の振れ幅が一定とな
るため、操縦性が向上し、かつコンソール内空間も有効
利用できる。

【００２８】（２）従来技術では、グリップを左右方向
へ移動させるとき、四節平行リンクなども共に左右方向
へ移動させる必要があったが、本発明によれば、グリッ
プ部の前後、上下方向の位置に係わらず、左右方向の回
転軸にはグリップ部の質量しかかからないため、操作が
軽くなる。

【００２９】（３）上記（１）による操縦性の向上、上
記（２）による軽操作性により、オペレータの疲労低減
に寄与する。

【００３０】（４）本発明をマニピュレータのマスタ装
置として用いる場合は、左右方向への回転軸周辺に左右
方向の移動量を検出するための検出器を設置する必要が
あるが、グリップ部であるため、例えば偏心設置型の回
転角度検出器を設けることは場積の増加を来し、かつ見
た目も悪い。ところが、本発明によれば、同心形の回転
角度検出器を左右方向への回転軸上に設けたためコンパ
クト化を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例なる操縦レバーの模式スケルトン図であ
る。

【図２】図１の具体的構造を示す側面図である。

【図３】図２を上視したときのグリップの移動を示す図
である。

【図４】他の実施例の具体的構造を示す側面図である。

【図５】実施例を適用した自走式マニピュレータの外観
側面図である。

【図６】従来の操縦レバーの側面図である。

【図７】図６の模式スケルトン図である。

【図８】図６を上視したときのグリップの移動を示す図
である。 １ 固定基台 ２、３ ピン ４ 第１アーム ５ リンク ６ ブラケット １０ レバー １０ａ グリップ １２ 第２アーム １２ａ回転部材 １３ 回転角度検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−7280（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−244388（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−138590（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25J 13/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前後、左右方向あるいは前後、上下、左
   右方向に移動可能なグリップ部を備える操縦レバーにお
   いて、固定基台(1) に、四節平行リンクの後端が連結さ
   れ、四節平行リンクの前端は、ブラケット(6) の前端に
   連結され、前記ブラケット(6)の後端に回転部材(12a)
   を介し、グリップ部が備えられ、回転部材(12a) の回転
   軸と同軸上に回転角度検出器(15)を設けたことを特徴と
   する操縦レバー。
2. 【請求項２】 前記四節平行リンクは固定基台(1) にそ
   れぞれ回転自在に連結された第１アーム(4) 及びリンク
   (5) と、これら第１アーム(4) 及びリンク(5) の前端に
   それぞれ連結されたブラケット(6) とでなり、ブラケッ
   ト(6) の後端には第２アーム(12)の前端が回転自在に連
   結され、さらに第２アーム(12)の後端には回転部材(12
   a) を介し、先端にグリップ(10a) を備えたレバー(10)
   の基端が備えられ、グリップ(10a) の左右方向の移動は
   回転部材(12a)回りの回転としたことを特徴とする請求
   項１記載の操縦レバー。