JPH01133117A - Controller for master/slave manipulator - Google Patents
Controller for master/slave manipulatorInfo
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- JPH01133117A JPH01133117A JP28947687A JP28947687A JPH01133117A JP H01133117 A JPH01133117 A JP H01133117A JP 28947687 A JP28947687 A JP 28947687A JP 28947687 A JP28947687 A JP 28947687A JP H01133117 A JPH01133117 A JP H01133117A
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- master
- slave
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- deviation
- force feedback
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- Pending
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明はマスタスレーブマニプレータの制御装置に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a control device for a master-slave manipulator.
(従来の技術)
第3図に力帰還形バイラテラルサーボによるマスタスレ
ーブ制御系のブロック線図を示す。本方式においてマス
タ側の駆動機構はマスタ側とスレーブ側のトルク偏差を
基準として、スレーブ側の駆動機構はマスタ側とスレー
ブ側の位置偏差を基準として駆動される。このときスレ
ーブにおける位置決めはマスタにおける位置決めに対し
180゜以上の位相遅れを持って実施される。(Prior Art) FIG. 3 shows a block diagram of a master-slave control system using a force feedback bilateral servo. In this system, the master side drive mechanism is driven based on the torque deviation between the master side and the slave side, and the slave side drive mechanism is driven based on the position deviation between the master side and the slave side. At this time, positioning in the slave is performed with a phase delay of 180 degrees or more with respect to positioning in the master.
(発明が解決しようとする問題点)
スレーブにおける上記位相遅れにより系の応答速度が遅
くなることから、掴み自由度に代表される様なスレーブ
側において、トルク制御が必要となる自由度について操
作性の低下、力帰還量の制限等の問題があった。このた
めマスタスレーブマニプレータ操作における熟練度要求
とともに作業性低下を生ずる一因となっていた。(Problem to be solved by the invention) Since the response speed of the system is slow due to the above-mentioned phase delay in the slave, it is difficult to operate the degrees of freedom that require torque control on the slave side, such as the gripping degree of freedom. There were problems such as a decrease in force and a limit on the amount of force feedback. This is one of the factors that requires a high degree of skill in operating the master-slave manipulator and causes a decrease in work efficiency.
本発明の目的とするところは、マスタスレーブマニプレ
ータ制御装置において、スレーブ側の駆動信号にマスタ
側とスレーブ側のトルク偏差信号を使用することを特徴
とする装置を使用することで、作業熟練度要求が少なく
かつ操作性の良好なマスタスレーブマニプレータ装置を
得ることにある。An object of the present invention is to use a master-slave manipulator control device that uses a torque deviation signal between the master side and the slave side as a drive signal on the slave side. An object of the present invention is to obtain a master-slave manipulator device which has a small amount of noise and has good operability.
(発明の構成)
(問題点を解決するための手段)
力帰還形バイラテラルサーボ方式のマスタスレーブマニ
プレータ制御装置において、スレーブ側の駆動機構の操
作基準信号に、従来のマスタス側とスレーブ側の位置偏
差信号だけでなく、位置偏差の進み要素として、マス側
とスレーブ側のトルク偏差を付加することでスレーブ側
の応答速度を改善する。(Structure of the Invention) (Means for Solving the Problems) In a force feedback bilateral servo type master-slave manipulator control device, the operation reference signal of the drive mechanism on the slave side is based on the conventional master-side and slave-side positions. The response speed of the slave side is improved by adding not only the deviation signal but also the torque deviation between the mass side and the slave side as an advancing element of the positional deviation.
(作 用)
スレーブ側駆動信号にマスタ側とスレーブ側のトルク偏
差信号を使用することで、スレーブの応答速度はマスタ
の応答速度と同程度まで高めることが可能となる。系の
応答が良くなることにより、(1)マスタスレーブによ
る操作性が向上する。(Function) By using the torque deviation signal between the master side and the slave side as the slave side drive signal, the response speed of the slave can be increased to the same level as the response speed of the master. By improving the response of the system, (1) operability by master/slave is improved;
(ii) ループゲインを高くできるため、精度が向
上する。(ii) Accuracy is improved because the loop gain can be increased.
(iiD 十分な力帰還量を設定できるため、繊細な
作業が可能となる。(iiD) Since a sufficient amount of force feedback can be set, delicate work is possible.
等の効果が得られる。Effects such as this can be obtained.
(実施例) 以下に図面を参照して本発明の一実施例を説明する。(Example) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は1自由度について記述したマスタスレーブマニ
プレータ制御装置の機能ブロック図である。制御装置1
0においてはマスタ側操作信@10A、スレーブ側操作
信号10Bを作り出している。マスタ側操作信号10A
はマスタ側検出トルク10Cとスレーブ側検出トルク1
00に力帰還率Kを考慮した力帰還ff110Eとの偏
差を使用する。スレーブ側操作信号10Bは、マスタ側
位置10Fとスレーブ側位置10Gの偏差に加えマスタ
側操作信号10Aを使用する。FIG. 1 is a functional block diagram of a master-slave manipulator control device describing one degree of freedom. Control device 1
0, a master side operation signal @10A and a slave side operation signal 10B are generated. Master side operation signal 10A
is the master side detection torque 10C and the slave side detection torque 1
00, the deviation from the force feedback ff110E in consideration of the force feedback rate K is used. The slave side operation signal 10B uses the master side operation signal 10A in addition to the deviation between the master side position 10F and the slave side position 10G.
マスタスレーブ動作時において、マスタ側は従来と同様
のマスタ側操作信号10Aを用いて駆動される。一方ス
レープ側操作信@10Bは従来マスタ側位置10Fとス
レーブ側位置10Gの偏差に従って駆動していた為、マ
スタ側操作信号10Aに対し180°以上の位相遅れを
持っていた。本発明で説明した、スレーブ側操作信号1
0Bにマスタ側操作信号10Aを付加する方法により両
者の位相遅れを無くすことができる。言い換えればマス
タスレーブ両系の伝達関数が同一でおるとき、マスタ側
位置10Fとスレーブ側位置10Gの偏差がない初期状
態よりマスタスレーブ操作を開始すると両者の位置偏差
が零の状態を保ったままマスタスレーブ操作を実施でき
ることになる。一般にマスタスレーブ両系の伝達関数は
異なるのでこの差異に従った位置偏差が生ずるが、この
場合の偏差は従来に比へ小さくすることができるため、
マスタスレーブ操作性の改善を損なうものではない。During master-slave operation, the master side is driven using a master-side operation signal 10A similar to the conventional one. On the other hand, since the slave side operation signal @10B was conventionally driven according to the deviation between the master side position 10F and the slave side position 10G, it had a phase delay of 180 degrees or more with respect to the master side operation signal 10A. Slave side operation signal 1 explained in the present invention
By adding the master side operation signal 10A to 0B, the phase delay between the two can be eliminated. In other words, when the transfer functions of both master-slave systems are the same, if master-slave operation is started from the initial state where there is no deviation between the master side position 10F and the slave side position 10G, the master-slave operation is started while the positional deviation between them remains zero. This allows slave operations to be performed. Generally, the transfer functions of the master-slave system are different, so a positional deviation occurs according to this difference, but in this case, the deviation can be reduced to a ratio of conventional methods.
This does not impair the improvement of master-slave operability.
マスタスレーブ動作時において、スレーブ側の応答速度
をマスタ側のそれと同程度まで高めることができる。ス
レーブ側の応答が良くなることによりマスタスレーブに
よる操作性が向上する。位置偏差に対するフィードバッ
クゲインを高めることが可能となるため、スレーブにお
ける位置決め精度が向上する。力帰還率を十分大きく設
定することが可能となるため、繊細な作業にも利用でき
る。During master-slave operation, the response speed on the slave side can be increased to the same level as that on the master side. Improved response on the slave side improves operability by the master slave. Since it becomes possible to increase the feedback gain for positional deviation, the positioning accuracy in the slave improves. Since the force feedback rate can be set sufficiently large, it can also be used for delicate work.
(発明の効果〕
力帰還形バイラテラルサーボ方式(よるマスタスレーブ
マニプレータ制御装置において、スレーブ側操作信号に
マスタスレーブ間の位置偏差に加えマスタ側操作信号を
使用する装置を使用することにより、スレーブ側の応答
速度を向上し、作業性・操作性の優れたマスタスレーブ
マニプレータ装置を得ることができる。(Effect of the invention) In a master-slave manipulator control device based on the force feedback bilateral servo system, by using a device that uses the master-side operation signal in addition to the position deviation between the master-slave and the slave-side operation signal, the slave-side It is possible to obtain a master-slave manipulator device with improved response speed and excellent workability and operability.
第1図は本発明を使用した場合の1自由度について記述
したマスタスレーブ制御装置の機能ブロック図、第2図
は本発明を使用した場合の制御系のブロック線図、第3
図は従来方式による制御系のブロック線図である。
10・・・制御装置
10A・・・マスタ側操作信号
10B・・・スレーブ側操作信号
10C・・・マスタ側検出トルク
100・・・スレーブ側検出トルク
10E・・・力帰還量
10F・・・マスタ側位置
10G・・・スレーブ側位置
11A・・・マスタ側駆動装置
1113・・・マスタ側位置検出器
11C・・・マスタ側トルク検出器
12A・・・スレーブ側駆動装置
12B・・・スレーブ側位置検出器
12C・・・スレーブ側トルク検出器
20A・・・マスタ側憤性要素
20B・・・スレーブ側慣性要素
代理人 弁理士 則 近 憲 佑
同 第子丸 健
第1図
第2f!1
第3図Figure 1 is a functional block diagram of a master-slave control device describing one degree of freedom when the present invention is used, Figure 2 is a block diagram of a control system when the present invention is used, and Figure 3 is a block diagram of the control system when the present invention is used.
The figure is a block diagram of a conventional control system. 10...Control device 10A...Master side operation signal 10B...Slave side operation signal 10C...Master side detection torque 100...Slave side detection torque 10E...Force feedback amount 10F...Master Side position 10G...Slave side position 11A...Master side drive device 1113...Master side position detector 11C...Master side torque detector 12A...Slave side drive device 12B...Slave side position Detector 12C...Slave side torque detector 20A...Master side inertia element 20B...Slave side inertia element agent Patent attorney Nori Chika Ken Yudo Daishimaru Ken Figure 1 Figure 2f! 1 Figure 3
Claims (1)
マニプレータ制御装置において、スレーブ側の駆動信号
にマスタ側とスレーブ側のトルク偏差信号を使用するこ
とを特徴とするマスタスレーブマニプレータ制御装置。A master-slave manipulator control device using a force feedback bilateral servo system, characterized in that a torque deviation signal between the master side and the slave side is used as a drive signal on the slave side.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28947687A JPH01133117A (en) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | Controller for master/slave manipulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28947687A JPH01133117A (en) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | Controller for master/slave manipulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01133117A true JPH01133117A (en) | 1989-05-25 |
Family
ID=17743766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28947687A Pending JPH01133117A (en) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | Controller for master/slave manipulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01133117A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0440202A2 (en) * | 1990-02-01 | 1991-08-07 | Sarcos Group | Force-reflective teleoperation control system |
JP2007290495A (en) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Toyota Motor Corp | Vehicle steering device |
JP2008044578A (en) * | 2006-08-21 | 2008-02-28 | Toyota Motor Corp | Vehicle steering device |
-
1987
- 1987-11-18 JP JP28947687A patent/JPH01133117A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0440202A2 (en) * | 1990-02-01 | 1991-08-07 | Sarcos Group | Force-reflective teleoperation control system |
EP0440202A3 (en) * | 1990-02-01 | 1994-07-13 | Sarcos Group | Force-reflective teleoperation control system |
JP2007290495A (en) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Toyota Motor Corp | Vehicle steering device |
JP2008044578A (en) * | 2006-08-21 | 2008-02-28 | Toyota Motor Corp | Vehicle steering device |
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