JP2003081598A - パワーアシスト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 初心者等の操作者に熟練者の有する操作技量
を効率よく正確に習得させることにより、操作者の疲
労、操作ミス、及び作業時間を減少させる。 【解決手段】 ステップ７２０では、見本データ（熟練
者データ）が示す運搬経路上に位置する各サンプリング
点の集合の中から現在の制御点の位置ｒに最も近い点を
検索し、その点における熟練者の操作力を求める。ステ
ップ７６０、ステップ７７０では、図示する様に補正後
の初心者の操作力（補正値）を決定する。ｎは補正率を
表している。以上の様な手段によれば、アシスト力演算
処理（アシスト力Ａの計算）に使用される初心者の操作
力の値が、記録されている熟練者の操作様態に応じてス
テップ７７０により補正（矯正）されるので、適度な矯
正力を生成することができる。従って、この矯正力によ
り、初心者等が熟練者の有する操作技量を効率よく正確
に習得することを支援できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動又は姿勢変更
すべき操作対象の物体を操作する操作者の操作力に基づ
いて決定・出力されるアシスト力により操作力を補助す
るパワーアシスト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】運搬補助装置としては、例えば、エアバ
ランサ式のもの等が公知である。従来のエアバランサ式
の運搬補助装置では、重力バランスを取るために重力補
償を行うが、運動量に係わる慣性補償は行われていな
い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって、従来は、
上記の様な慣性補償等は操作者の操作技量に委ねられて
おり、初心者等が作業する際に、特に運動量の大きな運
搬物の方向転換等を行う場合等においては、腕力等の大
きな力が要求され、負担が大きく、作業効率等の面で余
り望ましくなかった。

【０００４】本発明は、上記の課題を解決するために成
されたものであり、その目的は、初心者等が、熟練者の
有する操作技量を効率よく正確に習得することを支援す
るパワーアシスト装置を実現することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段、並びに、作用及び発明の
効果】上記の課題を解決するためには、以下の手段が有
効である。即ち、第１の手段は、移動又は姿勢変更すべ
き操作対象の物体を操作する操作者の操作力Ｆ_h を検出
する力覚センサを有し、操作力Ｆ_h に基づいて決定・出
力されるアシスト力Ａにより操作力Ｆ_h を補助するパワ
ーアシスト装置において、熟練者、実験者、又は被験者
等によって具現された、物体の運搬経路又は操作力Ｆ_h
等の、サンプルに関する見本データに基づいて、アシス
ト力Ａを補正するアシスト力補正手段を備えることであ
る。

【０００６】この様な手段によれば、上記の見本データ
として例えば熟練者の操作方法（所謂コツ等の操作形
態）を記録することにより、初心者（操作者）の操作に
対するアシスト力Ａの前記の操作技量に関する補正を行
う際に、初心者の操作が熟練者の操作に近いものと成る
様に矯正する力（以下、「矯正力」等と言う場合が有
る。）をアシスト力Ａに、その１構成要素として付加
（追加）することが可能となる。

【０００７】熟練者の操作に基づいて作成された上記の
見本データには、作業内容や物体の特徴に応じて変化す
る所謂「作業のコツ」が、熟練者の経験に基づいた最適
化された形で含まれていると考えられる。また、上記の
矯正力は、熟練者と操作者（初心者等）の操作方向や操
作力の大きさが違う程、大きくすることができる。

【０００８】したがって、この様な矯正力により操作者
の姿勢や操作を矯正することができ、また、これによ
り、操作者は外力（矯正力）を感じるので、その外力を
頼りに、どの様な運搬経路でどのように操作すれば効率
がよいのか等の「熟練者の操作方法」を感覚的に学習す
ることができる。

【０００９】したがって、この様な手段によれば、初心
者等が、熟練者の有する操作技量を効率よく正確に習得
することを支援できる。また、熟練者の見本データに限
らず、数多くの被験者の見本データを統計処理して、上
記と同様の代表的な見本データを構成しても良い。この
様な手段によれば、必ずしも習熟度の高い熟練者がいな
くとも、上記の手段を運用することが可能となる。

【００１０】また、上記の様に操作支援を行うことによ
り、初心者等が熟練者の有する操作技量を習得している
最中、及び習得完了後において、以下の効果が大いに期
待できる。 （効果１）操作者の疲労の軽減。 （効果２）操作者の操作ミスの削減。 （効果３）操作者の作業時間の短縮。

【００１１】上記の第１の手段によるパワーアシスト装
置には、必ずしも見本データをサンプリング或いは記録
する手段を設けなくとも良い。上記の手段は、記録され
た上記の見本データに基づいて動作するものである。

【００１２】また、第２の手段は、上記の第１の手段に
おいて、熟練者、実験者、又は被験者等によって具現さ
れる、物体の運搬経路又は操作力Ｆ_h 等の、サンプルに
関する見本データを記録する見本データ記録手段を備え
ることである。この様な手段によれば、１台のパワーア
シスト装置により、上記の見本データの記録と、見本デ
ータに基づくアシスト力の生成が可能となる。パワーア
シスト装置が設置されている現場の再現が他の場所では
容易でない場合、或いは熟練者が現場に容易に出向くこ
とができる場合等には、この様な手段が特に有効とな
る。

【００１３】また、第３の手段は、上記の第２の手段の
見本データ記録手段において、所定のサンプリング周期
毎に、運搬経路上の位置ｒと操作力Ｆ_h を記録すること
である。ただし、本明細書では、ｒを２次元又は３次元
の位置ベクトルとし、Ｆ_h を２次元又は３次元の力ベク
トルとする。この様な手段によれば、操作者の運搬経路
と見本データに記録されている熟練者の運搬経路が略一
致する場合等には、操作者の操作力Ｆ_h が、見本データ
に記録されている熟練者の操作力により近いものに成る
様に矯正力を生成する等の方法が実施可能となる。ま
た、上記の位置ｒは、操作者の運搬経路と見本データに
記録されている熟練者の運搬経路が略一致するか否か、
或いは運搬経路上のどの点とどの点とが対応しているの
か等の判断に用いることができる。

【００１４】また、第４の手段は、上記の第１乃至第３
の何れか１つの手段のアシスト力補正手段において、操
作者が過去に操作した物体に関する経路記録情報中の運
搬経路、又は、操作者が現在操作している物体の現在の
運搬経路、の何れか１方に最も似ている運搬経路を、複
数回のサンプリングにより収集された上記の見本データ
中の複数個の運搬経路の内から選択する類似運搬経路選
択手段を備えることである。

【００１５】このような手段によれば、上記の見本デー
タが複数用意されている場合に、目的に見合った運搬経
路を自動的に選択した上で、上記の見本データを有効に
活用することができる。或いは、このような手段によれ
ば、自動的に、体格や体力、運搬経路の取り方に対する
考え方、或いは操作時の体の動かし方等が使用者（操作
者）に最も近い熟練者の見本データを選択することが可
能となる。このため、操作者は最も短い時間内に最も自
分に近い、本人に見合った熟練者の操作技量を身につけ
ることができる用になる。以上の本発明の手段により、
前記の課題を効果的、或いは合理的に解決することがで
きる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
基づいて説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例
に限定されるものではない。 〔実施例〕図１、図２、図３は、本発明の各実施例に係
わるパワーアシスト装置１００を例示した斜視図であ
る。操作者は、操作部１５０の先端に設けられたハンド
１５２で物体１０を把持して、本パワーアシスト装置１
００により物体１０を配置台２０上から配置台２１上に
移動しようとしている。以下、本実施例では、位置ｒ及
び操作力Ｆ_h をそれぞれ３次元ベクトルとする。

【００１７】本パワーアシスト装置１００は、グランド
面に固定された計４本の略鉛直方向のハリ１１１で支え
られており、各ハリ１１１は計４本の水平方向のレール
１１２により互いに連結されている。移動輪１８１（ｘ
方向ロッド移動用）と移動輪１８２（ｙ方向ロッド移動
用）は各レール１１２上を回転しながら移動する（転が
る）ことができる。本機械系の座標系における制御点の
ｘ座標は、ｙ方向ロッド１２２が転がって平行移動した
変位分だけ増減する。同様に、この座標系における制御
点のｙ座標は、ｘ方向ロッド１２１が転がって平行移動
した変位分だけ増減する。また、通常、ハンド１５２の
先端付近や、或いはハンド１５２で把持された物体１０
の重心等に制御点（位置の制御対象となる点）が固定さ
れる。

【００１８】２つの移動輪１８１（ｘ方向ロッド移動
用）はｘ方向ロッド１２１により連結されているので、
ｘ方向ロッド１２１と２つの移動輪１８１（ｘ方向ロッ
ド移動用）とは同じ回転速度で同一方向に回転しながら
移動する。この時移動輪１８１（ｘ方向ロッド移動用）
は、レール１１２上を転がる。ｙ方向ロッド１２２と２
つの移動輪１８２（ｙ方向ロッド移動用）に付いても同
様である。

【００１９】ｘ方向ロッド１２１は軸受け１４１で受け
られ、ｙ方向ロッド１２２は軸受け１４２で受けられて
いる。これらの軸受けはベアリング機構により構成され
ている。これらの軸受けは中央ベース１４０に固定され
ているので、各ロッドの移動にともなって、中央ベース
１４０はｘｙ平面上を自由に移動することができる。ま
た、中央ベース１４０には、その略中央を貫通して鉛直
方向にｚ軸軸受け用雌ネジ管１４３が管軸に対して回転
自在に固定されており、ボールネジで構成されたｚ軸１
３０は、対を構成する雄ネジとしてこのｚ軸軸受け用雌
ネジ管１４３で受けられている。また、ｚ軸軸受け用雌
ネジ管１４３はｚ軸移動用のモータ１６３により駆動さ
れて回転するので、このｚ軸軸受け用雌ネジ管１４３の
回転運動に伴ってｚ軸１３０は鉛直方向に移動すること
ができる。通常、ｘｙ平面上における上記の管軸の位置
が、ｘｙ平面上における制御点として選択される。

【００２０】操作部１５０の内部には、操作ハンドル１
５１に付与された操作力Ｆ_h の大きさや方向を検出する
ための６軸力覚センサ（図略）と、物体１０の重さ（質
量ｍ）を測定する重量計（図略）とが内蔵されている。
検出された物体１０の重さ（質量ｍ）や操作力Ｆ_h は、
無線又は有線で所定の計算機（図略）に入力される。ま
た、操作部１５０の操作者側に相対する面（コンソール
・プレート）には、緊急停止ボタン（図略）などの操作
スイッチが配列されている。また、この面（コンソール
・プレート）には、図略の小型カメラが装着されてお
り、操作部１５０から操作者までの距離ｄを随時測定す
ることができる。

【００２１】ｘ方向ロッド移動用のモータ１６１の出力
トルクは、ｘ方向ロッド駆動ギヤ１７１、ｘ方向ロッド
駆動シャフト１７２、及び２本のｘ方向ロッド駆動ベル
ト１７３に伝達され、この出力トルクがｘ方向ロッド移
動用の移動輪１８１とｘ方向ロッド１２１をｙ方向ロッ
ド方向に移動させる（転がす）。ｙ方向ロッド移動用の
モータ１６２の出力トルクに付いても同様である。

【００２２】図４は、本発明の各実施例に係わるパワー
アシスト装置１００の制御部を構成するモータ制御装置
２００のハードウェア構成図であり、この装置２００
は、上記のアシスト装置１００の各軸（ｘ，ｙ，ｚ）毎
に、論理的或いは物理的にそれぞれ用意されている。

【００２３】アシストトルクを発生する本図４のブラシ
レス直流モータＭ（以下、単に「モータＭ」という）に
は、駆動回路２１３より電流検出器２１５を介してＵ，
Ｖ，Ｗの３相に対する各モータ駆動電流ｉｕ，ｉｖ，ｉ
ｗが供給されている。ただし、本モータＭの形態（実現
形式）は、３相モータ等に特に限定されるものではな
く、任意の形態のモータを用いて良い。図２、図３に図
示した操作部１５０の内部には、操作者から付与された
操作力Ｈの大きさ及びその方向を検出するための力覚セ
ンサ２３２（図４）が設けられている。この力覚センサ
２３２には、例えば、一般に市販されている３軸〜６軸
の力覚センサ等を搭載することができる。モータＭに
は、モータ回転角を検出する回転角センサ（エンコー
ダ）Ｅが設けられており、ＣＰＵ２１０は、回転角セン
サＥが出力するモータＭの所定出力信号に基づいてこの
モータＭの回転角を算定する。

【００２４】モータ制御装置２００は、ＣＰＵ２１０、
ＲＯＭ２１１、ＲＡＭ２１２、駆動回路２１３、入力イ
ンターフェイス（ＩＦ）２１４、電流検出器２１５等か
ら構成されている。駆動回路２１３は、図略のバッテリ
ー、ＰＷＭ変換器、ＰＭＯＳ駆動回路等から構成され、
チョッパ制御により駆動電流を正弦波にしてモータＭに
電力を供給する。

【００２５】そして、モータ制御装置２００は、上記の
操作力Ｈ、モータＭの回転角及び、モータ駆動電流ｉ
ｕ，ｉｖを入力インターフェイス（ＩＦ）２１４を介し
てＣＰＵ２１０に入力し、これらの入力値から所定のト
ルク計算により、電流指令値を決定する。尚、入力イン
ターフェイス（ＩＦ）２１４は、パソコン（ＰＣ）２５
０とのインターフェイスも持っており、必要に応じてデ
ータベースの読み込みや更新等を行ったり、或いは各種
のパラメータや指令（コマンド）の入力等を実行するこ
とができる。

【００２６】図５は、本発明の各実施例に係わるパワー
アシスト装置１００の基本的な制御方式を例示する制御
ブロックダイヤグラムである。例えばこの様な制御方式
により、上記のモータ１６１、モータ１６２、或いはモ
ータ１６３を制御することができる。本発明は、例えば
上記の様なパワーアシスト装置１００を合理的に制御す
るために成されたものであり、本発明は主に、操作力Ｆ
_h に基づいてアシスト力Ａを算出する図５のアシスト演
算部４００を、図略の計算機システム上で実現するため
の各種の演算手段に関するものである。

【００２７】図６は、パワーアシスト装置１００の操作
記憶モードの実行手順を例示するゼネラル・フローチャ
ートである。本フローチャートでは、まず最初にステッ
プ５１０にて、力覚センサから得られた操作力Ｆ_h のア
ナログ信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換する。

【００２８】次に、ステップ５２０では、変換後のデジ
タル信号（現在の操作力Ｆ_h の値）に対する周知のフィ
ルタリング処理により、ノイズ等の不要な周波数の信号
を除去する。ステップ５３０では、現在、操作記憶モー
ドに在るか否かを判定し、操作記憶モード中（作業パタ
ン記憶時間内）であればステップ５４０へ、そうでなけ
ればステップ５７０へ処理を移す。

【００２９】ステップ５４０では、エンコーダより入力
されたエンコーダの出力値（エンコーダ値）に基づい
て、現在の制御点の位置ｒ（図中の「現在値Ｐ」）を算
出する。ステップ５５０では、算出された制御点の位置
ｒ（図中の「現在値Ｐ」）を所定の記憶領域上に記憶す
る。ステップ５６０では、上記の「現在値Ｐ」と関連づ
けて、所定の記憶領域上にステップ５２０で求めた現在
の操作力Ｆ_h の値を記憶する。

【００３０】ステップ５７０では、次式（１）に従っ
て、アシスト力Ａを算出する。

【数１】 Ａ＝αＦ_h …（１） ただし、ここで、αは所定のアシスト比（スカラー）で
ある。尚、上記のステップ５３０からステップ５７０ま
でが、図５のアシスト演算部４００の処理に対応してい
る。

【００３１】ステップ５８０では、アシスト力Ａ＝（Ａ
_x ，Ａ_y ，Ａ_z ）の値に基づいて、各モータ１６１，１
６２，１６３に通電すべき電流の値（電流指令値）を算
出する。この演算方法には、図５に例示した様に、例え
ば、「アシスト力Ａ→速度指令値→電流指令値」の順で
電流指令値演算を行っても良いし、或いは「アシスト力
Ａ→トルク指令値→電流指令値」の順で電流指令値演算
を行っても良い。

【００３２】ステップ５９０では、周知のチョッパ制御
等により各モータ１６１，１６２，１６３を駆動する所
謂「モータ制御」を実行する。ただし、このステップ５
９０は、終始全面的にハードウェアで実施しても良い。
以上の様に「操作記憶モード」を実行することにより、
所定の記憶領域に熟練者の操作様態を「見本データ」と
して記録しておくことが可能である。

【００３３】図７は、パワーアシスト装置１００の操作
支援モードの実行手順を例示するゼネラル・フローチャ
ートである。以下、本明細書の図面では、以下の記号
（添字）を用いることがある。 〔力ベクトルＦに添える下付きの添字の意味〕 ｈ熟 … 「見本データ」として記憶された熟練者の操作力 ｈ初 … 補正前の初心者の操作力（検出値） ｈ初＿ｎｅｗ … 補正後の初心者の操作力（補正値）

【００３４】「操作支援モード」では、まず最初にステ
ップ６１０で、パワーアシスト装置１００の初期化を行
う。本処理では、ハードウェア・チェック等の各種の初
期点検やコンピュータシステムの初期化を実施する。次
に、ステップ６２０では、上記の「操作記憶モード」で
記録した見本データ（熟練者データ）を所定の記憶領域
に読み込む。

【００３５】ステップ６３０では、力覚センサから得ら
れた操作力のアナログ信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換
する。次に、ステップ６４０では、変換後のデジタル信
号（現在の操作力の値）に対する周知のフィルタリング
処理により、ノイズ等の不要な周波数の信号を除去す
る。

【００３６】ステップ６５０では、後述の「操作力矯
正」のサブルーチンを呼び出して実行する。これによ
り、アシスト力演算処理（アシスト力Ａの計算）に使用
される初心者の操作力の値が、上記の見本データ中の熟
練者の操作力の値に基づいて補正される。

【００３７】ステップ６６０では、前記の式（１）に準
拠して、補正後の初心者の操作力（補正値）に基づい
て、アシスト力Ａの値を算出する。ただし、前記の式
（１）の代わりに、更に一般化された次式（２）を用い
ても良い。この式（２）の関数ｆとしては、例えば上限
を有する広義の単調増加関数等が可用であり、適当にチ
ューニングして好適或いは最適な形のものを用いれば良
い。

【数２】 Ａ＝ｆ（Ｆ_h ） …（２）

【００３８】ステップ６７０、ステップ６８０では、前
述のステップ５８０、５９０と同様の処理を実行する。
ただし、ステップ６７０では、「アシスト力Ａ→トルク
指令値→電流指令値」の順で、トルク指令値の演算に基
づいた電流指令値演算を実行するものとする。

【００３９】図８は、上記の操作支援モードの「操作力
矯正処理」を実現するサブルーチンの実行手順を例示す
るフローチャートである。本サブルーチンは、図７のス
テップ６５０により、呼び出されて実行されるものであ
る。まず最初に本サブルーチンでは、エンコーダより入
力されたエンコーダの出力値（エンコーダ値）に基づい
て、現在の制御点の位置ｒ（図中の「現在値Ｐ」）を算
出する（ステップ７１０）。

【００４０】次に、ステップ７２０では、見本データ
（熟練者データ）が示す運搬経路上に位置する各サンプ
リング点の集合の中から現在の制御点の位置ｒに最も近
い点を検索し、その点における熟練者の操作力を求め
る。

【００４１】ステップ７３０では、現在の操作者（初心
者）の操作力の向きと、ステップ７２０で求めた熟練者
の操作力の向きとの成す角度θを算出する。ステップ７
４０では、その角度θの大きさを判定し、９０°以下な
らばステップ７６０へ、そうでなければステップ７５０
へ処理を移す。ただし、これらの判定処理は、現在の操
作者（初心者）の操作力と、熟練者の操作力との内積の
演算結果の符号により行っても良い。この様な方法は、
例えば、上記のパワーアシスト装置１００等の様に、直
交座標系を使用する装置において特に有効である。

【００４２】ステップ７５０では、補正後の初心者の操
作力（補正値）を０に設定する。これにより、熟練者の
操作力に対して操作方向が９０°を越えて大きく異なる
場合には、アシスト力Ａの出力が抑止される。ステップ
７６０、ステップ７７０では、図示する様に補正後の初
心者の操作力（補正値）を決定する。ただし、ここで、
ｎは補正率を表しており、このｎの値としては０以上１
以下の任意の値を設定することができる。この様なパラ
メータ（ｎ）は、操作者（初心者）の習熟度等の状況に
応じて変更しても良い。

【００４３】また、ステップ７６０で、矯正力を決定す
る際に、更に次の様な補正項ΔＦを上記の矯正力を構成
する新たな１項として追加しても良い。

【数３】 ΔＦ＝κΔｓ …（３） ただし、ここで、Δｓは熟練者の運搬経路と初心者の運
搬経路との位置ズレ量を表す変位ベクトルで、κは適当
な定数である。或いは、ΔＦの絶対値｜ΔＦ｜は、Δｓ
の絶対値｜Δｓ｜の１〜３乗に比例させる様にしても良
い。

【００４４】また、上記のステップ７６０は省略（削
除）し、更に、ステップ７７０の代入式の右辺を「（熟
練者の操作力）＋（初心者の操作力）×η」等に変更し
ても良い。ただし、ここで、ηは適当な正数である。

【００４５】例えば、以上の様な手段によれば、式
（１）や或いは式（２）等のアシスト力演算処理（アシ
スト力Ａの計算）に使用される初心者の操作力の値が、
記録されている熟練者の操作様態に応じて、ステップ７
７０により補正（矯正）されるので、適度な矯正力を生
成することができる。従って、この矯正力により、初心
者等が熟練者の有する操作技量を効率よく正確に習得す
ることを支援できる。

【００４６】また、熟練者の見本データに限らず、数多
くの被験者の見本データを統計処理して、上記と同様の
代表的な見本データを構成しても良い。この様な手段に
よれば、必ずしも習熟度の高い熟練者がいなくとも、上
記の手段を運用することが可能となる。

【００４７】尚、上記の実施例（図８）では、見本デー
タ（熟練者データ）の量には言及していなかったが、複
数回のサンプリングにより、複数組の見本データを収集
し、本発明の類似運搬経路選択手段等を用いて、最も適
当と思われる見本データをその複数組の見本データの中
から一組だけ自動的に選択する様にしても良い。運搬経
路が類似しているか否かの判定は、例えば最小二乗法等
の周知の情報処理手法を用いて実行することができる。
このような手段によれば、目的に見合った所定の運搬経
路を自動的に選択した上で、上記の見本データを有効に
活用することができる。

【００４８】或いは、このような手段によれば、自動的
に、体格や体力、運搬経路の取り方に対する考え方、或
いは操作時の体の動かし方等が使用者（操作者）に近い
熟練者の見本データを選択することが可能となる。この
ため、操作者は十分短い時間内に十分自分に近い、本人
に見合った熟練者の操作技量を身につけることができる
様になる。

【００４９】また、図７のステップ６１０の初期化の所
で、多数の見本データ（熟練者データ）の中から、性
別、年齢、身長、体重、或いは各種の筋力、体力等の項
目を基準にして、装置を使用する操作者（初心者）にあ
る程度体格等が近いと思われる熟練者の集合を求めてお
き、それらのある程度絞り込まれた熟練者の見本データ
中から、上記の類似運搬経路選択手段等を用いて、更に
最も適当と思われる見本データを一組だけ自動的に選択
する様にしても良い。このような手段により、操作者は
最も短い時間内に最も自分に近い、本人に見合った熟練
者の操作技量を身につけることができる様になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わるパワーアシスト装置１
００を例示する斜視図。

【図２】本発明の実施例に係わるパワーアシスト装置１
００を例示する斜視図。

【図３】本発明の実施例に係わるパワーアシスト装置１
００を例示する斜視図。

【図４】本発明の実施例に係わるパワーアシスト装置１
００の制御部を構成するモータ制御装置２００のハード
ウェア構成図。

【図５】本発明の実施例に係わるパワーアシスト装置１
００の制御方式を例示する制御ブロックダイヤグラム。

【図６】パワーアシスト装置１００の操作記憶モードの
実行手順を例示するゼネラル・フローチャート。

【図７】パワーアシスト装置１００の操作支援モードの
実行手順を例示するゼネラル・フローチャート。

【図８】操作支援モードの「操作力矯正処理」を実現す
るサブルーチンの実行手順を例示するフローチャート。

【符号の説明】

ｍ … 操作対象の物体の質量（スカラー） Ｆ_h … 操作者の操作力（ベクトル） Ａ … パワーアシスト装置が出力するアシスト力
（ベクトル） ｒ … 物体の位置（ベクトル） α … アシスト比（スカラー） １０ … 物体 １００ … パワーアシスト装置 １１１ … ハリ １１２ … レール １２１ … ｘ方向ロッド １２２ … ｙ方向ロッド １３０ … ｚ軸（ボールネジ） １４０ … 中央ベース １４１ … 軸受け（ｘ方向ロッド用） １４２ … 軸受け（ｙ方向ロッド用） １４３ … ｚ軸軸受け用雌ネジ管 １５０ … 操作部 １５１ … 操作ハンドル １５２ … ハンド １６１ … モータ（ｘ方向ロッド移動用） １６２ … モータ（ｙ方向ロッド移動用） １６３ … モータ（ｚ軸移動用） １７１ … ｘ方向ロッド駆動ギヤ １７２ … ｘ方向ロッド駆動シャフト １７３ … ｘ方向ロッド駆動ベルト １８１ … 移動輪（ｘ方向ロッド移動用） １８２ … 移動輪（ｙ方向ロッド移動用） ２００ … モータ制御装置（制御部） ２３２ … 力覚センサ Ｍ … モータ Ｅ … エンコーダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 博之 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 松田 祐子 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 3C007 BS04 CT03 CT04 HS27 JU16 KS17 KS33 KV01 KX06 LU06 LU10 LV00

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動又は姿勢変更すべき操作対象の物体を
   操作する操作者の操作力Ｆ_h を検出する力覚センサを有
   し、前記操作力Ｆ_h に基づいて決定・出力されるアシス
   ト力Ａにより前記操作力Ｆ_h を補助するパワーアシスト
   装置において、 熟練者、実験者、又は被験者等によって具現された、前
   記物体の運搬経路又は前記操作力Ｆ_h 等の、サンプルに
   関する見本データに基づいて、前記アシスト力Ａを補正
   するアシスト力補正手段を有することを特徴とするパワ
   ーアシスト装置。
2. 【請求項２】熟練者、実験者、又は被験者等によって具
   現される、前記物体の運搬経路又は前記操作力Ｆ_h 等
   の、サンプルに関する見本データを記録する見本データ
   記録手段を有することを特徴とする請求項１に記載のパ
   ワーアシスト装置。
3. 【請求項３】前記見本データ記録手段は、所定のサンプ
   リング周期毎に、前記運搬経路上の位置ｒと前記操作力
   Ｆ_h を記録することを特徴とする請求項２に記載のパワ
   ーアシスト装置。
4. 【請求項４】前記アシスト力補正手段は、 操作者が過去に操作した前記物体に関する経路記録情報
   中の運搬経路、又は、操作者が現在操作している前記物
   体の現在の運搬経路、のいずれか１方に最も似ている運
   搬経路を、 複数回のサンプリングにより収集された前記見本データ
   中の複数個の前記運搬経路の内から選択する類似運搬経
   路選択手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求
   項３の何れか１項に記載のパワーアシスト装置。