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JP5904744B2 - Armrest type remote control device - Google Patents

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JP5904744B2
JP5904744B2 JP2011225780A JP2011225780A JP5904744B2 JP 5904744 B2 JP5904744 B2 JP 5904744B2 JP 2011225780 A JP2011225780 A JP 2011225780A JP 2011225780 A JP2011225780 A JP 2011225780A JP 5904744 B2 JP5904744 B2 JP 5904744B2
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armrest
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shaft
remote control
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茂男 廣瀬
哲夫 萩原
哲夫 萩原
悠朗 石田
悠朗 石田
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Description

本発明はロボットや仮想現実下の操縦対象を、手首を含む肘を載置したまま遠隔操縦することのできる肘掛型遠隔操縦装置に関する。   The present invention relates to an armrest-type remote control device that can remotely control a robot or an object under virtual reality while placing an elbow including a wrist.

ロボットや仮想現実下の操縦対象の遠隔操縦がすでにいろいろな分野で使用されている。例えば、災害地や危険地区、あるいは、極限環境、宇宙空間での作業、物の移動等のために遠隔操縦が行われており、また、医療等の分野では手術トレーニング装置、遠隔手術のための遠隔操縦の研究が進められている。また、アミューズメント分野においては仮想現実下の操縦対象の遠隔操縦の開発が進められている。   Remote control of robots and target objects under virtual reality has already been used in various fields. For example, remote control is performed for disaster areas and hazardous areas, extreme environments, work in outer space, movement of objects, etc., and in the field of medicine etc., surgical training equipment, for remote surgery Research on remote control is underway. In the field of amusement, the development of remote control for virtual control targets is underway.

ロボットの遠隔操縦をおこなうということは、ロボットのオペレータの操作情報(通常は手の動き)を検出してロボットに送り、ロボットが送られた操作情報にもとづき操作をおこなうということである。最近では、より適確な操作がおこなうことができるように力覚のフィードバックをおこなうものもあり、それも含めて多くの研究、開発が行われている。   Remote control of the robot means that operation information (usually hand movement) of the robot operator is detected and sent to the robot, and the operation is performed based on the operation information sent by the robot. Recently, there are some that provide feedback of force so that more accurate operations can be performed, and many researches and developments are being conducted.

また、仮想現実下の遠隔操縦をおこなうということは、仮想現実下において計算機上に表現された操縦対象を操縦装置の情報をもとに動作させるということである。ロボットの場合と同様に仮想現実下で表現された操縦対象に接触した場合には、対象に接触した場合に操縦対象が感じるであろう感覚を擬似的に創出し、操縦装置にフィードバックするような研究も数多くおこなわれている。   In addition, performing remote control under virtual reality means operating a control target expressed on a computer under virtual reality based on information on the control device. As in the case of robots, when touching a maneuvering object expressed in virtual reality, a pseudo-feeling that the maneuvering object will feel when touching the object is created and fed back to the maneuvering device. A lot of research has been done.

ところで、操縦対象の遠隔操縦は必ずしも屋内で行われるものではなく、例えば、災害現場においてレスキュー隊が屋外でロボットを遠隔操縦しなければならないことがある。
その際には、机等の大きな付随物を必要とせず災害現場まで容易に運搬できること、長時間操縦しても疲れないこと等が要求される。
By the way, remote control of a control target is not necessarily performed indoors. For example, a rescue team may have to remotely control a robot outdoors at a disaster site.
In that case, it is required that a large incidental object such as a desk is not required and that it can be easily transported to a disaster site and that it does not get tired even if it is operated for a long time.

これまで良く使われる遠隔操縦装置としては、ジョイスティックがあるが、これは最大3自由度の限られた角度の指令しか出来ない。また机に置く必要があった。
特許文献1の装置は球面リンク機構をもちいており比較的コンパクトな構造を有するものであるが、力覚を与えようとすると動き回る関節部分にモータ等の駆動系を取り付けねばならず、その分大きな質量を動かさねばならず軽快な操作感が得られない恐れがある。
特許文献2、特許文献3は1つの回転中心周りに3軸方向のモーメントを生成する手術シュミレータである。しかし、赤道部、南極部に複雑な機構を配設する必要があり、大きなスペースを要する。
As a remote control device that is often used so far, there is a joystick, but this can only command a limited angle of up to 3 degrees of freedom. I also had to put it on my desk.
The device of Patent Document 1 uses a spherical link mechanism and has a relatively compact structure. However, if a force sensation is to be applied, a drive system such as a motor must be attached to a joint portion that moves around, and the size is increased accordingly. The mass must be moved, and there is a risk that a light operation feeling cannot be obtained.
Patent Documents 2 and 3 are surgical simulators that generate a triaxial moment around one rotational center. However, it is necessary to arrange a complicated mechanism in the equator and the south pole, and a large space is required.

非特許文献1の図4の装置は球座標型の5節リンク機構を用いているが軸回転部A,Bが離間しており経度方向の可動範囲が大きくとれない。
非特許文献2の装置は力覚フィードバックをおこなう装置であるが装置が多数のリンクを含み構造が複雑であり、かつ大型であり、台上に設置して使用することが必要と思われ使用範囲が限定される。
非特許文献3の装置も非特許文献1の装置と同様に台上に設置して使用することが必要と思われ使用範囲が限定される。
The apparatus shown in FIG. 4 of Non-Patent Document 1 uses a spherical coordinate type five-bar linkage mechanism, but the shaft rotating parts A and B are separated from each other, and the movable range in the longitude direction cannot be increased.
The device of Non-Patent Document 2 is a device that performs force feedback, but the device has a large number of links, has a complicated structure, is large, and needs to be installed and used on a table. Is limited.
Similarly to the apparatus of Non-Patent Document 1, the apparatus of Non-Patent Document 3 seems to be required to be installed on a table and used, and the range of use is limited.

机を必要としない方式としては、非特許文献4のように操作者の背中にバックパックを背負いそこから操縦桿を伸ばす方式の操縦桿も開発されているが、どうしても重くなり、立位姿勢で長期間操縦しなければならない。また、操作者に力感覚を与えようとすると、操作者にその力が働くためうまく作動しない。ゲーム用のWii(登録商標)コントローラのような操縦桿では手を常に空中に浮かして指令値を生成するため、長時間の操作では疲れやすく、また精密な指令はし難い、などの問題があった。   As a method that does not require a desk, as in Non-Patent Document 4, a control stick that has a backpack on the operator's back and stretches the control stick from there has been developed. You have to maneuver for a long time. Further, if an attempt is made to give a sense of force to the operator, the force is applied to the operator, so that it does not work well. A control stick such as a Wii (registered trademark) controller for games always generates a command value by floating the hand in the air, so there is a problem that it is easy to get tired with long-time operation and it is difficult to give a precise command. It was.

特開2009−274200JP 2009-274200 A 米国特許出願公開2005/0162383US Patent Application Publication No. 2005/0162383 米国特許出願公開2004/0145563A9US Patent Application Publication 2004 / 0145563A9

Bernard D. Adelstein et al, "KINEMATIC DESIGN OF A THREE DEGREE OF FREEDOM PARALLEL HAND CONTROLLER MECHANISM, Proceedings of the ASME Dynamic Systems and Control Division, DSC-Vol. 58, pp.539-546, 1996Bernard D. Adelstein et al, "KINEMATIC DESIGN OF A THREE DEGREE OF FREEDOM PARALLEL HAND CONTROLLER MECHANISM, Proceedings of the ASME Dynamic Systems and Control Division, DSC-Vol. 58, pp. 539-546, 1996 Y.Tsumaki et al. "Design of Compact 6-DOF Haptic InterfaceY. Tsumaki et al. "Design of Compact 6-DOF Haptic Interface 荒田他「パラレルリンク機構を用いた力覚提示装置 DELTA−4の開発」、日本ロボット学会誌27巻8号Arata et al. “Development of DELTA-4 haptic device using parallel link mechanism”, Vol.27, No.8, The Robotics Society of Japan Ingo Kossyk et al. "Design and evaluation of a wearable haptic interface for large workspaces", The 2010 IEEE/RSJ International Robots and Systems October 18-22, 2010, Taipei, TaiwanIngo Kossyk et al. "Design and evaluation of a wearable haptic interface for large workspaces", The 2010 IEEE / RSJ International Robots and Systems October 18-22, 2010, Taipei, Taiwan

本発明は、上記問題に鑑み、長時間使用しても疲れないように、手首を含む肘を載置したまま遠隔操縦できる肘掛型遠隔操縦装置を開発することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to develop an armrest-type remote control device that can be remotely controlled while an elbow including a wrist is placed so as not to get tired even if used for a long time.

請求項1の発明によれば、肘掛型遠隔操縦装置であって、
オペレータの手首を含む肘を載せるための肘掛部材であって、第1連結軸を介して第1連結部材の上端が回動自在に取り付けられ、第2連結軸を介して第2連結部材の上端が回動自在に取り付けられている肘掛部材と、
ベース連結部材であって、第1連結部材の下端が第3連結軸を介して回動自在に連結され、第2連結部材の下端が第4連結軸を介して回動自在に連結されている、ベース連結部材と、
第3連結軸が固定されたベース部材であって、ベース部材が地面に立設される垂直軸部材の外側において、垂直軸部材回りに回動できるように、垂直軸部材に取り付けられるベース部材と、を具備し、
第1連結軸と第2連結軸の距離と第3連結軸と第4連結軸との距離が等しく、第1連結軸と第3連結軸の距離と第2連結軸と第4連結軸の距離が等しくされ、肘掛部材、第1連結部材、第2連結部材、ベース連結部材が平行四辺形をなしており、
第1連結部材の第3連結軸周りの回転角度を検出可能な第1角度検出手段と、ベース連結部材の第3連結軸まわりの回転角度を検出可能な第2角度検出手段と、ベース部材の垂直軸部材まわりの角度を検出可能な第3角度検出手段と、を備えて、肘掛部材の状態を検出し、かつ、
第1連結部材の基準角度からの傾斜角に応じて第3連結軸周りの復元力を生成する第1のバネ機構と、ベース連結部材に平行な肘掛部材の基準角度からの傾斜角に応じて第1連結軸周りの復元力を生成する第2のバネ機構と、を備えて、肘掛部材の状態に応じた復元力を提供する、
ことを特徴とする肘掛型遠隔操縦装置が提供される。
According to invention of Claim 1, it is an armrest type remote control device,
An armrest member for placing an elbow including an operator's wrist, wherein the upper end of the first connecting member is rotatably attached via the first connecting shaft, and the upper end of the second connecting member is attached via the second connecting shaft. An armrest member that is rotatably mounted;
A base connecting member, the lower end of the first connecting member is rotatably connected via a third connecting shaft, and the lower end of the second connecting member is rotatably connected via a fourth connecting shaft. A base connecting member;
A base member third connecting shaft is fixed, outside the vertical axis member base member is erected on the ground, so that it can be pivoted in a vertical shaft member around a base member attached to a vertical shaft member , And
The distance between the first connecting shaft and the second connecting shaft is equal to the distance between the third connecting shaft and the fourth connecting shaft, the distance between the first connecting shaft and the third connecting shaft, and the distance between the second connecting shaft and the fourth connecting shaft. The armrest member, the first connecting member, the second connecting member, and the base connecting member form a parallelogram,
First angle detection means capable of detecting a rotation angle of the first connection member around the third connection axis, second angle detection means capable of detecting a rotation angle of the base connection member around the third connection axis, and A third angle detecting means capable of detecting an angle around the vertical shaft member, and detecting a state of the armrest member; and
A first spring mechanism that generates a restoring force around the third connection axis according to an inclination angle from the reference angle of the first connection member, and an inclination angle from the reference angle of an armrest member parallel to the base connection member A second spring mechanism for generating a restoring force around the first connecting shaft, and providing a restoring force according to the state of the armrest member,
An armrest type remote control device is provided.

請求項2の発明によれば、第1のバネ機構のバネは第1連結部材に取り付けられ、バネの端部から延伸されたワイヤが第3連結軸に対して固定されている下部非円形プーリの外周に巻張された後に下部非円形プーリに対して固定されており、前記第3連結軸に対して固定されている下部非円形プーリは、第1連結部材の垂直軸に対する傾きに係らず、肘掛部全体の重量と肘掛部材に載置されたオペレータの手首を含む肘の重量とバランスするバネ力を第1のバネ機構に発生せしめる形状とされている。
請求項3の発明によれば、第2のバネ機構のバネは肘掛部材に取り付けられ、バネの端部から延伸されたワイヤが第1連結軸に対して固定されている上部非円形プーリの外周に巻張された後に上部非円形プーリに対して固定されており、
前記第1連結軸に対して固定されている上部非円形プーリは、肘掛部材の水平軸に対する傾きに係らず、第2のバネ機構を含む肘掛部材の重量と肘掛部材に載置されたオペレータの手首を含む肘の重量とバランスするバネ力を第2のバネ機構に発生せしめる形状とされており、第1連結軸と第3連結軸が連結手段を介して連結されていて、一方の連結軸の回動と同じ回動が他方の連結軸に伝達される。
請求項4の発明によれば、第2のバネ機構のバネは肘掛部材に取り付けられ、バネの端部から延伸されたワイヤが第2連結軸に対して固定されている円形プーリ、第4連結軸に対して固定されている円形プーリを経由して第3連結軸に対して固定されている第2の下部非円形プーリの外周に巻張されてから第2の下部非円形プーリに対して固定されている。
請求項5の発明によれば、第1のバネ機構と第2のバネ機構は、バネ力を調整可能である。
請求項6の発明によれば、第3連結軸部材まわりの回転に対してトルクを与えることで手先部に前後方向の力覚を与える駆動手段と、
ベース連結部材の第3連結軸まわりの回転に対してトルクを与えることで手先部に上下方向の力覚を与える駆動手段と、
ベース部材の垂直軸部材まわりの回転に対してトルクを与えることで手先部に左右方向の力覚を与える駆動手段と備える。
請求項7の発明によれば、垂直軸部材が、折りたたみ椅子の後脚とされる。
According to the invention of claim 2, the spring of the first spring mechanism is attached to the first connecting member, and the lower non-circular pulley in which the wire extending from the end of the spring is fixed to the third connecting shaft. The lower non-circular pulley fixed to the third non-circular pulley after being wound around the outer periphery of the first non-circular pulley is independent of the inclination of the first connecting member relative to the vertical axis. The first spring mechanism is configured to generate a spring force that balances the weight of the entire armrest portion and the weight of the elbow including the wrist of the operator placed on the armrest member.
According to the invention of claim 3, the outer periphery of the upper non-circular pulley in which the spring of the second spring mechanism is attached to the armrest member and the wire extending from the end of the spring is fixed to the first connecting shaft. Is fixed to the upper non-circular pulley after being wound on
The upper non-circular pulley fixed with respect to the first connecting shaft has a weight of the armrest member including the second spring mechanism and an operator placed on the armrest member regardless of the inclination of the armrest member with respect to the horizontal axis. The second spring mechanism is configured to generate a spring force that balances the weight of the elbow including the wrist, and the first connecting shaft and the third connecting shaft are connected via connecting means, and one connecting shaft The same rotation as this rotation is transmitted to the other connecting shaft.
According to invention of Claim 4, the spring of a 2nd spring mechanism is attached to an armrest member, The circular pulley by which the wire extended | stretched from the edge part of the spring is being fixed with respect to the 2nd connection shaft, 4th connection The second lower non-circular pulley is wound around the outer periphery of the second lower non-circular pulley fixed to the third connecting shaft via the circular pulley fixed to the shaft. It is fixed.
According to the invention of claim 5, the first spring mechanism and the second spring mechanism can adjust the spring force.
According to the invention of claim 6, drive means for giving a force sense in the front-rear direction to the hand portion by giving torque to rotation around the third connecting shaft member;
Driving means for giving a force sense in the vertical direction to the hand portion by giving a torque to the rotation of the base connecting member around the third connecting shaft;
Drive means for applying a torque to the hand portion in the left-right direction by applying a torque to the rotation of the base member around the vertical axis member.
According to the invention of claim 7, the vertical shaft member is the rear leg of the folding chair.

本発明の肘掛型遠隔操縦装置は手首を含む肘を載置したまま遠隔操縦でき、かつ、肘の位置に応じて保持力が生成されるので長時間使用しても疲れない。
特に請求項7のようにすれば持ち運び、設置が容易であり、どのようなところでも遠隔操縦をおこなうことができる。
The armrest-type remote control device of the present invention can be remotely controlled while placing an elbow including a wrist, and a holding force is generated according to the position of the elbow, so that it does not get tired even if it is used for a long time.
In particular, according to the seventh aspect, it is easy to carry and install, and remote control can be performed anywhere.

折りたたみ椅子に取り付けられている本発明の第1の実施形態の肘掛型操縦装置が椅子に腰掛けたオペレータにより操縦されている様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the armrest type control apparatus of the 1st Embodiment of this invention attached to the folding chair is being steered by the operator who sat on the chair. 図1の肘掛型操縦装置を斜め後方から見た図である。It is the figure which looked at the armrest-type control apparatus of FIG. 1 from diagonally backward. 図1の肘掛型操縦装置の主要部の外観の拡大図である。It is an enlarged view of the external appearance of the principal part of the armrest type control apparatus of FIG. 肘掛部材10、第1連結部材31、第2連結部材32の内部を示す図である。FIG. 3 is a view showing the inside of an armrest member 10, a first connecting member 31, and a second connecting member 32. 肘掛部材10、第1連結部材31、第2連結部材32の内部を拡大して示す図である。3 is an enlarged view showing the inside of an armrest member 10, a first connecting member 31, and a second connecting member 32. FIG. 第1連結部材31、第2連結部材32、ベース部材100を下方から見た図である。It is the figure which looked at the 1st connection member 31, the 2nd connection member 32, and the base member 100 from the downward direction. ベース部材100の下部の拡大図である。3 is an enlarged view of a lower part of a base member 100. FIG. ベース部材100の内部を示す図である。FIG. 3 is a view showing the inside of a base member 100. 肘掛部材10の前端を上に引き上げたときの肘掛部材10、第1連結部材31、第2連結部材32の内部を示す図である。It is a figure which shows the inside of the armrest member 10, the 1st connection member 31, and the 2nd connection member 32 when the front end of the armrest member 10 is pulled up. 肘掛部材10の前端を下に押し下げたときの肘掛部材10、第1連結部材31、第2連結部材32の内部を示す図である。It is a figure which shows the inside of the armrest member 10, the 1st connection member 31, and the 2nd connection member 32 when the front end of the armrest member 10 is pushed down. 図4(ニュートラル状態)、図8(肘掛部材10の前端を上に引き上げたとき)、図9(肘掛部材10の前端を下に押し下げたとき)の場合における上部非円形カム23と第2ワイヤ16と第1水平バネ12の状態を示す比較図である。The upper non-circular cam 23 and the second wire in the case of FIG. 4 (neutral state), FIG. 8 (when the front end of the armrest member 10 is pulled up), and FIG. 9 (when the front end of the armrest member 10 is pushed down). 16 is a comparative view showing the state of 16 and the first horizontal spring 12. FIG. 肘掛部材10を前方に押し出したときの肘掛部材10、第1連結部材31、第2連結部材32の内部を示す図である。It is a figure which shows the inside of the armrest member 10, the 1st connection member 31, and the 2nd connection member 32 when pushing the armrest member 10 ahead. 肘掛部材10を後方に引いたときの肘掛部材10、第1連結部材31、第2連結部材32の内部を示す図である。It is a figure which shows the inside of the armrest member 10, the 1st connection member 31, and the 2nd connection member 32 when the armrest member 10 is pulled back. 第2の実施形態の肘掛型操縦装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the armrest type control apparatus of 2nd Embodiment.

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。まず、第1の実施形態について説明意する。
図1は椅子に取り付けられている本発明の第1の実施形態の肘掛型操縦装置が椅子に腰掛けたオペレータにより操縦されている様子を示す図である。図2は椅子に取り付けられている肘掛型操縦装置を斜め後方から見た図である。図3は本発明の肘掛型操縦装置の主要部の外観の拡大図であり、図4は主要部の内部を示す図である。図5は肘掛部材10、第1連結部材31を取り除いて示す図である。
肘掛部材10に第1連結部材31と第2連結部材32が、それぞれ第1連結軸21と第2結軸22を介して、連結されている。第1連結部材31と第2連結部材32はそれぞれ第3連結軸41と第4連結軸42を介してベース連結部材40に連結されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a view showing a state in which an armrest type control device according to a first embodiment of the present invention attached to a chair is being operated by an operator sitting on a chair. FIG. 2 is an oblique view of the armrest type control device attached to the chair. FIG. 3 is an enlarged view of the external appearance of the main part of the armrest type control device of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing the inside of the main part. FIG. 5 is a view showing the armrest member 10 and the first connecting member 31 removed.
The first connecting member 31 and the second connecting member 32 are connected to the armrest member 10 via the first connecting shaft 21 and the second connecting shaft 22, respectively. The first connecting member 31 and the second connecting member 32 are connected to the base connecting member 40 via a third connecting shaft 41 and a fourth connecting shaft 42, respectively.

第1連結軸21と第2連結軸22との間の軸間距離X1と第3連結軸41と第4連結軸42との間の軸間距離X2は等しく、第1連結軸21と第3連結軸41との間の軸間距離Y1は第1連結軸21と第4連結軸42との間の軸間距離Y2は等しくされており、第1連結軸21と第2結軸22と第3連結軸41と第4連結軸42を連節点とする変形可能な平行四辺形が形成されている。参照符号100で示されるのはベース部材である。   The inter-axis distance X1 between the first connecting shaft 21 and the second connecting shaft 22 and the inter-axis distance X2 between the third connecting shaft 41 and the fourth connecting shaft 42 are equal, and the first connecting shaft 21 and the third connecting shaft 21 The inter-axis distance Y1 between the connecting shaft 41 and the first connecting shaft 21 and the fourth connecting shaft 42 are equal to each other, and the first connecting shaft 21, the second connecting shaft 22, A deformable parallelogram having the three connecting shafts 41 and the fourth connecting shaft 42 as a connection node is formed. Reference numeral 100 indicates a base member.

図4、5に示されるように肘掛部材10の内部には、水平バネ取り付け部材11が取り付けられており、水平バネ取り付け部材11には第1水平バネ12と第2水平バネ13が取り付けられている。第2ワイヤ16が第1水平バネ12と第2水平バネ13の内部を通って配置され、第1水平バネ12と第2水平バネ13の水平バネ取り付け部材11とは反対側の端部において、それぞれ第1水平バネストッパ14と第2水平バネストッパ15が第2ワイヤ16に取り付けられている。   As shown in FIGS. 4 and 5, a horizontal spring mounting member 11 is attached inside the armrest member 10, and a first horizontal spring 12 and a second horizontal spring 13 are attached to the horizontal spring mounting member 11. Yes. The second wire 16 is disposed through the inside of the first horizontal spring 12 and the second horizontal spring 13, and at the end of the first horizontal spring 12 and the second horizontal spring 13 opposite to the horizontal spring attachment member 11, A first horizontal spring stopper 14 and a second horizontal spring stopper 15 are attached to the second wire 16, respectively.

第1連結部材31の内部には、垂直バネ取り付け部材35が取り付けられており、垂直バネ取り付け部材35には第1垂直バネ33と第2垂直バネ34が取り付けられている。第1ワイヤ38が第1垂直バネ33と第2垂直バネ34の内部を通って配置され、第1垂直バネ33と第2垂直バネ34の垂直バネ取り付け部材35とは反対側の端部において、それぞれ第1垂直バネストッパ36と第2垂直バネストッパ37が第1ワイヤ38に取り付けられている。   A vertical spring attachment member 35 is attached inside the first connecting member 31, and a first vertical spring 33 and a second vertical spring 34 are attached to the vertical spring attachment member 35. The first wire 38 is disposed through the inside of the first vertical spring 33 and the second vertical spring 34, and at the end of the first vertical spring 33 and the second vertical spring 34 opposite to the vertical spring mounting member 35, A first vertical spring stopper 36 and a second vertical spring stopper 37 are attached to the first wire 38, respectively.

第1連結軸21には上部非円形プーリ23と上部円形プーリ24が固定されており、第2ワイヤ16は上部非円形プーリ23に巻張され、かつ、1点において上部非円形プーリ23に固定されている。第3連結軸41には下部非円形プーリ43と下部円形プーリ44が固定されており、第2ワイヤ16は上部非円形プーリ23に巻張され、かつ、1点において下部非円形プーリ43に固定されている。
上部円形プーリ24と下部円形プーリ44は第3ワイヤ45で連動回転するように連結されている。
An upper non-circular pulley 23 and an upper circular pulley 24 are fixed to the first connecting shaft 21, and the second wire 16 is wound around the upper non-circular pulley 23 and fixed to the upper non-circular pulley 23 at one point. Has been. A lower non-circular pulley 43 and a lower circular pulley 44 are fixed to the third connecting shaft 41, and the second wire 16 is wound around the upper non-circular pulley 23 and fixed to the lower non-circular pulley 43 at one point. Has been.
The upper circular pulley 24 and the lower circular pulley 44 are connected by a third wire 45 so as to rotate together.

第1連結部材31の内部には、第1モータ取り付け部材39が取り付けられており、第1モータ取り付け部材39には第1モータ51が固定されている。第1モータ51の軸には第2傘歯車47が取り付けられており、第2傘歯車47は第3連結軸41に取り付けられている第1傘歯車46と噛合っている。   A first motor attachment member 39 is attached inside the first connecting member 31, and a first motor 51 is fixed to the first motor attachment member 39. A second bevel gear 47 is attached to the shaft of the first motor 51, and the second bevel gear 47 meshes with a first bevel gear 46 attached to the third connecting shaft 41.

第1連結部材31と同様に第2連結部材32の内部には第2モータ52が第2モータ取り付け部材55に取り付けられており、第2モータ52の軸に取り付けられた第4傘歯車54が第4連結軸42に取り付けられた第3傘歯車53と噛合している。   Similar to the first connecting member 31, a second motor 52 is attached to the second motor attaching member 55 inside the second connecting member 32, and a fourth bevel gear 54 attached to the shaft of the second motor 52 is provided. It meshes with a third bevel gear 53 attached to the fourth connecting shaft 42.

図6は第1連結部材31、第2連結部材32、ベース部材100を下方から見た図であるが、この図6において、参照符号101で示されるのはベース部材100の内部に固定される第3モータ取り付け部材であって、第3モータ取り付け部材101には図8において参照符号58でしめされている第3モータが取り付けられている。
また、参照符号102で示されるのは第3連結軸41をベース部材100の内部に固定する固定部材である。
FIG. 6 is a view of the first connecting member 31, the second connecting member 32, and the base member 100 as seen from below. In FIG. 6, reference numeral 101 indicates that the base member 100 is fixed. A third motor attachment member, which is the third motor attachment member 101 and attached with the reference numeral 58 in FIG.
Reference numeral 102 denotes a fixing member that fixes the third connecting shaft 41 inside the base member 100.

図7はベース部材100の下部の拡大図であるが、この図7に示されるように、ベース部材100の外側にベース部材100を参照符号2で示される椅子の後脚に取り付けるための第1装着部材104、第2装着部材105が固定されている。第1装着部材104、第2装着部材105は椅子の脚部1に対しては回動可能である。
図8はベース部材100の内部を示す図であって、第3モータ取り付け部材101に取り付けられた第3モータ58が示されている。
FIG. 7 is an enlarged view of the lower part of the base member 100. As shown in FIG. 7, the first member for attaching the base member 100 to the rear leg of the chair indicated by reference numeral 2 outside the base member 100 is shown. The mounting member 104 and the second mounting member 105 are fixed. The first mounting member 104 and the second mounting member 105 are rotatable with respect to the leg portion 1 of the chair.
FIG. 8 is a view showing the inside of the base member 100, and shows the third motor 58 attached to the third motor attachment member 101.

以下、上記のように構成された肘掛型操縦装置の作動について説明する。
図4はニュートラルな状態で、オペレータが肘掛部材10を上下、前後、左右のいずれにも動かしていない状態を示しているが、図9はオペレータが肘掛部材10の前端を上方に移動せしめたときの状態を示し、図10はオペレータが肘掛部材10の前端を下方に移動せしめたときの状態を示し、図11はオペレータが肘掛部材10を前方に移動せしめたときの状態を示し、図12はオペレータが肘掛部材10を後方に移動せしめたときの状態を示している。
Hereinafter, the operation of the armrest type control device configured as described above will be described.
FIG. 4 shows a state in which the operator does not move the armrest member 10 up, down, front, back, left, or right in a neutral state, but FIG. 9 shows when the operator moves the front end of the armrest member 10 upward. 10 shows a state when the operator moves the front end of the armrest member 10 downward, FIG. 11 shows a state when the operator moves the armrest member 10 forward, and FIG. The state when the operator moves the armrest member 10 backward is shown.

図9に示す状態では、肘掛部材10は前端が上方に傾斜し第1水平バネ12が伸び、第2水平バネ13が縮み、第1垂直バネ33と第2垂直バネ34はニュートラルな状態と同じ長さを保っている。肘掛部材10の水平軸に対する傾斜角をθ1とするとθ1はベース連結部材40の水平軸に対する傾斜角に等しく、この傾斜角θ1は第2連結部材32内に配設されている第2モータ52に隣接して配設されている図示しない角度検出部材によって検出される。   In the state shown in FIG. 9, the front end of the armrest member 10 is inclined upward, the first horizontal spring 12 extends, the second horizontal spring 13 contracts, and the first vertical spring 33 and the second vertical spring 34 are the same as in the neutral state. Keeping the length. Assuming that the inclination angle of the armrest member 10 with respect to the horizontal axis is θ1, θ1 is equal to the inclination angle of the base connecting member 40 with respect to the horizontal axis, and this inclination angle θ1 is applied to the second motor 52 disposed in the second connecting member 32. It is detected by an angle detection member (not shown) disposed adjacently.

すなわち、ベース連結部材40に第4連結軸42が固定されており、第2連結部材32が回動すると第4連結軸42が公転回転するのでそれにより第3傘歯車53が回転してそれに噛合している第4傘歯車54が回転し、第4傘歯車54が取り付けられている第2モータ52の軸が回転し、その第2モータ52の軸に取り付けられているギヤ56に噛合しているギヤ57が回転し、このギヤ57が取り付けられている軸の回転の角度が第2モータ取り付け部材55の裏側の図示されない角度検出部材によって検出されるのである(図6参照)。この角度検出部材が特許請求の範囲の記載における第2角度検出手段に相当する。   In other words, the fourth connecting shaft 42 is fixed to the base connecting member 40, and when the second connecting member 32 rotates, the fourth connecting shaft 42 revolves and thereby the third bevel gear 53 rotates and meshes therewith. The fourth bevel gear 54 is rotated, the shaft of the second motor 52 to which the fourth bevel gear 54 is attached is rotated, and meshed with the gear 56 attached to the shaft of the second motor 52. The rotation angle of the shaft to which the gear 57 is attached is detected by an angle detection member (not shown) on the back side of the second motor attachment member 55 (see FIG. 6). This angle detection member corresponds to the second angle detection means in the claims.

図10に示す状態では、肘掛部材10は前端が下方に傾斜し第1水平バネ12が縮み、第2水平バネ13が伸び、第1垂直バネ33と第2垂直バネ34はニュートラルな状態と同じ長さを保っている。肘掛部材10の水平軸に対する傾斜角θ1は図8の場合とは逆に水平軸より下方に向かうが上述の図示されない角度検出部材によって同様に検出される。   In the state shown in FIG. 10, the front end of the armrest member 10 is inclined downward, the first horizontal spring 12 is contracted, the second horizontal spring 13 is extended, and the first vertical spring 33 and the second vertical spring 34 are the same as in the neutral state. Keeping the length. In contrast to the case of FIG. 8, the inclination angle θ1 of the armrest member 10 with respect to the horizontal axis goes downward from the horizontal axis, but is similarly detected by the angle detection member (not shown).

上記の図4、図9、図10に示される状態における第1水平バネ12、第2水平バネ13の作用について図11を参照して説明する。
図11において、第1水平バネ12が上部非円形プーリ23の真横に記載されているのが図4に示される状態であり、第1水平バネ12が上部非円形プーリ23の斜め上方に記載されているのが図10に示される状態であり、第1水平バネ12が上部非円形プーリ23の斜め下方に記載されているのが図11に示される状態である。
The operation of the first horizontal spring 12 and the second horizontal spring 13 in the state shown in FIGS. 4, 9, and 10 will be described with reference to FIG.
In FIG. 11, the first horizontal spring 12 is described right next to the upper non-circular pulley 23 in the state shown in FIG. 4, and the first horizontal spring 12 is described obliquely above the upper non-circular pulley 23. 10 is the state shown in FIG. 10, and the state shown in FIG. 11 is that the first horizontal spring 12 is described obliquely below the upper non-circular pulley 23.

上部非円形プーリ23上に仮想基準点Aを仮定する。また、図4、図9、図10に示される状態における第1バネストッパ14の位置をそれぞれWH,WM,WLと仮定し、図4、図9、図10に示される状態におけるワイヤ16が上部非円形プーリ23から離れる点をそれぞれSH,SM,SLと仮定する。そして、図4、図9、図10に示される状態における上部非円形プーリ23の中心から離れる点上部非円形プーリ23から離れる点SH,SM,SLとから垂直バネ取り付け部材11の外側面までの距離をLH,LM、LLとする。 Assume a virtual reference point A on the upper non-circular pulley 23. Further, assuming that the positions of the first spring stoppers 14 in the states shown in FIGS. 4, 9, and 10 are W H , W M , and W L , respectively, the wires 16 in the states shown in FIGS. 4, 9, and 10 are used. Are assumed to be separated from the upper non-circular pulley 23 by S H , S M and S L , respectively. 4, 9, and 10, the point away from the center of the upper non-circular pulley 23 and the points S H , S M , and S L away from the upper non-circular pulley 23 are removed from the vertical spring attachment member 11. The distances to the side surfaces are L H , L M , and L L.

AからWHまでの距離=AからWMまでの距離=AからWLまでの距離であり、
AからSHまでの距離<AからSMまでの距離<AからSLまでの距離であり、
H>LM>Lである。
したがって、図4、図9、図10に示される状態における第1水平バネ12の長さをそれぞれBH,BM,BLとすれば、BH>BM>BLである。
The distance from A to W H = the distance from A to W M = the distance from A to W L ,
The distance from the distance <A from A to S H from the distance <A to S M to S L,
L H > L M > L L.
Therefore, if the lengths of the first horizontal springs 12 in the states shown in FIGS. 4, 9, and 10 are B H , B M , and B L , B H > B M > B L.

したがって、図4、図9、図10に示される状態における第1水平バネ12のバネ力をFH,FM,FLとすると、このバネは圧縮されると伸びようとする力を発生するものであり、縮められて短くされるほど大きい力を発生するものであるのでFH<FM<FLとなる。
そして、このバネ力は垂直バネ取り付け部材11を上部非円形プーリ23側に押しやろうとする力である。
一方、図4、図9、図10に示される状態における上部非円形プーリ23の中心から離れる点上部非円形プーリ23から離れる点SH,SM,SLまでの距離をRH,RM、RLとすると、RH>RM>RLである。
Therefore, if the spring force of the first horizontal spring 12 in the states shown in FIGS. 4, 9, and 10 is F H , F M , and F L , this spring generates a force that tends to expand when compressed. are those, since it is intended to generate a large force enough to be shorter contracted becomes F H <F M <F L .
This spring force is a force for pushing the vertical spring mounting member 11 toward the upper non-circular pulley 23 side.
On the other hand, FIG. 4, FIG. 9, S H point away from the point away from the center upper non-circular pulley 23 of the upper non-circular pulley 23 in the state shown in FIG. 10, S M, the distance to the S L R H, R M , R L , R H > R M > R L.

図4、図9、図10に示される状態においては、それぞれ、第1連結軸21には、FH×RH、FM×RM、FL×RLの反時計回りのトルクがかかる。
ここで、上述のようにFH<FM<FLであり、RH>RM>RLである。
したがって、FH×RH、FM×RM、FL×RLの値を一定にすることができる。
すなわち、FH×RH、FM×RM、FL×RLの値が一定になるように上部非円形プーリ23のプーリの外周形状が決められている。
その際、オペレータの肘(手首を含む)の重量と肘掛部材10の重量(内部の機構の重量を含む)を補償できる、すなわち上記重量を感じさせない、ようにバネが設定される。
In the state shown in FIGS. 4, 9, and 10, counterclockwise torques of F H × R H , F M × R M , and F L × R L are applied to the first connecting shaft 21, respectively. .
Here, as described above, F H <F M <F L and R H > R M > R L.
Therefore, the values of F H × R H , F M × R M , and F L × R L can be made constant.
That is, the outer peripheral shape of the upper non-circular pulley 23 is determined so that the values of F H × R H , F M × R M , and F L × R L are constant.
At that time, the spring is set so that the weight of the operator's elbow (including the wrist) and the weight of the armrest member 10 (including the weight of the internal mechanism) can be compensated, that is, the weight is not felt.

図12、図13に示されるように肘掛部材10が前方、あるいは、後方に移動せしめられ第1水平バネ12、第2水平バネ13が伸縮しない状態では、第1垂直バネ33、第2垂直バネ34が上述の第1水平バネ12、第2水平バネ13と同様な動きと作用をおこなう。
そして、第1連結部材31の垂直軸線からの傾斜θ2は第1連結部材31内に配設されている第1モータ51に付設されている図示しない角度検出部材によって検出される。
As shown in FIGS. 12 and 13, when the armrest member 10 is moved forward or backward and the first horizontal spring 12 and the second horizontal spring 13 do not expand and contract, the first vertical spring 33 and the second vertical spring 34 performs the same movement and action as the first horizontal spring 12 and the second horizontal spring 13 described above.
The inclination θ2 of the first connecting member 31 from the vertical axis is detected by an angle detection member (not shown) attached to the first motor 51 provided in the first connecting member 31.

すなわち、ベース連結部材40に第3連結軸41が固定されており、第1連結部材31が回動すると第3連結軸41が公転回転するのでそれにより第1傘歯車46が回転してそれに噛合している第2傘歯車47が回転し、第2傘歯車47が取り付けられている第1モータ51の軸が回転し、その第1モータ51の軸に取り付けられているギヤ48に噛合しているギヤ49が回転し、このギヤ49が取り付けられている軸の回転の角度が第1モータ取り付け部材39の裏側の図示されない角度検出部材によって検出されるのである(図6参照)。この角度検出部材が特許請求の範囲の記載における第1角度検出手段に相当する。   That is, the third connecting shaft 41 is fixed to the base connecting member 40, and when the first connecting member 31 rotates, the third connecting shaft 41 revolves, so that the first bevel gear 46 rotates and meshes therewith. The second bevel gear 47 is rotated, the shaft of the first motor 51 to which the second bevel gear 47 is attached rotates, and meshes with the gear 48 attached to the shaft of the first motor 51. The rotation angle of the shaft to which the gear 49 is attached is detected by an angle detection member (not shown) on the back side of the first motor attachment member 39 (see FIG. 6). This angle detection member corresponds to the first angle detection means in the claims.

肘掛部材10およびが上または下に傾斜せしめられ、第1連結部材31(および第2連結部材32)も前方または後方に移動せしめることも可能である。前述のように、上部円形プーリ24と下部円形プーリ44は第3ワイヤ45で連動回転するように連結されているので、例えば、肘掛部材10およびが上に傾斜せしめられ、第1連結部材31(および第2連結部材32)が前方に移動せしめられた場合には、上部非円形プーリ23、下部非円形プーリ43は、図9に示した場合よりも、時計回り方向に回転しており、その結果、バネ力はより小さくなる。   The armrest member 10 and the armrest member 10 are inclined upward or downward, and the first connecting member 31 (and the second connecting member 32) can also be moved forward or backward. As described above, since the upper circular pulley 24 and the lower circular pulley 44 are connected to be interlocked and rotated by the third wire 45, for example, the armrest member 10 and the upper connecting member 31 ( When the second connecting member 32) is moved forward, the upper non-circular pulley 23 and the lower non-circular pulley 43 rotate more clockwise than the case shown in FIG. As a result, the spring force becomes smaller.

次に、垂直軸線まわりの回動の角度θ3の検出について説明する。
図8において、参照符号111で示されるのは図示しない第3モータの軸に取り付けられている歯車であり、歯車111は半円形のセクター歯車112と噛合している。セクター歯車112は脚部1に対して固定される第1位置決め部材106に固定されている。一方、第2装着部材105の上側には同様に脚部1に対して固定される第2位置決め部材107が配置される。
Next, detection of the rotation angle θ3 around the vertical axis will be described.
In FIG. 8, a reference numeral 111 indicates a gear attached to a shaft of a third motor (not shown), and the gear 111 meshes with a semicircular sector gear 112. The sector gear 112 is fixed to a first positioning member 106 that is fixed to the leg 1. On the other hand, on the upper side of the second mounting member 105, a second positioning member 107 that is similarly fixed to the leg 1 is disposed.

第1位置決め部材106と第2位置決め部材107でベース部材100に取り付けられている第1装着部材104と第2装着部材105を上下方向から挟むようにして全体の取り付け高さが決められるが、前述のように第1装着部材104、第2装着部材105は椅子の脚部1に対して固定されていないのでベース部材100を介して全体が脚部1の周りを回動することができる。   The overall mounting height is determined by sandwiching the first mounting member 104 and the second mounting member 105 attached to the base member 100 by the first positioning member 106 and the second positioning member 107 from above and below, as described above. In addition, since the first mounting member 104 and the second mounting member 105 are not fixed to the leg portion 1 of the chair, the whole can rotate around the leg portion 1 via the base member 100.

図7に示されるように、第3モータの軸にはセクター歯車112と噛合する歯車111の他に歯車113が取り付けられており、この歯車113はより小径の歯車114と噛合している。そしてこの歯車114の取り付けられている軸の回転の角度が垂直軸線まわりの回動の角度θ3として第3モータ取り付け部材101の裏側の図示されない角度検出部材によって検出されるのである。この角度検出部材が特許請求の範囲の記載における第3角度検出手段に相当する。   As shown in FIG. 7, a gear 113 is attached to the shaft of the third motor in addition to the gear 111 that meshes with the sector gear 112, and the gear 113 meshes with a gear 114 having a smaller diameter. The rotation angle of the shaft to which the gear 114 is attached is detected by an angle detection member (not shown) on the back side of the third motor attachment member 101 as a rotation angle θ3 about the vertical axis. This angle detection member corresponds to the third angle detection means in the claims.

次に、図14を参照して、第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態は第1の実施形態と同様な、肘掛部材10、ベース連結部材40、第1連結部材31、第2連結部材32を含み、第1連結軸21と第2連結軸22と第3連結軸41と第4連結軸42を連節点とする変形可能な平行四辺形を形成している。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.
The second embodiment includes the armrest member 10, the base connecting member 40, the first connecting member 31, and the second connecting member 32, similar to the first embodiment, and includes the first connecting shaft 21 and the second connecting shaft 22. A deformable parallelogram having the third connecting shaft 41 and the fourth connecting shaft 42 as joint points is formed.

そして、第1の実施形態とは異なり、第1連結軸21に上部円形プーリ24が取り付けられておらず、第3連結軸に下部円形プーリ44が取り付けられておらず、その代わりに、第2連結軸22に上部円形プーリ25が、第4連結軸42には下部円形プーリ25が取り付けられている。そして、第3連結軸41には第1の実施形態の下部非円形プーリ43に加えて、同様な第2下部非円形プーリ27が取り付けられている。第2下部非円形プーリ27は図中下左部分で半径変化による効果を発揮するようにされている。   Unlike the first embodiment, the upper circular pulley 24 is not attached to the first connecting shaft 21, and the lower circular pulley 44 is not attached to the third connecting shaft. The upper circular pulley 25 is attached to the connecting shaft 22, and the lower circular pulley 25 is attached to the fourth connecting shaft 42. In addition to the lower noncircular pulley 43 of the first embodiment, a similar second lower noncircular pulley 27 is attached to the third connecting shaft 41. The second lower non-circular pulley 27 exhibits an effect due to a radius change in the lower left portion in the figure.

水平バネ取り付け部材11には、第1の実施形態と同様に、第1水平バネ12と第2水平バネ13が取り付けられている。第1の実施形態の第2ワイヤ16よりも長い第1ロングワイヤ61が第1水平バネストッパ14のところを始点として図中反時計回りに上部円形プーリ25と下部円形プーリ26に部分周接してから第2下部非円形プーリ27に達しその第2下部非円形プーリ27の半径変化による効果を発揮しない部分、例えば、図中右中間部分、に固定されている。   A first horizontal spring 12 and a second horizontal spring 13 are attached to the horizontal spring attachment member 11 as in the first embodiment. The first long wire 61 that is longer than the second wire 16 of the first embodiment partially contacts the upper circular pulley 25 and the lower circular pulley 26 in the counterclockwise direction in the drawing starting from the first horizontal spring stopper 14. The second lower non-circular pulley 27 is fixed to a portion that does not exhibit the effect due to the radius change of the second lower non-circular pulley 27, for example, the right middle portion in the figure.

一方、第2ロングワイヤ62が第2水平バネストッパ15のところを始点として上部円形プーリ25に第1ロングワイヤ61とは反対に時計周りに部分周接し、下部円形プーリ26にも時計周りに部分周接してから第2下部非円形プーリ27に達しその第2下部非円形プーリ27の半径変化による効果を発揮しない部分、例えば、図中右中間部分、に固定されている。   On the other hand, the second long wire 62 partially contacts the upper circular pulley 25 in the clockwise direction opposite to the first long wire 61 starting from the second horizontal spring stopper 15, and the lower circular pulley 26 also partially rotates in the clockwise direction. After contact, the second lower non-circular pulley 27 is fixed to a portion that does not exhibit the effect due to the radius change of the second lower non-circular pulley 27, for example, the right middle portion in the figure.

上述のように、上部円形プーリ25と下部円形プーリ26は第1ロングワイヤ61と第2ロングワイヤ62が周接するのでそれぞれ2個づつ形成されている。なお、ニュートラル状態から変移せしめられたときに第1ロングワイヤ61と第2ロングワイヤ62は、上部円形プーリ25、下部円形プーリ26、および、第2下部非円形プーリ27を互いに逆方向に回転せしめようとする。   As described above, two upper circular pulleys 25 and two lower circular pulleys 26 are formed because the first long wire 61 and the second long wire 62 are in circumferential contact with each other. The first long wire 61 and the second long wire 62 cause the upper circular pulley 25, the lower circular pulley 26, and the second lower non-circular pulley 27 to rotate in opposite directions when shifted from the neutral state. Try to.

この第2の実施形態においては、第1連結軸21に上部円形プーリ24が取り付けられておらず、第3連結軸に下部円形プーリ44が取り付けられておらず、もちろん、第3ワイヤ45もない。したがって、第1連結部材31の内部に構成部品が集中的に配置されることが防止され、組み立てが容易になるという利点がある。   In the second embodiment, the upper circular pulley 24 is not attached to the first connecting shaft 21, the lower circular pulley 44 is not attached to the third connecting shaft, and of course, there is no third wire 45. . Therefore, it is possible to prevent the component parts from being concentrated in the first connecting member 31 and to facilitate the assembly.

前述した第1モータ51、第2モータ52、および、第3モータ58に付設された角度検出センサの検出した信号によって肘掛部材の位置、姿勢を含む状態を特定することができる。この信号は、図示しない、適切な、有線または無線の伝達手段によりロボット等の操縦対象に伝達され、伝達された信号にもとづきロボット等の操縦対象の対応する部位が動いて所望の操作が行われる。
ここで、ロボット等の操縦対象が何らかの対象物に接触し反力を受けるとその反力はロボット等にあらかじめ備えられたセンサにより検出され、その信号が本発明の遠隔操縦装置に伝達される。
The state including the position and posture of the armrest member can be specified by the signals detected by the angle detection sensors attached to the first motor 51, the second motor 52, and the third motor 58 described above. This signal is transmitted to an operation target such as a robot by an appropriate, wired or wireless transmission means (not shown), and a corresponding part of the operation target such as the robot moves based on the transmitted signal to perform a desired operation. .
Here, when a control target such as a robot contacts a certain object and receives a reaction force, the reaction force is detected by a sensor provided in advance in the robot or the like, and the signal is transmitted to the remote control device of the present invention.

すると、伝達された信号にもとづいて第1モータ51、第2モータ52、および、第3モータ58が作動せしめられてオペレータに力覚が与えられるが、その際に力覚が目標値になるようにモータにはその力に相当する電流が供給される。なお、力覚はあらかじめ定めた倍力比によりロボットが検出した力に対して倍力されるが、倍力比は1より小さい場合もあれば、1より大きい場合もある。
上記のような信号の送受、倍力比の設定、および、前述したロール角の検出値の補正等のためにベース部材100内に、図示しないが制御装置が設けられている。
Then, based on the transmitted signal, the first motor 51, the second motor 52, and the third motor 58 are operated to give a force sense to the operator. At this time, the force sense becomes a target value. In addition, a current corresponding to the force is supplied to the motor. The force sense is boosted with respect to the force detected by the robot by a predetermined boost ratio, but the boost ratio may be smaller than 1 or larger than 1.
A control device (not shown) is provided in the base member 100 for the transmission / reception of the signal, the setting of the boost ratio, the correction of the detection value of the roll angle described above, and the like.

本発明はロボットや仮想現実下の操縦対象を遠隔操縦するための遠隔操縦装置であり、遠隔操縦をおこなうロボットや仮想現実を利用するアミューズメント装置等に広く適用できる。
特にはレスキュー隊等が屋外で使用するロボットを遠隔操縦する場合に適している。
The present invention is a remote control device for remotely controlling a robot or a control object under virtual reality, and can be widely applied to a robot that performs remote control, an amusement device that uses virtual reality, and the like.
It is particularly suitable when a rescue team or the like remotely controls a robot used outdoors.

1 椅子
2 後脚
10 肘掛部材
11 水平バネ取り付け部材
12 第1水平バネ
13 第2水平バネ
16 第2ワイヤ
17 グリップ
21 第1連結軸
22 第2連結軸
23 上部非円形プーリ
24 上部円形プーリ
25 上部円形プーリ
26 下部円形プーリ
27 第2下部非円形プーリ
31 第1連結部材
32 第2連結部材
33 第1垂直バネ
34 第2垂直バネ
35 垂直バネ取り付け部材
38 第1ワイヤ
40 ベース連結部材
41 第3連結軸
42 第4連結軸
43 下部非円形プーリ
44 下部円形プーリ
45 第3ワイヤ
51 第1モータ
52 第2モータ
58 第3モータ
100 ベース部材
112 セクター歯車
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chair 2 Rear leg 10 Armrest member 11 Horizontal spring attachment member 12 1st horizontal spring 13 2nd horizontal spring 16 2nd wire 17 Grip 21 1st connection shaft 22 2nd connection shaft 23 Upper noncircular pulley 24 Upper circular pulley 25 Upper Circular pulley 26 Lower circular pulley 27 Second lower non-circular pulley 31 First connecting member 32 Second connecting member 33 First vertical spring 34 Second vertical spring 35 Vertical spring mounting member 38 First wire 40 Base connecting member 41 Third connecting Shaft 42 Fourth connecting shaft 43 Lower non-circular pulley 44 Lower circular pulley 45 Third wire 51 First motor 52 Second motor 58 Third motor 100 Base member 112 Sector gear

Claims (7)

肘掛型遠隔操縦装置であって、
オペレータの手首を含む肘を載せるための肘掛部材であって、第1連結軸を介して第1連結部材の上端が回動自在に取り付けられ、第2連結軸を介して第2連結部材の上端が回動自在に取り付けられている肘掛部材と、
ベース連結部材であって、第1連結部材の下端が第3連結軸を介して回動自在に連結され、第2連結部材の下端が第4連結軸を介して回動自在に連結されている、ベース連結部材と、
第3連結軸が固定されたベース部材であって、ベース部材が地面に立設される垂直軸部材の外側において、垂直軸部材回りに回動できるように、垂直軸部材に取り付けられるベース部材と、を具備し、
第1連結軸と第2連結軸の距離と第3連結軸と第4連結軸との距離が等しく、第1連結軸と第3連結軸の距離と第2連結軸と第4連結軸の距離が等しくされ、肘掛部材、第1連結部材、第2連結部材、ベース連結部材が平行四辺形をなしており、
第1連結部材の第3連結軸周りの回転角度を検出可能な第1角度検出手段と、ベース連結部材の第3連結軸まわりの回転角度を検出可能な第2角度検出手段と、ベース部材の垂直軸部材まわりの角度を検出可能な第3角度検出手段と、を備えて、肘掛部材の状態を検出し、かつ、
第1連結部材の基準角度からの傾斜角に応じて第3連結軸周りの復元力を生成する第1のバネ機構と、ベース連結部材に平行な肘掛部材の基準角度からの傾斜角に応じて第1連結軸周りの復元力を生成する第2のバネ機構と、を備えて、肘掛部材の状態に応じた復元力を提供する、
ことを特徴とする肘掛型遠隔操縦装置。
An armrest-type remote control device,
An armrest member for placing an elbow including an operator's wrist, wherein the upper end of the first connecting member is rotatably attached via the first connecting shaft, and the upper end of the second connecting member is attached via the second connecting shaft. An armrest member that is rotatably mounted;
A base connecting member, the lower end of the first connecting member is rotatably connected via a third connecting shaft, and the lower end of the second connecting member is rotatably connected via a fourth connecting shaft. A base connecting member;
A base member third connecting shaft is fixed, outside the vertical axis member base member is erected on the ground, so that it can be pivoted in a vertical shaft member around a base member attached to a vertical shaft member , And
The distance between the first connecting shaft and the second connecting shaft is equal to the distance between the third connecting shaft and the fourth connecting shaft, the distance between the first connecting shaft and the third connecting shaft, and the distance between the second connecting shaft and the fourth connecting shaft. The armrest member, the first connecting member, the second connecting member, and the base connecting member form a parallelogram,
First angle detection means capable of detecting a rotation angle of the first connection member around the third connection axis, second angle detection means capable of detecting a rotation angle of the base connection member around the third connection axis, and A third angle detecting means capable of detecting an angle around the vertical shaft member, and detecting a state of the armrest member; and
A first spring mechanism that generates a restoring force around the third connection axis according to an inclination angle from the reference angle of the first connection member, and an inclination angle from the reference angle of an armrest member parallel to the base connection member A second spring mechanism for generating a restoring force around the first connecting shaft, and providing a restoring force according to the state of the armrest member,
An armrest-type remote control device characterized by that.
第1のバネ機構のバネは第1連結部材に取り付けられ、バネの端部から延伸されたワイヤが第3連結軸に対して固定されている下部非円形プーリの外周に巻張された後に下部非円形プーリに対して固定されており、
前記第3連結軸に対して固定されている下部非円形プーリは、第1連結部材の垂直軸に対する傾きに係らず、肘掛部全体の重量と肘掛部材に載置されたオペレータの手首を含む肘の重量とバランスするバネ力を第1のバネ機構に発生せしめる形状とされている、
ことを特徴とする請求項1に記載の肘掛型遠隔操縦装置。
The spring of the first spring mechanism is attached to the first connecting member, and the wire extending from the end of the spring is wound around the outer periphery of the lower non-circular pulley fixed to the third connecting shaft and then the lower part Fixed against a non-circular pulley,
The lower non-circular pulley fixed to the third connecting shaft includes the weight of the entire armrest portion and the operator's wrist placed on the armrest member regardless of the inclination of the first connecting member with respect to the vertical axis. The first spring mechanism is configured to generate a spring force that balances the weight of the first spring mechanism.
The armrest-type remote control device according to claim 1.
第2のバネ機構のバネは肘掛部材に取り付けられ、バネの端部から延伸されたワイヤが第1連結軸に対して固定されている上部非円形プーリの外周に巻張された後に上部非円形プーリに対して固定されており、
前記第1連結軸に対して固定されている上部非円形プーリは、肘掛部材の水平軸に対する傾きに係らず、第2のバネ機構を含む肘掛部材の重量と肘掛部材に載置されたオペレータの手首を含む肘の重量とバランスするバネ力を第2のバネ機構に発生せしめる形状とされており、第1連結軸と第3連結軸が連結手段を介して連結されていて、一方の連結軸の回動と同じ回動が他方の連結軸に伝達される、ことを特徴とする請求項1または2に記載の肘掛型遠隔操縦装置。
The spring of the second spring mechanism is attached to the armrest member, and the wire extending from the end of the spring is wound around the outer periphery of the upper noncircular pulley fixed to the first connecting shaft, and then the upper noncircular Fixed to the pulley,
The upper non-circular pulley fixed with respect to the first connecting shaft has a weight of the armrest member including the second spring mechanism and an operator placed on the armrest member regardless of the inclination of the armrest member with respect to the horizontal axis. The second spring mechanism is configured to generate a spring force that balances the weight of the elbow including the wrist, and the first connecting shaft and the third connecting shaft are connected via connecting means, and one connecting shaft The armrest-type remote control device according to claim 1, wherein the same rotation as the rotation is transmitted to the other connecting shaft.
第2のバネ機構のバネは肘掛部材に取り付けられ、バネの端部から延伸されたワイヤが第2連結軸に対して固定されている円形プーリ、第4連結軸に対して固定されている円形プーリを経由して第3連結軸に対して固定されている第2の下部非円形プーリの外周に巻張されてから第2の下部非円形プーリに対して固定されている、ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の肘掛型遠隔操縦装置。   The spring of the second spring mechanism is attached to the armrest member, a circular pulley in which a wire extending from the end of the spring is fixed to the second connecting shaft, and a circular fixed to the fourth connecting shaft. It is wound around the outer periphery of the second lower non-circular pulley fixed to the third connecting shaft via the pulley and then fixed to the second lower non-circular pulley. The armrest type remote control device according to any one of claims 1 to 3. 第1のバネ機構と第2のバネ機構は、バネ力を調整可能である、ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の肘掛型遠隔操縦装置。   The armrest-type remote control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the first spring mechanism and the second spring mechanism are adjustable in spring force. 第1連結部材の第3連結軸まわりの回転に対してトルクを与えることで手先部に前後方向の力覚を与える駆動手段と、
ベース連結部材の第3連結軸まわりの回転に対してトルクを与えることで、手先部に上下方向の力覚を与える駆動手段と、
ベース部材の垂直軸部材まわりの回転に対してトルクを与えることで肘に左右方向の力覚を与える駆動手段と、を備え、
肘掛部材の状態に応じて力覚を与えることが可能である、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の肘掛型遠隔操縦装置。
Drive means for giving a force sense in the front-rear direction to the hand portion by applying torque to the rotation of the first connecting member around the third connecting shaft;
Drive means for giving a force sensation in the vertical direction to the hand portion by giving a torque to the rotation of the base connecting member around the third connecting shaft;
Drive means for giving a force sense in the left-right direction to the elbow by giving torque to rotation around the vertical axis member of the base member,
It is possible to give a force sense according to the state of the armrest member,
The armrest type remote control device according to any one of claims 1 to 5, wherein
垂直軸部材が、折りたたみ椅子の後脚である、ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の肘掛型遠隔操縦装置。   The armrest type remote control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the vertical shaft member is a rear leg of the folding chair.
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