JP2013220495A - Arm robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、遠隔操作されるアームロボットに関する。 The present invention relates to a remotely operated arm robot.
従来、先端に作業用装置が装着されるアームと、アームの先端を監視するカメラとを備える遠隔操作型ロボットが知られている(例えば、特許文献1参照)。この遠隔操作型ロボットは、例えば、原子力発電施設内で放射線量が高い等の理由により、人間が入ることができない場所において用いられる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a remote operation type robot is known that includes an arm on which a work device is mounted at the tip and a camera that monitors the tip of the arm (see, for example, Patent Document 1). This remote control type robot is used in a place where a human cannot enter due to a high radiation dose in a nuclear power generation facility, for example.
従来の遠隔操作型ロボットでは、カメラでアームの先端及び作業対象物を、カメラで監視している。しかしながら、アームの周辺はカメラで監視していない。そして、遠隔操作型のロボットでは、操縦者等がアーム及びその周辺について自らの目で目視できない場合がある。従って、アームの周辺に存在する障害物とアームとの位置関係を把握し難く、アームが屈曲動作を行うときに、アームの屈曲部分(関節部分)が障害物と接触する虞がある。 In a conventional remote control type robot, the tip of an arm and a work object are monitored with a camera. However, the periphery of the arm is not monitored by the camera. In a remotely operated robot, the operator or the like may not be able to see the arm and its surroundings with his own eyes. Therefore, it is difficult to grasp the positional relationship between the obstacle and the arm existing around the arm, and when the arm performs a bending operation, the bent portion (joint portion) of the arm may come into contact with the obstacle.
本発明は、以上の点に鑑み、アームが障害物に接触することを防止できる遠隔操作用のアームロボットを提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide an arm robot for remote operation that can prevent an arm from contacting an obstacle.
[1]上記目的を達成するため、本発明は、移動機構が設けられたベース部と、先端に作業用装置を装着可能であり、前記ベース部上に延設されたアームとを備えるアームロボットにおいて、前記アームの基端部には、第1関節が設けられ、該第1関節は、基端側に配置された旋回機構と、該旋回機構よりも先端側に配置された第1関節本体とを備え、前記第1関節には、該第1関節本体と前記旋回機構との間の位置から延設された基端支持部を介して基端カメラが設置され、該基端カメラで前記アーム及びその周辺を監視することを特徴とする。 [1] In order to achieve the above object, the present invention provides an arm robot including a base portion provided with a moving mechanism, and an arm that can be fitted with a working device at the tip and extends on the base portion. A first joint is provided at the proximal end of the arm, the first joint being a pivot mechanism disposed on the proximal end side, and a first joint body disposed on the distal end side relative to the pivot mechanism. A proximal camera is installed in the first joint via a proximal support portion extending from a position between the first joint body and the turning mechanism, and the proximal camera The arm and its surroundings are monitored.
かかる構成によれば、基端カメラでアーム全体とその周辺を監視することができる。このため、作業対象物及びその周辺に存在する障害物とアームとの位置関係を把握し易く、アームと障害物との接触を回避し易くなる。 According to such a configuration, the entire arm and its periphery can be monitored with the proximal camera. For this reason, it is easy to grasp the positional relationship between the arm and the obstacle existing in the work target and its surroundings, and it is easy to avoid contact between the arm and the obstacle.
[2]また、本発明においては、基端カメラを下方に傾斜して配置することが好ましい。かかる構成によれば、アームの先端が基端カメラの下方に位置する場合であっても、適切にアームの先端を監視することができる。 [2] Further, in the present invention, it is preferable that the proximal camera is disposed so as to be inclined downward. According to such a configuration, even when the tip of the arm is positioned below the proximal camera, the tip of the arm can be monitored appropriately.
[3]また、本発明においては、基端カメラをアームに隣接させて配置することが好ましい。かかる構成によれば、旋回機構でアームを旋回させるときに発生する基端カメラの旋回方向の慣性力を抑制することができる。これにより、基端カメラとして、高性能のズームレンズ及び高解像度の撮像素子を備える比較的重いカメラを用いても、アームが旋回したときの基端カメラの振動を抑制することができる。 [3] In the present invention, it is preferable that the proximal camera is disposed adjacent to the arm. According to this configuration, it is possible to suppress the inertial force in the turning direction of the proximal camera that is generated when the arm is turned by the turning mechanism. Accordingly, even when a relatively heavy camera including a high-performance zoom lens and a high-resolution image sensor is used as the proximal camera, the vibration of the proximal camera when the arm turns can be suppressed.
[4]また、本発明においては、アームに、第1関節よりも先端側に位置させて第2関節を設け、アームに、第1関節本体と旋回機構との間の位置から第2関節の位置まで延びる中部支持部を介して中部カメラを設けることが好ましい。かかる構成によれば、第2関節を曲げてアームの先端に取り付けられた作業用装置で作業するときに、作業対象物及びその周辺の障害物を、より適切に監視することができる。 [4] In the present invention, the arm is provided with a second joint that is positioned on the tip side of the first joint, and the arm is provided with the second joint from the position between the first joint body and the turning mechanism. Preferably, a middle camera is provided via a middle support that extends to a position. According to such a configuration, when working with the working device attached to the tip of the arm with the second joint bent, the work object and its surrounding obstacles can be monitored more appropriately.
[5]また、本発明においては、アームの先端を最も上方に位置させた高さに対応させて配置され、アームの先端部を監視する上部カメラを備えることが好ましい。かかる構成によれば、アームを上方に延ばして作業するときに、上部カメラで作業対象物及びその周辺を適切に監視することができ、作業効率を向上させることができる。 [5] Further, in the present invention, it is preferable to include an upper camera that is arranged corresponding to the height at which the tip of the arm is positioned at the uppermost position and monitors the tip of the arm. According to such a configuration, when the work is performed with the arm extended upward, the work object and its periphery can be appropriately monitored with the upper camera, and work efficiency can be improved.
[6]また、上部カメラを設ける場合には、上部カメラをベース部から延設させる上方支持部を介して配置されることが好ましい。上部カメラを、中部カメラと同様に、第1関節と旋回機構との間の位置から延びる部材を介して配置することも考えられる。しかしながら、これでは、旋回機構によりアームが旋回すると、上部カメラも旋回することとなる。 [6] When the upper camera is provided, the upper camera is preferably disposed via an upper support portion that extends from the base portion. Similar to the middle camera, the upper camera may be arranged via a member extending from a position between the first joint and the turning mechanism. However, in this case, when the arm is turned by the turning mechanism, the upper camera is also turned.
そして、アームの旋回により、上部カメラ及びこれを支える部材に大きな慣性力が働き易くなり、上部カメラの映像が慣性力によって発生する振動によってぶれる虞がある。上述したように、上部カメラをベース部から延設される上方支持部を介して配置すれば、上部カメラが旋回機構によって旋回することがない。これにより、上部カメラの映像の乱れを防止することができる。 Then, due to the turning of the arm, a large inertial force is likely to act on the upper camera and the members that support the upper camera, and the image of the upper camera may be shaken by vibrations generated by the inertial force. As described above, if the upper camera is arranged via the upper support portion extending from the base portion, the upper camera is not turned by the turning mechanism. Thereby, the disturbance of the image of the upper camera can be prevented.
[7]また、上部カメラを設ける場合には、アームの先端が最も上方の位置もより下方に位置しているときでも、アームの先端を監視できるように、上部カメラを下方に傾斜して配置することが好ましい。かかる構成によれば、アームの先端に取り付けられた作業用装置が上部カメラよりも下側で作業しているときに、上部カメラで上方から監視し易くなる。そして、作業対象物及びその周辺に存在する障害物とアームとの位置関係も把握し易くなり、アームロボットの操縦者は、アームと障害物との接触を更に回避し易くなる。 [7] When the upper camera is provided, the upper camera is inclined downward so that the tip of the arm can be monitored even when the tip of the arm is located below the uppermost position. It is preferable to do. According to such a configuration, when the working device attached to the tip of the arm is working below the upper camera, it is easy to monitor from above with the upper camera. And it becomes easy to grasp | ascertain the positional relationship of a work target object and the obstruction which exists in the periphery, and an arm, and the operator of an arm robot becomes easier to avoid the contact with an arm and an obstruction.
図1を参照して、本発明のアームロボットの実施形態を説明する。本実施形態のアームロボット1は、図示省略した遠隔装置によって遠隔操作可能なものであり、移動機構2aが設けられたベース部2と、ベース部2上に延設されたアーム3とを備える。
An embodiment of an arm robot of the present invention will be described with reference to FIG. The arm robot 1 of this embodiment can be remotely operated by a remote device (not shown), and includes a
アーム3の先端には、図示省略した作業用装置を装着可能な装着部3aが設けられている。作業用装置としては、例えば、バルブの開閉作業を行うためのハンドルと係合して回転させることができる装置が挙げられる。装着部3aには、作業内容に応じて様々な種類の作業用装置を装着することができる。
At the tip of the
また、本実施形態の移動機構2aは無限軌道で構成されている。なお、移動機構2aは無限軌道に限らず、ベース部2を移動自在とするものであれば、車輪等の他のものを用いてもよい。
Moreover, the moving mechanism 2a of this embodiment is comprised by the endless track. The moving mechanism 2a is not limited to an endless track, and other devices such as wheels may be used as long as the
アーム3の基端部には、第1関節4が設けられている。第1関節4は、基端側に配置された旋回機構41と、旋回機構41よりも先端側に配置された第1関節本体42とを備える。第1関節本体42は、互いに直交する第1基部揺動軸42aと第2基部揺動軸42bとを備える。
A
第1関節4には、旋回機構41と第1関節本体42との間の位置から左右横方向に夫々延設された基端支持部6aを介して基端カメラ6が設けられている。この左右2つの基端カメラ6で、アーム3及びその周辺を監視する。基端カメラ6のレンズは、基端支持部6aのカメラ設置面に対する垂線を軸に360°旋回可能で、且つ、垂線の足を支点として上下方向に180°移動自在に構成されている。即ち、基端カメラ6は、360°パン、180°チルトの性能を備えている。
The
基端カメラ6は、前方側が下方に傾斜して配置されている。これにより、アーム3の先端が基端カメラ6よりも下方に位置する場合であっても、適切にアーム3の先端及び作業対象物を監視することができる。
The proximal camera 6 is disposed such that the front side is inclined downward. Thereby, even if the tip of the
また、基端カメラ6はアーム3に隣接させて配置される。これにより、旋回機構41でアーム3が旋回するときに、基端カメラ6で発生する慣性力を抑制することができる。従って、基端カメラ6として、高性能のズームレンズ及び高解像度の撮像素子を備える比較的重いカメラを用いても、アーム3が旋回したときの基端カメラ6の振動を抑制することができる。
The proximal camera 6 is disposed adjacent to the
アーム3には、第1関節4よりも先端側に位置させて第2関節51が設けられている。また、アーム3には、第1関節本体42と旋回機構41との間の位置から第2関節51の位置まで延びる中部支持部7aを介して中部カメラ7が設けられている。中部支持部7aは2又状に分かれており、各先端に夫々中部カメラ7が設けられている。即ち、本実施形態のアームロボット1では左右横方向に間隔を存して配置された2つの中部カメラ7が設けられている。
The
この中部カメラ7により、図1に示すような第2関節51を90°前方に屈曲させてアーム3の先端に取り付けられた作業用装置で作業するとき等の、アーム3の先端が正面を向いているときに、作業対象物及びその周辺の障害物をより適切に監視することができる。なお、中部カメラ7にもパン・チルト機能を持たせてもよい。この場合、中部カメラ7のパン角度、及びチルト角度は適宜決定される。
When the
ベース部2には、その後端部から延設される上方支持部8aを介して上部カメラ8が設けられている。上方支持部8aは、旋回軸及び上下方向揺動軸を備える上方支持部関節8bを介してベース部2に連結されている。この上部カメラ8は、アーム3の先端を最も上方に位置させた高さに対応させて設置されている。これにより、アーム3を上方に延ばして作業するときに、上部カメラ8で、アーム3の先端部、作業対象物及びその周辺を適切に監視することができ、作業効率を向上させることができる。
The
上部カメラ8は、前方向に対して下方に傾斜するように上方支持部8aの先端に配置されている。換言すると、上部カメラ8は、上方支持部8aが伸びる方向に直交して下方に伸びる軸線に対して上方に傾斜するように上方支持部8aに固定されている。これにより、アーム3の先端に取り付けられた作業用装置が上部カメラ8よりも下側で作業しているときに、上部カメラ8でアーム3の先端及び作業用装置を上方から監視し易くなる。そして、作業対象物及びその周辺に存在する障害物とアーム3との位置関係も把握し易くなり、アームロボット1の操縦者は、アーム3と障害物との接触を更に回避し易くなる。なお、上部カメラ8にもパン・チルト機能を持たせてもよい。この場合、上部カメラ8のパン角度、及びチルト角度は適宜決定される。
The upper camera 8 is disposed at the tip of the upper support portion 8a so as to be inclined downward with respect to the front direction. In other words, the upper camera 8 is fixed to the upper support portion 8a so as to incline upward with respect to an axis extending downward perpendicular to the direction in which the upper support portion 8a extends. Thereby, when the working device attached to the tip of the
アーム3には、第2関節51よりも先端側に位置させて1自由度(ピッチ)の第3関節52が設けられている。また、アーム3には、第3関節52のよりも先端側に位置させて3自由度(ピッチ、ヨー、ロール)の第4関節53が設けられている。本実施形態においては、第2関節51から第4関節53までが本願発明の「他の関節」に該当する。
The
以上の如く構成される本実施形態のアームロボット1によれば、基端カメラ6でアーム3の全体とその周辺を監視することができる。このため、作業対象物及びアーム3の周辺に存在する障害物とアーム3との位置関係を把握し易く、アーム3の第3関節52等を外方に突出させるようにアーム3を駆動させるような場合であっても、アーム3と障害物との接触を回避し易くなる。
According to the arm robot 1 of the present embodiment configured as described above, the base camera 6 can monitor the
なお、本実施形態においては、上部カメラ8の上方支持部8aをベース部2の後端部から上方に延設させたものを説明した。しかしながら、本発明の上方支持部はこれに限らず、例えば、上方支持部を中部カメラ7を支持する中部支持部7aから延設させてもよい。但し、この場合には、アーム3が旋回機構41で旋回すると、上部カメラ8で大きな慣性力が発生する虞があり、上部カメラ8の振動に対して注意する必要がある。
In the present embodiment, the upper support portion 8a of the upper camera 8 is extended upward from the rear end portion of the
1…アームロボット、2…ベース部、2a…移動機構(無限軌道)、3…アーム、3a…装着部、4…第1関節、41…旋回機構、42…第1関節本体、42a…第1基部揺動軸、42b…第2基部揺動軸、51…第2関節、52…第3関節、53…第4関節、6…基端カメラ、6a…基端支持部、7…中部カメラ、7a…中部支持部、8…上部カメラ、8a…上方支持部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Arm robot, 2 ... Base part, 2a ... Movement mechanism (infinite track), 3 ... Arm, 3a ... Mounting part, 4 ... 1st joint, 41 ... Turning mechanism, 42 ... 1st joint main body, 42a ... 1st Base rocking shaft, 42b ... second base rocking shaft, 51 ... second joint, 52 ... third joint, 53 ... fourth joint, 6 ... proximal camera, 6a ... proximal support, 7 ... central camera, 7a ... middle support part, 8 ... upper camera, 8a ... upper support part.
Claims (7)
先端に作業用装置を装着可能であり、前記ベース部上に延設されたアームとを備えるアームロボットにおいて、
前記アームの基端部には、第1関節が設けられ、
該第1関節は、基端側に配置された旋回機構と、該旋回機構よりも先端側に配置された第1関節本体とを備え、
前記第1関節には、該第1関節本体と前記旋回機構との間の位置から延設された基端支持部を介して基端カメラが設置され、該基端カメラで前記アーム及びその周辺を監視することを特徴とするアームロボット。 A base portion provided with a moving mechanism;
In an arm robot that can be equipped with a working device at the tip and includes an arm extended on the base part,
A first joint is provided at the base end of the arm,
The first joint includes a turning mechanism arranged on the proximal end side, and a first joint body arranged on the distal end side of the turning mechanism,
In the first joint, a proximal camera is installed via a proximal support part extending from a position between the first joint body and the turning mechanism, and the arm and its surroundings are disposed by the proximal camera. An arm robot characterized by monitoring.
前記アームは、前記第1関節よりも先端側に位置させて他の関節を備え、
前記アームの先端は、前記他の関節を屈曲させることにより、前記基端カメラの下方に位置することができ、
前記基端カメラは、前記アームの先端が前記基端カメラの下方に位置するときに、前記アームの先端を監視できるように、下方に傾斜して配置されていることを特徴とするアームロボット。 The arm robot according to claim 1,
The arm is positioned on the tip side of the first joint and includes another joint,
The tip of the arm can be positioned below the proximal camera by bending the other joint,
The arm robot, wherein the proximal camera is disposed so as to be inclined downward so that the distal end of the arm can be monitored when the distal end of the arm is positioned below the proximal camera.
前記基端カメラは、前記アームに隣接させて配置されることを特徴とするアームロボット。 The arm robot according to claim 1 or 2,
The arm robot according to claim 1, wherein the proximal camera is disposed adjacent to the arm.
前記アームに、前記第1関節よりも先端側に位置させて第2関節が設けられ、
前記アームに、前記第1関節本体と前記旋回機構との間の位置から前記第2関節の位置まで延びる中部支持部を介して中部カメラが設けられることを特徴とするアームロボット。 The arm robot according to any one of claims 1 to 3,
The arm is provided with a second joint so as to be positioned on the tip side of the first joint,
An arm robot, wherein a middle camera is provided on the arm via a middle support part extending from a position between the first joint body and the turning mechanism to a position of the second joint.
前記アームの先端を最も上方に位置させた高さに対応させて配置され、前記アームの先端部を監視する上部カメラを備えることを特徴とするアームロボット。 The arm robot according to any one of claims 1 to 4,
An arm robot comprising an upper camera that is arranged corresponding to a height at which the tip of the arm is positioned at the uppermost position and that monitors the tip of the arm.
前記上部カメラは、前記ベース部から延設される上方支持部を介して配置されることを特徴とするアームロボット。 The arm robot according to claim 5,
The upper robot is disposed via an upper support part extending from the base part.
前記上部カメラは、前記アームの先端が最も上方の位置よりも下方に位置しているときでも、前記アームの先端を監視できるように、下方に傾斜して配置されることを特徴とするアームロボット。 The arm robot according to claim 5 or 6,
The upper camera is arranged to be inclined downward so that the tip of the arm can be monitored even when the tip of the arm is located below the uppermost position. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012092318A JP2013220495A (en) | 2012-04-13 | 2012-04-13 | Arm robot |
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JP2012092318A JP2013220495A (en) | 2012-04-13 | 2012-04-13 | Arm robot |
Publications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104385280A (en) * | 2014-11-05 | 2015-03-04 | 成都瑞途电子有限公司 | Wireless remote controller robot |
CN106607907A (en) * | 2016-12-23 | 2017-05-03 | 西安交通大学 | Mobile vision robot and measurement and control method thereof |
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2012
- 2012-04-13 JP JP2012092318A patent/JP2013220495A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106607907A (en) * | 2016-12-23 | 2017-05-03 | 西安交通大学 | Mobile vision robot and measurement and control method thereof |
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