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JP3181316B2 - 作業ロボットの支援装置 - Google Patents

作業ロボットの支援装置

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Publication number
JP3181316B2
JP3181316B2 JP14337391A JP14337391A JP3181316B2 JP 3181316 B2 JP3181316 B2 JP 3181316B2 JP 14337391 A JP14337391 A JP 14337391A JP 14337391 A JP14337391 A JP 14337391A JP 3181316 B2 JP3181316 B2 JP 3181316B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
work
setting
main body
procedure
Prior art date
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Application number
JP14337391A
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English (en)
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JPH04365569A (ja
Inventor
昌幸 向田
裕司 瀧口
Original Assignee
東京電力株式会社
株式会社東芝
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Filing date
Publication date
Application filed by 東京電力株式会社, 株式会社東芝 filed Critical 東京電力株式会社
Priority to JP14337391A priority Critical patent/JP3181316B2/ja
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Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
  • Electric Cable Installation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は遠隔操作形マニピュレー
タ式作業ロボットの支援装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、高圧配電線などの電気工事を行な
う場合、給電線を活線状態で作業を行なう要求が多くな
っている。加えて、この種の作業は電柱の上など高所で
行われることが多い。従来、この種の作業を実施するた
めには作業員が電柱に登り、ホットスティック工法によ
り高所作業を行なっているが、感電、墜落等の危険があ
った。
【0003】このため最近では高所作業車上に作業用ロ
ボットを搭載して、マニピュレータによる遠隔操作によ
り、電気工事を安全に実施するロボット工法が考えられ
ている。このロボット工法によれば、活線状態のまま安
全に作業を行なうことが可能であるが、何らかの方法で
ロボットの運転状態を操作者に知らせる必要がある。そ
こで、従来の遠隔操作ロボットでは各作業毎に操作領域
を限定し、ロボットの運転状態がその操作領域に達する
毎にブザーを鳴動したり、ランプを点滅させたりしてロ
ボットの運転状態を操作者に知らせるようにしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の遠隔操作ロボットにおいて、ロボットの運転状態を
ブザーやランプにより知らせるものでは、騒音の多い環
境下や周囲が明るい状況下にあるとロボットの操作領域
を誤認する可能性が大きかった。
【0005】そこで、各作業毎に操作領域を限定するこ
とは活線作業での安全性を確保する上で重要であるが、
その指示方法に対してロボットの操作領域が誤認されな
いような改善が望まれていた。
【0006】本発明の目的は、作業ロボットを各作業ス
テップ毎の操作領域の制限や運転状況の変化を的確に操
作者に伝達することができる作業ロボットの支援装置を
提供するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、遠隔操作によりロボット本体を制御する制
御装置を備えた作業ロボットにおいて、前記ロボット本
体を遠隔操作するための作業手順を設定する設定手段
と、この設定手段により設定された作業手順が正常な設
定であるか否かを判定し、正常であれば作業項目を確定
する運転操作管理手段と、前記設定手段で設定された作
業手順にしたがって前記制御装置に制御指令を入力する
入力手段と、前記運転操作管理手段により前記設定手段
で設定された作業手順が正常であると判定された場合、
その作業手順を取込んで作業項目毎にロボット本体の移
動可能範囲と前記入力手段より前記制御装置に入力され
た制御指令によるロボット本体の操作量とを比較し、前
記ロボット本体の動作が操作範囲外であるか否かを判定
する第1の判定手段と、前記設定手段で設定された作業
項目毎の移動可能範囲を指令値として出力し、前記ロボ
ット本体の動作量と比較してその偏差が所定値よりも大
きいか否かを判定する第2の判定手段と、前記運転操作
管理手段により作業手順が異常な設定であると判定され
たとき又は前記第1の判定手段により前記ロボット本体
の動作量が移動可能範囲外であると判定されたとき或い
は前記第2の判定手段により前記ロボット本体の動作量
が指令値よりも大きいと判定されたとき各々種類の異な
る振動信号を発生する振動発生手段と、この振動発生手
段より発生する振動信号により操作者に操作抑制情報を
伝達する振動体とを備えたものである。
【0008】
【作用】このような構成の作業ロボットの支援装置によ
れば、各作業での有効なロボット本体の移動可能範囲
設定できるので、移動可能範囲外への操作を実行した場
合には、振動体による操作抑制情報を用いて作業者の操
作を禁止することが可能となり、運転状況の変化を的確
に操作者に伝達することができる。
【0009】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。
【0010】図1は本発明を適用した車載用作業ロボッ
トの設置場所近傍の鳥瞰図を示したものである。この作
業ロボットは図1に示すように、高所作業車1上に取付
けられた伸縮および旋回可能なブーム2の先端部に周囲
を確認する視覚装置3とスレーブアーム4とを備えたロ
ボット本体5をワーキングベース6を介して取付け、高
所作業車1のブーム2を伸ばしてスレーブアーム4を操
作し、図示しないマニピュレータ制御装置を介してロボ
ット本体5を動作させることにより、電柱7に取付けら
れた碍子や変圧器を交換するものである。また、高所作
業車1のキャビン8には本発明による支援装置9が設置
されている。
【0011】図2はキャビン8に設置された支援装置9
の構成例を示している。図2において、支援装置9は補
助席前方に設置されたスタンド10の先端部に取付けら
れ、またその下方に、操作手順を定めるための設定手段
として操作選択スイッチ11が取付けられている。この
操作選択スイッチ11はロボット本体5のスレーブアー
ム4を遠隔操作するための操作手順を定めて作業工程を
管理するものであり、操作者12が、ロボット本体に制
御指令を入力するための入力手段としてのマスタアーム
13を操作することで実行される。
【0012】また、図3は支援装置9を含む作業ロボッ
トの制御系の構成例を示すブロック図である。図3にお
いて、操作者12がマスタアーム13を操作すると、制
御指令が位置サーボ31に伝えられ、この位置サーボ3
1の動作によりスレーブアーム4が動作し、そのときの
スレーブアーム4の動作を力サーボ30に伝達し、この
力サーボ30の動作をマスターアーム13を介して操作
者12に伝達する双方向制御ループを構成している。
【0013】一方、支援装置9は判定手段として運転支
援器32と振動発生手段としての振動発生器33とを備
えており、運転支援器32は操作選択スイッチ11によ
り選択された作業手順を取出し、また振動発生器33は
位置サーボ31の指令値であるマスターアームの操作量
を取出し、この操作量と運転支援器32により取出され
た作業手順とを比較してロボット本体5の動作が移動可
能範囲外であるか否かを判断し、移動可能範囲外である
と判断されると振動体20に出力信号を与えて振動さ
せ、操作者12に伝達する構成となっている。この場
合、振動体20は、例えばボティソニック機器により構
成されている。
【0014】ここで、運転支援器32の主な機能を図4
に例示する。図4に示す運転支援器32は運転操作管理
器40、作業時禁止情報41、対象環境情報42を有
し、これらは操作選択スイッチ11によりそれぞれ設定
される。運転操作管理器40は操作選択スイッチ11で
設定された作業手順を判定して作業項目を確定し、異常
な設定の場合には振動発生器33に抑制出力を与えるも
のである。また、作業時禁止情報41は操作選択スイッ
チ11で設定された作業項目毎の移動可能範囲をアーム
関節角度として出力し、マスターアーム13の操作量と
比較されてその偏差が振動発生器33に与えられるよう
になっている。対象環境情報42は上記同様に選択スイ
ッチ11で設定された作業項目毎の移動可能範囲をアー
ム関節角度として出力し、スレーブアーム4の動作量と
比較されてその偏差が振動発生器33に与えられるよう
になっている。次にこのように構成された作業ロボット
の支援装置の作用を述べる。
【0015】操作者12が作業ロボットを用いて電気工
事を行う場合、まず各作業の進度を操作選択スイッチ1
1にて設定する。すると、運転支援器32ではその作業
手順を判定して作業項目を確定し、異常な設定の場合に
は振動発生器33に抑制出力が与えられる。また、作業
手順の設定が正常な場合には作業項目毎にロボット本体
5の移動可能範囲とマスタアーム13の現在値とが比較
され、現在値が移動可能範囲外のとき振動発生器33に
抑制出力が与えられる。さらに、作業項目毎にロボット
本体5の移動可能範囲とスレーブアーム4の動作量とが
比較され、その偏差が所定値よりも大きいときマニピュ
レータ駆動系に異常があるものとして振動発生器33に
抑制出力が与えられる。
【0016】したがって、このように運転支援器32よ
り振動発生器33に抑制出力が与えられると、この振動
発生器33は振動体20を駆動して操作者12に操作続
行を抑制するように指示する。
【0017】この場合、振動体20は例えば図5に示す
ように操作者12の腰部に設置したり、図6に示すよう
に腕部に取付けおくことにより、的確に運転状況の変化
を操作者12に伝達することができる。また、各作業ス
テップ毎の操作域の制限、運転状況の変化等に応じて振
動発生器33より複数の異なる振動周波数を発生するよ
うにしておけば、異常種類の判別が可能である。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、操作
者へロボット操作抑制情報を振動体を介して指示するよ
うにしたので、各作業ステップ毎の操作域の制限やロボ
ット本体の運転状況の変化を的確に操作者に伝達するこ
とができる作業ロボットの支援装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による作業ロボットの支援装置の一実施
例を示す作業ロボット操作時の設置場所近傍を含む鳥瞰
図。
【図2】同実施例における助手席部の構成図。
【図3】同実施例の制御系を含む支援装置のブロック
図。
【図4】同実施例における運転支援器の主な機能説明す
るためのブロック図。
【図5】同実施例における振動体の取付け状態を示す
図。
【図6】同じく図5とは異なる振動体の取付け状態を示
す図。
【符号の説明】
1……高所作業車、2……ブーム、3……視覚装置、4
……スレーブアーム、5……ロボット本体、8……キャ
ビン、9……支援装置、11……操作選択スイッチ、1
3……マスタアーム、20……振動体、32……運転支
援器、33……振動発生器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H02G 1/02 317 H02G 1/02 317J (56)参考文献 特開 昭59−146770(JP,A) 特開 昭60−204007(JP,A) 特開 昭62−208881(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 3/00 B25J 13/02 B66F 9/06 G05D 3/00 G05D 3/12 H02G 1/02 317

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 遠隔操作によりロボット本体を制御する
    制御装置を備えた作業ロボットにおいて、前記ロボット
    本体を遠隔操作するための作業手順を設定する設定手段
    と、この設定手段により設定された作業手順が正常な設
    定であるか否かを判定し、正常であれば作業項目を確定
    する運転操作管理手段と、前記設定手段で設定された作
    業手順にしたがって前記制御装置に制御指令を入力する
    入力手段と、前記運転操作管理手段により前記設定手段
    で設定された作業手順が正常であると判定された場合、
    その作業手順を取込んで作業項目毎にロボット本体の移
    動可能範囲と前記入力手段より前記制御装置に入力され
    た制御指令によるロボット本体の操作量とを比較し、前
    記ロボット本体の動作が操作範囲外であるか否かを判定
    する第1の判定手段と、前記設定手段で設定された作業
    項目毎の移動可能範囲を指令値として出力し、前記ロボ
    ット本体の動作量と比較してその偏差が所定値よりも大
    きいか否かを判定する第2の判定手段と、前記運転操作
    管理手段により作業手順が異常な設定であると判定され
    たとき又は前記第1の判定手段により前記ロボット本体
    の動作量が移動可能範囲外であると判定されたとき或い
    は前記第2の判定手段により前記ロボット本体の動作量
    が指令値よりも大きいと判定されたとき各々種類の異な
    る振動信号を発生する振動発生手段と、この振動発生手
    段より発生する振動信号により操作者に操作抑制情報を
    伝達する振動体とを備えたことを特徴とする作業ロボッ
    トの支援装置。
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