JPH0668685B2 - 遠隔操作ロボツト - Google Patents
遠隔操作ロボツトInfo
- Publication number
- JPH0668685B2 JPH0668685B2 JP60248092A JP24809285A JPH0668685B2 JP H0668685 B2 JPH0668685 B2 JP H0668685B2 JP 60248092 A JP60248092 A JP 60248092A JP 24809285 A JP24809285 A JP 24809285A JP H0668685 B2 JPH0668685 B2 JP H0668685B2
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- JP
- Japan
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- unit
- arm
- axis
- remote control
- robot
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- Safety Devices In Control Systems (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、極限作業ロボツト等の遠隔操作ロボツトに関
するものである。
するものである。
〈従来の技術〉 第３図に従来の遠隔操作ロボツトの構成を示すが、この
遠隔操作ロボツト０１は、アーム０２、移動脚部０３及
びＩＴＶカメラアーム部０４の主要駆動部を含んで構成
され、アーム０２は第１乃至第６関節０５，０６，０
７，０８，０９，０１０を含んでいる。而して、この遠
隔操作ロボツト０１は安全な基地側に設置された操作パ
ネル０１１を用いてのオペレータ０１２の指令に基づい
て悪環境下で所定の作業を人間に代わつて行なう。尚、
オペレータ０１２側からの指令信号は操作パネル０１１
側に設置された通信装置０１３からロボツト０１側に設
置された通信装置０１４に供給される。
遠隔操作ロボツト０１は、アーム０２、移動脚部０３及
びＩＴＶカメラアーム部０４の主要駆動部を含んで構成
され、アーム０２は第１乃至第６関節０５，０６，０
７，０８，０９，０１０を含んでいる。而して、この遠
隔操作ロボツト０１は安全な基地側に設置された操作パ
ネル０１１を用いてのオペレータ０１２の指令に基づい
て悪環境下で所定の作業を人間に代わつて行なう。尚、
オペレータ０１２側からの指令信号は操作パネル０１１
側に設置された通信装置０１３からロボツト０１側に設
置された通信装置０１４に供給される。
ところで、この種多関節のアーム０２を有する遠隔操作
ロボツト０１にあつては、各関節０５，０６，…，０１
０の駆動系は、第４図に示す如くサブ・コンピユータ１
０、サーボアンプ２０、サーボモータ３０、タコジエネ
レータＴ３０、位置検出器４０及び負荷５０にて構成さ
れ、これら構成機器は各関節０５，０６，…，０１０に
ついてほぼ共通している。したがつて、各関節０５，０
６，…，０１０の駆動系のサブ・コンピユータ１０、サ
ーボアンプ２０、サーボモータ３０等は実装上の問題か
ら１箇所にそれぞれ集められて制御ユニツト、アンプユ
ニツト、モータユニツト等としてユニツト化される。
ロボツト０１にあつては、各関節０５，０６，…，０１
０の駆動系は、第４図に示す如くサブ・コンピユータ１
０、サーボアンプ２０、サーボモータ３０、タコジエネ
レータＴ３０、位置検出器４０及び負荷５０にて構成さ
れ、これら構成機器は各関節０５，０６，…，０１０に
ついてほぼ共通している。したがつて、各関節０５，０
６，…，０１０の駆動系のサブ・コンピユータ１０、サ
ーボアンプ２０、サーボモータ３０等は実装上の問題か
ら１箇所にそれぞれ集められて制御ユニツト、アンプユ
ニツト、モータユニツト等としてユニツト化される。
〈発明が解決しようとする問題点〉 然るに、この種遠隔操作ロボツトは、前述の如く、高
温、多湿、放射線下等の人間にとつて悪環境の下で人間
に代わつて作業をするものであるため、これが作業中に
故障した場合、これの修理、回収が極めて困難であり、
したがつてこの種ロボツトに対しては高い信頼性が要求
される。
温、多湿、放射線下等の人間にとつて悪環境の下で人間
に代わつて作業をするものであるため、これが作業中に
故障した場合、これの修理、回収が極めて困難であり、
したがつてこの種ロボツトに対しては高い信頼性が要求
される。
しかしながら、従来の遠隔操作ロボツトでは、これの異
常又は故障がオペレータ又はロボツト自体の自己診断機
能によつて発見されても、当該ロボツトが異常動作しな
いようこれを停止させることができるだけで、その後の
処理はオペレータの判断に委ねられ、全ての場合にロボ
ツトの回収ができるとは限らなかつた。
常又は故障がオペレータ又はロボツト自体の自己診断機
能によつて発見されても、当該ロボツトが異常動作しな
いようこれを停止させることができるだけで、その後の
処理はオペレータの判断に委ねられ、全ての場合にロボ
ツトの回収ができるとは限らなかつた。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
する処は、作業中の故障による全機能の停止を防ぎ、最
低機能の維持を図つて最悪事態を回避することができる
遠隔操作ロボツトを提供するにある。
する処は、作業中の故障による全機能の停止を防ぎ、最
低機能の維持を図つて最悪事態を回避することができる
遠隔操作ロボツトを提供するにある。
〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成すべく本発明は、最低機能実行に必要な
軸数に対してアーム、移動脚部、カメラアーム部等の主
要駆動部の各々に冗長軸を少なくとも一軸設け、 各主要駆動部に対してコントローラ系、サーボアンプ
系、モータ系をそれぞれユニット化し、 ｎ（ｎは自然数）軸に対応するユニットと（ｎ＋１）軸
に対応するユニット、及び（ｎ＋１）軸に対応するユニ
ットと（ｎ＋２）軸に対応するユニットをそれぞれ切換
えることにより各ユニット内の要素を切り換えて共用で
きるようにした切換機構を設けるとともに、 異常故障を検出して切換機構を制御し、異常故障を生じ
た駆動軸又はユニット内の要素を隔離する自己診断装置
を設けたことを特徴とする。
軸数に対してアーム、移動脚部、カメラアーム部等の主
要駆動部の各々に冗長軸を少なくとも一軸設け、 各主要駆動部に対してコントローラ系、サーボアンプ
系、モータ系をそれぞれユニット化し、 ｎ（ｎは自然数）軸に対応するユニットと（ｎ＋１）軸
に対応するユニット、及び（ｎ＋１）軸に対応するユニ
ットと（ｎ＋２）軸に対応するユニットをそれぞれ切換
えることにより各ユニット内の要素を切り換えて共用で
きるようにした切換機構を設けるとともに、 異常故障を検出して切換機構を制御し、異常故障を生じ
た駆動軸又はユニット内の要素を隔離する自己診断装置
を設けたことを特徴とする。
〈作用〉 ユニツト内の要素に異常・故障が生じた場合、上記機構
によつてこれが検出され、その異常・故障を生じた要素
を回避すべく切換機構が作動され、残る健全要素が時分
割で共用され、二重，三重故障に対しても冗長軸は作動
不能にはなるが、ロボツトの最低機能維持運転は可能と
なる。
によつてこれが検出され、その異常・故障を生じた要素
を回避すべく切換機構が作動され、残る健全要素が時分
割で共用され、二重，三重故障に対しても冗長軸は作動
不能にはなるが、ロボツトの最低機能維持運転は可能と
なる。
〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
が、ここでは第３図に示した遠隔操作ロボツト０１のア
ーム（マニプレータ）０２について実施した例について
述べる。
が、ここでは第３図に示した遠隔操作ロボツト０１のア
ーム（マニプレータ）０２について実施した例について
述べる。
第１図は本発明に係る遠隔操作ロボツトのアーム部の構
成図、第２図(a),(b),(c)は切換機構の一例を示す図で
ある。
成図、第２図(a),(b),(c)は切換機構の一例を示す図で
ある。
第３図に示す遠隔操作ロボツト０１のアーム０２の最低
機能条件を、例えば該アーム０２を任意の位置及び方向
に移動、保持することができることと定義すると、この
条件を満たすためには、該アーム０２の運動が５自由度
を有すればよい。これに対し、アーム０２は実際には６
自由度（６軸）を有するので、最低機能条件に対して１
自由度の潜在冗長性を有しているとみなすことができ
る。
機能条件を、例えば該アーム０２を任意の位置及び方向
に移動、保持することができることと定義すると、この
条件を満たすためには、該アーム０２の運動が５自由度
を有すればよい。これに対し、アーム０２は実際には６
自由度（６軸）を有するので、最低機能条件に対して１
自由度の潜在冗長性を有しているとみなすことができ
る。
而して、アーム０２の各関節０５，０６，…，０１０の
駆動系は第１図に示す如く構成される。例えば、第１関
節０５の駆動系についてみるに、これはサブ・コンピユ
ータ１０，サーボアンプ２０，サーボモータ３０，タコ
ジエネレータＴ３０，負荷（アーム）４０にて構成され
る。尚、他の関節０５，０６，…，０１０の駆動系も同
様に構成され、１１，１２，１３，１４，１５はサブ・
コンピユータ、２１，２２，２３，２４，２５はサーボ
アンプ、３１，３２，３３，３４，３５はサーボモー
タ、Ｔ３１，Ｔ３２，Ｔ３３，Ｔ３４，Ｔ３５はタコジ
エネレータ、４１，４２，４３，４４，４５は負荷（ア
ーム）である。
駆動系は第１図に示す如く構成される。例えば、第１関
節０５の駆動系についてみるに、これはサブ・コンピユ
ータ１０，サーボアンプ２０，サーボモータ３０，タコ
ジエネレータＴ３０，負荷（アーム）４０にて構成され
る。尚、他の関節０５，０６，…，０１０の駆動系も同
様に構成され、１１，１２，１３，１４，１５はサブ・
コンピユータ、２１，２２，２３，２４，２５はサーボ
アンプ、３１，３２，３３，３４，３５はサーボモー
タ、Ｔ３１，Ｔ３２，Ｔ３３，Ｔ３４，Ｔ３５はタコジ
エネレータ、４１，４２，４３，４４，４５は負荷（ア
ーム）である。
ところで、上記各関節０５，０６，…，０１０の駆動系
の同一要素は第１図に示すようにユニツト化され、アー
ム用コントローラユニツト１，アーム用アンプユニツト
２，アーム用モータユニツト３及び負荷・位置検出器ユ
ニツト４が構成される。そして、各ユニツト１，２，３
内には、これらの中の各要素を切り換えて共用するため
の切換機構１００，２００，２０１，３００及び各ユニ
ツト１，２，３内の異常・故障を検出して異常・故障を
生じた要素を隔離する機能を有する自己診断装置（ＢＩ
ＴＥ）１５０，２５０，３５０が設けられている。例え
ば、アーム用サーボアンプユニツト２の場合、これの切
換機構２００は、第２図(a)に示す如く、更に切換機構
２１０，２１１，…にて構成され、これらはサーボアン
プ２０，２１，…が２軸ずつ共用できるように構成され
ている。例えば、切換機構２１０の内部構成を第２図
(b)に示すが、これの内部には切換スイツチＳ１，Ｓ
２，Ｓ３，Ｓ４が内蔵されており、例えば第１軸のサー
ボアンプ２０に故障が生じた場合は、前記自己診断装置
（ＢＩＴＥ）２５０の作動によつて切換スイツチが切換
作動され、第２軸のサーボアンプ２１が共用されるバツ
クアツプシステムが構成される。これと同様に、切換機
構２０１も複数の切換機構２２０，２２１，…によつて
構成され、例えば切換機構２２０の内部には、第２図
(c)に示す如く切換スイツチＳ１１，Ｓ１２が内蔵され
ている。尚、第１図中の破線は、物理的結合関係を示
す。
の同一要素は第１図に示すようにユニツト化され、アー
ム用コントローラユニツト１，アーム用アンプユニツト
２，アーム用モータユニツト３及び負荷・位置検出器ユ
ニツト４が構成される。そして、各ユニツト１，２，３
内には、これらの中の各要素を切り換えて共用するため
の切換機構１００，２００，２０１，３００及び各ユニ
ツト１，２，３内の異常・故障を検出して異常・故障を
生じた要素を隔離する機能を有する自己診断装置（ＢＩ
ＴＥ）１５０，２５０，３５０が設けられている。例え
ば、アーム用サーボアンプユニツト２の場合、これの切
換機構２００は、第２図(a)に示す如く、更に切換機構
２１０，２１１，…にて構成され、これらはサーボアン
プ２０，２１，…が２軸ずつ共用できるように構成され
ている。例えば、切換機構２１０の内部構成を第２図
(b)に示すが、これの内部には切換スイツチＳ１，Ｓ
２，Ｓ３，Ｓ４が内蔵されており、例えば第１軸のサー
ボアンプ２０に故障が生じた場合は、前記自己診断装置
（ＢＩＴＥ）２５０の作動によつて切換スイツチが切換
作動され、第２軸のサーボアンプ２１が共用されるバツ
クアツプシステムが構成される。これと同様に、切換機
構２０１も複数の切換機構２２０，２２１，…によつて
構成され、例えば切換機構２２０の内部には、第２図
(c)に示す如く切換スイツチＳ１１，Ｓ１２が内蔵され
ている。尚、第１図中の破線は、物理的結合関係を示
す。
而して、各機器が正常に作動している場合は、切換機構
１００，２００，２０１，３００は作動せず、従来通り
の制御が行なわれる。
１００，２００，２０１，３００は作動せず、従来通り
の制御が行なわれる。
ところで、各ユニツト１，２，３内に異常・故障が発生
すれば、これは各ユニツト１，２，３に設けた自己診断
装置（ＢＩＴＥ）１５０，２５０，３５０によつて検出
されるが、ユニツト１，２，３のうちの１つに三重故障
が発生した場合、例えばアーム用アンプユニツト２内の
サーボアンプ２０，２１，…，２５のうちの３台２０，
２１，２２が故障した場合、第１関節駆動系は切換機構
２００，２０１を働かせても最早駆動することができな
い。しかし、サーボアンプ２１，２２に対しては、サー
ボアンプ２３を共用することができるから、第２及び第
３関節駆動系の制御は、時分割ではあるが、可能であ
る。即ち、一軸制御不可能であることは、最低機能に対
し冗長とみなすことにはなるが、システムダウンにはな
らない。尚、他の３台のサーボアンプ２３，２４，２５
の組合せでも、二軸以上制御不能となることはない。
すれば、これは各ユニツト１，２，３に設けた自己診断
装置（ＢＩＴＥ）１５０，２５０，３５０によつて検出
されるが、ユニツト１，２，３のうちの１つに三重故障
が発生した場合、例えばアーム用アンプユニツト２内の
サーボアンプ２０，２１，…，２５のうちの３台２０，
２１，２２が故障した場合、第１関節駆動系は切換機構
２００，２０１を働かせても最早駆動することができな
い。しかし、サーボアンプ２１，２２に対しては、サー
ボアンプ２３を共用することができるから、第２及び第
３関節駆動系の制御は、時分割ではあるが、可能であ
る。即ち、一軸制御不可能であることは、最低機能に対
し冗長とみなすことにはなるが、システムダウンにはな
らない。尚、他の３台のサーボアンプ２３，２４，２５
の組合せでも、二軸以上制御不能となることはない。
又、三重故障が他のユニツトにまたがつて発生した場
合、二重故障の発生した１つのユニツトで一軸制御不可
能なものが発生する場合があるが、他のユニツトでは切
換によつて全軸制御可能であるため、当該ロボツト０１
の最低機能維持運転は可能である。
合、二重故障の発生した１つのユニツトで一軸制御不可
能なものが発生する場合があるが、他のユニツトでは切
換によつて全軸制御可能であるため、当該ロボツト０１
の最低機能維持運転は可能である。
以上により、各ユニツト１，２，３内の三重故障に対し
ても最低維持運転が可能であることが明らかとなるが、
切換機構１００，２００，２０１，３００及び自己診断
装置（ＢＩＴＥ）１５０，２５０，３５０の故障率は本
体のそれに比し無視し得る程小さいことを前提とする。
ても最低維持運転が可能であることが明らかとなるが、
切換機構１００，２００，２０１，３００及び自己診断
装置（ＢＩＴＥ）１５０，２５０，３５０の故障率は本
体のそれに比し無視し得る程小さいことを前提とする。
〈発明の効果〉 信頼性を高めるためにむやみに冗長度を増すことは、ロ
ボツト本体の重量及びサイズの増大を招くが、本発明で
は最低機能維持運転を定義したため、現状の軸数の増加
と冗長機構の導入を最小限に抑え、且つロボツトの駆動
系に故障が発生しても、それが三重故障までであるなら
最低機構維持運転を可能ならしめ、以て当該遠隔操作ロ
ボツトの信頼性を著しく高めることができる。
ボツト本体の重量及びサイズの増大を招くが、本発明で
は最低機能維持運転を定義したため、現状の軸数の増加
と冗長機構の導入を最小限に抑え、且つロボツトの駆動
系に故障が発生しても、それが三重故障までであるなら
最低機構維持運転を可能ならしめ、以て当該遠隔操作ロ
ボツトの信頼性を著しく高めることができる。
第１図は本発明に係る遠隔操作ロボツトのアーム部の構
成図、第２図(a),(b),(c)はアーム用サーボアンプユニ
ツトの切換機構の一例を示す図、第３図は従来の遠隔操
作ロボツトを示す図、第４図は同遠隔操作ロボツトのシ
ステム構成図である。 図面中、 １はアーム用コントローラユニツト、 ２はアーム用アンプユニット、 ３はアーム用モータユニツト、 １００，２００，２０１，３００は各ユニツト内の切換
機構、 １５０，２５０，３５０は各ユニツト内の自己診断装置
である。
成図、第２図(a),(b),(c)はアーム用サーボアンプユニ
ツトの切換機構の一例を示す図、第３図は従来の遠隔操
作ロボツトを示す図、第４図は同遠隔操作ロボツトのシ
ステム構成図である。 図面中、 １はアーム用コントローラユニツト、 ２はアーム用アンプユニット、 ３はアーム用モータユニツト、 １００，２００，２０１，３００は各ユニツト内の切換
機構、 １５０，２５０，３５０は各ユニツト内の自己診断装置
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−189254（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−145242（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−60359（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−117602（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】最低機能実行に必要な軸数に対してアー
ム、移動脚部、カメラアーム部等の主要駆動部の各々に
冗長軸を少なくとも一軸設け、 各主要駆動部に対してコントローラ系、サーボアンプ
系、モータ系をそれぞれユニット化し、 ｎ（ｎは自然数）軸に対応するユニットと（ｎ＋１）軸
に対応するユニット、及び（ｎ＋１）軸に対応するユニ
ットと（ｎ＋２）軸に対応するユニットをそれぞれ切換
えることにより各ユニット内の要素を切り換えて共用で
きるようにした切換機構を設けるとともに、 異常故障を検出して切換機構を制御し、異常故障を生じ
た駆動軸又はユニット内の要素を隔離する自己診断装置
を設けたことを特徴とする遠隔操作ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60248092A JPH0668685B2 (ja) | 1985-11-07 | 1985-11-07 | 遠隔操作ロボツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60248092A JPH0668685B2 (ja) | 1985-11-07 | 1985-11-07 | 遠隔操作ロボツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62108301A JPS62108301A (ja) | 1987-05-19 |
| JPH0668685B2 true JPH0668685B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=17173089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60248092A Expired - Lifetime JPH0668685B2 (ja) | 1985-11-07 | 1985-11-07 | 遠隔操作ロボツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0668685B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6416389A (en) * | 1987-07-11 | 1989-01-19 | Agency Ind Science Techn | Control system of multi-joint type arm robot having redundancy |
| JP2716270B2 (ja) * | 1990-12-27 | 1998-02-18 | 株式会社日立製作所 | マニピュレ−タ |
| CN111805544A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-10-23 | 珠海格力智能装备有限公司 | 机器人的控制方法及装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57189254A (en) * | 1981-05-15 | 1982-11-20 | Fuji Xerox Co Ltd | Backup circuit for troubled part of control electronic computer |
| JPS5860359A (ja) * | 1981-10-06 | 1983-04-09 | Toshiba Corp | 複合計算機システム |
| JPS58145242A (ja) * | 1982-02-24 | 1983-08-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 現用機器と予備用機器から成るシステム |
-
1985
- 1985-11-07 JP JP60248092A patent/JPH0668685B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62108301A (ja) | 1987-05-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |