操作輸入裝置和操作輸入裝置的初始化方法
【專利摘要】一種具有多關(guān)節(jié)臂（3R、3L）的操作輸入裝置包括保持單元，該保持單元將旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)（5a）保持在相互的相對位置關(guān)系固定的狀態(tài)；檢測單元，該檢測單元檢測用從未知初始關(guān)節(jié)值開始的旋轉(zhuǎn)角度或平動位移來表示關(guān)節(jié)的運(yùn)動的關(guān)節(jié)運(yùn)動量；接合單元（19R、19L），該接合單元（19R、19L）設(shè)置在充當(dāng)遠(yuǎn)端的右手操作臂（14R）和左手操作臂（14L）中的每一個(gè)中；數(shù)據(jù)獲取單元，該數(shù)據(jù)獲取單元在遠(yuǎn)端接合并且運(yùn)動的同時(shí)，按照時(shí)間序列獲取所述檢測單元檢測到的多組關(guān)節(jié)運(yùn)動量；以及初始值計(jì)算單元，該初始值計(jì)算單元在借助于接合單元（19R、19L）相對位置關(guān)系固定的條件下計(jì)算未知初始關(guān)節(jié)值。
【專利說明】操作輸入裝置和操作輸入裝置的初始化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及操作輸入裝置和操作輸入裝置的初始化方法。例如，本發(fā)明涉及具有多個(gè)多關(guān)節(jié)臂并且通過運(yùn)動多個(gè)多關(guān)節(jié)臂來執(zhí)行操作輸入的操作輸入裝置和該操作輸入裝置的初始化方法。
[0002]本申請要求2011年10月18日提交的日本專利申請N0.2011-228677的優(yōu)先權(quán)，此處以引證的方式并入其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003]在相關(guān)技術(shù)中，在作動單元被保持在多個(gè)多關(guān)節(jié)機(jī)器人中的設(shè)備(例如，遠(yuǎn)程控制機(jī)器人、用于執(zhí)行外科手術(shù)的手術(shù)輔助的操作輸入裝置等)中，已知在執(zhí)行作動單元的運(yùn)動操作時(shí)使用包括自由度與作動單元的自由度相同的多關(guān)節(jié)臂的操作輸入裝置的構(gòu)造。例如，在主從型醫(yī)療操縱器系統(tǒng)中，輸入從動操縱器的運(yùn)動的主動操縱器構(gòu)成這樣的操作輸入裝置。
[0004]這樣的操作輸入裝置檢測多關(guān)節(jié)臂的各個(gè)關(guān)節(jié)檢測到的關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)角度、關(guān)節(jié)間的臂長等，并且檢測與作動單元對應(yīng)設(shè)置在多關(guān)節(jié)臂上的操作單元的位置和朝向并且向多關(guān)節(jié)機(jī)器人的控制裝置發(fā)送檢測到的數(shù)據(jù)。多關(guān)節(jié)機(jī)器人的控制裝置根據(jù)從操作輸入裝置發(fā)送的位置和朝向來執(zhí)行驅(qū)動作動單元的控制。
[0005]操作輸入裝置的多關(guān)節(jié)臂的關(guān)節(jié)裝配有檢測關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度和相鄰關(guān)節(jié)之間的臂的平動量(translation amount)的傳感器。然而,為了促進(jìn)低成本,在許多情況下,使用無法檢測絕對值的編碼器。
[0006]在這樣的操作輸入裝置中，在初始狀態(tài)下，編碼器的輸出值與關(guān)節(jié)的角度或長度之間的關(guān)系是不確定的。出于該原因，為了執(zhí)行精確的操作輸入，需要執(zhí)行編碼器的輸出值與物理關(guān)節(jié)角度值或關(guān)節(jié)長度值之間的辯識作業(yè)的初始化。
[0007]例如，專利文獻(xiàn)I公開了一種力反饋觸覺接口，該力反饋觸覺接口包括被固定到基部的對接站和具有能夠被保持在對接站中所設(shè)置的筒狀部中的遠(yuǎn)端的棒狀用戶接口。
[0008]在力反饋觸覺接口中，可以通過將用戶接口的遠(yuǎn)端保持在位置固定的對接站的筒狀部中，將遠(yuǎn)端的復(fù)位點(diǎn)和原始位置設(shè)置(初始化)為零位置或用戶指定的原始位置。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)1:PCT國際公開的
【公開日】文翻譯N0.2007-510232
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明所要解決的問題
[0013]然而，在上述相關(guān)技術(shù)的操作輸入裝置和操作輸入裝置的初始化方法中，出現(xiàn)了以下問題。
[0014]在專利文獻(xiàn)I描述的技術(shù)中，需要在執(zhí)行操作輸入的用戶接口的運(yùn)動范圍內(nèi)設(shè)置位置固定的對接站的筒狀部。出于該原因，用戶接口的運(yùn)動范圍是有限的。即，雖然只在執(zhí)行初始運(yùn)動時(shí)使用對接站，但是因?yàn)閷诱具M(jìn)入用戶接口的運(yùn)動范圍，所以在執(zhí)行操作輸入時(shí)妨礙了輸入接口的運(yùn)動。
[0015]本發(fā)明的目的是提供能夠在操作輸入裝置的運(yùn)動范圍中不設(shè)置初始化時(shí)所使用的定位部件的情況下執(zhí)行初始化的操作輸入裝置和操作輸入裝置的初始化方法。
[0016]解決問題的手段
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種具有兩個(gè)以上多關(guān)節(jié)臂的操作輸入裝置，該兩個(gè)以上多關(guān)節(jié)臂包括具有旋轉(zhuǎn)自由度或平動自由度的串聯(lián)的多個(gè)關(guān)節(jié)并且被構(gòu)造為使得遠(yuǎn)端相對于近端的位置和朝向可變，該操作輸入裝置包括:保持單元、檢測單元、接合單元、數(shù)據(jù)獲取單元以及初始值計(jì)算單元。該保持單元將所述多關(guān)節(jié)臂的所述近端保持在相互的相對位置關(guān)系固定的狀態(tài)。該檢測單元設(shè)置在所述關(guān)節(jié)中以檢測用從未知初始關(guān)節(jié)值開始的旋轉(zhuǎn)角度或平動位移表示該關(guān)節(jié)的運(yùn)動的關(guān)節(jié)運(yùn)動量。該接合單元設(shè)置在所述多關(guān)節(jié)臂的各個(gè)所述遠(yuǎn)端中，并且進(jìn)行接合使得所述遠(yuǎn)端之間的相對位置固定。該數(shù)據(jù)獲取單元在所述多關(guān)節(jié)臂的所述遠(yuǎn)端借助于所述接合單元接合并且使相互接合的遠(yuǎn)端運(yùn)動時(shí)，按照時(shí)間序列獲取所述檢測單元檢測到的多組關(guān)節(jié)運(yùn)動量。該初始值計(jì)算單元基于所述數(shù)據(jù)獲取單元按照時(shí)間序列獲取的所述關(guān)節(jié)運(yùn)動量，在所述遠(yuǎn)端之間的相對位置關(guān)系借助于所述接合單元固定的條件下，計(jì)算所述未知初始關(guān)節(jié)值。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在操作輸入裝置中，所述初始值計(jì)算單元基于描述所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人的所述遠(yuǎn)端的位置和朝向的運(yùn)動學(xué)關(guān)系式和所述數(shù)據(jù)獲取單元按照時(shí)間序列獲取的所述關(guān)節(jié)運(yùn)動量，生成將所述關(guān)節(jié)運(yùn)動量的初始值設(shè)置為未知數(shù)的聯(lián)立方程。所述初始值計(jì)算單元對所述聯(lián)立方程進(jìn)行求解，以計(jì)算所述關(guān)節(jié)運(yùn)動量的所述初始值。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，在操作輸入裝置中，所述初始值計(jì)算單元通過執(zhí)行收斂計(jì)算直到所述聯(lián)立方程中要為零的殘差式小于或等于收斂判定值為止，來對所述聯(lián)立方程進(jìn)行求解。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，在操作輸入裝置中，所述初始值計(jì)算單元在所述收斂計(jì)算在預(yù)定時(shí)間內(nèi)未結(jié)束時(shí)執(zhí)行警告。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第五方面，在操作輸入裝置中，所述警告包括所述檢測單元的故障
的警告。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第六方面，在操作輸入裝置中，所述接合單元直接接合所述多關(guān)節(jié)臂的所述遠(yuǎn)端并且使相互的相對位置固定。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的第七方面，在操作輸入裝置中，所述接合單元接合所述多關(guān)節(jié)臂的所述遠(yuǎn)端，以便繞一個(gè)點(diǎn)球狀可旋轉(zhuǎn)。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的第八方面，在操作輸入裝置中，所述接合單元借助于中間部件與作為接合對象的多關(guān)節(jié)臂的接合單元接合，所述中間部件保持所述接合單元與作為所述接合對象的所述多關(guān)節(jié)臂的接合單元之間的距離恒定。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的第九方面，在操作輸入裝置中，所述接合單元通過使所述多關(guān)節(jié)臂的所述遠(yuǎn)端之間的相對位置和相對朝向固定來進(jìn)行接合。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的第十方面，一種具有兩個(gè)以上多關(guān)節(jié)臂的操作輸入裝置的初始化方法，該兩個(gè)以上多關(guān)節(jié)臂包括具有旋轉(zhuǎn)自由度或平動自由度的串聯(lián)的多個(gè)關(guān)節(jié)并且被構(gòu)造為使得遠(yuǎn)端相對于近端的位置和朝向可變，并且檢測單元設(shè)置在所述關(guān)節(jié)中以檢測用從未知初始關(guān)節(jié)值開始的旋轉(zhuǎn)角度或平動位移表示該關(guān)節(jié)的運(yùn)動的關(guān)節(jié)運(yùn)動量，該操作輸入裝置的初始化方法包括以下處理:保持處理、接合處理、數(shù)據(jù)獲取處理和初始值計(jì)算處理。在所述保持處理中，將所述多關(guān)節(jié)臂的所述近端保持在相互的相對位置關(guān)系固定的狀態(tài)。在所述接合處理中，所述多關(guān)節(jié)臂的所述遠(yuǎn)端接合使得所述遠(yuǎn)端之間的相對位置固定。在所述數(shù)據(jù)獲取處理中，在使相互接合的多關(guān)節(jié)臂的遠(yuǎn)端運(yùn)動的同時(shí)，按照時(shí)間序列從設(shè)置于所述相互接合的多關(guān)節(jié)臂的各個(gè)關(guān)節(jié)中的所述檢測單元獲取多組關(guān)節(jié)運(yùn)動量。在初始值計(jì)算處理中，基于所述數(shù)據(jù)獲取處理中按照時(shí)間序列獲取的關(guān)節(jié)運(yùn)動量，在所述遠(yuǎn)端之間的相對位置關(guān)系通過接合而固定的條件下計(jì)算所述未知初始關(guān)節(jié)值。
[0027]發(fā)明效果
[0028]根據(jù)上述操作輸入裝置和操作輸入裝置的初始化方法，在多關(guān)節(jié)臂的遠(yuǎn)端中所設(shè)置的接合單元接合的狀態(tài)下運(yùn)動遠(yuǎn)端，從各個(gè)關(guān)節(jié)的檢測單元按照時(shí)間序列獲取關(guān)節(jié)運(yùn)動量，在遠(yuǎn)端之間的相對位置關(guān)系借助于接合單元固定的條件下計(jì)算各個(gè)檢測單元的初始值，由此可以執(zhí)行初始化。出于該原因，可以在操作輸入裝置的運(yùn)動范圍中不設(shè)置初始化時(shí)所使用的定位部件的情況下，執(zhí)行初始化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1A是例示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的操作輸入裝置的示例的示意性立體圖。
[0030]圖1B是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的操作輸入裝置的主要部件的立體圖。
[0031]圖2A是例示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的操作輸入裝置的多關(guān)節(jié)臂的構(gòu)造的示意性立體圖。
[0032]圖2B是例示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的操作輸入裝置的多關(guān)節(jié)臂的構(gòu)造的示意性立體圖。
[0033]圖3A是沿圖2A中的箭頭A的方向的視圖。
[0034]圖3B是沿圖3A中的箭頭C的方向的視圖。
[0035]圖4A是沿圖2B中的箭頭B的方向的視圖。
[0036]圖4B是沿圖4A中的箭頭D的方向的視圖。
[0037]圖5A是例示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的操作輸入裝置的接合單元彼此接合的狀態(tài)的示意性平面圖。
[0038]圖5B是沿圖5A中的箭頭E的方向的視圖。
[0039]圖6是例示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的操作輸入裝置的控制單元的功能構(gòu)造的功能框圖。
[0040]圖7是例示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的操作輸入裝置的初始化方法的流程圖。
[0041]圖8A是用于描述本發(fā)明的第一實(shí)施方式的操作輸入裝置的初始化方法的接合處理的操作的圖。
[0042]圖SB是用于描述本發(fā)明的第一實(shí)施方式的操作輸入裝置的初始化方法的接合處理的操作的圖。
[0043]圖9A是用于描述本發(fā)明的第一實(shí)施方式的操作輸入裝置的初始化方法的數(shù)據(jù)獲取處理的操作的圖。[0044]圖9B是用于描述本發(fā)明的第一實(shí)施方式的操作輸入裝置的初始化方法的數(shù)據(jù)獲取處理的操作的圖。
[0045]圖10是例示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的變型例(第一變型例)的操作輸入裝置的主要部件的構(gòu)造的示意性立體圖。
[0046]圖11是在本發(fā)明的第一實(shí)施方式的變型例(第一變型例)的操作輸入裝置中使用的中間部件的平面圖。
[0047]圖12A是例示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的操作輸入裝置的主要部件的構(gòu)造的示意性立體圖。
[0048]圖12B是用于描述本發(fā)明的第二實(shí)施方式的操作輸入裝置的操作的圖。
[0049]圖13A是例示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的操作輸入裝置的接合單元的構(gòu)造的示意性立體圖。
[0050]圖13B是例示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的操作輸入裝置的接合單元的構(gòu)造的示意性立體圖。
[0051]圖14A是例示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的操作輸入裝置的接合單元的構(gòu)造的部分示意性截面圖。
[0052]圖14B是例示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的操作輸入裝置的接合單元的構(gòu)造的部分示意性截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053]下文中，將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。在附圖中，即使在其他實(shí)施方式的情況下，相同或等同部件也由相同的附圖標(biāo)記來表示，并且這里將省略其描述。
[0054]第一實(shí)施方式
[0055]將描述本發(fā)明的第一實(shí)施方式的操作輸入裝置。
[0056]圖1A是例示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的操作輸入裝置的示例的示意性立體圖。圖1B是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的操作輸入裝置的主要部件的立體圖。
[0057]圖2A和圖2B是例示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的操作輸入裝置的多關(guān)節(jié)臂的構(gòu)造的示意性立體圖。圖3A是沿圖2A中的箭頭A的方向的視圖。圖3B是沿圖3A中的箭頭C的方向的視圖。圖4A是沿圖2B中的箭頭B的方向的視圖。圖4B是沿圖4A中的箭頭D的方向的視圖。圖5A是例示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的操作輸入裝置的接合單元彼此接合的狀態(tài)的示意性平面圖。圖5B是沿圖5A中的箭頭E的方向的視圖。圖6是例示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的操作輸入裝置的控制單元的功能構(gòu)造的功能框圖。
[0058]作為示例，本實(shí)施方式的主操縱器I (操作輸入裝置)可以用作在主從型醫(yī)療操縱系統(tǒng)中執(zhí)行從操縱器的操作的操作輸入裝置。這里，主從型醫(yī)療操縱系統(tǒng)是具有各包括多關(guān)節(jié)臂的主操縱器和從操縱器、通過運(yùn)動主操縱器的多關(guān)節(jié)臂使從操縱器的多關(guān)節(jié)臂跟隨主操縱器的多關(guān)節(jié)臂的運(yùn)動從而遠(yuǎn)程控制從操縱器的系統(tǒng)。
[0059]如圖1A和圖1B所示，主操縱器I的示意性構(gòu)造包括主體框2 (保持單元)、顯示單元4、多關(guān)節(jié)臂3R和3L (多關(guān)節(jié)臂3R，參照圖1B)和主控制單元100 (圖1A和圖1B未示出，參見圖6)。
[0060]主體框2是將多關(guān)節(jié)臂3R和3L的各個(gè)近端保持在相互的相對位置關(guān)系固定的狀態(tài)下的保持單元。在本實(shí)施方式中，主體框2具有大致矩形的板狀并且沿水平方向以對角傾斜的方式固定在底面上所設(shè)置的直立部2a的上端上。
[0061]而且，在主體框2的中心部中，設(shè)置有顯示單元4，該顯示單元4顯示利用相機(jī)(未示出)拍攝的從操縱器120的圖像，使得操作者P可以監(jiān)視從操縱器120 (參見圖6)運(yùn)動的狀態(tài)。
[0062]在圖1A所示的顯示單元4的顯示畫面4a上，顯示多關(guān)節(jié)臂3R操作的從操縱器120R的圖像和多關(guān)節(jié)臂3L操作的從操縱器120L的圖像。
[0063]作為顯示單元4的構(gòu)造，例如，可以采用液晶面板、或CRT監(jiān)視器等的構(gòu)造。
[0064]如圖1B所示，如果主體框2的設(shè)置有顯示單元4的一側(cè)是正面?zhèn)?，則從正面?zhèn)瓤磿r(shí)，多關(guān)節(jié)臂3R的近端被固定到下端部的右側(cè)。多關(guān)節(jié)臂3R的遠(yuǎn)端位于主體框2的正面?zhèn)蒛。而且，從主體框2的正面看時(shí)，多關(guān)節(jié)臂3L的近端被固定到下端部的左側(cè)。多關(guān)節(jié)臂3L的遠(yuǎn)端位于主體框2的正面?zhèn)取３鲇谠撛?，在多關(guān)節(jié)臂3R和3L的各個(gè)近端的固定位置中，主體框2上的各個(gè)位置坐標(biāo)是已知的并且彼此水平分開恒定距離。
[0065]由于這樣的排布，例如，操作者P能夠在坐在主體框2前面的狀態(tài)下，一邊監(jiān)視顯示畫面4a中的從操縱器120L和120R的運(yùn)動，一邊操作多關(guān)節(jié)臂3L和3R的遠(yuǎn)端。
[0066]多個(gè)多關(guān)節(jié)臂3R和3L具有串聯(lián)的多個(gè)關(guān)節(jié)(該多個(gè)關(guān)節(jié)具有旋轉(zhuǎn)自由度或平動自由度)并且被構(gòu)造為使得可以改變遠(yuǎn)端相對于近端的位置和朝向。各個(gè)臂和關(guān)節(jié)的數(shù)量、構(gòu)造和排布可以根據(jù)操作對象的操作輸入信息的需要適當(dāng)設(shè)置。然而，在本實(shí)施方式中，多關(guān)節(jié)臂3R用作右手的操作輸入，并且多關(guān)節(jié)臂3L用作左手的操作輸入。
[0067]在本實(shí)施方式中，作為示例，將描述從操縱器120R和120L各包括在其遠(yuǎn)端的夾鉗以及夾鉗的運(yùn)動自由度是6自由度的多關(guān)節(jié)臂的情況的示例。
[0068]由此，在本實(shí)施方式中，多關(guān)節(jié)臂3R和3L除了在遠(yuǎn)端中把手彼此不同之外具有大致相同的構(gòu)造。
[0069]如圖2A所示，多關(guān)節(jié)臂3R的示意性構(gòu)造從近端側(cè)朝向遠(yuǎn)端側(cè)包括第一關(guān)節(jié)5(關(guān)節(jié))、臂6、第二關(guān)節(jié)7 (關(guān)節(jié))、臂8、第三關(guān)節(jié)9 (關(guān)節(jié))、L形臂10、第四關(guān)節(jié)11 (關(guān)節(jié))、L形臂12 (臂)、第五關(guān)節(jié)13 (關(guān)節(jié))和右手操作臂14R (臂)。
[0070]第一關(guān)節(jié)5是包括旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5a和直線驅(qū)動關(guān)節(jié)5b且自由度為2的關(guān)節(jié)。旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5a具有繞固定到主體框2的旋轉(zhuǎn)軸線O5a轉(zhuǎn)動的自由度并且沿與主體框2交叉的方向延伸。直線驅(qū)動關(guān)節(jié)5b具有沿著作為與旋轉(zhuǎn)軸線O5a垂直的軸線的直線驅(qū)動軸線O5b的平動的自由度。
[0071]而且，雖然圖2A未示出，但是第一關(guān)節(jié)5設(shè)置有檢測單元E5a和檢測單元E5b。檢測單元E5a檢測表示旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5a的旋轉(zhuǎn)量的旋轉(zhuǎn)角度(參見圖6)。檢測單元E5b檢測表示直線驅(qū)動關(guān)節(jié)5b的平動量的平動位移(參見圖6)。
[0072]檢測單元E5a和E5b電連接到主控制單元100，并且被構(gòu)造為能夠向主控制單元100發(fā)送旋轉(zhuǎn)角度和平動位移的檢測信號。
[0073]在本實(shí)施方式中，檢測單元E5a和E5b都采用增量型編碼器。出于該原因，在通電時(shí)，或者在合適時(shí)刻從主控制單元100發(fā)送復(fù)位信號時(shí)，旋轉(zhuǎn)角度和平動位移可以各被復(fù)位為零。由此，檢測單元E5a (E5b)的檢測信號表示基于檢測單元E5a (E5b)被復(fù)位時(shí)的關(guān)節(jié)的運(yùn)動位置的旋轉(zhuǎn)角度(平動位移)。[0074]在本實(shí)施方式中，因?yàn)樵趶?fù)位時(shí)多關(guān)節(jié)臂3R和3L的各個(gè)關(guān)節(jié)中設(shè)置的關(guān)節(jié)坐標(biāo)系的值是難以知道的，所以關(guān)節(jié)在復(fù)位時(shí)的運(yùn)動位置執(zhí)行多關(guān)節(jié)臂3R和3L的運(yùn)動學(xué)計(jì)算。出于該原因，按照各個(gè)關(guān)節(jié)中設(shè)置的關(guān)節(jié)坐標(biāo)系所測量的值通常是不一致的。
[0075]下文中，按照關(guān)節(jié)坐標(biāo)系測量復(fù)位時(shí)關(guān)節(jié)的運(yùn)動位置所得的值被稱作關(guān)節(jié)運(yùn)動的初始值。
[0076]多關(guān)節(jié)臂3R的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5a相對于主體框2的固定位置限定了多關(guān)節(jié)臂3R的近端的固定位置。
[0077]臂6是被構(gòu)造為通過直線驅(qū)動關(guān)節(jié)5b可直線運(yùn)動的棒狀部件。臂6與直線驅(qū)動軸線O5b同軸設(shè)置。臂6的一端連接到直線驅(qū)動關(guān)節(jié)5b。而且，臂6的另一端固定到第二關(guān)節(jié)7。
[0078]由此，當(dāng)直線驅(qū)動關(guān)節(jié)5b直線運(yùn)動時(shí)，臂6沿著直線驅(qū)動軸線O5b前進(jìn)或后退，并且第二關(guān)節(jié)7隨著臂6的前進(jìn)和后退而平動。
[0079]第二關(guān)節(jié)7是具有沿著直線驅(qū)動軸線O7的平動自由度且自由度為I的直線驅(qū)動關(guān)節(jié)。直線驅(qū)動軸線O7是與直線驅(qū)動軸線O5b交叉的軸線。
[0080]而且，雖然圖2A中未示出，但是第二關(guān)節(jié)7設(shè)置有檢測表示第二關(guān)節(jié)7的平動量的平動位移的檢測單元E7 (參見圖6)。
[0081]檢測單元E7電連接到主控制單元100，并且被構(gòu)造為使得能夠向主控制單元100發(fā)送平動位移的檢測信號。
[0082]在本實(shí)施方式中，檢測單元E7采用與檢測單元E5b相同的增量型編碼器。
[0083]臂8是被構(gòu)造為通過第二關(guān)節(jié)7可直線運(yùn)動的棒狀部件。臂8與直線驅(qū)動軸線O7同軸設(shè)置。臂8的一端連接到第二關(guān)節(jié)7。而且，臂8的另一端被固定到第三關(guān)節(jié)9。
[0084]由此，當(dāng)使第二關(guān)節(jié)7直線運(yùn)動時(shí)，臂8沿著直線驅(qū)動軸線O7前進(jìn)或后退，并且第三關(guān)節(jié)9隨著臂8的前進(jìn)和后退而平動。
[0085]第三關(guān)節(jié)9是具有繞旋轉(zhuǎn)軸線O9轉(zhuǎn)動的自由度且自由度為I的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。旋轉(zhuǎn)軸線O9是與直線驅(qū)動軸線O7和旋轉(zhuǎn)軸線O5a垂直的軸線。
[0086]而且，雖然圖2A未示出，但是第三關(guān)節(jié)9設(shè)置有檢測表示第三關(guān)節(jié)9的旋轉(zhuǎn)量的旋轉(zhuǎn)角度的檢測單元E9 (參見圖6)。
[0087]檢測單元E9電連接到主控制單元100，并且被構(gòu)造為使得可以向主控制單元100發(fā)送旋轉(zhuǎn)角度的檢測信號。
[0088]在本實(shí)施方式中，檢測單元E9采用與檢測單元E5a相同的增量型編碼器。
[0089]L形臂10是由直臂部IOa和直臂部IOb形成的L形臂部件。直臂部IOa的一端連接到第三關(guān)節(jié)9并且沿與旋轉(zhuǎn)軸線O9垂直的方向延伸。直臂部IOb在沿著旋轉(zhuǎn)軸線O9的方向上從直臂部IOa的另一端延伸。
[0090]在本實(shí)施方式中，直臂部IOb從直臂部IOa延伸到設(shè)置有多關(guān)節(jié)臂3L的一側(cè)。第四關(guān)節(jié)11連接到直臂部IOb的遠(yuǎn)端。
[0091]由此，當(dāng)?shù)谌P(guān)節(jié)9轉(zhuǎn)動時(shí)，L形臂10繞旋轉(zhuǎn)軸線O9轉(zhuǎn)動，并且第四關(guān)節(jié)11隨著L形臂10的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
[0092]第四關(guān)節(jié)11是具有繞旋轉(zhuǎn)軸線O11轉(zhuǎn)動的自由度且自由度為I的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。旋轉(zhuǎn)軸線O11是與直臂部IOb和旋轉(zhuǎn)軸線O9垂直的軸線。[0093]而且，雖然圖2A中未示出，但是第四關(guān)節(jié)11設(shè)置有檢測表示第四關(guān)節(jié)11的旋轉(zhuǎn)量的旋轉(zhuǎn)角度的檢測單元E11 (參見圖6)。
[0094]檢測單元E11電連接到主控制單元100，并且被構(gòu)造為使得檢測單元E11可以向主控制單元100發(fā)送旋轉(zhuǎn)角度的檢測信號。
[0095]在本實(shí)施方式中，檢測單元E11采用與檢測單元E5a相同的增量型編碼器。
[0096]L形臂12是由直臂部12a和直臂部12b形成的L形臂部件。直臂部12a的一端連接到第四關(guān)節(jié)11并且沿與旋轉(zhuǎn)軸線O11垂直的方向延伸。直臂部12b在沿著旋轉(zhuǎn)軸線O11的方向上從直臂部12a的另一端延伸。
[0097]而且，直臂部12a的長度比L形臂10的直臂部IOb的長度短。而且，直臂部12a與直臂部IOb (L形臂10的直臂部IOb)的連接位置與直臂部IOa的延伸方向(與旋轉(zhuǎn)軸線O9垂直的方向)在同一方向側(cè)。
[0098]而且，直臂部12b的延伸方向與L形臂10的直臂部IOa的延伸方向相同，并且第五關(guān)節(jié)13連接到直臂部12b沿延伸方向的遠(yuǎn)端。
[0099]由此，L形臂12可以在不干擾L形臂10的情況下，繞旋轉(zhuǎn)軸線O11自由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。出于該原因，第五關(guān)節(jié)13隨著L形臂12的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
[0100]第五關(guān)節(jié)13是具有繞旋轉(zhuǎn)軸線O13轉(zhuǎn)動的自由度且自由度為I的關(guān)節(jié)。旋轉(zhuǎn)軸線O13是與直臂部12b和旋轉(zhuǎn)軸線O11垂直的軸線。而且，雖然圖2A中未示出，但是第五關(guān)節(jié)13設(shè)置有檢測表示第五關(guān)節(jié)13的旋轉(zhuǎn)量的旋轉(zhuǎn)角度的檢測單元E13 (參見圖6)。
[0101]檢測單元E13電連接到主控制單元100，并且被構(gòu)造為使得檢測單元E13可以向主控制單元100發(fā)送平動位移的檢測信號。
[0102]在本實(shí)施方式中，檢測單元E13采用與檢測單元E5a相同的增量型編碼器。
[0103]右手操作臂14R包括直臂部14a、直臂部14b、抓握單元14c和握持操作單元15。直臂部14a的一端連接到第五關(guān)節(jié)13并且沿與旋轉(zhuǎn)軸線O13垂直的方向延伸。直臂部14b在沿著旋轉(zhuǎn)軸線O13的方向上且在與L形臂部12的直臂部12a相同的方向上從直臂部14a的另一端延伸。抓握單元14c沿與直臂部14a相同的方向從直臂部14a連接到直臂部14b的方向的相反側(cè)的端部延伸。握持操作單元15被設(shè)置為從抓握單元14c面向直臂部14a的側(cè)面14d向直臂部14a側(cè)突出。
[0104]另外，當(dāng)?shù)谝魂P(guān)節(jié)5側(cè)被限定為多關(guān)節(jié)臂3R的近端時(shí)，右手操作臂14R被限定為多關(guān)節(jié)臂3R的遠(yuǎn)端。
[0105]抓握單元14c的形狀可以包括右手Hk容易從直臂部14b延伸的側(cè)面14d的對側(cè)的側(cè)面進(jìn)行抓握的合適三維形狀。在本實(shí)施方式中，抓握單元14c被形成厚度與直臂部14a和14b的寬度大致相同的大致板狀。
[0106]下文中，在與側(cè)面14d相鄰的厚度方向的側(cè)面中，當(dāng)抓握抓握單元14c時(shí)右手Hk的大拇指所處的側(cè)面被稱作側(cè)面Hf。側(cè)面14f的對側(cè)的側(cè)面被稱作側(cè)面Hg。
[0107]在右手操作臂14R中，直臂部14a的長度比L形臂12的直臂部12b的長度短。同時(shí)，直臂部14a和第五關(guān)節(jié)13在與直臂部12a的延伸方向相同的方向側(cè)連接到L形臂12的直臂部12b。
[0108]而且，右手操作臂14R在沿著旋轉(zhuǎn)軸線O13的方向上的長度比直臂部12a和IOb的長度之和短。而且，右手操作臂14R的抓握單元14c的沿與旋轉(zhuǎn)軸線O13垂直的方向的長度比直臂部14a的長度的兩倍短。
[0109]憑借這樣的構(gòu)造，右手操作臂14R可以在不干擾L形臂12的情況下，沿著旋轉(zhuǎn)軸線O13自由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。而且，當(dāng)右手操作臂14R與L形臂12—起沿著旋轉(zhuǎn)軸線O11旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，與L形臂12 —樣，右手操作臂14R也可以在不干擾L形臂10的情況下自由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
[0110]在抓握單元14c沿延伸方向的遠(yuǎn)端中的遠(yuǎn)端面14e設(shè)置有接合單元19R。接合單元19R與后面要描述的多關(guān)節(jié)臂3L的左手操作臂14L接合，使得相對位置固定。
[0111]雖然只要相對位置能夠固定就對接合單元19R的形狀沒有特別限定，但是在本實(shí)施方式中，如圖3A和圖3B所示，接合單元19R包括凹部15R和凸部16R。
[0112]凹部15R形成溝槽，該溝槽具有沿厚度方向在抓握單元14c的側(cè)面14f與14g之間貫通的矩形截面。凹部15R形成對于遠(yuǎn)端面14e的凹部。
[0113]凸部16R沿厚度方向在抓握單元14c的側(cè)面14f與14g之間貫通。凸部16R是靠近凹部15R的側(cè)面14d設(shè)置、具有矩形截面的突起部。凸部16R形成對于遠(yuǎn)端面14e的凸部。
[0114]如圖3B所示，從遠(yuǎn)端面14e的法線方向觀看，凸部16R的形狀整體是大致矩形。然而，凸部16R的形狀被構(gòu)造為使得在矩形形狀中，作為矩形形狀的角部被輕微切去。與遠(yuǎn)端面14e相同高度形成的凹口部16a形成在與側(cè)面14g相鄰并且是凹部15R的相反側(cè)的一個(gè)角。
[0115]出于該原因，由于凸部16R的凹口部16a，在側(cè)面14g的附近、從側(cè)面14g到側(cè)面14f的途中形成臺階部16b。
[0116]而且，在本實(shí)施方式中，接合傳感器18R設(shè)置在凸部16R的背里側(cè)的抓握單元14c中。接合傳感器18R檢測與下面要提到的接合單元19L的接合狀態(tài)。
[0117]當(dāng)結(jié)合接合傳感器18L可以檢測到接合狀態(tài)時(shí)，接觸型或非接觸型的合適檢測傳感器可以被采用為接合傳感器18R的構(gòu)造。作為接觸型檢測傳感器，可以采用壓力傳感器、檢測電氣導(dǎo)通的傳感器、觸點(diǎn)型開關(guān)等。而且，作為非接觸型檢測傳感器，可以采用光傳感器、電容檢測傳感器、磁檢測傳感器、陀螺傳感器等。
[0118]而且，接合傳感器18R和18L中的任何一個(gè)可以是有源傳感器，而其中的另一個(gè)可以是無源傳感器或檢測對象介質(zhì)。例如，當(dāng)接合傳感器18R和18L中的一個(gè)是光傳感器時(shí)，其中的另一個(gè)可以采用能夠利用光傳感器來檢測位置的檢測標(biāo)記，作為檢測對象介質(zhì)。
[0119]而且，操作者可以在不將傳感器設(shè)置在接合單元中的情況下可視地確認(rèn)接合，并且接合信號可以借助于主控制單元接口(未示出)輸入到接合檢測單元102。
[0120]在本實(shí)施方式中，作為接合傳感器18R，采用觸點(diǎn)型開關(guān)。
[0121]而且，接合傳感器18R電連接到主控制單元100并且被構(gòu)造為使得接合傳感器18R可以在檢測到預(yù)定接合狀態(tài)時(shí)向主控制單元100發(fā)送檢測信號(參見圖6)。
[0122]握持操作單元15是執(zhí)行從操縱器120R的夾鉗的開閉操作的操作輸入的部件。在本實(shí)施方式中，例如，握持操作單元15被設(shè)置為使得在用右手Hk的中指、無名指和小指抓握抓握單元14c時(shí)可以用大拇指和食指按壓握持操作單元15。握持操作單元15包括可以用角度檢測單元(未示出)來檢測相互打開角度的操作桿15a和15b。
[0123]握持操作單元15電連接到主控制單元100,并且被構(gòu)造為使得握持操作單元15可以向主控制單元100發(fā)送利用角度檢測所檢測到的打開角度的檢測信號(參見圖6)。[0124]多關(guān)節(jié)臂3L的示意性構(gòu)造與多關(guān)節(jié)臂3R的示意性構(gòu)造大致相同。如圖2B所示，多關(guān)節(jié)臂3L從近端側(cè)到遠(yuǎn)端側(cè)包括第一關(guān)節(jié)5、臂6、第二關(guān)節(jié)7、臂8、第三關(guān)節(jié)9、L形臂10、第四關(guān)節(jié)11、L形臂12、第五關(guān)節(jié)13和左手操作臂14L (臂)。
[0125]下文中，描述將集中在與多關(guān)節(jié)臂3R的不同點(diǎn)。
[0126]多關(guān)節(jié)臂3L的第一關(guān)節(jié)5具有與多關(guān)節(jié)臂3R的第一關(guān)節(jié)5相同的構(gòu)造。多關(guān)節(jié)臂3L的第一關(guān)節(jié)5的不同在于旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5a在主體框2的下端部中被固定在與多關(guān)節(jié)臂3R的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5a水平分開固定距離的位置處。
[0127]多關(guān)節(jié)臂3L的第一關(guān)節(jié)5中的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5a到主體框2的固定位置限定了多關(guān)節(jié)臂3L的近端的固定位置。
[0128]與多關(guān)節(jié)臂3R的情況相同，多關(guān)節(jié)臂3L的檢測單元E5a和E5b電連接到主控制單元100并且被構(gòu)造為使得檢測單元E5a和E5b各可以向主控制單元100發(fā)送旋轉(zhuǎn)角度和平動位移的檢測信號(參見圖6)。
[0129]多關(guān)節(jié)臂3L的臂6是與多關(guān)節(jié)臂3R的臂6相同的部件。多關(guān)節(jié)臂3L的臂6連接到直線驅(qū)動關(guān)節(jié)5b和第二關(guān)節(jié)7。
[0130]多關(guān)節(jié)臂3L的第二關(guān)節(jié)7具有與多關(guān)節(jié)臂3R的第二關(guān)節(jié)7相同的構(gòu)造。與多關(guān)節(jié)臂3R的情況相同，在多關(guān)節(jié)臂3L的第二關(guān)節(jié)7中，檢測單元E7電連接到主控制單元100并且被構(gòu)造為使得檢測單元E7可以向主控制單元100發(fā)送平動位移的檢測信號(參見圖6)。
[0131]多關(guān)節(jié)臂3L的臂8是與多關(guān)節(jié)臂3R的臂8相同的部件。多關(guān)節(jié)臂3L的臂8連接到第二關(guān)節(jié)7和第三關(guān)節(jié)9。
[0132]多關(guān)節(jié)臂3L的第三關(guān)節(jié)9具有與多關(guān)節(jié)臂3R的第三關(guān)節(jié)9相同的構(gòu)造。與多關(guān)節(jié)臂3R的情況相同，在多關(guān)節(jié)臂3L的第三關(guān)節(jié)9中，檢測單元E9電連接到主控制單元100并且被構(gòu)造為使得檢測單元E9可以向主控制單元100發(fā)送旋轉(zhuǎn)角度的檢測信號(參見圖6)。
[0133]多關(guān)節(jié)臂3L的L形臂10是與多關(guān)節(jié)臂3R的L形臂10相同的部件。多關(guān)節(jié)臂3L的L形臂10連接到第三關(guān)節(jié)9和第四關(guān)節(jié)11。
[0134]然而，多關(guān)節(jié)臂3L的L形臂10的直臂部IOb從直臂部IOa延伸到設(shè)置有多關(guān)節(jié)臂3R的一側(cè)。多關(guān)節(jié)臂3L的L形臂10的不同在于第四關(guān)節(jié)11連接到多關(guān)節(jié)臂3L的L形臂10的直臂部IOb的遠(yuǎn)端。
[0135]多關(guān)節(jié)臂3L的第四關(guān)節(jié)11具有與多關(guān)節(jié)臂3R的第四關(guān)節(jié)11相同的構(gòu)造。與多關(guān)節(jié)臂3R的情況相同，在多關(guān)節(jié)臂3L的第四關(guān)節(jié)11中，檢測單元E11電連接到主控制單元100并且被構(gòu)造為使得檢測單元E11可以向主控制單元100發(fā)送旋轉(zhuǎn)角度的檢測信號(參見圖6)。
[0136]多關(guān)節(jié)臂3L的L形臂12是與多關(guān)節(jié)臂3R的L形臂12相同的部件。多關(guān)節(jié)臂3L的L形臂12連接到第四關(guān)節(jié)11和第五關(guān)節(jié)13。
[0137]多關(guān)節(jié)臂3L的第五關(guān)節(jié)13具有與多關(guān)節(jié)臂3R的第五關(guān)節(jié)13相同的構(gòu)造。與多關(guān)節(jié)臂3R的情況相同，在多關(guān)節(jié)臂3L的第五關(guān)節(jié)13中，檢測單元E13電連接到主控制單元100并且被構(gòu)造為使得檢測單元E13可以向主控制單元00發(fā)送旋轉(zhuǎn)角度的檢測信號(參見圖6)。[0138]左手操作臂14L是與多關(guān)節(jié)臂3R的右手操作臂14R大致相同的部件。左手操作臂14L連接到第五關(guān)節(jié)13。而且，左手操作臂14L是當(dāng)?shù)谝魂P(guān)節(jié)5是多關(guān)節(jié)臂3L的近端時(shí)構(gòu)成多關(guān)節(jié)臂3L的遠(yuǎn)端的部件。
[0139]左手操作臂14L與右手操作臂14R的區(qū)別在于設(shè)置有接合單元19L，代替抓握單元14c的接合單元19R。
[0140]而且，左手操作臂14L的抓握單元14c的形狀與右手操作臂14R的抓握單元14c的形狀的區(qū)別在于左手操作臂14L的抓握單元14c包括左手氏容易在直臂部14b延伸的側(cè)面14d的對側(cè)的側(cè)面進(jìn)行抓握的合適三維形狀。在本實(shí)施方式中，抓握單元14c形成為厚度與直臂部14a和14b的寬度大致相同的大致板狀，并且左手操作臂14L通過側(cè)面14f和14g的替換被構(gòu)造為與右手操作臂14R面對稱的形狀。
[0141]接合單元19L是用于進(jìn)行接合使得與多關(guān)節(jié)臂3R的右手操作臂14R的相對位置固定的部件。接合單元19L設(shè)置在左手操作臂14L的遠(yuǎn)端面14e上。
[0142]接合單元19L的形狀具有與接合單元19R接合的凹凸部。在本實(shí)施方式中，如圖4A和圖4B所示，包括凸部15L和凹部16L。
[0143]凸部15L是在將左手操作臂14L的遠(yuǎn)端面14e與右手操作臂14R的遠(yuǎn)端面14e緊密接觸的狀態(tài)下，與凹部15R接合的凸部。凸部15L形成突起部，該突起部具有沿厚度方向在抓握單元14c的側(cè)面14f與14g之間貫通的矩形截面。
[0144]凹部16L是在將左手操作臂14L的遠(yuǎn)端面14e與右手操作臂14R的遠(yuǎn)端面14e緊密接觸的狀態(tài)下，與凸部16R接合的凸部。凹部16L沿厚度方向在側(cè)面14f與14g之間貫通。凹部16L是靠近凸部15L的側(cè)面14d設(shè)置、具有矩形截面的槽部。
[0145]如圖4B所示，從遠(yuǎn)端面14e沿法線方向看到時(shí)，凹部16L的形狀是被嵌合到凸部16R中的形狀。即，凹部16L的形狀整體是大致矩形。在凹部16L的角部(如矩形)中，在與遠(yuǎn)端面14e相同高度由稍突出到溝槽中的矩形突起部形成的突起部17形成在與側(cè)面14g相鄰的凸部15L的相對側(cè)的一個(gè)角中。
[0146]出于該原因，通過凹部16L的突起部17，在側(cè)面14g的附近從側(cè)面14f到側(cè)面14g的途中形成臺階部17a。
[0147]而且，在本實(shí)施方式中，接合傳感器18L設(shè)置在凹部16L的對側(cè)的抓握單元14c中。接合傳感器18L檢測與接合單元19R的接合狀態(tài)。
[0148]當(dāng)可以結(jié)合接合傳感器18R檢測接合狀態(tài)時(shí)，與接合傳感器18R類似的接觸型或非接觸型的合適檢測傳感器可以用作接合傳感器18L。例如，當(dāng)接合傳感器18R是有源傳感器時(shí)，如上所述，接合傳感器18L可以是無源傳感器或檢測對象介質(zhì)。
[0149]在本實(shí)施方式中，采用檢測對象介質(zhì)作為接合傳感器18L。
[0150]而且，接合傳感器18L電連接到主控制單元100并且被構(gòu)造為使得接合傳感器18L可以在檢測到預(yù)定接合狀態(tài)時(shí)向主控制單元100發(fā)送檢測信號(參見圖6)。
[0151]憑借接合單元19R和19L的構(gòu)造，凹部15R和凸部15L彼此面對，使得右手操作臂14R和左手操作臂14L各個(gè)的側(cè)面14f面向相同的方向，并且各個(gè)的遠(yuǎn)端面14e彼此匹配，使得凸部16R和凹部16L彼此面對。結(jié)果，如圖5A和圖5B所示，可以形成各個(gè)遠(yuǎn)端面14e彼此緊密接觸的接合狀態(tài)，并且各個(gè)側(cè)面Hf和各個(gè)側(cè)面14g彼此排列。
[0152]此時(shí)，憑借凹部15R與凸部15L之間的接合以及凸部16R與凹部16L之間的接合，與各個(gè)抓握單元14c的厚度方向垂直并且沿著各個(gè)遠(yuǎn)端面14e的相對位置固定。
[0153]而且，憑借凸部16R中的臺階部16b與突起部17中的臺階部17a之間的接合，各個(gè)抓握單元14c沿厚度方向的相對位置固定。
[0154]S卩，根據(jù)接合單元19R和19L，右手操作臂14R的遠(yuǎn)端面14e和左手操作臂14L的遠(yuǎn)端面14e在沿面內(nèi)的位置固定的狀態(tài)下彼此緊密接觸。右手操作臂14R與左手操作臂14L之間的相對運(yùn)動的自由度被設(shè)置為使得固定總共6個(gè)自由度。
[0155]此時(shí)，在本實(shí)施方式中，因?yàn)榻雍蟼鞲衅?8R和18L被放置為在彼此面對的位置處彼此接觸，所以接合傳感器18R和18L檢測到穩(wěn)定的接合狀態(tài)。
[0156]多關(guān)節(jié)臂3L的握持操作單元15是執(zhí)行從操縱器120L的夾鉗的開閉操作的操作輸入并且是與多關(guān)節(jié)臂3R的握持操作單元15相同的部件。然而，左手操作臂14L的不同在于:如側(cè)面Hf與14g之間的位置關(guān)系一樣，操作桿15a和15b的位置相反，以便用左手扎抓握抓握單元14c。
[0157]出于該原因，例如，操作者的大拇指和食指可以在用左手扎的中指、無名指和小拇指抓握抓握單元14c時(shí)各按壓操作桿15a和15b的情況與右手操作臂14R的情況相同。
[0158]而且，與多關(guān)節(jié)臂3R的情況相同，左手操作臂14L的握持操作單元15電連接到主控制單元00并且被構(gòu)造為使得左手操作臂14L的握持操作單元15可以向主控制單元100發(fā)送利用角度檢測單元檢測到的打開角度的檢測信號(參見圖6)。
[0159]下面，將參照圖6描述主控制單元100的構(gòu)造。
[0160]主控制單元100的功能構(gòu)造包括數(shù)據(jù)獲取單元101、接合檢測單元102、初始值計(jì)算單元103、存儲單元104和輸入數(shù)據(jù)生成部105。
[0161]數(shù)據(jù)獲取單元101按照時(shí)間序列獲取多關(guān)節(jié)臂3R和3L的各個(gè)檢測單元E5a、E5b,Ε7、Ε9、Εη和E13檢測到的關(guān)節(jié)運(yùn)動量(下文中，各簡稱為關(guān)節(jié)運(yùn)動量)。數(shù)據(jù)獲取單元101電連接到各個(gè)檢測單元E5a、E5b、E7、E9、En和E13、接合檢測單元102、初始值計(jì)算單元103和輸入數(shù)據(jù)生成部105。這里，關(guān)節(jié)運(yùn)動量指的是檢測單元檢測到的旋轉(zhuǎn)角度或平動位移。
[0162]主控制單元100包括初始化模式和操作模式，并且數(shù)據(jù)獲取單元101的關(guān)節(jié)運(yùn)動量的發(fā)送地點(diǎn)根據(jù)模式而不同。初始化模式計(jì)算在對于從操縱器120的操作輸入之前多關(guān)節(jié)臂3R和3L的關(guān)節(jié)運(yùn)動量的初始值。操作模式基于在完成初始化模式之后多關(guān)節(jié)臂3R和3L的關(guān)節(jié)運(yùn)動量，來生成用于操作從操縱器120的輸入數(shù)據(jù)。
[0163]在本實(shí)施方式中，當(dāng)接合檢測單元102通知數(shù)據(jù)獲取單元101借助于接合單元19R和19L在充當(dāng)多關(guān)節(jié)臂3R的遠(yuǎn)端的右手操作臂14R與充當(dāng)多關(guān)節(jié)臂3L的遠(yuǎn)端的左手操作臂14L之間接合時(shí)，初始化模式開始。
[0164]在初始化模式中，當(dāng)按照時(shí)間序列獲取多組各關(guān)節(jié)運(yùn)動量時(shí)，數(shù)據(jù)獲取單元101向初始值計(jì)算單元103發(fā)送多組關(guān)節(jié)運(yùn)動量。
[0165]當(dāng)如下面提到的完成初始化時(shí)，通過從初始值計(jì)算單元103接收控制信號的發(fā)送，來設(shè)置操作模式。
[0166]在操作模式中，當(dāng)按照時(shí)間序列獲取各個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動量時(shí)，數(shù)據(jù)獲取單元101向輸入數(shù)據(jù)生成部105順序發(fā)送關(guān)節(jié)運(yùn)動量。
[0167]接合檢測單元102獲取接合傳感器18R和18L的檢測信號并且確定接合單元19R和19L的接合狀態(tài)。當(dāng)確定出設(shè)置有預(yù)定接合狀態(tài)時(shí)，接合檢測單元102通知數(shù)據(jù)獲取單元101接合完成，將數(shù)據(jù)獲取單元101設(shè)置為初始化模式，并且顯示顯示單元4的接合完成的消息。
[0168]而且，當(dāng)未完成接合時(shí)，接合檢測單元102在顯示單元4上顯示接合未完成的消
肩、O
[0169]出于該原因，在本實(shí)施方式中，接合檢測單元102電連接到接合傳感器18R和18L、數(shù)據(jù)獲取單元101和顯示單元4。
[0170]初始值計(jì)算單元103基于數(shù)據(jù)獲取單元101按照時(shí)間序列獲取的關(guān)節(jié)運(yùn)動量，在右手操作臂14R與左手操作臂14L之間的相對位置關(guān)系借助于接合單元19R和19L固定的條件下，計(jì)算各個(gè)檢測單元65￡^51^739311和E13中的關(guān)節(jié)運(yùn)動的初始值。
[0171]出于該原因，初始值計(jì)算單元103電連接到數(shù)據(jù)獲取單元101。而且，初始值計(jì)算單元103電連接到存儲單元104和顯示單元4。初始值計(jì)算單元103被構(gòu)造為使得其可以向存儲單元104發(fā)送并存儲計(jì)算得的初始值，或者使得其可以在計(jì)算處理過程中發(fā)生出錯時(shí)在顯示單元4上顯示出錯消息。
[0172]將在下面提到的主控制單元100的運(yùn)動描述中描述初始值計(jì)算單元103中關(guān)節(jié)運(yùn)動的初始值的計(jì)算方法。
[0173]存儲單元104電連接到初始值計(jì)算單元103和輸入數(shù)據(jù)生成部105，并且存儲從初始值計(jì)算單元103發(fā)送的關(guān)節(jié)運(yùn)動的初始值，并且輸入數(shù)據(jù)生成部105被構(gòu)造為使得其可以在需要時(shí)讀取初始 值。
[0174]輸入數(shù)據(jù)生成部105基于多關(guān)節(jié)臂3R的右手操作臂14R和多關(guān)節(jié)臂3L的左手操作臂14L的位置和朝向以及利用對各個(gè)握持操作單元15執(zhí)行的操作的操作量，生成輸入數(shù)據(jù)，該輸入數(shù)據(jù)包括從操縱器120L和120R的夾鉗的位置和朝向的控制目標(biāo)值以及控制夾鉗的開閉操作的控制目標(biāo)值。
[0175]輸入數(shù)據(jù)生成部105電連接到數(shù)據(jù)獲取單元101、存儲單元104和執(zhí)行從操縱器120R和120L的操作控制的從控制單元110。
[0176]輸入數(shù)據(jù)生成部105被構(gòu)造為使得其可以根據(jù)預(yù)定操作靈敏度執(zhí)行從各個(gè)握持操作單元15發(fā)送的操作量的可變放大，并且將操作量轉(zhuǎn)換為夾鉗的開閉量的控制目標(biāo)值。
[0177]而且，輸入數(shù)據(jù)生成部105基于存儲單元104中存儲的初始值，將從數(shù)據(jù)獲取單元101發(fā)送的各個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動量轉(zhuǎn)換為關(guān)節(jié)坐標(biāo)系上的關(guān)節(jié)運(yùn)動量。輸入數(shù)據(jù)生成部105被構(gòu)造為使得其可以根據(jù)轉(zhuǎn)換后的關(guān)節(jié)運(yùn)動量，計(jì)算從操縱器120L和120R的夾鉗的位置和朝向的控制目標(biāo)值。
[0178]主控制單元100包括具有CPU、存儲器、輸入輸出接口和外部存儲裝置等的計(jì)算機(jī)。由此，執(zhí)行合適程序，其執(zhí)行與上面提到的各個(gè)功能對應(yīng)的控制和計(jì)算處理。
[0179]下面，將基于本實(shí)施方式的操作輸入裝置的初始化方法來描述主操縱器I的操作。
[0180]圖7是例示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的操作輸入裝置的初始化方法的流程圖。圖8A和圖8B是用于描述本發(fā)明的第一實(shí)施方式的操作輸入裝置的初始化方法的接合處理的操作的圖。圖9A和圖9B是用于描述本發(fā)明的第一實(shí)施方式的操作輸入裝置的初始化方法的數(shù)據(jù)獲取處理的操作的圖。
[0181]在主操縱器I中，增量型編碼器用作所有的檢測單元E5a、E5b、E7、E^EidPE13t5出于該原因，從檢測單元E5a、E5b、E7、E9、E11和E13輸出的關(guān)節(jié)運(yùn)動量是基于復(fù)位時(shí)關(guān)節(jié)操作的未知初始值的。出于該原因，需要執(zhí)行用于將獲取的關(guān)節(jié)運(yùn)動量轉(zhuǎn)換為關(guān)節(jié)坐標(biāo)系上的數(shù)值的初始化操作。
[0182]本實(shí)施方式的操作輸入裝置的初始化方法包括順序執(zhí)行保持處理、接合處理、數(shù)據(jù)獲取處理和初始值計(jì)算處理。
[0183]圖7所示的流程圖例示了操作者P利用本實(shí)施方式的主操縱器I執(zhí)行的操作輸入裝置的初始化方法的流程。
[0184]另外，在本實(shí)施方式的初始化方法中，除了主操縱器I執(zhí)行的操作之外，存在由人對主操縱器I執(zhí)行的操作。人進(jìn)行的操作可以由任何人執(zhí)行，并且人可以是與初始化之后執(zhí)行主操縱器I的操作輸入的操作者P不同的其他人。下文中，執(zhí)行初始化操作的人也稱作操作者P。
[0185]保持處理包括將多關(guān)節(jié)臂3R和3L的近端保持為相互的相對位置關(guān)系固定的狀態(tài)。
[0186]在本實(shí)施方式中，因?yàn)槌洚?dāng)多關(guān)節(jié)臂3R和3L的近端的各個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5a被固定在主體框2的預(yù)定位置，所以在組裝主操縱器I時(shí)執(zhí)行保持處理。出于該原因，操作者P不需要執(zhí)行保持處理。出于該原因，在圖7的流程圖中，省略與保持處理對應(yīng)的步驟。
[0187]各個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5a的固定位置存儲在主控制單元100的存儲單元104中，作為各個(gè)多關(guān)節(jié)臂3R和3L中設(shè)置的關(guān)節(jié)坐標(biāo)系的坐標(biāo)值。
[0188]然而，主操縱器I可以具有操作者P可以改變多關(guān)節(jié)臂3R和3L的近端在主體框2上的固定位置的構(gòu)造。在這種情況下，需要在圖7的步驟SI之前執(zhí)行保持處理。S卩，操作者P改變多關(guān)節(jié)臂3R和3L的近端的固定位置，并且更新存儲單元104中存儲的固定位置。
[0189]當(dāng)完成保持處理時(shí)，執(zhí)行接合處理。在接合處理中，充當(dāng)多關(guān)節(jié)臂3R的遠(yuǎn)端的右手操作臂14R與充當(dāng)多關(guān)節(jié)臂3L的遠(yuǎn)端的左手操作臂14L接合，使得它們之間的相對位置固定。
[0190]在本實(shí)施方式中，步驟SI和S2構(gòu)成接合處理。
[0191]在步驟SI中，操作者P使右手操作臂14R與左手操作臂14L借助于接合單元19R和19L接合。
[0192]例如，如圖8A所示，右手操作臂14R和左手操作臂14L被水平放置，使得各個(gè)側(cè)面14f面朝上，并且按照朝向各個(gè)遠(yuǎn)端面14e彼此面對的方向接合單元19R和19L彼此接合的位置關(guān)系來調(diào)節(jié)相互的相對位置。
[0193]在本實(shí)施方式的情況下，如圖5A所示，各個(gè)遠(yuǎn)端面14e彼此面對面地緊密接觸，使得凹部15R面向凸部15L并且凸部16R面向凹部16L。
[0194]而且，如圖SB所示，調(diào)整右手操作臂14R和左手操作臂14L之間沿厚度方向的相對位置，并且如圖5B所示，臺階部16b與臺階部17a緊密接觸。
[0195]由此，限制右手操作臂14R與左手操作臂14L之間的平行運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
[0196]這樣，完成步驟SI。
[0197]步驟S2是確定是否獲得接合狀態(tài)的步驟。
[0198]在本實(shí)施方式中，利用接合檢測單元102獲取來自接合傳感器18R和18L的檢測信號并且確定接合單元19R和19L的接合狀態(tài)。
[0199]接合檢測單元102在接合傳感器18R和18L的所有檢測信號表示接合狀態(tài)在預(yù)定接合狀態(tài)的允許范圍內(nèi)的情況下，確定接合完成。此時(shí)，接合檢測單元102將確定結(jié)果通知數(shù)據(jù)獲取單元101,并且在顯示單元4上顯示接合完成的消息。
[0200]當(dāng)數(shù)據(jù)獲取單元101被通知接合完成時(shí)，將數(shù)據(jù)獲取單元101設(shè)置為初始化模式。當(dāng)確定出該處理未導(dǎo)致接合完成時(shí)，在顯示單元4上顯示接合未完成的消息。
[0201]操作者P通過在看到顯示單元4的顯示之后在接合未完成的情況下微調(diào)接合單元19R與19L之間的接合、再次嘗試接合等，重復(fù)步驟SI，直到確定出接合完成為止。
[0202]這樣，完成步驟S2。
[0203]下面，執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取處理。數(shù)據(jù)獲取處理包括在使相互接合的右手操作臂14R和左手操作臂14L運(yùn)動的同時(shí)，從相互接合的多關(guān)節(jié)臂3R和3L的各個(gè)關(guān)節(jié)中設(shè)置的各個(gè)檢測單元E5a、E5b、E7、E9、En和E13，按照時(shí)間序列獲取多組關(guān)節(jié)運(yùn)動量。在本實(shí)施方式中，步驟S3至S7構(gòu)成數(shù)據(jù)獲取處理。
[0204]步驟S3是操作者P保持右手操作臂14R與左手操作臂14L之間的接合，以適當(dāng)運(yùn)動多關(guān)節(jié)臂3R和3L的步驟。
[0205]在完成接合處理之后，如圖9A中示意性所示，因?yàn)楦鱾€(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5a被固定到主體框2，所以多關(guān)節(jié)臂3R和3L構(gòu)成閉合鏈接環(huán)。
[0206]在完成接合處理之后，數(shù)據(jù)獲取單元101立即向各個(gè)檢測單元E5a、E5b、E7、E9、En和E13發(fā)送復(fù)位信號。由此，各個(gè)檢測單元E5a、E5b、E7、E9、En和E13的所有關(guān)節(jié)運(yùn)動量被復(fù)位為O0
[0207]在該狀態(tài)下，操作者P用手握住右手操作臂14R和左手操作臂14L，適當(dāng)將它們彼此接合并且運(yùn)動臂。由此，如圖9B中實(shí)線示意性所示，多關(guān)節(jié)臂3R和3L的各個(gè)關(guān)節(jié)和各個(gè)臂在各自的可運(yùn)動范圍內(nèi)運(yùn)動。
[0208]接著，在步驟S4中，利用數(shù)據(jù)獲取單元101按照時(shí)間序列從各個(gè)檢測單元E5a、E5b、E7、EyE11和E13獲取關(guān)節(jié)運(yùn)動量。各個(gè)獲取的關(guān)節(jié)運(yùn)動量存儲在數(shù)據(jù)獲取單元101中。獲取關(guān)節(jié)運(yùn)動量的時(shí)間間隔被設(shè)置為恒定值，例如，0.5秒。
[0209]下文中，復(fù)位信號的發(fā)送時(shí)刻被設(shè)置為t=0，并且在時(shí)刻t利用各個(gè)檢測單元E5a、E5b、E7、E9、E11和E13獲得的關(guān)節(jié)運(yùn)動量表示為eκj (t)和(t)(這里，j=l，…，6)。
[0210]然而，因?yàn)槿缟纤鰣?zhí)行復(fù)位，所以以下方程(Ia)和(Ib)成立:
[0211]eEJ (O) = O (j = I, *..,6)...(la)
[0212]eLJ(t)=0 (j=l,...,6)…(lb)
[0213]另外，在本實(shí)施方式中，為了對聯(lián)立方程進(jìn)行求解，需要大于或等于未知數(shù)的獲取組數(shù)。因?yàn)橛惺€(gè)未知數(shù)(關(guān)節(jié)數(shù))，所以獲取關(guān)節(jié)運(yùn)動量，直到至少t=12為止。
[0214]這樣，完成步驟S4。
[0215]這里，將描述附加字符的含義。除非具體限定字符，否則這樣的附加字符在下面要提到的其他變量中也用作具有共同含義。
[0216]附加字符R表示與多關(guān)節(jié)臂3R連接。附加字符L表示與多關(guān)節(jié)臂3L連接。
[0217]附加字符j表示1、2、3、4、5和6分別與檢測單元E5a、E5b、E7、E9、En和E13連接。而且，附加字符j表示1、2、3、4、5和6與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)5a、直線驅(qū)動關(guān)節(jié)5b、第二關(guān)節(jié)7、第三關(guān)節(jié)9、第四關(guān)節(jié)11和第五關(guān)節(jié)13連接。
[0218]下面，在步驟S5中，確定是否充分操作了接合單元。當(dāng)僅接合單元的位置運(yùn)動而其朝向未運(yùn)動時(shí)，或者當(dāng)僅存在相同模式的運(yùn)動時(shí)，未實(shí)現(xiàn)精度。出于該原因，利用eKj (t)和％ (t)(這里，j=l，...，6)求解運(yùn)動學(xué)，以計(jì)算臨時(shí)位置朝向。
[0219]區(qū)分臨時(shí)位置朝向的每一時(shí)刻的變化，并且當(dāng)變化不超過規(guī)定值時(shí)，處理運(yùn)動到步驟S6。當(dāng)充分改變臨時(shí)位置朝向的值時(shí)，數(shù)據(jù)獲取單元101向初始值計(jì)算單元103發(fā)送多組關(guān)節(jié)運(yùn)動量，并且處理運(yùn)動到步驟S8。由此，完成數(shù)據(jù)獲取處理。
[0220]在步驟S6中，數(shù)據(jù)獲取單元101確定是否存在關(guān)節(jié)運(yùn)動量的變化非常小的關(guān)節(jié)。
[0221]即，數(shù)據(jù)獲取單元101計(jì)算各個(gè)關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)運(yùn)動量的變化寬度。當(dāng)存在變化寬度小于規(guī)定容許范圍的關(guān)節(jié)時(shí)，處理運(yùn)動到步驟S7。
[0222]當(dāng)不存在變化寬度小于容許范圍的關(guān)節(jié)時(shí)，處理運(yùn)動到步驟S3，并且重復(fù)步驟S3至S5。
[0223]在步驟S7中，數(shù)據(jù)獲取單元101在顯示單元4上顯示警告消息，以運(yùn)動具有小關(guān)節(jié)運(yùn)動量的關(guān)節(jié)。
[0224]當(dāng)完成步驟S7時(shí)，處理運(yùn)動到步驟S3，并且重復(fù)步驟S3至步驟S6。
[0225]當(dāng)存在關(guān)節(jié)運(yùn)動量的變化非常小的關(guān)節(jié)時(shí)，關(guān)節(jié)變?yōu)槌跏贾涤?jì)算過程中計(jì)算出的未知數(shù)的誤差增大的因素。
[0226]在本實(shí)施方式中，通過提供步驟S7，當(dāng)操作者P執(zhí)行了部分關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)運(yùn)動量的變化非常小的運(yùn)動方法時(shí)，操作者P可以通過顯示單元4 了解運(yùn)動方法。由此，操作者P可以改進(jìn)右手操作臂14R和左手操作臂14L的運(yùn)動方法，由此可以提高初始化的精度。
`[0227]在步驟S8和S9中，利用初始值計(jì)算單元103來執(zhí)行初始值計(jì)算處理。
[0228]初始值計(jì)算處理包括基于在數(shù)據(jù)獲取處理中按照時(shí)間序列獲取的關(guān)節(jié)運(yùn)動量，在右手操作臂14R與左手操作臂14L之間的相對位置關(guān)系經(jīng)由接合而固定的條件下，計(jì)算未知初始關(guān)節(jié)值。
[0229]當(dāng)利用關(guān)節(jié)坐標(biāo)系由0&^、0^(^(這里，」_=1，"％6)來表示各個(gè)關(guān)節(jié)的操作時(shí)，以下方程(2a)和(2b)成立:
[0230]Θ Rj ⑴=Θ EJ (ο) +eEJ (t) (j = 1，...，6)...(2a)
[0231]Θ Lj.⑴=Θ LJ (ο) +eLJ (t) (j = 1，...，6)...(2b)
[0232]這里，0Rj((O和0W((O是在復(fù)位時(shí)各個(gè)關(guān)節(jié)的操作的初始值。0Kj((O和0W(Q)是不從各個(gè)檢測單元提供的信息，由此是未知數(shù)。
[0233]通常，當(dāng)設(shè)置有關(guān)節(jié)坐標(biāo)系中的速度矢量V和角速度矢量ω的六維矢量(扭轉(zhuǎn))是V時(shí)，V與速度Θ ’ (符號’表示時(shí)間微分)之間的關(guān)系可以利用基礎(chǔ)雅可比(basicJacobian)矩陣Jb (0 >由以下方程(3)來表示:
[0234]V=Jb⑷ Θ，...⑶
[0235]因?yàn)殛P(guān)節(jié)連桿(joint link)以鏈的形式彼此連接并且靠近關(guān)節(jié)連桿的地方被限制，所以可以根據(jù)根來順序計(jì)算各個(gè)關(guān)節(jié)的速度。因?yàn)殛P(guān)節(jié)連桿i的速度是由關(guān)節(jié)i添加的新項(xiàng)與連桿i_l的速度相加的速度，所以關(guān)節(jié)坐標(biāo)IOJ的速度V和角速度ω由以下方程(4)來表示(其中，η=6):
【權(quán)利要求】
1.一種具有兩個(gè)以上多關(guān)節(jié)臂的操作輸入裝置，該兩個(gè)以上多關(guān)節(jié)臂包括具有旋轉(zhuǎn)自由度或平動自由度的串聯(lián)的多個(gè)關(guān)節(jié)并且被構(gòu)造為使得遠(yuǎn)端相對于近端的位置和朝向可變，該操作輸入裝置包括: 保持單元，該保持單元將所述多關(guān)節(jié)臂的所述近端保持在相互的相對位置關(guān)系固定的狀態(tài)； 檢測單元，該檢測單元設(shè)置在所述關(guān)節(jié)中以檢測用從未知初始關(guān)節(jié)值開始的旋轉(zhuǎn)角度或平動位移來表示該關(guān)節(jié)的運(yùn)動的關(guān)節(jié)運(yùn)動量； 接合單元，該接合單元設(shè)置在所述多關(guān)節(jié)臂的各個(gè)所述遠(yuǎn)端中，并且進(jìn)行接合使得所述遠(yuǎn)端之間的相對位置固定； 數(shù)據(jù)獲取單元，該數(shù)據(jù)獲取單元在所述多關(guān)節(jié)臂的所述遠(yuǎn)端借助于所述接合單元接合并且使相互接合的遠(yuǎn)端運(yùn)動的同時(shí)，按照時(shí)間序列獲取所述檢測單元檢測到的多組關(guān)節(jié)運(yùn)動量；以及 初始值計(jì)算單元，該初始值計(jì)算單元基于所述數(shù)據(jù)獲取單元按照時(shí)間序列獲取的所述關(guān)節(jié)運(yùn)動量，在所述遠(yuǎn)端之間的相對位置關(guān)系借助于所述接合單元固定的條件下，計(jì)算所述未知初始關(guān)節(jié)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的操作輸入裝置， 其中，所述初始值 計(jì)算單元被構(gòu)造為基于描述所述多關(guān)節(jié)臂的所述遠(yuǎn)端的位置和朝向的運(yùn)動學(xué)關(guān)系式和所述數(shù)據(jù)獲取單元按照時(shí)間序列獲取的所述關(guān)節(jié)運(yùn)動量，生成將所述關(guān)節(jié)運(yùn)動量的初始值設(shè)為未知數(shù)的聯(lián)立方程，并且對所述聯(lián)立方程進(jìn)行求解，以計(jì)算所述關(guān)節(jié)運(yùn)動量的所述初始值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的操作輸入裝置， 其中，所述初始值計(jì)算單元被構(gòu)造為通過執(zhí)行收斂計(jì)算，直到所述聯(lián)立方程中應(yīng)為零的殘差式小于或等于收斂判定值為止，來對所述聯(lián)立方程進(jìn)行求解。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的操作輸入裝置， 其中，所述初始值計(jì)算單元被構(gòu)造為當(dāng)所述收斂計(jì)算未在預(yù)定時(shí)間內(nèi)結(jié)束時(shí)，執(zhí)行警生口 ο
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的操作輸入裝置， 其中，所述警告包括所述檢測單元的故障的警告。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的操作輸入裝置， 其中，所述接合單元直接接合所述多關(guān)節(jié)臂的所述遠(yuǎn)端并且使相互的相對位置固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的操作輸入裝置， 其中，所述接合單元接合所述多關(guān)節(jié)臂的所述遠(yuǎn)端，以能夠繞一個(gè)點(diǎn)球狀地旋轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的操作輸入裝置， 其中，所述接合單元借助于中間部件與作為接合對象的多關(guān)節(jié)臂的接合單元接合，所述中間部件保持所述接合單元與所述作為接合對象的多關(guān)節(jié)臂的接合單元之間的距離恒定。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的操作輸入裝置， 其中，所述接合單元通過使所述多關(guān)節(jié)臂的所述遠(yuǎn)端之間的相對位置和相對朝向固定來進(jìn)行接合。
10.一種具有兩個(gè)以上多關(guān)節(jié)臂的操作輸入裝置的初始化方法，該兩個(gè)以上多關(guān)節(jié)臂包括具有旋轉(zhuǎn)自由度或平動自由度的串聯(lián)的多個(gè)關(guān)節(jié)并且被構(gòu)造為使得遠(yuǎn)端相對于近端的位置和朝向可變，并且在所述關(guān)節(jié)中設(shè)置了檢測單元以檢測用從未知初始關(guān)節(jié)值開始的旋轉(zhuǎn)角度或平動位移來表示該關(guān)節(jié)的運(yùn)動的關(guān)節(jié)運(yùn)動量，該操作輸入裝置的初始化方法包括以下步驟: 將所述多關(guān)節(jié)臂的所述近端保持在相互的相對位置關(guān)系固定的狀態(tài)； 接合所述多關(guān)節(jié)臂的所述遠(yuǎn)端，使得所述遠(yuǎn)端之間的相對位置固定； 在使相互接合的多關(guān)節(jié)臂的遠(yuǎn)端運(yùn)動的同時(shí)，按照時(shí)間序列從設(shè)置于所述相互接合的多關(guān)節(jié)臂的各個(gè)關(guān)節(jié)中的所述檢測單元獲取多組關(guān)節(jié)運(yùn)動量；以及 基于所述獲取處理中按照時(shí)間序列獲取的關(guān)節(jié)運(yùn)動量，在所述遠(yuǎn)端之間的相對位置關(guān)系借助于接合而固定的條件下 計(jì)算所述未知初始關(guān)節(jié)值。
【文檔編號】B25J3/00GK103813889SQ201280045371
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月18日
【發(fā)明者】岸宏亮 申請人:奧林巴斯株式會社