JP2687866B2 - Multi-directional control joystick - Google Patents
Multi-directional control joystickInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、多方向制御ジョイステ
ィック、特に、基部を中心に任意の方向に揺動可能な操
作杆を有する多方向制御ジョイスティックに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-directional control joystick, and more particularly to a multi-directional control joystick having an operating rod which can be swung in any direction around a base.
【0002】[0002]
【従来の技術】ジョイスティック(多方向制御スイッチ
の一例)が、微細な細胞を取り扱うマイクロマニピュレ
ータ、工業材料等から微細な異物を取り出すマイクロサ
ンプリングを行うマニピュレータ等の操作手段として利
用されている。たとえば細胞にDNA溶液の注入処理を
施す場合、一方に微小針をまた他方に捕捉針を配置した
マイクロマニピュレータと、その操作内容を観察するた
めの顕微鏡等を備えたマイクロマニピュレータシステム
が用いられる。一般的なマイクロマニピュレータシステ
ムでは、顕微鏡視野内で微小針や捕捉針等の微小器具を
操作してその映像をCRTディスプレイ等に表示し、表
示内容を観察しながらシャーレ等の容器内に入れられた
細胞等の微小試料に所定の処理を施すようになってい
る。この種のマイクロマニピュレータシステムでは、操
作パネル上に立設されたX,Y軸用のジョイスティック
と、前記操作パネル上に設けられたZ軸用の回転ダイヤ
ル等を操作者が両手で操作して、空間の3軸方向(X,
Y,Z軸方向)にマイクロマニピュレータを動作させ
る。2. Description of the Related Art A joystick (an example of a multidirectional control switch) is used as an operating means for a micromanipulator for handling fine cells, a manipulator for performing microsampling for extracting fine foreign substances from industrial materials and the like. For example, in the case of injecting a DNA solution into cells, a micromanipulator system including a micromanipulator in which a microneedle is arranged on one side and a capture needle on the other side, and a microscope for observing the operation contents thereof is used. In a general micromanipulator system, an image is displayed on a CRT display or the like by operating a small instrument such as a small needle or a capture needle in a visual field of a microscope, and is placed in a container such as a petri dish while observing the displayed contents. A predetermined process is performed on a minute sample such as a cell. In this type of micromanipulator system, an operator operates the joystick for X and Y axes erected on the operation panel and the rotary dial for Z axis provided on the operation panel with both hands, 3 axis directions of space (X,
The micromanipulator is operated in the Y and Z axis directions.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】マイクロマニピュレー
タとして一般的なフリクション式のものを用い、マイク
ロマニピュレータの移動モードとして、ジョイスティッ
クの操作杆の傾斜量に応じた速度でアクチュエータが駆
動される速度制御モードと、操作杆の傾斜量に応じた距
離だけアクチュエータが駆動される位置制御モードとを
設け、両制御モード間の切り換えを、操作パネル上に設
けられた切り換えスイッチにより行なうことが考えられ
る。A general friction type micromanipulator is used, and as a movement mode of the micromanipulator, a speed control mode in which an actuator is driven at a speed corresponding to the tilt amount of the operating rod of a joystick is used. It is conceivable that a position control mode in which the actuator is driven by a distance according to the tilt amount of the operating rod is provided, and switching between the control modes is performed by a changeover switch provided on the operation panel.
【0004】しかしその構成において、ジョイスティッ
クを傾斜させた状態で位置制御モードから速度制御モー
ドへと切り換えると、操作者の意図とは無関係に自動的
にマイクロマニピュレータのアーム部が移動を開始して
しまう(暴走状態になってしまう)。本発明の目的は、
位置制御モードと速度制御モードと間での切り換え時に
おける暴走状態の発生を防止することにある。However, in that structure, when the position control mode is switched to the speed control mode while the joystick is tilted, the arm portion of the micromanipulator automatically starts moving regardless of the operator's intention. (It will be in a runaway state). The purpose of the present invention is
It is to prevent the occurrence of a runaway state at the time of switching between the position control mode and the speed control mode.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係る多方向制御
ジョイスティックは、操作杆と、検出手段と、第1制御
信号発生手段と、第2制御信号発生手段と、受付手段
と、第1切り換え手段と、第2切り換え手段とを備えて
いる。前記操作杆は、基部を中心に任意の方向に揺動可
能である。前記検出手段は、操作杆の傾斜角度及び中立
点を検出する。前記第1制御信号発生手段は、検出手段
の検出結果に基づいて位置制御信号を出力する。前記第
2制御信号発生手段は、検出手段の検出結果に基づいて
速度制御信号を出力する。前記受付手段は、第1及び第
2制御信号発生手段の間で機能する方を切り換えるため
の切り換え指令を受け付ける。前記第1切り換え手段
は、第1制御信号発生手段の機能中に受付手段が切り換
え指令を受け付け、かつ検出手段が操作杆の中立を検出
したとき、第2制御信号発生手段へと機能する方を切り
換える。前記第2切り換え手段は、第2制御信号発生手
段の機能中に受付手段が切り換え指令を受け付けたと
き、第1制御信号発生手段へと機能する方を切り換え
る。A multi-directional control joystick according to the present invention comprises an operating rod, a detecting means, a first control signal generating means, a second control signal generating means, a receiving means, and a first switching. Means and second switching means. The operating rod can be swung in any direction around the base. The detection means detects the tilt angle and the neutral point of the operating rod. The first control signal generating means outputs a position control signal based on the detection result of the detecting means. The second control signal generating means outputs a speed control signal based on the detection result of the detecting means. The reception means receives a switching command for switching the functioning one between the first and second control signal generating means. The first switching means functions as the second control signal generating means when the receiving means receives the switching command during the function of the first control signal generating means and the detecting means detects the neutrality of the operating rod. Switch. The second switching unit switches the functioning one to the first control signal generating unit when the receiving unit receives the switching command during the function of the second control signal generating unit.
【0006】なお、操作杆に回動可能に取り付けられた
回転つまみと、回転つまみの回転角度及び中立点を検出
する回転検出手段とをさらに備え;前記第1制御信号発
生手段が、回転検出手段の検出結果に基づいても位置制
御信号を出力し;前記第2制御信号発生手段が、回転検
出手段の検出結果に基づいても速度制御信号を出力し;
前記第1切り換え手段が、第1制御信号発生手段の機能
中に受付手段が切り換え指令を受け付け、かつ回転検出
手段が前記回転つまみの中立を検出したとき、第2制御
信号発生手段へと機能する方を切り換え;前記第2切り
換え手段が、第2制御信号発生手段の機能中に受付手段
が切り換え指令を受け付けたとき、第1制御信号発生手
段へと機能する方を切り換えるのが好ましい。A rotary knob rotatably attached to the operating rod and a rotation detecting means for detecting a rotation angle and a neutral point of the rotary knob are further provided; the first control signal generating means is the rotation detecting means. Also outputs a position control signal based on the detection result of the second control signal generation means; and outputs a speed control signal based on the detection result of the rotation detection means.
The first switching means functions as the second control signal generating means when the receiving means receives the switching command during the function of the first control signal generating means and the rotation detecting means detects the neutrality of the rotary knob. It is preferable that the second switching means switches the functioning one to the first control signal generating means when the receiving means receives the switching command during the function of the second control signal generating means.
【0007】また、受付手段が操作杆に設けられている
のが好ましい。さらに、受付手段が、操作杆の先端に設
けられた押しボタンを有するのが好ましい。この多方向
制御ジョイスティックは、両手用の1対のジョイスティ
ックであることが好ましい。また、マイクロマニピュレ
ータを操作するためのジョイスティックであることが好
ましい。Further, it is preferable that the receiving means is provided on the operating rod. Further, it is preferable that the receiving means has a push button provided at the tip of the operating rod. The multi-directional control joystick is preferably a pair of joysticks for both hands. Further, it is preferably a joystick for operating the micromanipulator.
【0008】[0008]
【作用】本発明に係る多方向制御ジョイスティックで
は、検出手段が、操作杆の傾斜角度及び中立点を検出す
る。そして、検出手段の検出結果に基づいて、第1制御
信号発生手段が位置制御信号を出力し、又は前記第2制
御信号発生手段が速度制御信号を出力する。一方、受付
手段が、第1及び第2制御信号発生手段の間で機能する
方を切り換えるための切り換え指令を受け付ける。第1
制御信号発生手段の機能中に受付手段が切り換え指令を
受け付け、かつ検出手段が操作杆の中立を検出したとき
には、前記第1切り換え手段が、第2制御信号発生手段
へと機能する方を切り換える。又、第2制御信号発生手
段の機能中に受付手段が切り換え指令を受け付けたとき
には、前記第2切り換え手段が、第1制御信号発生手段
へと機能する方を切り換える。In the multidirectional control joystick according to the present invention, the detecting means detects the tilt angle and the neutral point of the operating rod. Then, based on the detection result of the detection means, the first control signal generation means outputs the position control signal, or the second control signal generation means outputs the speed control signal. On the other hand, the receiving means receives a switching command for switching the functioning one between the first and second control signal generating means. First
When the accepting means accepts the switching command during the function of the control signal generating means and the detecting means detects the neutrality of the operating rod, the first switching means switches the functioning side to the second control signal generating means. Further, when the receiving means receives the switching command during the function of the second control signal generating means, the second switching means switches the functioning side to the first control signal generating means.
【0009】ここでは、第1制御信号発生手段の機能中
に受付手段が切り換え指令を受け付けただけではなく、
検出手段が操作杆の中立を検出して初めて、第2制御信
号発生手段へと機能する方が切り換えられるので、位置
制御モードと速度制御モードと間での切り換え時におけ
る暴走状態の発生が防止される。なお、操作杆に回動可
能に取り付けられた回転つまみと、回転つまみの回転角
度及び中立点を検出する回転検出手段とをさらに備え;
前記第1制御信号発生手段が、回転検出手段の検出結果
に基づいても位置制御信号を出力し;前記第2制御信号
発生手段が、回転検出手段の検出結果に基づいても速度
制御信号を出力し;前記第1切り換え手段が、第1制御
信号発生手段の機能中に受付手段が切り換え指令を受け
付け、かつ回転検出手段が前記回転つまみの中立を検出
したとき、第2制御信号発生手段へと機能する方を切り
換え;前記第2切り換え手段が、第2制御信号発生手段
の機能中に受付手段が切り換え指令を受け付けたとき、
第1制御信号発生手段へと機能する方を切り換える場合
には、さらに前記作用が顕著になる。Here, not only is the receiving means receiving a switching command during the function of the first control signal generating means,
Only when the detecting means detects the neutrality of the operating rod, the one functioning as the second control signal generating means is switched, so that the occurrence of a runaway state at the time of switching between the position control mode and the speed control mode is prevented. It A rotary knob rotatably attached to the operating rod and a rotation detecting means for detecting a rotation angle and a neutral point of the rotary knob are further provided.
The first control signal generating means outputs the position control signal also based on the detection result of the rotation detecting means; the second control signal generating means outputs the speed control signal also based on the detection result of the rotation detecting means. When the first switching means receives the switching command while the first control signal generating means is functioning and the rotation detecting means detects the neutrality of the rotary knob, the second control signal generating means is activated. When the second switching means receives the switching command while the receiving means receives the switching command while the second control signal generating means is functioning,
When the functioning one is switched to the first control signal generating means, the above effect becomes more remarkable.
【0010】また、受付手段が操作杆に設けられている
場合には、操作性が高い。さらに、受付手段が、操作杆
の先端に設けられた押しボタンを有する場合には、操作
性がさらに高くなる。この多方向制御ジョイスティック
が、両手用の1対のジョイスティックである場合には、
前記作用がより有効である。また、マイクロマニピュレ
ータを操作するためのジョイスティックである場合に
は、さらに有効である。If the receiving means is provided on the operating rod, the operability is high. Further, when the receiving means has a push button provided at the tip of the operating rod, the operability is further enhanced. If this multi-directional control joystick is a pair of joysticks for both hands,
The above action is more effective. Further, it is more effective when it is a joystick for operating the micromanipulator.
【0011】[0011]
【実施例】マイクロマニピュレータシステム 本発明の一実施例を採用したマイクロマニピュレータシ
ステムを示す図1において、このマイクロマニピュレー
タシステムは、ベース1と、ベース1に載置された顕微
鏡2と、顕微鏡2の両側方に配置された1対のマイクロ
マニピュレータ3,4と、顕微鏡2及びマイクロマニピ
ュレータ3,4を制御するための制御装置5とを有して
いる。In Embodiment] FIG. 1 showing a micromanipulator system employing an embodiment of the micromanipulator system present invention, the micromanipulator system includes a base 1, a microscope 2 placed on the base 1, both sides of the microscope 2 It has a pair of micromanipulators 3 and 4 arranged in one direction and a control device 5 for controlling the microscope 2 and the micromanipulators 3 and 4.
【0012】顕微鏡2は、その中央部に操作台6を有し
ており、操作台6には細胞等の微小試料が収容されるシ
ャーレ7が配置されている。操作台6の下方には対物レ
ンズ(図示せず)が配置されており、対物レンズの下端
部にはTVカメラ9が接続されている。操作台6は、図
示しない駆動機構によって水平方向(X,Y軸方向)及
び上下方向(Z軸方向)に駆動され得る。The microscope 2 has an operation table 6 at the center thereof, and the operation table 6 is provided with a petri dish 7 for accommodating a micro sample such as cells. An objective lens (not shown) is arranged below the operation table 6, and a TV camera 9 is connected to the lower end of the objective lens. The operation console 6 can be driven in a horizontal direction (X, Y axis directions) and a vertical direction (Z axis direction) by a drive mechanism (not shown).
【0013】マイクロマニピュレータ3,4は、台1
0,11と、台10,11上に取り付けられた駆動部1
2,13とを主に有している。駆動部12,13は、そ
れぞれX,Y,Z軸方向に1μm単位の動きを行い得
る。駆動部12,13の顕微鏡2側端部には、駆動部1
2,13により駆動されるアーム16,17が設けられ
ている。アーム16,17には、試料に対して処理を施
すためのプローブ等の微小器具18,19が取り付けら
れている。The micromanipulators 3 and 4 are mounted on the base 1.
0, 11 and drive unit 1 mounted on the bases 10, 11.
2 and 13 are mainly included. The drive units 12 and 13 can move in units of 1 μm in the X-, Y-, and Z-axis directions, respectively. The drive unit 1 is attached to the ends of the drive units 12 and 13 on the microscope 2 side.
Arms 16 and 17 driven by 2 and 13 are provided. Attached to the arms 16 and 17 are microdevices 18 and 19 such as probes for processing the sample.
【0014】制御装置5は、モニタ24と、操作パネル
25と、制御ユニット26とを主に有している。操作パ
ネル25には、2つのマイクロマニピュレータ3,4を
X,Y,Z軸方向に別々に操作するジョイスティック2
7,28、及び各種キーを含むキー群33が設けられて
いる。制御ユニット26は、図2に示すように、RA
M,ROM等を含むマイクロコンピュータからなる制御
部40を含んでいる。制御部40には、TVカメラ9、
操作パネル25、マイクロマニピュレータ3,4を3軸
方向で駆動するための駆動部41,42、各種の設定値
等を記憶するためのメモリ43、及びTVカメラ9の撮
像画像を表示するためのモニタ24が接続されている。The control device 5 mainly has a monitor 24, an operation panel 25, and a control unit 26. The operation panel 25 includes a joystick 2 for operating the two micromanipulators 3 and 4 separately in the X, Y, and Z axis directions.
A key group 33 including 7, 28 and various keys is provided. The control unit 26, as shown in FIG.
The control unit 40 includes a microcomputer including M, ROM and the like. The control unit 40 includes a TV camera 9,
The operation panel 25, the drive units 41 and 42 for driving the micromanipulators 3 and 4 in the three-axis directions, the memory 43 for storing various setting values, and the monitor for displaying the captured image of the TV camera 9. 24 is connected.
【0015】次に、制御ユニット26の制御機能を図3
の制御フローチャートにしたがって説明する。まず、図
3のステップS1で初期設定を行う。ここではたとえ
ば、駆動部12,13を初期位置にセットする。ステッ
プS2ではジョイスティック27,28のいずれかが操
作されたか否かを判断する。ジョイスティック27,2
8が操作されない間は、そのままステップS6に移行し
て一般的処理を実行する。Next, the control function of the control unit 26 is shown in FIG.
A description will be given according to the control flowchart of FIG. First, initial setting is performed in step S1 of FIG. Here, for example, the drive units 12 and 13 are set to the initial position. In step S2, it is determined whether any one of the joysticks 27 and 28 has been operated. Joystick 27,2
While 8 is not operated, the process directly proceeds to step S6 and general processing is executed.
【0016】ステップS2において、ジョイスティック
27,28のいずれかが操作されたと判断すると、ステ
ップS3に移行する。なお、ステップS2では、後述す
るジョイスティック27,28からの制御信号の有無に
より、ジョイスティック27,28が操作されたか否か
を判断する。ステップS3では、ジョイスティック2
7,28の動作モードが位置制御モードであるか速度制
御モードであるかを判断する。ここでは、後述するジョ
イスティック27,28からのモード信号により、制御
信号が位置制御信号か速度制御信号かを判断する。動作
モードが位置制御モードであると判断すると、ステップ
S4に移行する。ステップS4では、操作されたジョイ
スティック27,28の操作方向に応じて、駆動部1
2,13をX,Y,Z軸方向に位置制御駆動する。ま
た、ステップS3において速度制御モードであると判断
した場合には、ステップS5に移行する。ステップS5
では、駆動部12,13をX,Y,Z軸方向に速度制御
駆動する。If it is determined in step S2 that one of the joysticks 27 and 28 has been operated, the process proceeds to step S3. In step S2, it is determined whether or not the joysticks 27, 28 have been operated based on the presence / absence of control signals from the joysticks 27, 28 described later. In step S3, the joystick 2
It is determined whether the operation mode 7 or 28 is the position control mode or the speed control mode. Here, it is determined whether the control signal is a position control signal or a speed control signal based on a mode signal from joysticks 27 and 28 described later. If it is determined that the operation mode is the position control mode, the process proceeds to step S4. In step S4, according to the operating direction of the operated joysticks 27, 28, the drive unit 1
2 and 13 are position-controlled and driven in the X-, Y-, and Z-axis directions. If it is determined that the speed control mode is set in step S3, the process proceeds to step S5. Step S5
Then, the drive units 12 and 13 are speed-controlled driven in the X-, Y-, and Z-axis directions.
【0017】ジョイスティック ジョイスティック27,28は図4及び図5に示すよう
な構成である。支持部50は操作パネル25に取り付け
られている。支持部50には球体51が回転可能に保持
されている。球体51の上端には、操作杆53を構成す
る棒状部52が立設されている。棒状部52の上部には
把持部54が取り付けられている。把持部54の上端部
には、回転つまみ55と押しボタンスイッチ56とが設
けられている。支持部50の内部には操作杆53の傾動
角度を検出するためのX軸方向検出部57及びY軸方向
検出部58が設けられている。このX軸方向検出部57
及びY軸方向検出部58は、球体51を中心とする操作
杆53のX軸方向及びY軸方向の回転角度を検出するポ
テンショメーター等で構成される。回転つまみ55の回
転角度はZ軸方向検出部59によって検出される。Z軸
方向検出部59は、把持部54の内部に配置され、回転
つまみ55の回転角に応じて検出信号を出力するポテン
ショメーターまたはロータリーエンコーダ等で構成され
る。 Joysticks The joysticks 27 and 28 are constructed as shown in FIGS. 4 and 5. The support part 50 is attached to the operation panel 25. A sphere 51 is rotatably held on the support portion 50. At the upper end of the sphere 51, a rod-shaped portion 52 that constitutes the operating rod 53 is erected. A grip portion 54 is attached to the upper portion of the rod portion 52. A rotary knob 55 and a push button switch 56 are provided on the upper end of the grip portion 54. An X-axis direction detection unit 57 and a Y-axis direction detection unit 58 for detecting the tilt angle of the operating rod 53 are provided inside the support unit 50. This X-axis direction detection unit 57
The Y-axis direction detection unit 58 is configured by a potentiometer or the like that detects a rotation angle of the operating rod 53 around the sphere 51 in the X-axis direction and the Y-axis direction. The rotation angle of the rotary knob 55 is detected by the Z-axis direction detector 59. The Z-axis direction detecting section 59 is arranged inside the grip section 54, and is configured by a potentiometer or a rotary encoder that outputs a detection signal according to the rotation angle of the rotary knob 55.
【0018】図4のジョイスティック27において、支
持部50に対し球体51は摩擦力により保持されてい
る。操作杆53が傾斜させられると、この摩擦力によっ
て、その傾斜姿勢が維持される。また回転つまみ55と
把持部54の間にも摩擦力が介在しており、回転つまみ
55が操作された際にも、この摩擦力が操作位置を保持
する。In the joystick 27 shown in FIG. 4, the spherical body 51 is held by the support portion 50 by frictional force. When the operating rod 53 is tilted, this frictional force maintains the tilted posture. A frictional force is also present between the rotary knob 55 and the grip portion 54, and this frictional force holds the operation position even when the rotary knob 55 is operated.
【0019】X軸方向検出部57、Y軸方向検出部5
8、Z軸方向検出部59及び押しボタンスイッチ56の
出力は、制御信号発生手段60に入力される。制御信号
発生手段60は、CPU及びメモリを有するコンピュー
タを含んでおり、X軸方向検出部57、Y軸方向検出部
58及びZ軸方向検出部59の信号を、それぞれX,
Y,Z軸方向の制御信号に変換して出力する。また、押
しボタンスイッチ56の操作に応じて、出力する制御信
号が位置制御信号であるか速度制御信号であるかを区別
するモード信号を出力する。さらに、制御信号発生手段
60は、操作杆53が中立点に戻ったことを示すXY軸
中立点フラグ及び回転つまみ55が中立点に戻ったこと
を示すZ軸中立点フラグを有している。X-axis direction detector 57, Y-axis direction detector 5
8, the outputs of the Z-axis direction detecting section 59 and the push button switch 56 are input to the control signal generating means 60. The control signal generating means 60 includes a computer having a CPU and a memory, and outputs the signals of the X-axis direction detecting section 57, the Y-axis direction detecting section 58, and the Z-axis direction detecting section 59 to X, respectively.
It is converted into a control signal in the Y and Z axis directions and output. Further, according to the operation of the push button switch 56, a mode signal for distinguishing whether the output control signal is the position control signal or the speed control signal is output. Further, the control signal generating means 60 has an XY axis neutral point flag indicating that the operating rod 53 has returned to the neutral point and a Z axis neutral point flag indicating that the rotary knob 55 has returned to the neutral point.
【0020】ジョイスティック27の制御信号出力の制
御フローチャートを図6に示す。ステップS11では、
押しボタンスイッチ56が押圧されているか否かを判断
する。押しボタンスイッチ56が押圧されていると判断
した場合には、ステップS12に移行する。ステップS
12では、XY軸中立点フラグが「0」であるか「1」
であるかを判断する。ステップS12において、XY軸
中立点フラグが「0」であると判断した場合には、ステ
ップS13に移行する。ステップS13では、操作杆5
3がXY軸中立点であるか否かを判断する。ここで、操
作杆53がXY軸中立点に位置していると判断した場合
には、ステップS14に移行し、XY軸中立点フラグに
「1」をたてる。この後ステップS15に移行して、X
軸方向検出部57及びY軸方向検出部58からの入力信
号に基づいてX,Y軸方向の制御信号を速度制御信号と
して出力する。このとき同時に速度制御モードを示すモ
ード信号を出力する。FIG. 6 shows a control flowchart of the control signal output of the joystick 27. In step S11,
It is determined whether the push button switch 56 is pressed. When it is determined that the push button switch 56 is pressed, the process proceeds to step S12. Step S
In 12, whether the XY axis neutral point flag is "0" or "1"
Is determined. When it is determined in step S12 that the XY axis neutral point flag is "0", the process proceeds to step S13. In step S13, the operating rod 5
It is determined whether or not 3 is the XY axis neutral point. Here, when it is determined that the operating rod 53 is located at the XY axis neutral point, the process proceeds to step S14 and "1" is set to the XY axis neutral point flag. After this, the process proceeds to step S15 and X
Based on the input signals from the axial direction detecting section 57 and the Y axis direction detecting section 58, the control signals in the X and Y axis directions are output as the speed control signal. At the same time, a mode signal indicating the speed control mode is output at the same time.
【0021】ステップS12において、XY軸中立点フ
ラグが「1」の場合にはステップS15に移行する。ま
たステップS13において、操作杆53がXY軸中立点
にないと判断した場合には、ステップS16に移行して
XY軸方向の制御信号の出力を停止する。ステップS1
5及びステップS16からはステップS17に移行す
る。ステップS17では、Z軸中立点フラグが「0」で
あるか「1」であるかを判断する。ここでZ軸中立点フ
ラグが「0」であると判断した場合には、ステップS1
8に移行する。ステップS18では、回転つまみ55
が、Z軸中立点にあるか否かを判断する。ここで、回転
つまみ55がZ軸中立点であることを検出した場合に
は、ステップS19に移行する。ステップS19では、
Z軸中立点フラグに「1」をたてる。次いでステップS
20に移行して、Z軸方向の制御信号を速度制御信号と
して出力する。If the XY axis neutral point flag is "1" in step S12, the process proceeds to step S15. When it is determined in step S13 that the operating rod 53 is not at the XY axis neutral point, the process proceeds to step S16 and the output of the control signal in the XY axis directions is stopped. Step S1
From 5 and step S16, the process proceeds to step S17. In step S17, it is determined whether the Z-axis neutral point flag is "0" or "1". If it is determined that the Z-axis neutral point flag is "0", step S1
Move to 8. In step S18, the rotary knob 55
, It is determined whether or not it is at the Z-axis neutral point. Here, when it is detected that the rotary knob 55 is the Z-axis neutral point, the process proceeds to step S19. In step S19,
Set "1" to the Z-axis neutral point flag. Then step S
In step 20, the control signal in the Z-axis direction is output as the speed control signal.
【0022】ステップS17においてZ軸中立点フラグ
が「1」であると判断した場合にはステップS20に移
行してZ軸方向の制御信号を速度制御信号として出力す
る。また、ステップS18において回転つまみ55がZ
軸中立点にないことを検出した場合にはステップS21
に移行してZ軸方向の制御出力信号を停止する。ステッ
プS11において、押しボタンスイッチ56が押圧され
ていないときには、ステップS22に移行する。ステッ
プS22では、XY軸中立点フラグ及びZ軸中立点フラ
グを「0」にする。この後ステップS23に移行して、
出力制御信号を位置制御信号として出力する。このとき
同時に、位置制御モードであることを示すモード信号を
出力する。If it is determined in step S17 that the Z-axis neutral point flag is "1", the flow advances to step S20 to output a Z-axis direction control signal as a speed control signal. Further, in step S18, the rotary knob 55 is set to Z
When it is detected that the axis is not at the neutral point, step S21
And the control output signal in the Z-axis direction is stopped. When the push button switch 56 is not pressed in step S11, the process proceeds to step S22. In step S22, the XY axis neutral point flag and the Z axis neutral point flag are set to "0". After this, the process proceeds to step S23,
The output control signal is output as a position control signal. At the same time, a mode signal indicating the position control mode is output.
【0023】ステップS20、ステップS21及びステ
ップS23の終了後はステップS11に戻り、上述の動
作を繰り返す。使用例 上述の実施例の使用例を以下に説明する。シャーレ7内
の試料はTVカメラ9で撮影されてモニタ24に映し出
される。操作者は、モニタ24を見ながら、操作パネル
25の各種キー群33及びジョイスティック27,28
を操作し、両マイクロマニピュレータ3,4を駆動し
て、微小器具18,19による細胞処理を行う。この処
理操作において両ジョイスティック28,28は、操作
者がそれぞれ左右の手で握ることで操作される。After completion of steps S20, S21 and S23, the process returns to step S11 to repeat the above operation. An example of using the example of use described embodiment will be described below. The sample in the petri dish 7 is photographed by the TV camera 9 and displayed on the monitor 24. The operator looks at the monitor 24 and looks at the various key groups 33 on the operation panel 25 and the joysticks 27, 28.
Is operated to drive both micromanipulators 3 and 4 to perform cell treatment by the microdevices 18 and 19. In this processing operation, the joysticks 28, 28 are operated by the operator holding each of the left and right hands.
【0024】両ジョイスティック27,28の動作は同
一であるので、以下、ジョイスティック27に関して説
明する。操作者は、把持部54を右手で持って操作を行
う。押しボタン56を押さなければ、それは位置制御モ
ードの指定を意味し、中立点フラグは「0」である(ス
テップS22)。したがって、制御信号発生手段60
は、操作杆53及び回転つまみ55の現在位置からの操
作量にしたがって位置制御信号を出力する(ステップS
23)。マイクロマニピュレータ3では、この制御信号
発生手段60の出力する位置制御信号に基づいて、粗動
部12及び微動部14が駆動されて動作を行う。Since the operations of both joysticks 27 and 28 are the same, the joystick 27 will be described below. An operator holds the grip portion 54 with his right hand and performs an operation. If the push button 56 is not pushed, it means the designation of the position control mode, and the neutral point flag is "0" (step S22). Therefore, the control signal generating means 60
Outputs a position control signal according to the operation amount of the operating rod 53 and the rotary knob 55 from the current position (step S
23). In the micromanipulator 3, the coarse moving unit 12 and the fine moving unit 14 are driven and operate based on the position control signal output from the control signal generating means 60.
【0025】マイクロマニピュレータ3の操作を速度制
御によって行ないたい場合には、操作杆53の頭部に設
けられた押しボタンスイッチ56を押す。ただし、ジョ
イスティック27が中立点に位置されるまでは、速度制
御は開始されない(ステップS13及びステップS1
8)。これにより、位置制御モードから速度制御モード
への切り換え時における暴走状態の発生が防止される。When it is desired to operate the micromanipulator 3 by speed control, the push button switch 56 provided on the head of the operating rod 53 is pushed. However, speed control is not started until the joystick 27 is positioned at the neutral point (steps S13 and S1).
8). This prevents the occurrence of a runaway state when switching from the position control mode to the speed control mode.
【0026】押しボタンスイッチ56を押圧しながら操
作杆53を中立位置に動かすと、中立点フラグが「1」
になり(ステップS14)、XY軸方向に関し速度制御
モードになる(ステップS15)。これ以後は、押しボ
タンスイッチ56の押下を維持しつつづける限り、速度
制御モードが維持される。速度制御モードにおいては、
操作杆53を所望の方向に傾動させれば、操作杆53の
傾動角度に応じた速度制御信号が制御信号発生手段60
から出力され、速度制御信号に応じた速度でマイクロマ
ニピュレータ3がXY軸方向に動作する。When the operating rod 53 is moved to the neutral position while pressing the push button switch 56, the neutral point flag becomes "1".
(Step S14), the speed control mode is set in the XY axis directions (step S15). After that, as long as the push button switch 56 is kept pressed, the speed control mode is maintained. In speed control mode,
When the operating rod 53 is tilted in a desired direction, a speed control signal corresponding to the tilting angle of the operating rod 53 produces a control signal generating means 60.
The micromanipulator 3 operates in the XY axis directions at a speed corresponding to the speed control signal.
【0027】一方、押しボタンスイッチ56を押圧しな
がら回転つまみ55を中立位置に復帰させると、Z軸方
向について中立点フラグが「1」になり(ステップS1
9)、速度制御モードになる(ステップS20)。これ
以後は、押しボタンスイッチ56の押下を維持しつつづ
ける限り、速度制御モードが維持される。速度制御モー
ドにおいては、回転つまみ55を回転させれば、この回
転角度に応じたZ軸方向の速度制御信号が制御信号発生
手段60から出力され、速度制御信号に応じた速度でマ
イクロマニピュレータ3がZ軸方向に動作する。On the other hand, when the rotary knob 55 is returned to the neutral position while pressing the push button switch 56, the neutral point flag becomes "1" in the Z-axis direction (step S1.
9) The speed control mode is set (step S20). After that, as long as the push button switch 56 is kept pressed, the speed control mode is maintained. In the speed control mode, when the rotary knob 55 is rotated, a speed control signal in the Z-axis direction corresponding to this rotation angle is output from the control signal generating means 60, and the micromanipulator 3 is driven at a speed corresponding to the speed control signal. Operates in the Z-axis direction.
【0028】押しボタンスイッチ56の押圧が解除され
ると、速度制御モードから位置制御モードに戻る(ステ
ップS22及びステップS23)。上述した実施例で
は、1本のジョイスティック27(28)を用いて、3
次元方向の制御を行うことが可能であり、かつ位置制御
信号及び速度制御信号の出力の切り換えも可能である。
また、位置制御モードから速度制御モードに切り換える
際には、中立点復帰の検出を条件にしているので、暴走
が確実に防止される。さらに、操作杆53及び回転つま
み55の操作位置を摩擦力によって保持するフリクショ
ン方式を用いているため、装置構成が簡単となり小型化
を図ることができる。 〔他の実施例〕 A)上述の実施例において、押しボタンスイッチ56を
操作杆53の把持部54の中間部に設けることも可能で
ある。 B)押しボタンスイッチ56の押圧が解除された直後は
制御信号の出力を停止し、操作杆53及び回転つまみ5
5が一旦中立点に復帰した後に、位置制御信号を出力す
るように構成することもできる。 C)操作杆53として、フリクション方式及びスプリン
グリターン方式の切り替えが可能なものを採用すること
も可能である。そして、押しボタンスイッチ56とし
て、押圧された状態でロック可能なものを採用してもよ
い。この場合には、押しボタンスイッチ56を押圧して
ロックした時に操作杆53がスプリングリターン方式に
なり、押しボタンスイッチ56のロックを解除した時に
操作杆53がフリクション方式になるように構成する。When the push button switch 56 is released, the speed control mode is returned to the position control mode (steps S22 and S23). In the above-described embodiment, one joystick 27 (28) is used for 3
It is possible to control the dimensional direction, and it is possible to switch the output of the position control signal and the speed control signal.
Further, when switching from the position control mode to the speed control mode, the detection of return to the neutral point is a condition, so that the runaway is surely prevented. Further, since the friction system in which the operating positions of the operating rod 53 and the rotary knob 55 are held by the frictional force is used, the device configuration is simplified and the size can be reduced. [Other Embodiments] A) In the above embodiments, the push button switch 56 can be provided in the middle portion of the grip portion 54 of the operating rod 53. B) Immediately after the pressing of the push button switch 56 is released, the output of the control signal is stopped, and the operating rod 53 and the rotary knob 5
The position control signal may be output after the signal 5 once returns to the neutral point. C) As the operating rod 53, it is also possible to employ one that can switch between a friction system and a spring return system. Then, as the push button switch 56, a switch that can be locked in a pressed state may be adopted. In this case, when the push button switch 56 is pressed and locked, the operating rod 53 is of a spring return type, and when the push button switch 56 is unlocked, the operating rod 53 is of a friction type.
【0029】速度制御を行なう場合は、押しボタンスイ
ッチ56を押圧してロックすれば、操作杆53がスプリ
ングリターン方式に切り替わるため、XY軸方向の速度
制御操作は通常のスプリングリターン方式のジョイステ
ィックと同様に行なうことができる。また、位置制御を
行なう場合には、押しボタンスイッチ56のロックを解
除する。 D)中立点の検出を、ソフトウェア的に行ってもよい。When speed control is performed, if the push button switch 56 is pressed and locked, the operating rod 53 is switched to the spring return system, so that the speed control operation in the XY axis directions is the same as a normal spring return system joystick. Can be done Further, when performing position control, the push button switch 56 is unlocked. D) The neutral point may be detected by software.
【0030】[0030]
【発明の効果】本発明に係る多方向制御ジョイスティッ
クでは、第1制御信号発生手段の機能中に受付手段が切
り換え指令を受け付けただけではなく、検出手段が操作
杆の中立を検出して初めて、第2制御信号発生手段へと
機能する方が切り換えられるので、位置制御モードと速
度制御モードと間での切り換え時における暴走状態の発
生が防止される。In the multi-directional control joystick according to the present invention, not only the receiving means receives the switching command during the function of the first control signal generating means, but also the detecting means detects the neutrality of the operating rod. Since the one that functions to the second control signal generating means is switched, occurrence of a runaway state at the time of switching between the position control mode and the speed control mode is prevented.
【図1】本発明の一実施例が採用されたマイクロマニピ
ュレータシステムの斜視図。FIG. 1 is a perspective view of a micromanipulator system in which an embodiment of the present invention is adopted.
【図2】前記マイクロマニピュレータシステムの制御ブ
ロック図。FIG. 2 is a control block diagram of the micromanipulator system.
【図3】前記マイクロマニピュレータシステムの制御フ
ローチャート。FIG. 3 is a control flowchart of the micromanipulator system.
【図4】本発明の一実施例の斜視図。FIG. 4 is a perspective view of one embodiment of the present invention.
【図5】前記実施例の制御ブロック図。FIG. 5 is a control block diagram of the embodiment.
【図6】前記実施例の制御フローチャート。FIG. 6 is a control flowchart of the embodiment.
53 操作杆 55 回転つまみ 56 押しボタンスイッチ 57 X軸方向検出部 58 Y軸方向検出部 59 Z軸方向検出部 60 制御信号発生手段 53 Operation Rod 55 Rotation Knob 56 Push Button Switch 57 X-Axis Direction Detection Section 58 Y-Axis Direction Detection Section 59 Z-Axis Direction Detection Section 60 Control Signal Generation Means
Claims (1)
杆と、 前記操作杆の傾斜角度及び中立点を検出する検出手段
と、 前記検出手段の検出結果に基づいて位置制御信号を出力
する第1制御信号発生手段と、 前記検出手段の検出結果に基づいて速度制御信号を出力
する第2制御信号発生手段と、 前記第1及び第2制御信号発生手段の間で機能する方を
切り換えるための切り換え指令を受け付ける受付手段
と、 前記第1制御信号発生手段の機能中に前記受付手段が切
り換え指令を受け付け、かつ前記検出手段が前記操作杆
の中立を検出したとき、前記第1制御信号発生手段から
前記第2制御信号発生手段へと機能する方を切り換える
第1切り換え手段と、 前記第2制御信号発生手段の機能中に前記受付手段が切
り換え指令を受け付けたとき、前記第2制御信号発生手
段から前記第1制御信号発生手段へと機能する方を切り
換える第2切り換え手段と、を備えた多方向制御ジョイ
スティック。1. An operating rod capable of swinging in an arbitrary direction around a base, a detecting means for detecting an inclination angle and a neutral point of the operating rod, and a position control signal based on a detection result of the detecting means. A first control signal generating means for outputting, a second control signal generating means for outputting a speed control signal based on the detection result of the detecting means, and a method which functions between the first and second control signal generating means Receiving means for receiving a switching command for switching, and the first control when the receiving means receives the switching command during the function of the first control signal generating means and the detecting means detects the neutrality of the operating rod. First switching means for switching the functioning from the signal generating means to the second control signal generating means, and when the receiving means receives a switching command during the function of the second control signal generating means Said second control signal multidirectional control joystick having a second switching means, a to the generating means switches the direction which serves to said first control signal generating means.
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP6018309A JP2687866B2 (en) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | Multi-directional control joystick |
| US08/384,825 US5677709A (en) | 1994-02-15 | 1995-02-07 | Micromanipulator system with multi-direction control joy stick and precision control means |
| DE19504663A DE19504663A1 (en) | 1994-02-15 | 1995-02-13 | Micromanipulator system for precision positioning of objects on microscope |
| US08/866,044 US5886684A (en) | 1994-02-15 | 1997-05-30 | Micromanipulator system with multi-direction control joy stick and precision control means |
| US09/219,322 US5973471A (en) | 1994-02-15 | 1998-12-23 | Micromanipulator system with multi-direction control joy stick and precision control means |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6018309A JP2687866B2 (en) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | Multi-directional control joystick |
Publications (2)
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| JP2687866B2 true JP2687866B2 (en) | 1997-12-08 |
Family
ID=11968022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP6018309A Expired - Fee Related JP2687866B2 (en) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | Multi-directional control joystick |
Country Status (1)
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Families Citing this family (4)
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-
1994
- 1994-02-15 JP JP6018309A patent/JP2687866B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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Legal Events
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