JP6252437B2

JP6252437B2 - Rotation angle detector

Info

Publication number: JP6252437B2
Application number: JP2014222858A
Authority: JP
Inventors: 達礒部
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2017-12-27
Anticipated expiration: 2034-10-31
Also published as: JP2016090317A

Description

本発明は回転角検出装置に関し、特に、出力軸の角速度を計測するアブソリュートエンコーダを備える回転角検出装置に関する。 The present invention relates to a rotation angle detection device, and more particularly, to a rotation angle detection device including an absolute encoder that measures an angular velocity of an output shaft.

特許文献１、２には、図７に示すようにアーム等の回転部材１の出力軸２に減速機３を介して駆動モータ４を設けたロボットにおいて、出力軸２とモータ軸５にそれぞれ絶対回転角検出器６、７を設けた構成が開示されている。このような構成により、電源オン時のゼロ点設定のための動作が不要になる。 In Patent Documents 1 and 2, in a robot in which a drive motor 4 is provided on an output shaft 2 of a rotating member 1 such as an arm via a speed reducer 3 as shown in FIG. A configuration in which the rotation angle detectors 6 and 7 are provided is disclosed. With such a configuration, an operation for setting the zero point when the power is turned on is not necessary.

特許文献３には、アブソリュートエンコーダの精度を向上させるため、回転体の回転角度に応じて反射板の高さがリニアに変化する回転円板に対して、光学的センサを用いて反射板との距離を測定し、測定した距離から回転体の絶対位置を算出する技術が記載されている。 In Patent Document 3, in order to improve the accuracy of an absolute encoder, an optical sensor is used to detect a rotating disk in which the height of the reflecting plate changes linearly according to the rotation angle of the rotating body. A technique for measuring the distance and calculating the absolute position of the rotating body from the measured distance is described.

特開平０４−０２５９０８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 04-025908 特開平０１−１２２２２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 01-12222 特開２０１３−００２８７４号公報JP 2013-002874 A

特許文献１、２に開示されているに二つのエンコーダを有する装置において、特に、二つの差分を検知して、トルクとして換算するなどして制御に活用する場合、出力軸のエンコーダの高精度化が必要となる。 In an apparatus having two encoders as disclosed in Patent Documents 1 and 2, particularly when detecting two differences and converting them as torque, etc., for use in control, the output shaft encoder is highly accurate. Is required.

また、コストダウンのため、モータ直結エンコーダを廃止して、出力軸エンコーダだけで制御する場合も、出力軸エンコーダの高精度化が必要である。 Also, in order to reduce costs, even when the motor direct encoder is abolished and control is performed using only the output shaft encoder, it is necessary to improve the accuracy of the output shaft encoder.

しかし、一般に高精度なアブソリュートエンコーダは高価であり、安価なホールセンサタイプを使用する場合、分解能を向上するために長いフィルタリング時間が必要となり、制御性能が低下する。 However, a high-accuracy absolute encoder is generally expensive. When an inexpensive Hall sensor type is used, a long filtering time is required to improve the resolution, and the control performance is degraded.

上記問題を解決するための一方法として、出力軸エンコーダをギヤなどで増速し、みかけの分解能を上げることが考えられる。しかし、この出力軸エンコーダがもともと有していた性能である電源オン時の出力軸の絶対回転角の検出が不可能になる。 As one method for solving the above problem, it is conceivable to increase the apparent resolution by increasing the speed of the output shaft encoder with a gear or the like. However, it is impossible to detect the absolute rotation angle of the output shaft when the power is turned on, which is the performance that this output shaft encoder originally had.

電源オン時の絶対回転角検出が不可能になる理由は、出力軸エンコーダを増速した場合、図８のように、増速されたエンコーダの角度と出力軸角度が一対一に対応せず、出力軸エンコーダの値だけでは、真の出力軸の角度が推定できないためである。 The reason why the absolute rotation angle cannot be detected when the power is turned on is that when the output shaft encoder is accelerated, the angle of the increased encoder and the output shaft angle do not correspond to each other as shown in FIG. This is because the true angle of the output shaft cannot be estimated only by the value of the output shaft encoder.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、高精度に出力軸の角度検出を行うことが可能な回転角検出装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a rotation angle detection device capable of detecting the angle of an output shaft with high accuracy.

本発明の第１の態様にかかる回転角検出装置は、回転部材の出力軸と、前記出力軸の角度を計測するアブソリュートエンコーダと、前記アブソリュートエンコーダを増速する変速機と、前記出力軸に設置される基準部と、前記基準部を検出する視覚センサと、電源オン時に、前記視覚センサの視野における前記基準部の位置から前記出力軸の第一角度を検出する角度検出手段とを備え、前記アブソリュートエンコーダは、前記第一角度を基準として前記出力軸の角度を計測するものである。 A rotation angle detection device according to a first aspect of the present invention is provided on an output shaft of a rotating member, an absolute encoder that measures an angle of the output shaft, a transmission that increases the speed of the absolute encoder, and an output shaft A reference part to be detected; a visual sensor for detecting the reference part; and an angle detection means for detecting a first angle of the output shaft from a position of the reference part in a visual field of the visual sensor when the power is turned on, The absolute encoder measures the angle of the output shaft based on the first angle.

角度検出手段により電源オン時の絶対角度を検出するため、絶対角度を基準として出力軸の角度を検出することができ、出力軸の角度検出を高精度にすることができる。 Since the absolute angle when the power is turned on is detected by the angle detection means, the angle of the output shaft can be detected with reference to the absolute angle, and the angle detection of the output shaft can be performed with high accuracy.

本発明によれば、高精度に出力軸の角度検出を行うことが可能な回転角検出装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rotation angle detection apparatus which can detect the angle of an output shaft with high precision can be provided.

実施形態に係る回転角検出装置の構成の一例を示す上面図である。It is a top view which shows an example of a structure of the rotation angle detection apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る回転角検出装置の構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a structure of the rotation angle detection apparatus which concerns on embodiment. 増速比が１：２の場合の各軸の角度を説明する図である。It is a figure explaining the angle of each axis | shaft in case speed increasing ratio is 1: 2. 増速比が１：２の場合の各軸の角度を説明する図である。It is a figure explaining the angle of each axis | shaft in case speed increasing ratio is 1: 2. 実施形態にかかる回転角検出装置を適用したロボットを示す図である。It is a figure which shows the robot to which the rotation angle detection apparatus concerning embodiment is applied. 出力軸角度とアブソリュートエンコーダの角度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between an output shaft angle and the angle of an absolute encoder. 出力軸下部に設けられた基準部の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the reference | standard part provided in the output shaft lower part. 実施形態に係る回転角検出装置の構成の他の例を示す上面図である。It is a top view which shows the other example of a structure of the rotation angle detection apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る回転角検出装置の構成の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of a structure of the rotation angle detection apparatus which concerns on embodiment. 特許文献１、２に記載の回転角検出装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the rotation angle detection apparatus of patent document 1,2. 出力軸角度とアブソリュートエンコーダの角度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between an output shaft angle and the angle of an absolute encoder.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。各図における同等の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Equivalent components in the drawings are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

本実施形態にかかる回転角検出装置では、角度検出対象となる回転部材の出力軸に関して粗い角度検出手段を有する。当該角度検出手段により検出された角度を基準として出力軸の角速度を計測する。 The rotation angle detection device according to the present embodiment has a rough angle detection means with respect to the output shaft of the rotation member to be detected. The angular velocity of the output shaft is measured based on the angle detected by the angle detection means.

図１Ａ、１Ｂに示すように、実施形態にかかる回転角検出装置１０は、出力軸１１、モータ１４、エンコーダ１５、ギヤ１６、１７、アブソリュートエンコーダ１８、基準部２０〜２４、カメラ３０を備える。図１Ａ、１Ｂに示す例では、出力軸１１の粗い角度検出手段として、カメラ３０と出力軸１１の出力軸下部１３に設置された基準部２０〜２４が設けられている。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the rotation angle detection device 10 according to the embodiment includes an output shaft 11, a motor 14, an encoder 15, gears 16 and 17, an absolute encoder 18, reference units 20 to 24, and a camera 30. In the example illustrated in FIGS. 1A and 1B, as a rough angle detection unit of the output shaft 11, reference units 20 to 24 installed on the camera 30 and the output shaft lower portion 13 of the output shaft 11 are provided.

本実施形態では、基準部として、矩形状の４個の基準部２０〜２４を出力軸下部１３の外周状に等間隔で配置している。基準部の形状、個数、配置位置は適宜変更することが可能である。 In the present embodiment, four rectangular reference portions 20 to 24 are arranged at equal intervals on the outer periphery of the output shaft lower portion 13 as reference portions. The shape, number, and arrangement position of the reference portion can be changed as appropriate.

出力軸１１には、円板状の出力軸上部１２と出力軸下部１３とが取り付けられている。また、出力軸１１の出力軸上部１２と出力軸下部１３の間には、ギヤ１６が取り付けられている。ギヤ１６には、ギヤ１６よりも小さいギヤ１７が噛みあっている。ギヤ１７のシャフトには、アブソリュートエンコーダ１８が取り付けられている。 A disk-shaped output shaft upper portion 12 and an output shaft lower portion 13 are attached to the output shaft 11. A gear 16 is attached between the output shaft upper portion 12 and the output shaft lower portion 13 of the output shaft 11. A gear 17 smaller than the gear 16 is engaged with the gear 16. An absolute encoder 18 is attached to the shaft of the gear 17.

ギヤ１６が回転することにより、ギヤ１６よりも小さいギヤ１７は増速する。これにより、アブソリュートエンコーダ１８が増速され、みかけの分解能を向上させることができる。上述したように、アブソリュートエンコーダ１８を増速するとみかけの分解能が向上するが、出力軸の絶対角度を検出することができなくなる。 As the gear 16 rotates, the gear 17 smaller than the gear 16 increases in speed. Thereby, the absolute encoder 18 is accelerated, and the apparent resolution can be improved. As described above, when the absolute encoder 18 is accelerated, the apparent resolution is improved, but the absolute angle of the output shaft cannot be detected.

図２Ａ、２Ｂは、増速比が１：２の場合の各軸の角度を説明する図である。図２Ａ、２Ｂでは、出力軸１１に取付けられたギヤ１６とアブソリュートエンコーダ１８に取付けられた１７のみを記載している。ここでは、各軸の角度を説明するため、ギヤ１６、ギヤ１７にそれぞれ位置特定部１６ａ、１７ａを記載している。 2A and 2B are diagrams illustrating angles of the respective axes when the speed increasing ratio is 1: 2. 2A and 2B, only the gear 16 attached to the output shaft 11 and 17 attached to the absolute encoder 18 are shown. Here, in order to describe the angles of the respective axes, the position specifying portions 16a and 17a are described in the gear 16 and the gear 17, respectively.

図２Ａ、２Ｂに示すように、出力軸１１の角度が１８０度変わった場合でも、アブソリュートエンコーダ１８の角度は等しい。このため、出力軸角度とアブソリュートエンコーダ１８の角度とが一対一に対応しない。そこで、本実施形態では、電源オン時に、カメラによって基準部を検出することにより現在の角度を判断し、出力軸１１の絶対角を検出する。 As shown in FIGS. 2A and 2B, even when the angle of the output shaft 11 changes by 180 degrees, the angle of the absolute encoder 18 is the same. For this reason, the output shaft angle and the angle of the absolute encoder 18 do not correspond one to one. Therefore, in the present embodiment, when the power is turned on, the current angle is determined by detecting the reference portion with the camera, and the absolute angle of the output shaft 11 is detected.

出力軸下部１３には、当該出力軸１１を回転駆動するモータ１４が設けられている。モータ１４には、インクリメンタルタイプのエンコーダ１５が取り付けられている。 The output shaft lower portion 13 is provided with a motor 14 that rotationally drives the output shaft 11. An incremental type encoder 15 is attached to the motor 14.

回転角検出装置１０は、カメラ３０を備えるロボットに適用することができる。ロボットは、頭部にカメラ３０を有し、角度が判断できる位置に基準部２０〜２４を有する。すなわち、基準部２０〜２４がカメラ３０の視野内において検出されることにより、出力軸１１の粗い角度が検出される。 The rotation angle detection device 10 can be applied to a robot provided with a camera 30. The robot has a camera 30 on its head and has reference units 20 to 24 at positions where the angle can be determined. That is, the rough angle of the output shaft 11 is detected by detecting the reference portions 20 to 24 within the field of view of the camera 30.

ロボットは、カメラ３０の座標系から見た基準部２０〜２４の位置とそのＩＤを取得できる。ロボットは、現在の頭部の角度に基づいて、出力軸下部１３の角度を算出することにより、出力軸１１の角度を検出することができる。カメラ３０、基準部２０〜２４により取得される角度をθｃとする。 The robot can acquire the positions and IDs of the reference units 20 to 24 as viewed from the coordinate system of the camera 30. The robot can detect the angle of the output shaft 11 by calculating the angle of the output shaft lower portion 13 based on the current head angle. An angle acquired by the camera 30 and the reference units 20 to 24 is defined as θc.

出力軸１１の動作に連動して、アブソリュートエンコーダ１８が動作する。このアブソリュートエンコーダ１８から取得される角度をθｂとする。なお、アブソリュートエンコーダ１８の精度を高めるため、ギヤとしてノンバックラッシタイプのものやベルトを使用してもよい。 In conjunction with the operation of the output shaft 11, the absolute encoder 18 operates. The angle acquired from the absolute encoder 18 is assumed to be θb. In order to improve the accuracy of the absolute encoder 18, a non-backlash type gear or a belt may be used as the gear.

基準部２０〜２４、カメラ３０から取得される角度θｃとする。ギヤの増速比をＮ、出力軸１１の角度をθとしたとき、角度θｃが真値θに対して最大で±βのばらつきを持つ場合、少なくとも２β＜３６０／Ｎとなるようにギヤの増速比が設計されている。図３では、横軸に出力軸１１の角度θ、縦軸にアブソリュートエンコーダ１８から取得される角度θｂを示している。これにより、角度θｃが±βの範囲でばらついたとしても、一意に角度θｂを求めることができる。 The angle θc acquired from the reference units 20 to 24 and the camera 30 is used. When the gear speed increase ratio is N and the angle of the output shaft 11 is θ, when the angle θc has a variation of ± β at the maximum with respect to the true value θ, at least 2β <360 / N. The speed increase ratio is designed. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the angle θ of the output shaft 11, and the vertical axis indicates the angle θb acquired from the absolute encoder 18. Thereby, even if the angle θc varies within a range of ± β, the angle θb can be uniquely obtained.

電源オン時に、カメラ３０から取得される角度θｃの情報をもとに、アブソリュートエンコーダ１８の角度θｂがどの角度範囲にあるかを判定して、初期値を取得する。具体的には、まず、次式を満たす正数Ｍがあるか調べる。ここで、αは、θｂとθｃとの初期オフセット量であり、予め設定、計算する必要がある

When the power is turned on, based on the information of the angle θc acquired from the camera 30, it is determined which angle range the angle θb of the absolute encoder 18 is in, and an initial value is acquired. Specifically, first, it is examined whether there is a positive number M that satisfies the following expression. Here, α is an initial offset amount between θb and θc, and needs to be set and calculated in advance.

θｃが上記式を満たさない場合、次式を満たす整数Ｍ２を求める。

When θc does not satisfy the above equation, an integer M2 that satisfies the following equation is obtained.

次に、θｂの値が、

ならば、Ｍ＝Ｍ２、

ならば、Ｍ＝Ｍ２＋１となるよう、Ｍを求める。 Next, the value of θb is

Then, M = M2,

Then, M is obtained so that M = M2 + 1.

このＭを用いて、θの初期値を

と決める。 Using this M, the initial value of θ

Decide.

このようにして決めたθｉをもとに、各サンプリング毎のθｂの差分を増速比Ｎで除算した値を足し合わせて、現在の出力角度θを逐次求める。 Based on θi determined in this way, the current output angle θ is sequentially obtained by adding the values obtained by dividing the difference in θb for each sampling by the speed increase ratio N.

ここで、θｊは、ｊ番目のサンプリング時に更新されたθを表す。また、θ１＝θｉとする。

Here, θj represents θ updated at the j-th sampling. Further, θ1 = θi.

このように、電源オン時に粗い角度検出手段により現在の出力軸角度を判断し、それに応じてアブソリュートエンコーダのゼロ点を決めることができるため、出力軸の角度検出を高精度化することができる。 Thus, since the current output shaft angle can be determined by the rough angle detection means when the power is turned on, and the zero point of the absolute encoder can be determined accordingly, the detection of the angle of the output shaft can be made highly accurate.

図４は、回転角検出装置１０をロボット１００に適用した例である。図４に示すように、ロボット１００は、ベース部１０１、胴部１０２、頭部１０３、アーム部１０４、肩ピッチ軸１０５、手首部１０６、把持部１０７を有する。 FIG. 4 is an example in which the rotation angle detection device 10 is applied to the robot 100. As shown in FIG. 4, the robot 100 includes a base part 101, a trunk part 102, a head part 103, an arm part 104, a shoulder pitch shaft 105, a wrist part 106, and a grip part 107.

胴部１０２は、ベース部１０１から上方に起立する。頭部１０３は、胴部１０２の上方に設けられている。頭部１０３は、カメラ３０を有する。胴部１０２には、肩ピッチ軸１０５を介してアーム部１０４が設けられている。アーム部１０４の他端には、手首部１０６を介して把持部１０７が設けられている。 The trunk portion 102 stands upward from the base portion 101. The head portion 103 is provided above the trunk portion 102. The head 103 has a camera 30. The trunk portion 102 is provided with an arm portion 104 via a shoulder pitch shaft 105. A grip portion 107 is provided on the other end of the arm portion 104 via a wrist portion 106.

実施形態にかかる回転角検出装置１０を適用する軸をピッチ軸１０５とする。粗い角度検出手段を、頭部１０３に設けられたカメラ３０と、基準部としての手首部１０６とすることができる。手首部１０６までの距離を視覚センサであるカメラ３０で求めることにより肩ピッチ軸１０５の粗い角度θｃを求めることができる。 An axis to which the rotation angle detection device 10 according to the embodiment is applied is a pitch axis 105. The rough angle detection means can be the camera 30 provided on the head 103 and the wrist portion 106 as a reference portion. The rough angle θc of the shoulder pitch axis 105 can be obtained by obtaining the distance to the wrist portion 106 with the camera 30 that is a visual sensor.

このように、もともとカメラなどの視覚センサとアームを有し、物体を扱うロボットに適用されることで、追加のセンサを有さずに出力軸１１の絶対角を高精度に検出することができる。これにより、ロボットの制御性能の向上、コストの低下、構造の簡素化を図ることが可能となる。 In this way, the absolute angle of the output shaft 11 can be detected with high accuracy without having an additional sensor by being applied to a robot that originally has a visual sensor such as a camera and an arm and handles an object. . Thereby, it becomes possible to improve the control performance of the robot, reduce the cost, and simplify the structure.

また、特にモータ軸に直結したエンコーダと出力軸角度を取得するエンコーダの二つのエンコーダを有するシステムにおいて、二つの差分を検知してトルク制御などを実施する場合、出力軸エンコーダの分解能を向上させることができ、制御性能を向上させることができる。 In addition, in a system having two encoders, an encoder that is directly connected to the motor shaft and an encoder that obtains the output shaft angle, the resolution of the output shaft encoder should be improved when two differences are detected and torque control or the like is performed. Control performance can be improved.

一般に安価なアブソリュートエンコーダとして、ホールセンサを使用するものが存在するが、高分解能にするためには、フィルタ時間を長くする必要があった。しかしながら、本実施形態によれば、フィルタを要さずに高分解能化が可能である。 In general, there are inexpensive absolute encoders that use Hall sensors, but in order to achieve high resolution, it is necessary to lengthen the filter time. However, according to the present embodiment, high resolution can be achieved without the need for a filter.

また、アブソリュートエンコーダ１８に取り付けられたギヤ１７は、出力軸１１に取り付けられたギヤ１６よりも小さいため、通常のアブソリュートエンコーダを１：１でオフセットさせた構造に比べ、小型化が可能である。 Further, since the gear 17 attached to the absolute encoder 18 is smaller than the gear 16 attached to the output shaft 11, it is possible to reduce the size as compared with a structure in which a normal absolute encoder is offset by 1: 1.

また、アブソリュートエンコーダ１８を出力軸１１の中心とオフセットして、配置することができるため、軸の中空化や可動域の拡大が可能である。 Further, since the absolute encoder 18 can be disposed offset from the center of the output shaft 11, the shaft can be hollowed and the movable range can be expanded.

本実施形態にかかる回転角検出装置１０は、特に、アクティブキャスタ方式の全方位台車に代表される全方位移動体の車輪の出力軸の角度検出に好適である。本手法を適用することで、出力軸の駆動の高精度化により、移動精度の向上を図ることが可能となる。 The rotation angle detection device 10 according to the present embodiment is particularly suitable for detecting the angle of the output shaft of a wheel of an omnidirectional mobile body represented by an active caster omnidirectional cart. By applying this method, it is possible to improve the movement accuracy by increasing the accuracy of driving the output shaft.

上述の実施形態では、出力軸下部１３に基準部２０を設ける構成としたが、出力軸１１の構造的特徴で位置を判断することも可能である。図５に、基準部の他の例を示す。図５に示す例では、基準部として出力軸下部１３に三角形の切欠部２５、矩形の切欠部２６が設けられている。 In the above-described embodiment, the reference portion 20 is provided in the output shaft lower portion 13, but the position can also be determined by the structural characteristics of the output shaft 11. FIG. 5 shows another example of the reference portion. In the example shown in FIG. 5, a triangular notch 25 and a rectangular notch 26 are provided in the output shaft lower part 13 as a reference part.

図６Ａ、６Ｂに回転角検出装置１０の他の構成例を示す。図６Ａ、６Ｂに示すように、回転角検出装置１０は、出力軸１１、モータ１４、エンコーダ１５、ギヤ１６、１７、アブソリュートエンコーダ１８、カメラ３０、センサ用プレート４０、センサ４１を備える。本例では、粗い角度検出手段としてセンサ４１が用いられ、基準部としてのセンサ用プレート４０が検出される。 6A and 6B show another configuration example of the rotation angle detection device 10. As shown in FIGS. 6A and 6B, the rotation angle detection device 10 includes an output shaft 11, a motor 14, an encoder 15, gears 16 and 17, an absolute encoder 18, a camera 30, a sensor plate 40, and a sensor 41. In this example, the sensor 41 is used as the rough angle detection means, and the sensor plate 40 as the reference portion is detected.

図６Ａに示すように、増速比Ｎ＝２の場合、センサ用プレート４０は、異なる半径の２つの半円板が、半円の中心が一致した状態で弦同士が接合された形状を有している。図６Ｂに示すように、図１Ｂに示す出力軸上部１２の代わりにセンサ用プレート４０が出力軸１１に取付けられている。センサ用プレート４０の半径が大きい部分が０〜１８０度に対応し、半径が小さい部分が１８０〜３６０度に対応するものとする。 As shown in FIG. 6A, when the speed increasing ratio N = 2, the sensor plate 40 has a shape in which two semi-discs having different radii are joined to each other in a state where the centers of the semi-circles coincide with each other. doing. As shown in FIG. 6B, a sensor plate 40 is attached to the output shaft 11 instead of the output shaft upper portion 12 shown in FIG. 1B. A portion with a large radius of the sensor plate 40 corresponds to 0 to 180 degrees, and a portion with a small radius corresponds to 180 to 360 degrees.

センサ４１は、例えば、センサ用プレート４０が０〜１８０度でオンとなり、１８０〜３６０度でオフとなる。センサ４１によって、出力軸１１の粗い角度θｃが得られる。すなわち、増速比Ｎ＝２の場合、１８０度単位で粗い角度検出が可能となる。センサ４１としては、リミットスイッチや非接触センサを用いることができる。 For example, the sensor 41 is turned on when the sensor plate 40 is 0 to 180 degrees and turned off when the sensor plate 40 is 180 to 360 degrees. A rough angle θc of the output shaft 11 is obtained by the sensor 41. That is, when the speed increasing ratio N = 2, it is possible to detect a rough angle in units of 180 degrees. As the sensor 41, a limit switch or a non-contact sensor can be used.

増速比Ｎを増加させる場合は、センサ４１の個数を増やし、センサ用プレート４０の形状を変更することにより、出力軸の粗い角度を検出することが可能となる。なお、他の構成については、図１Ａ、１Ｂに示す例と同様であるため説明を省略する。 When increasing the speed increase ratio N, it is possible to detect the rough angle of the output shaft by increasing the number of sensors 41 and changing the shape of the sensor plate 40. Other configurations are the same as the example shown in FIGS. 1A and 1B, and thus the description thereof is omitted.

１０回転角検出装置
１１出力軸
１２出力軸上部
１３出力軸下部
１４モータ
１５エンコーダ
１６ギヤ
１７ギヤ
１８アブソリュートエンコーダ
２０〜２４基準部
２５、２６切欠部
３０カメラ
４０センサ用プレート
４１センサ
１００ロボット
１０１ベース部
１０２胴部
１０３頭部
１０４アーム部
１０５肩ピッチ軸
１０６手首部
１０７把持部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotation angle detection apparatus 11 Output shaft 12 Output shaft upper part 13 Output shaft lower part 14 Motor 15 Encoder 16 Gear 17 Gear 18 Absolute encoder 20-24 Reference | standard part 25, 26 Notch part 30 Camera 40 Sensor plate 41 Sensor 100 Robot 101 Base part 102 trunk 103 head 104 arm 105 shoulder pitch axis 106 wrist 107 gripping part

Claims

回転部材の出力軸と、
前記出力軸の角度を計測するアブソリュートエンコーダと、
前記アブソリュートエンコーダを増速する変速機と、
前記出力軸に設置される基準部と、
前記基準部を検出する視覚センサと、
電源オン時に、前記視覚センサの視野における前記基準部の位置から前記出力軸の第一角度を検出する角度検出手段と、
を備え、
前記アブソリュートエンコーダは、前記第一角度を基準として前記出力軸の角度を計測する、
回転角検出装置。 An output shaft of the rotating member;
An absolute encoder that measures the angle of the output shaft;
A transmission for speeding up the absolute encoder;
A reference portion installed on the output shaft;
A visual sensor for detecting the reference portion;
Angle detection means for detecting a first angle of the output shaft from the position of the reference portion in the visual field of the visual sensor when the power is turned on;
With
The absolute encoder measures the angle of the output shaft with respect to the first angle;
Rotation angle detector.