JPH0236310A - 回転角度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えば宇宙用のマニピュレータの関節機構
等の回転体の多回転に対する絶対角度（回転角度）を検
出するのに用いる回転角度検出装置に関する。

（従来の技術） 従来より、この種の回転角度検出装置としては、いわゆ
る摺動式の多回転ポテンショメータの如き摺動式と減速
機構を用いた減速方式が知られている。

第４図はこのような摺動式の回転角度検出装置を示すも
ので、マニピュレータの関節機構等の被検出用の回転体
１の周囲部に対して抵抗体２をヘリカルのらせん状に形
成し、この抵抗体２上に摺動子３を摺接するように対向
配置する。そして、多回転に対する絶対角度は、回転体
１が回転駆動されると、その摺動子３が抵抗体２上を摺
動して、その電位の変化を計測して回転角度が検出され
る。

ところが、上記回転角度検出装置では、その摺動子３と
抵抗体２の摺動を正確に行なうように形成しないと高精
度な検出が困難な構成のために、信頼性の高い検出が要
求される箇所への適用が困難であるという問題を有して
いた。

第５図は上記減速方式の回転角度検出装置を示すもので
、回転体１の出力軸１ａに減速機構４を設け、この減速
機構４の低速側に１回転検出用の回転角度検出センサ５
を設ける。そして、回転体〕の多回転に対する絶対角度
を検出する場合は、回転体１の多回軽分を減速機構４を
介して回転角度検出センサ５で１回転分として回転角度
が検出される。

しかしながら、上記回転角度検出装置では、その）み成
上、複雑な減速機構４が必要となり、その取扱いが面倒
であると共に、減速機構・１のいわゆる遊びにより、多
回転に対する絶対角度を高精度に検出するのが困難で、
同様に信頼性の要求される箇所への適用が困難であると
いう問題を有する。

また、上記回転角度検出装置にあっては、いづれの方式
のものも過去の状態を記録して多回転に’ｔ４する絶対
角度を検出する構成のために、この点からも高精度に検
出することが困難なものであった。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように、従来の回転角度検出装置では、多回
転に対する絶対角度を高精度に検出するのが困難で、信
頼性が低いという問題を有していた。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、簡易な
構成で、かつ、多回転に対する絶対角度を高精度に検出
し得るようにして、可及的に信頼性の向上を図った回転
角度検出装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は回転体の１回転分の回転角を検出する回転角
度センサと、前記回転体に支持される螺旋状の案内部を
自゛した案内部材と、この案内部材の案内部に案内自在
に係合され前記回転体の回転ともなって直線的に移動す
る検出部を釘し、前記回転体の回転に対応した直線距離
を検出する（（１線位置検出手段と、前記回転角度検出
センサの角度信号と前記直線位置検出手段で検出した直
線位置信号を基に求めた回転数より前記回転体の回転角
度を検出する信号処理手段とを備えて構成したものであ
る。

（作用） 上記構成によれば、回転体の絶対角度は、直線位置検出
手段で検出した直線位置信号を基に回転数を検出し、こ
の回転数と回転角度検出センサの角度信号より検出され
る。従って、常に回転角度検出センサの精度で多回転に
対する絶対角度を検出することができることにより、信
頼度の高い高精度な検出が実現できる。

（実施例） 以下、この発明の実施例について、図面を参照して詳細
に説明する。

第１図はこの発明の一実施例に係る回転角度検出装置を
示すもので、図示しない回転体の出力軸１０には１回転
角度検出用の回転角度検出センサ１１が取着される。ま
た、出力軸１０には案内部材１２が嵌着される。この案
内部材１２には螺旋状の案内部１２　ａが出力軸１０に
対応して形成されており、この案内部１．２　ａには直
線位置検出器１３の検出部１３ａか矢印方向に移動自在
に係合さねる。この直線位置検出器１３は−１−記回転
角度険出センサ１１に支持され、その出力端は上記回転
角度検出センサ１１の信号出力端の接続された信号処理
部１４に接続される。

上記構成において、回転体（図示せず）の回転角度ｅは
、出力軸１０が回転駆動されると、連動して案内部材１
２が回転され、これにともなって直線位置検出器１３の
検出部１３ａが矢印方向に直線的に移動される。これに
より、直線位置検出器１３は、移動距離を検出して直線
位置信号Ａを信号処理部１４に出力する。先ず、直線位
置信号Ａは、対応する多回転角度値に変換される。同時
に、信号処理部１４には回転角度検出センサ１１の角度
信号Ｂが入力される。ここで、信号処理部１４は第２図
に示すように、ステップＳ１で直線位置信号Ａ及び角度
信号Ｂが入力すると、ステップＳ２でＢ＜１８０’を比
較し、イエスの状態でステップＳ３に移って、角度信号
Ｂの絶対値と予め誤差レベルに対応して第３図に示すよ
うに、設定される定数ε（＜１８０°）と比較する。ま
た、ステップＳ２で、′オを検出すると、ステップＳ４
に移って角度信号ＢをＢ−３６０’に変換して上記ステ
ップＳ３に移る。このステップＳ４の処理は、１回転の
角度を表わす表現方式を０〜３６０”表記から−１８０
”〜１８０°表記に変更するための処理である。

次に、ステップＳ３では、角度信号Ｂの絶対値Ｂｌ＜ε
がイエスの状態で、ステップＳ５に移り、回転数ｉを ｌ−直線位置信号Ａ／３６０’　　　・・・（１）の式
で求めた後、ステップＳ６で、回転角度ｅをｅ＝　ｉ　
Ｘ　３６０”　＋角ｆｆｆ１号Ｂ　　　−・・（２）の
式により、第４図に示すように求めて終了する。

また、ステップＳ３では、角度信号Ｂの絶対値Ｂｌ＜ε
がノオの状態で、ステップＳ７に移り、回転数ｉを ｉ−直線位置信号Ａ＋Ｄ／３６０°・・・（３）の式で
求めた後、ステップＳ６で、上記（２）の式により、同
様に回転角度ｅを求めて終了する。

なお、−１−記りは定数で、と＜Ｄ＜　（３６０゜−ε
）の範囲で適宜に設定される。

このように、上記回転角度検出装置は直線位置検出器１
３で検出した直線位置信号Ａより回転数を検出し、この
回転数と回転角度検出センサ１１の角度信号Ｂにより回
転角度を検出するように構成したことにより、従来のよ
うにＯ〜他回転の一連の記録を基に回転角度を検出して
いたのと異なり、常に回転角度検出センサ１１の精度で
多回転に対する絶対角度を検出することができるために
、ｉｉＪ及的に信頼度の高い高精度な検出が実現される
。

また、案内部材１２．直線位置検出器１３を出力軸１０
に対応して配設するだけで済むために、従来の摺動式及
び減速方式のものに比して、可及的に構成の簡略化か図
れるため、その取扱い性の簡便化か実現される。

なお、上記実施例では、案内部材１２の案内部１２ａと
して直線位置検出器１３の検出部１３ａを出力軸１０に
対して略直交する方向に直線移動するように構成した場
合で説明したが、これに限ることなく、検出部１３ａを
出力軸方向に直線移動するように構成することも可能で
ある。よって、この発明は上記実施例に限ることなく、
その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形
を実施し得ることは勿論のことである。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によれば、簡易な構成で
、かつ、多回転に対する絶対角度を高精度に検出し得る
ようにして、可及的に信頼性の向上を図った回転角度検
出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る回転角度検出装置を
示す構成図、第２図は第１図の動作を説明するために示
したフローチャート、第３図は第１図の一部の詳細を説
明するために示した図、第４図は第１図の検出動作を説
明するために示しに た図、第４図及び第５図はそれぞれ従来の回転角度検出
装置を示す構成図である。 １０・・・出力軸、１】、・・回転角度検出センサ、１
２・・・案内部材、１２ａ・・・案内部、１３・・・直
線位置検出器、１３ａ・・・検出部、１４・・・信号処
理部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　回転体の１回転分の回転角を検出する回転角度センサ
   と、前記回転体に支持される螺旋状の案内部を有した案
   内部材と、この案内部材の案内部に案内自在に係合され
   前記回転体の回転ともなって直線的に移動する検出部を
   有し、前記回転体の回転に対応した直線距離を検出する
   直線位置検出手段と、前記回転角度検出センサの角度信
   号と前記直線位置検出手段で検出した直線位置信号を基
   に求めた回転数より前記回転体の回転角度を検出する信
   号処理手段とを具備したことを特徴とする回転角度検出
   装置。