JPH1054712A - 回転体の回転角度検出方法 - Google Patents
回転体の回転角度検出方法Info
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- JPH1054712A JPH1054712A JP8227587A JP22758796A JPH1054712A JP H1054712 A JPH1054712 A JP H1054712A JP 8227587 A JP8227587 A JP 8227587A JP 22758796 A JP22758796 A JP 22758796A JP H1054712 A JPH1054712 A JP H1054712A
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- Japan
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- angle
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高所での架空配電線の作業を活線状態で行う
絶縁ロボットアームなどの回転体の回転角度検出を、絶
縁を確保しつつ正確に検出する方法に関する。 【解決手段】 絶縁ロボットアーム２２と共に回転する
螺旋状反射板２５の反射面２４に向けて一定位置のプロ
ーブ２８から光を照射し、その反射光を同じプローブ２
８で受光して光ファイバーでアンプ部に送り、ここで電
気信号に変えて受信部に送り、そこで該信号の電圧を測
定することにより回転角を検出する。
絶縁ロボットアームなどの回転体の回転角度検出を、絶
縁を確保しつつ正確に検出する方法に関する。 【解決手段】 絶縁ロボットアーム２２と共に回転する
螺旋状反射板２５の反射面２４に向けて一定位置のプロ
ーブ２８から光を照射し、その反射光を同じプローブ２
８で受光して光ファイバーでアンプ部に送り、ここで電
気信号に変えて受信部に送り、そこで該信号の電圧を測
定することにより回転角を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高所での架空配
電線の作業を活線状態で行う絶縁ロボットアームなどの
回転体の回転角度検出方法に関する。
電線の作業を活線状態で行う絶縁ロボットアームなどの
回転体の回転角度検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ロボットアームの絶縁を確保しな
がら、動作角を検出する方法として油圧フィードバック
方式やデジタル光ファイバーエンコーダ方式などが採用
されていた。
がら、動作角を検出する方法として油圧フィードバック
方式やデジタル光ファイバーエンコーダ方式などが採用
されていた。
【０００３】油圧フィードバック方式とは、図７に示す
ようなもので、例えば、図示省略してある高所作業車の
ブームの先端の架空配電線作業用のロボットアーム１の
取付け部２に固定した駆動側シリンダ３と、これと同じ
構造のフィードバックシリンダ４を該取付け部２より離
れた位置に設けた受信部５に固定し、両シリンダの先端
を油圧ホース６により連通させて両シリンダ３、４に嵌
合したピストン７、８を油圧により連動させるようにす
る。
ようなもので、例えば、図示省略してある高所作業車の
ブームの先端の架空配電線作業用のロボットアーム１の
取付け部２に固定した駆動側シリンダ３と、これと同じ
構造のフィードバックシリンダ４を該取付け部２より離
れた位置に設けた受信部５に固定し、両シリンダの先端
を油圧ホース６により連通させて両シリンダ３、４に嵌
合したピストン７、８を油圧により連動させるようにす
る。
【０００４】そして、該アーム１と一体に回転する角度
検出軸９に固定したピニオンギャ１０を該ピストン７の
ラックギャ１１に噛合させて、アーム１の回転をピスト
ン７の進退運動に変換する構造とし、フィードバックシ
リンダ４のピストン８のラックギャ１２を位置検出器１
３の軸１４に固定したピニオンギャ１５に噛合させて該
位置検出器１３から所定の箇所に電気信号などの角度信
号を伝送するようにしたものである。
検出軸９に固定したピニオンギャ１０を該ピストン７の
ラックギャ１１に噛合させて、アーム１の回転をピスト
ン７の進退運動に変換する構造とし、フィードバックシ
リンダ４のピストン８のラックギャ１２を位置検出器１
３の軸１４に固定したピニオンギャ１５に噛合させて該
位置検出器１３から所定の箇所に電気信号などの角度信
号を伝送するようにしたものである。
【０００５】また、デジタル光ファイバーエンコーダ方
式とは、図８に示すように、ロボットアーム１の取付け
部２に固定した光エンコーダ１６と受信部５に取付けた
アンプ部（Ｏ／Ｅ変換部）１７とを光ファイバー１８に
て連結し、該光エンコーダ１６の駆動軸１９をアーム１
の回転軸に機械的に連動させ、該アンプ部１７の出力端
子に電気信号用の電気コード２０を接続してアンプ部１
７の出力端子に出力された電気的な角度信号を該電気コ
ード２０を介して所定の箇所に伝送するようにしたもの
である。
式とは、図８に示すように、ロボットアーム１の取付け
部２に固定した光エンコーダ１６と受信部５に取付けた
アンプ部（Ｏ／Ｅ変換部）１７とを光ファイバー１８に
て連結し、該光エンコーダ１６の駆動軸１９をアーム１
の回転軸に機械的に連動させ、該アンプ部１７の出力端
子に電気信号用の電気コード２０を接続してアンプ部１
７の出力端子に出力された電気的な角度信号を該電気コ
ード２０を介して所定の箇所に伝送するようにしたもの
である。
【０００６】これらの検出方式のものは送信部側と受信
部側とを油圧ホース６や光ファイバー１８のような絶縁
体で接続するため、アーム１と受信部５間の絶縁が確保
される。
部側とを油圧ホース６や光ファイバー１８のような絶縁
体で接続するため、アーム１と受信部５間の絶縁が確保
される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術のうち
油圧フィードバック方式のものは絶縁は確保されるが駆
動側のピストン７の移動量と受信側のピストン８の移動
量が一致しないため、ロボットアーム１の位置決め精度
が低下するという問題がある。
油圧フィードバック方式のものは絶縁は確保されるが駆
動側のピストン７の移動量と受信側のピストン８の移動
量が一致しないため、ロボットアーム１の位置決め精度
が低下するという問題がある。
【０００８】また、デジタル光ファイバーエンコーダ方
式では、角度を検出する部分が大きいので、これをロボ
ットアーム１に取付けた場合、動作角が制限され、作業
に支障をきたすおそれがあり、また、光ファイバーの曲
げ半径に対する制限も厳しいという問題もあった。
式では、角度を検出する部分が大きいので、これをロボ
ットアーム１に取付けた場合、動作角が制限され、作業
に支障をきたすおそれがあり、また、光ファイバーの曲
げ半径に対する制限も厳しいという問題もあった。
【０００９】そこで、この発明は、上記のような問題点
を解決するため、回転角の変化による光の強度の変化を
光ファイバーで測定部に伝送して検出することによりロ
ボットアームなどの回転角を、絶縁を確保しながら離れ
た位置で検出できる回転体の回転角度検出方法を提供す
ることを目的としている。
を解決するため、回転角の変化による光の強度の変化を
光ファイバーで測定部に伝送して検出することによりロ
ボットアームなどの回転角を、絶縁を確保しながら離れ
た位置で検出できる回転体の回転角度検出方法を提供す
ることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、この発明は回転体と共に回転する角度検出軸
に、軸方向に一定の角度で傾斜する螺旋状の反射面を有
する螺旋状反射板を一体に設け、この螺旋状反射板の反
射面に向けて光を照射し、、その反射光を一定位置で受
光してその強度を検出することにより回転角を検出する
方法および、回転体と共に回転する角度検出軸に、周方
向に一定の角度で巻き出す渦巻き状の反射面を有する渦
巻き状反射板を一体に設け、この渦巻き状反射板の反射
面に向けて光を照射し、その反射光を一定位置で受光し
てその強度を検出することにより回転角を検出する方法
を提供するものである。
するため、この発明は回転体と共に回転する角度検出軸
に、軸方向に一定の角度で傾斜する螺旋状の反射面を有
する螺旋状反射板を一体に設け、この螺旋状反射板の反
射面に向けて光を照射し、、その反射光を一定位置で受
光してその強度を検出することにより回転角を検出する
方法および、回転体と共に回転する角度検出軸に、周方
向に一定の角度で巻き出す渦巻き状の反射面を有する渦
巻き状反射板を一体に設け、この渦巻き状反射板の反射
面に向けて光を照射し、その反射光を一定位置で受光し
てその強度を検出することにより回転角を検出する方法
を提供するものである。
【００１１】
【作用】第１の発明では、回転体と共に角度検出軸が回
転すると、これと一体の螺旋状反射板が回転する。この
螺旋状反射板の反射面には光が照射されているから、そ
の反射光を一定位置にある受光部が受光して光ファイバ
ーにより検出部に伝送され、その強度を検出することに
より回転角を検出する。
転すると、これと一体の螺旋状反射板が回転する。この
螺旋状反射板の反射面には光が照射されているから、そ
の反射光を一定位置にある受光部が受光して光ファイバ
ーにより検出部に伝送され、その強度を検出することに
より回転角を検出する。
【００１２】第２の発明では、回転体と共に角度検出軸
が回転すると、これと一体の渦巻き状反射板が回転す
る。この渦巻き状反射板の反射面には光が照射されてい
るから、その反射光を一定位置にある受光部が受光して
光ファイバーにより検出部に伝送され、その強度を検出
することにより回転角を検出する。
が回転すると、これと一体の渦巻き状反射板が回転す
る。この渦巻き状反射板の反射面には光が照射されてい
るから、その反射光を一定位置にある受光部が受光して
光ファイバーにより検出部に伝送され、その強度を検出
することにより回転角を検出する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、第１の発明の実施例を図１
ないし図４に基づいて説明する。図１において、２１は
図示省略してある高所作業車のブームの先端の架空配電
線作業用の回転体でその一例としての絶縁ロボットアー
ム２２を有する本体で、２３は該アーム２２と共に回転
する角度検出軸である。
ないし図４に基づいて説明する。図１において、２１は
図示省略してある高所作業車のブームの先端の架空配電
線作業用の回転体でその一例としての絶縁ロボットアー
ム２２を有する本体で、２３は該アーム２２と共に回転
する角度検出軸である。
【００１４】上記角度検出軸２３には、図３（Ａ）、
（Ｂ）のように正面が円盤状で側面では軸方向に一定の
角度で傾斜する螺旋状反射面２４を有する螺旋状反射板
２５を一体に設ける。図２の２８は該反射板２５の反射
面２４に先端を向けて本体２１の一定の位置に固定した
プローブで、このプローブ２８の先端には図４のように
該反射面２４に向けて光を照射する多数の光照射部２６
と、反射面２４で反射された光を受ける多数の受光部２
７を設けてある。
（Ｂ）のように正面が円盤状で側面では軸方向に一定の
角度で傾斜する螺旋状反射面２４を有する螺旋状反射板
２５を一体に設ける。図２の２８は該反射板２５の反射
面２４に先端を向けて本体２１の一定の位置に固定した
プローブで、このプローブ２８の先端には図４のように
該反射面２４に向けて光を照射する多数の光照射部２６
と、反射面２４で反射された光を受ける多数の受光部２
７を設けてある。
【００１５】上記プローブ２８とアンプ部（Ｏ／Ｅ変換
部）２９は光ファイバー３０により接続する。この光フ
ァイバー３０には光照射部２６に光を送る部分と受光部
２７で受けた反射光をアンプ部２９に送る部分からなっ
ている。
部）２９は光ファイバー３０により接続する。この光フ
ァイバー３０には光照射部２６に光を送る部分と受光部
２７で受けた反射光をアンプ部２９に送る部分からなっ
ている。
【００１６】該アンプ部２９の出力端子には受信部３１
に電気的な信号を伝送する電線３２を接続するが、該受
信部３１はＡ／Ｄボード３３とＣＰＵボード３４からな
っている。
に電気的な信号を伝送する電線３２を接続するが、該受
信部３１はＡ／Ｄボード３３とＣＰＵボード３４からな
っている。
【００１７】この実施例では、ロボットアーム２２が回
転すると、これと一体の角度検出軸２３に固定した螺旋
状反射板２５が回転する。
転すると、これと一体の角度検出軸２３に固定した螺旋
状反射板２５が回転する。
【００１８】該反射板２５の反射面２４にはプローブ２
８の光照射部２６からの光線が照射され、その反射光が
受光部２７に入っている。
８の光照射部２６からの光線が照射され、その反射光が
受光部２７に入っている。
【００１９】そして、プローブ２８の受光部２７が受け
る反射光の強さは該受光部２７と反射面２４の距離ａ
（図２）に反比例するから、上記のように反射板２５が
回転して反射面２４と受光部２７の距離ａが変化すると
受光部２７に入る光の強度が変化する。従って、この光
を光ファイバー３０によりアンプ部２９に送ると、ここ
で光信号の強度の変化が電圧の変化となる電気信号に変
換し、この電気信号が電線３２により受信部３１に伝送
される。
る反射光の強さは該受光部２７と反射面２４の距離ａ
（図２）に反比例するから、上記のように反射板２５が
回転して反射面２４と受光部２７の距離ａが変化すると
受光部２７に入る光の強度が変化する。従って、この光
を光ファイバー３０によりアンプ部２９に送ると、ここ
で光信号の強度の変化が電圧の変化となる電気信号に変
換し、この電気信号が電線３２により受信部３１に伝送
される。
【００２０】受信部３１ではＡ／Ｄボード３３により電
気信号をＡ／Ｄ変換し、ＣＰＵボード３４により電圧の
変化を絶縁ロボットアーム２２の動作角度として算出す
る。
気信号をＡ／Ｄ変換し、ＣＰＵボード３４により電圧の
変化を絶縁ロボットアーム２２の動作角度として算出す
る。
【００２１】第２の発明は図５ないし図６（Ａ）、
（Ｂ）に示すように、角度検出軸２３に、正面から見て
周方向に一定の角度で巻き出す形状で、周面が軸方向に
平行する渦巻き状の反射面３５を有する渦巻き状反射板
３６を一体に設け、この渦巻き状反射板３６の反射面３
５に向けてプローブ２８から光を照射してその反射光を
受光するもので、その他の部分の構成や作用効果は図１
ないし図４に示す第１の発明と同じであるから第１の発
明と同一の構成と作用の部分は符号を付して説明を省略
する。
（Ｂ）に示すように、角度検出軸２３に、正面から見て
周方向に一定の角度で巻き出す形状で、周面が軸方向に
平行する渦巻き状の反射面３５を有する渦巻き状反射板
３６を一体に設け、この渦巻き状反射板３６の反射面３
５に向けてプローブ２８から光を照射してその反射光を
受光するもので、その他の部分の構成や作用効果は図１
ないし図４に示す第１の発明と同じであるから第１の発
明と同一の構成と作用の部分は符号を付して説明を省略
する。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、この発明は絶縁ロボット
アームなどの回転体の回転角の検出を螺旋状または渦巻
き状の反射板に光を照射してその反射光の強度の変化を
測定することにより行うものであるから、回転体と検出
部の間は光ファイバーで接続すればよいので完全な電気
絶縁が得られる。そして、回転体の動作角が距離に変
り、更に光の強度から電圧の変化に変えて検出部におい
て電圧を測定するものであるから、従来の油圧フィード
バック方式に比較してロボットアームなどの動作角を正
確に測定できる。
アームなどの回転体の回転角の検出を螺旋状または渦巻
き状の反射板に光を照射してその反射光の強度の変化を
測定することにより行うものであるから、回転体と検出
部の間は光ファイバーで接続すればよいので完全な電気
絶縁が得られる。そして、回転体の動作角が距離に変
り、更に光の強度から電圧の変化に変えて検出部におい
て電圧を測定するものであるから、従来の油圧フィード
バック方式に比較してロボットアームなどの動作角を正
確に測定できる。
【００２３】また、従来のデジタル光ファイバーエンコ
ーダ方式に比較して角度検出部の小型化が容易となるな
どの効果がある。
ーダ方式に比較して角度検出部の小型化が容易となるな
どの効果がある。
【図１】この発明の第１の実施例の取付け部の正面図
【図２】同上の要部を拡大した一部縦断側面図
【図３】同上に用いる反射板の正面図と側面図
【図４】同上のプローブの正面図
【図５】同じく第２の実施例の要部を拡大した一部縦断
側面図
側面図
【図６】同上に用いる反射板の正面図と側面図
【図７】従来例の一部縦断側面図
【図８】他の従来例の一部縦断側面図
２２ 絶縁ロボットアーム ２３ 角度検出軸 ２４ 反射面 ２５ 螺旋状反射板 ２８ プローブ ２９ アンプ部 ３０ 光ファイバー ３１ 受信部 ３２ 電線 ３５ 反射面 ３６ 渦巻き状反射板
フロントページの続き (72)発明者 青森 直人 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 丸山 佳長 福岡県福岡市中央区渡辺通二丁目１番82号 九州電力株式会社内 (72)発明者 矢野 京二 福岡県福岡市中央区渡辺通二丁目１番82号 九州電力株式会社内 (72)発明者 水本 洋 鳥取県鳥取市湖山町南四丁目101番地
Claims (2)
- 【請求項１】 回転体と共に回転する角度検出軸に、軸
方向に一定の角度で傾斜する螺旋状の反射面を有する螺
旋状反射板を一体に設け、この螺旋状反射板の反射面に
向けて光を照射し、その反射光を一定位置で受光してそ
の強度を検出することにより回転角を検出することを特
徴とする回転体の回転角度検出方法。 - 【請求項２】 回転体と共に回転する角度検出軸に、周
方向に一定の角度で巻き出す渦巻き状の反射面を有する
渦巻き状反射板を一体に設け、この渦巻き状反射板の反
射面に向けて光を照射し、その反射光を一定位置で受光
してその強度を検出することにより回転角を検出するこ
とを特徴とする回転体の回転角度検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8227587A JPH1054712A (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | 回転体の回転角度検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8227587A JPH1054712A (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | 回転体の回転角度検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1054712A true JPH1054712A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=16863263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8227587A Pending JPH1054712A (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | 回転体の回転角度検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1054712A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109839080A (zh) * | 2017-11-24 | 2019-06-04 | 桂林电子科技大学 | 一种白光干涉式纤维集成扭转传感器 |
-
1996
- 1996-08-08 JP JP8227587A patent/JPH1054712A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109839080A (zh) * | 2017-11-24 | 2019-06-04 | 桂林电子科技大学 | 一种白光干涉式纤维集成扭转传感器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |