JPS6071195A - 接触センサ付きマニピユレ−タ - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は周囲の障害物との接触を検知することのできる
接触センサを備えたマニピュレータに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

遠隔操作で駆動される多関節マニピュレータは、その動
作中に誤って周囲の物体に接触し、その物体もしくはマ
ニピュレータ自体が損傷することがある。そのため、マ
ニピュレータと周囲物体との接触を検知する手段を設け
ることが要求されているが、従来は接触検知の手段とし
てアクチュエータのトルクを測定したり、アームの周囲
に近接センサを取付けるなどの方法がとられている。し
かしながら、これらの手段は、比較的大きな力で接触し
なければ検知できなかったり、センサ自体が高価であっ
たり、あるいは特定の部分の接触のみしか検知できない
という欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、
周囲の物体との接触を確実に検知することができる、構
造が簡単で軽盆な接触センサ付きマニピュレータを提供
することを目的とする。

〔発明の概女〕

本発明による接触センサ付きマニピュレータは、発光素
子と受光素子とをそれぞれマニピュレータのアーム胴体
の外周両端部に互いに対向するよう、配設し、これら発
光素子と受光素子とを覆うように、不透光性の弾力性膜
で前記アーム胴体の外周囲を筒状に取り囲んだものから
なっている。

本発明によれば、マニピュレータのアーム胴体と周囲物
体との＝ｍにより、弾力性膜が押し潰され、発光素子と
受光素子との間を遮断する。これにより、微小な物体や
鋭利な物体の接触によっても、確実に光路が遮断され、
受光素子により接触が検知される。

〔発明の実施例〕

以下、図面を浴照して本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明による接触センサ付きマニピュレータの
一実施例を示す４４１Ｉ庫方同断面図である。

図において符号１１は、マニピュレータを構成するアー
ム胴体である。アーム胴体１１の外周両端部には、それ
ぞれ、発光素子１２および受光素子１３が、互いに対向
するよう配設されてい゛る。この発光素子１２と受光素
子１３とは１組で透過形光スイッチを構成しており、発
光素子１２として、例えばフォトダイオード、受光素子
１３として、例えばフォトトランジスタが用いられてい
る。また、発光素子１２および受光素子１３は、第２図
に示すように、アーム胴体１１の外周囲に均等に複数個
配設されている。

アーム胴体１１“の外周囲には、さらに、発光素子１２
および受光素子１３を榎うように、不透光性の弾力性の
あるゴム膜１４が筒状に取付けられている。

第３図および第４図は、発光素子１２と受光素子１３と
により構成される透過形光スイッチの回路構成例を示す
図である。′ｔ４ｆＪ３図の回路においては複数の受光
素子１３が直列に配設され、第４図の回路においては複
数の受光素子１３が並列に配設されている。いずれの回
路においても、任慧の受光素子１３の１つ以上が、発光
素子１２からの光を受けなくなるとセンサ信号１５が変
化し、周囲物体との接触が検知される。

次にこのような構成からなる本実施例の作用について説
明する。

第５図は、２関節を持つマニピュレータのアーム胴体１
１に、本実施例による接触センサを取付けた例を示して
いる。マニピュレータの動作中、周囲の物体１６に接触
すると、ゴム膜１４が物体１６との接触により押し損さ
れ、発光素子１２と受光素子１３の光路がゴム膜１４に
より遮断される。これによりセンサ信号１５が変化し、
マニピュレータと物体１６との接触が検知される。

このように本実施例によれば、接触センサが発光系子１
２．受元索子１３およびゴム膜１４の比較的簡易な部材
により構成され、小ｍ＠　貧化が可能であるため、ａ触
センサ付きマニピュレータの小屋軽量化を図る上で有効
である。才た、アーム胴体の外周囲かゴム膜で覆われて
いるため、障害物との衝芙を緩和することができる。

なお、本実施例では円形断面形状のアーム胴体を示した
が、その他の断面形状であってもよい。

第６区は本発明による接触センサ付きマニピュレータの
他の実施例を示す図である。

この実施例においては、アーム胴体１１の外周両端部に
対向配置された発光素子１２と受光素子１３とをゴム膜
１４で覆うとともに、このゴム膜１４で、ａわれた内部
空間２１を連通路ｎで外部雰囲気と連通しである。外部
雰囲気への通気孔ｎはアーム胴体１１の側壁１１ａに穿
設されている。また、連通路２２の途中には、外部から
の煙、ごみ、はこり等の侵入を防止するフィルタ冴が配
設されている。

本実施例においては、連通路ｎによりゴム膜１４の内部
と外部雰囲気との圧力が等しく保たれているので、外部
の圧力の増加によりゴム膜１４が押し潰されることはな
く、高圧力下、例えば水中においても使用することがで
きる。また、フィルタＵが配設されているので、煙、は
こりなどが存在づ−る光の透過が困難な雰囲気において
も支障なく使用することができる。このように本実施例
ｔこよれば、海中作業に用いられる海中マニピュレータ
あるいは消防用ロボットなどにおいても使用することが
でき、きわめて汎用性が広くなる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればマニピュレータと
周囲物体との接触を確実に検知することができる。また
、環境の厳しい雰囲気中においても１吏用することが可
宜已である。さらに、マニピュレータの小型・軽量化を
図る上でも有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による接融センサ付きマニピュレータの
一実施例を示す軸線方向Ｖｒ面図、第２図は第１図１［
−１蔵断面図、第３図および第４図は透過形光スイッチ
の回路構成例を示す図、紀５図は本発明を２関ル１マニ
ピユレータに応用した例を示す図、第６図は本発明の他
の笑施例を示す断面図である。 １１・・・アーム胴体、１２・・・発光素子、１３・・
・受光素子、１４・・・ゴム膜、１５・・・センサ信号
、ｎ・・・連通路、め・・・フィルタ。 第　ｌ　＠ 第　２　図 第　６　図 弔　３　図 第　４　図 −−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、発光素子と受光素子とをすれぞれマニピュレータの
   アーム胴体の外周両端部に互いに対向するよう配設し、
   これら発光素子と受″＞’ｔ、累子とを、覆うように、
   不透ブＣ性の弾力性膜で前記アーム胴体の外周囲を筒状
   に取り囲んでなる接触センサ付きマニピュレータ。 ２、弾力性膜で取り囲まれた内部は、フィルタを通して
   外部雰囲気と連通されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の接触センサ付きマニピュレータ。