JPH0241891A - Preventing device for collision of manipulator - Google Patents
Preventing device for collision of manipulatorInfo
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- JPH0241891A JPH0241891A JP18822688A JP18822688A JPH0241891A JP H0241891 A JPH0241891 A JP H0241891A JP 18822688 A JP18822688 A JP 18822688A JP 18822688 A JP18822688 A JP 18822688A JP H0241891 A JPH0241891 A JP H0241891A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/06—Safety devices
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
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、例えば宇宙用マニピュレータ等のマニピュ
レータの衝突を防止するために用いられる衝突防止装置
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a collision prevention device used to prevent a collision of a manipulator such as a space manipulator.
(従来の技術)
一般に、マニピュレータにおいては、障害物との衝突を
防止するために、衝突防止装置が備えられ、安全性の確
保が図られている。このような衝突防止装置としては、
光学式検出部として発光素子及び受光素子をマニピュレ
ータアーム」二に設け、障害物が接近すると、発光素子
から発光される光が障害部で反射され、その反射光が受
光素子で受光されることにより、障害物の接近を検出す
る方法が採られていた。(Prior Art) In general, a manipulator is equipped with a collision prevention device to prevent collisions with obstacles to ensure safety. As such a collision prevention device,
A light-emitting element and a light-receiving element are installed on the manipulator arm as an optical detection part, and when an obstacle approaches, the light emitted from the light-emitting element is reflected by the obstacle, and the reflected light is received by the light-receiving element. , a method was used to detect the approach of obstacles.
ところが、上記衝突防止装置では、その検出する範囲が
一点だけとなるために、広範囲の検出を必要とする場合
に、複数の検出部を広い範囲に亙って配設しなければな
らないことにより、大形となるという問題を有する。ま
た、これによれば、受光素子で受光される光量が障害物
の表面の反射率により異なるうえ、その受光部に太陽光
等の発光部からの光量外の光が入射するおそれがあるた
めに、誤動作するおそれを有する。However, in the above-mentioned collision prevention device, since the detection range is only one point, when a wide range of detection is required, multiple detection units must be arranged over a wide range. It has the problem of being large. Furthermore, according to this, the amount of light received by the light receiving element differs depending on the reflectance of the surface of the obstacle, and there is a risk that light other than the amount of light from the light emitting part, such as sunlight, may enter the light receiving part. , there is a risk of malfunction.
係る事情は、高信頼度の要求される宇宙用マニピュレー
タに適用した場合、特に、大きな問題となるもので、例
えば宇宙空間にあっては、強い太陽光が直接的に受光部
に照射することが考えられるために、誤動作を起し易い
という問題を有する。This situation becomes a particularly big problem when applied to space manipulators that require high reliability. For example, in outer space, strong sunlight may not directly irradiate the light receiving part. This poses a problem in that it is easy to cause malfunctions.
(発明が解決しようとする課題)
以上述べたように、従来の衝突防止装置では、広範囲に
亙って検出を実現すると、多くの検出部を配置しなけれ
ばならないために大形となると共に、誤動作のおそれを
有していた。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional collision prevention device, if detection is realized over a wide range, it becomes large because many detection parts have to be arranged. There was a risk of malfunction.
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、構成簡
易にして、小形化を図り得、かつ、広範囲に亙る高精度
な検出を実現し得るようにしたマニピュレータの衝突防
止装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a collision prevention device for a manipulator that has a simple structure, can be made compact, and can realize highly accurate detection over a wide range. With the goal.
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
この発明はマニピュレータアームに所定の間隔を有して
対向配置される出入り自在に突出して設けられた一対の
支持部材と、この支持部材をマニピュレータアーム面に
対して突出方向に付勢する付勢手段と、前記支持部材の
一方に設けられる発光部と、前記支持部材の他方に前記
発光部に対向して設けられる受光部と、この受光部で受
光した受光量に応じて前記マニピュレータアームに接近
した障害物を検出する検出手段とを備えてマニピュレー
タの衝突防止装置を構成したものである。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention includes a pair of supporting members protruding from a manipulator arm, which are disposed facing each other with a predetermined interval, and which are provided so as to be freely removable and removable. a biasing means for biasing the arm surface in a protruding direction; a light emitting section provided on one side of the support member; a light receiving section provided on the other side of the supporting member facing the light emitting section; and the light receiving section. and detecting means for detecting an obstacle approaching the manipulator arm according to the amount of light received by the manipulator arm.
(作用)
上記+M成によれば、マニピュレータアームの発光部と
受光部との間に接近した障害物は、発光部からの光を遮
断して受光部への受光量を減少させることにより検出さ
れ、衝突が防止される。そして、発光部及び受光部に直
接接近した障害物は、これら発光部及び受光部を付勢手
段の付勢力に抗して押圧し、マニピュレータアーム面に
対して直交する方向に移動付勢することにより、同様に
受光部の受光口を減少させため接近が検出され、マニピ
ュレータアームへの衝突が防止される。従って、マニピ
ュレータアームに対向配置した一組の発光部と受光部と
の間における広範囲に亙る障害物の衝突を防止すること
ができる。(Function) According to the above +M configuration, an obstacle that approaches between the light emitting part and the light receiving part of the manipulator arm is detected by blocking the light from the light emitting part and reducing the amount of light received by the light receiving part. , collisions are prevented. The obstacle that directly approaches the light emitting part and the light receiving part presses the light emitting part and the light receiving part against the urging force of the urging means, and urges the light emitting part and the light receiving part to move in a direction perpendicular to the manipulator arm surface. This similarly reduces the light receiving aperture of the light receiving section, so that approach is detected and collision with the manipulator arm is prevented. Therefore, it is possible to prevent a wide range of obstacles from colliding between the pair of light emitting parts and light receiving parts which are arranged to face each other on the manipulator arm.
また、受光部が発光部に対向配置されて発光部からの光
を直接的に受光する構成であることにより、太陽光等の
光が入力するのが防止され、しかも、障害物の反射率等
の影響を受けることがないために、確実に誤動作が防止
されて高精度な検出が実現できる。In addition, since the light receiving part is arranged opposite to the light emitting part and directly receives the light from the light emitting part, it is possible to prevent light such as sunlight from entering, and to reduce the reflectance of obstacles. Since it is not affected by the effects of
(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。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図はこの発明の一実施例に係るマニピュレータの衝
突防止装置を示すもので、図中10は図示しない取付は
構体に駆動自在に設置された基部である。この基部10
にはマニピュレータアーム11が関節12を介して連結
され、その先端部にはエンドエフェクタと称する保持部
13が設けられる。そして、このマニピュレータアーム
上には一対の支持部材14a、14bが所定の間隔を有
して突出して配置される。この支持部材14a。FIG. 1 shows a collision prevention device for a manipulator according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 10 denotes a base portion (not shown) installed in a structure so as to be freely movable. This base 10
A manipulator arm 11 is connected to the manipulator arm 11 via a joint 12, and a holding section 13 called an end effector is provided at the tip thereof. A pair of support members 14a and 14b are arranged on the manipulator arm so as to protrude at a predetermined distance. This support member 14a.
14bは略同様にマニピュレータアーム面に対して略直
交する矢印A、B方向に移動自在に配設され、その基端
部には第2図に示すように、ばね等の付勢部材15.1
5が矢印A方向に付勢力を付与するように取着される。14b is disposed to be movable in the directions of arrows A and B, which are substantially orthogonal to the manipulator arm surface, and has a biasing member 15.1 such as a spring at its base end, as shown in FIG.
5 is attached so as to apply a biasing force in the direction of arrow A.
また、支持部材14a。Moreover, the support member 14a.
14bにはそのうち一方の支持部材14aにLED等の
発光部16が光学系17aを介して配設され、その他方
の支持部材14bにフォトダイオード等の受光部18か
光学系17aを介して上記発光部16に対向して配設さ
れる。これら発光部16及び受光部18は所望の検出位
置H(マニピュレータアーム面からの高さ寸法)に設定
され、相互の光軸Xが対応される(第3図参照)。14b, a light emitting section 16 such as an LED is disposed on one of the supporting members 14a via an optical system 17a, and a light receiving section 18 such as a photodiode is disposed on the other supporting member 14b. It is arranged opposite to the section 16. These light emitting section 16 and light receiving section 18 are set at a desired detection position H (height dimension from the manipulator arm surface), and their optical axes X correspond to each other (see FIG. 3).
上記発光部16は第4図に示すように、スイッチング用
トランジスタQを介して発振回路19に接続されており
、光が変調されて受光部方向に放射する。一方、受光部
18は発光部16からの光を受光すると、受光量に対応
した電流を発生する。As shown in FIG. 4, the light emitting section 16 is connected to an oscillation circuit 19 via a switching transistor Q, and the light is modulated and emitted toward the light receiving section. On the other hand, when the light receiving section 18 receives light from the light emitting section 16, it generates a current corresponding to the amount of light received.
この電流は検出部を構成する電圧変換用の抵抗Rに導か
れて電圧信号に変換された後、交流アンプ20で増幅さ
れて、検波回路21及び積分回路22を介して直流信号
に変換され、この直流信号が比較′r、23の一方の接
続端に導かれる。ここで、比較器23は人力した直流信
号を電圧源24の直流電圧と比較して、例えば+側が高
い状態で出力がハイ、(H)となり、光が入射している
ことを判定し、−側が高い状態で出力がロー(L)とな
り、光が入射していないことを判定して検出信号を図示
しない制御部に出力する。This current is led to a voltage conversion resistor R constituting the detection section and converted to a voltage signal, then amplified by an AC amplifier 20, and converted to a DC signal via a detection circuit 21 and an integration circuit 22. This DC signal is led to one connection end of the comparator 'r, 23. Here, the comparator 23 compares the human-powered DC signal with the DC voltage of the voltage source 24, and determines that, for example, when the + side is high, the output becomes high (H), and light is incident, and - When the side is high, the output becomes low (L), it is determined that no light is incident, and a detection signal is output to a control section (not shown).
上記構成において、図示しない駆動機構により、第5図
(a)に示すように基部10あるいは関節12が駆動さ
れ、障害物24がマニピュレータアム11の支持部材1
4a、14b間に接近すると、該障害物24が発光部1
6から発光される光を遮断して受光部18に受光する光
を阻止する。In the above configuration, a drive mechanism (not shown) drives the base 10 or the joint 12 as shown in FIG.
When the obstacle 24 approaches between 4a and 14b, the light emitting part 1
The light emitted from the light receiving section 18 is blocked and the light received by the light receiving section 18 is blocked.
すると、受光部18は、発生電流がなくなり、その電圧
変換用の抵抗Rで発生する電圧信号が減少される。これ
により、比較r、23は、交流アンプ20、検波回路2
1及び積分回路22を介して入力される直流信号が軽減
され、その出力がロー状態からハイ状態に切替わり、障
害物24が接近したことを判定し、上記制御部(図示せ
ず)に検出信号を出力する。ここで、制御部(図示せず
)は上記駆動機構(図示せず)を停止して基部10ある
いは関節12の駆動を停止し、マニピュレータアーム1
1が障害物24に衝突するのを防止せしめる。Then, the light receiving section 18 generates no current, and the voltage signal generated by the voltage conversion resistor R is reduced. As a result, the comparison r, 23 is the AC amplifier 20, the detection circuit 2
1 and the DC signal inputted through the integrating circuit 22 is reduced, the output thereof switches from a low state to a high state, and it is determined that the obstacle 24 has approached, and the control unit (not shown) detects this. Output a signal. Here, the control unit (not shown) stops the drive mechanism (not shown) to stop driving the base 10 or the joint 12, and the manipulator arm 1
1 from colliding with an obstacle 24.
また、障害物24がマニピュレータアーム11に接近し
て、直接的に支持部材14a、14bと当接した場合は
、例えば第5図(b)に示すように、受光部18の配設
された支持部材14bが障害物24に押圧されると、付
勢部材15の付勢力に抗して矢印B方向に移動付勢され
、受光部18に対して0発光部16から発光される光の
入射がなくなり、その発生電流がなくなる。すると、電
圧変換用の抵抗Rは、発生する電圧信号が減少される。Further, when the obstacle 24 approaches the manipulator arm 11 and comes into direct contact with the support members 14a and 14b, for example, as shown in FIG. When the member 14b is pressed against the obstacle 24, it is urged to move in the direction of arrow B against the urging force of the urging member 15, and the light emitted from the light emitting section 16 is prevented from entering the light receiving section 18. The generated current disappears. Then, the voltage signal generated by the voltage conversion resistor R is reduced.
これにより、比較器23は、同様に入力される直流信号
か軽減され、その出力がロー状態からハイ状態に切替わ
って、障害物が接近したことを判定し、制御部(図示せ
ず)に検出信号を出力する。ここで、制御部(図示せず
)は上記駆動機構(図示せず)を停止して基部10ある
いは関節12の駆動を停止し、マニピュレータアーム1
1が障害物24に衝突するのを防止せしめる。As a result, the comparator 23 similarly reduces the input DC signal, switches its output from a low state to a high state, determines that an obstacle has approached, and sends it to a control unit (not shown). Outputs a detection signal. Here, the control unit (not shown) stops the drive mechanism (not shown) to stop driving the base 10 or the joint 12, and the manipulator arm 1
1 from colliding with an obstacle 24.
なお、障害物24が発光部16の配設された支持部祠1
48に当接した場合においても、該支持部祠14aが障
害物24により移動付勢されて、受光部18に発光部1
6からの光が入射しなくることにより、同様にして障害
物24か検出されるもので、ここでは、便宜−J−、、
その詳細な説明を省略する。Note that the obstacle 24 is located at the support part shrine 1 where the light emitting part 16 is arranged.
48, the support part shrine 14a is moved and urged by the obstacle 24, and the light emitting part 1 is attached to the light receiving part 18.
When the light from 6 is no longer incident, the obstacle 24 is detected in the same way.
A detailed explanation thereof will be omitted.
このように、上記マニピュレータの衝突防止装置は、一
対の支n部材14a、14bをマニピュレータアーム1
1に付勢部材15を介して出入り自在に設けて、この一
方の支持部材14aに発光部16を配設し、かつ、他方
の支持部材14bに受光部18を互いの光軸Xを対応さ
せて配設し、その発光部16からの光を受光部18で受
光して、その受光量によりマニピュレータアーム11に
接近した障害物24を検出するように構成したことによ
り、マニピュレータアーム11に対向配置した一組の発
光部16及び受光部18の配置間隔に対応した広範囲に
亙る障害物24の衝突を確実に防止することができるた
め、従来のように検出範囲が一点のものに比して、可及
的に小形化が図り得る。In this way, the above-mentioned collision prevention device for a manipulator supports the pair of supporting members 14a and 14b on the manipulator arm 1.
A light emitting section 16 is disposed on one of the supporting members 14a, and a light receiving section 18 is disposed on the other supporting member 14b so that the optical axes X thereof correspond to each other. The light emitting section 16 receives the light from the light receiving section 18, and the obstacle 24 approaching the manipulator arm 11 is detected based on the amount of received light. Since it is possible to reliably prevent collisions with obstacles 24 over a wide range corresponding to the arrangement spacing of the set of light emitting parts 16 and light receiving parts 18, the detection range is only one point as in the conventional case. Miniaturization can be achieved as much as possible.
また、・これによれば、受光部18が発光部16に対向
配置されて発光部16からの光を直接的に受光する構成
であることにより、太陽光等の光が人力するのが防止さ
れ、しかも、障害物の反射率等の影響を受けることがな
いために、確実に誤動作が防止されて高精度な検出が可
能となる。これは、特に強い太陽光を浴びることのある
宇宙空間における使用に特に角効となるものである′。Also, according to this, the light receiving section 18 is arranged to face the light emitting section 16 and directly receives the light from the light emitting section 16, thereby preventing light such as sunlight from entering manually. Moreover, since it is not affected by the reflectance of obstacles, etc., malfunctions are reliably prevented and highly accurate detection is possible. This is particularly useful for use in outer space, where it may be exposed to particularly strong sunlight.
なお、上記実施例では、−組の支持部材14a。In addition, in the said Example, the support member 14a of a - set.
14bにそれぞれ発光部16及び受光部18を設けて構
成した場合で説明したが、例えば−組の支持部材14a
、14bをマニピュレータアーム11の周囲に複数組を
所定の間隔に配置して、周囲全体の衝突防止を図るよう
に構成することが可能なもので、その配置数としては、
各種のものが61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勿論のことであ
る。14b is provided with a light emitting section 16 and a light receiving section 18, respectively.
, 14b can be arranged around the manipulator arm 11 at predetermined intervals to prevent collisions in the entire surrounding area, and the number of the arrangement is as follows:
Various things have 61 abilities. Therefore, it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above, and that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
[発明の効果]
以上詳述したように、この発明によれば、構成簡易にし
て、小形化を図り得、かつ、広範囲に亙る高精度な検出
を実現し得るようにしたマニピュレータの衝突防止装置
を提供することができる。[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, there is provided a collision prevention device for a manipulator, which has a simple configuration, can be downsized, and can realize highly accurate detection over a wide range. can be provided.
第1図はこの発明の一実施例に係るマニピュレータの衝
突防止装置の外観を示す構成図、第2図及び第3図は第
1図の要部詳細を説明するために示した詳細図、第4図
は第1図の検出系を示す回路図、第5図は第1図の動作
を説明するために示した動作説明図である。
10・・・基部、11・・・マニピュレータアーム、1
2・・・関節、13・・・保持部、14a、14b・・
・支持部材、15・・・付勢部材、16・・・発光部、
17a。
17b・・・光学系、18・・・受光部、19・・・発
振回路、20・・・交流アンプ、21・・・検波回路、
22・・・積分回路、
3・・・比較器、FIG. 1 is a configuration diagram showing the appearance of a collision prevention device for a manipulator according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4 is a circuit diagram showing the detection system of FIG. 1, and FIG. 5 is an operation explanatory diagram shown to explain the operation of FIG. 1. 10... Base, 11... Manipulator arm, 1
2...Joint, 13...Holding part, 14a, 14b...
- Support member, 15... urging member, 16... light emitting part,
17a. 17b... Optical system, 18... Light receiving section, 19... Oscillation circuit, 20... AC amplifier, 21... Detection circuit,
22... Integrating circuit, 3... Comparator,
Claims (1)
れる出入り自在に突出して設けられた一対の支持部材と
、この支持部材をマニピュレータアーム面に対して突出
方向に付勢する付勢手段と、前記支持部材の一方に設け
られる発光部と、前記支持部材の他方に前記発光部に対
向して設けられる受光部と、この受光部で受光した受光
量に応じて前記マニピュレータアームに接近した障害物
を検出する検出手段とを具備したことを特徴とするマニ
ピュレータの衝突防止装置。a pair of supporting members protrudingly provided on the manipulator arm so as to be freely removable and disposed facing each other with a predetermined interval; a biasing means for biasing the supporting members in a protruding direction with respect to the manipulator arm surface; A light emitting part provided on one side of the support member, a light receiving part provided opposite to the light emitting part on the other side of the supporting member, and an obstacle approaching the manipulator arm depending on the amount of light received by the light receiving part. A collision prevention device for a manipulator, comprising a detection means for detecting a collision.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18822688A JPH0241891A (en) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | Preventing device for collision of manipulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18822688A JPH0241891A (en) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | Preventing device for collision of manipulator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0241891A true JPH0241891A (en) | 1990-02-13 |
Family
ID=16219986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18822688A Pending JPH0241891A (en) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | Preventing device for collision of manipulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0241891A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH059121U (en) * | 1991-07-11 | 1993-02-05 | 古河電気工業株式会社 | Waterproof box |
-
1988
- 1988-07-29 JP JP18822688A patent/JPH0241891A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH059121U (en) * | 1991-07-11 | 1993-02-05 | 古河電気工業株式会社 | Waterproof box |
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