JPH0241891A - マニピュレータの衝突防止装置 - Google Patents
マニピュレータの衝突防止装置Info
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light receiving
- light
- manipulator
- light emitting
- manipulator arm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
［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。
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。
（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。
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。
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。
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。
（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。
に説明する。
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。
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。
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。
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。
また、支持部材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）。
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）。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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′。
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′。
なお、上記実施例では、−組の支持部材１４ａ。
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。
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。
［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。
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。
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、
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、
Claims (1)
- 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18822688A JPH0241891A (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | マニピュレータの衝突防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18822688A JPH0241891A (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | マニピュレータの衝突防止装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0241891A true JPH0241891A (ja) | 1990-02-13 |
Family
ID=16219986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18822688A Pending JPH0241891A (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | マニピュレータの衝突防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0241891A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH059121U (ja) * | 1991-07-11 | 1993-02-05 | 古河電気工業株式会社 | 防水ボツクス |
-
1988
- 1988-07-29 JP JP18822688A patent/JPH0241891A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH059121U (ja) * | 1991-07-11 | 1993-02-05 | 古河電気工業株式会社 | 防水ボツクス |
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