JPH0285907A - 慣性を利用した駆動要素の速度制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は駆動要素、例えば、モータ等の速度制御を行な
う装置に関し、特に駆動要素の出力側に接続したクラッ
チ等でなるトルク伝達要素の出力軸に連結した速度セン
サー及びトルクセンサーからの各信号をフィードバック
し、これをデータ保持要素を介して速度制御装置に入力
し、各種負荷に伝達するトルクをコントロールすると共
に駆動要素の速度を制御する技術に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の技術は、データ保持要素を具備しておら
ず、速度センサー及びトルクセンサーからの信号をフィ
ードバックする技術構成は全くなかった。すなわち、速
度制御装置と、該速度制御装置の出力側に接続されたモ
ータ等でなる駆動要素と、該駆動要素の出力軸に連結し
たトルク伝達要素と、該トルク伝達要素の出力軸に接続
されたロボット等の各種負荷とで構成されるものであり
、該負荷に伝達するトルクを制御するために、駆動要素
の回転速度を制御することにより行なうものである。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の技術は叙上した構成を有するので、次の問題点が
惹起される。

すなわち、従来の技術に於いては、速度センサ−及びト
ルクセンサーを備えておらず、該速度センサー及びトル
クセンサーからの出力信号をフィードバックし、データ
保持要素を介して速度制御装置に入力した構成がないの
で、駆動要素の速度制御が画一的であり、従って、例え
ば、負荷が断続的に作動する場合に於いても慣性エネル
ギーの発生により当該負荷に余剰トルクが付加すること
となり、該負荷を適正に作動制御することが困難であっ
た。

また、電子回路等で構成される速度制御装置にデータ保
持要素からの出力信号を導入していないので、該速度制
御装置の作動は駆動要素の出力軸に伝達される信号を考
慮しておらず、駆動要素の作動の円滑化を図ることがで
きなかった。

本発明の目的は前記した問題点を解決するために発明し
たものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は叙上した従来の技術に存する問題点を解決する
ために、次の構成、手段を採用することを特徴とするも
のである。

すなわち、速度制御装置と、該速度制御装置の出力側に
接続した駆動要素と、該駆動要素の出力軸に連結したト
ルク伝達要素と、該トルク伝達要素の出力軸に接続した
負荷とでなる構成に於いて、前記トルク伝達要素の出力
軸に速度センサー及びトルクセンサーを備え、両センサ
ーからの信号を導入するデータ保持要素と、該データ保
持要素の出力信号を前記速度制御装置にフィードバック
し、駆動要素の速度制御を行なうことを特徴とする慣性
を利用した駆動要素の速度制御装置でなる技術手段を備
え、本発明の所期の目的を達成せんとするものである。

［作　　　用コ 本発明は叙上した構成、手段を採用したので、次の特有
な作用を有する。すなわち、速度制御装置からの出力信
号によって、モータ等でなる駆動要素を作動し、例えば
、電磁パウダークラッチ等でなるトルク伝達要素に動力
を伝達し、この出力軸の動作で各種負荷、例えば、リハ
ビリテーション等に於けるアームにトルクを伝達し得る
。そして、該出力軸に設置した速度センサーによりトル
ク伝達要素の出力速度を検出し、この速度信号をデータ
保持要素に入力する。一方、駆動要素からトルクをトル
ク伝達要素に加えれば、出力軸の回転速度が変化し得る
と共にトルク伝達要素の出力軸にトルクの印加を止めれ
ば、該出力軸は所定の回転速度を維持することとなる。

そして出力軸にトルクセンサーを設置しており、該トル
クセンサーからのトルク信号の変化を上記速度信号と共
にデータ保持要素に入力する。上記出力軸の速度変化及
びトルク変化が所定値を越えると、データ保持要素は作
動し、保持データを更新し、その出力信号を速度制御装
置にフィードバックして該速度制御装置をコントロール
し得る。このように出力軸に発生する慣性を巧みに利用
し得る特徴がある。

［実　　施　　例　　コ 本発明は第１図に示す回路構成図で表わすことができる
。

以下、これについて説明する。

１は速度制御装置であり、機械的または電子的手段によ
り構成されており、抵抗要素やトランジスタ素子等の回
路で形成されている。つまり、出力信号の波形や大小等
変化させることにより、後段のモータ等で成る駆動要素
２に信号を伝達する。

そして、該駆動要素２は回転速度を制御される。

４は該駆動要素２の出力側に接続したトルク伝達要素で
あり、例えば、電磁パウダークラッチでなる。３は駆動
要素出力軸でトルク伝達要素４の入力側と接続している
。５は出力軸であり、該トルク伝達要素４の出力側と負
荷６に接続され、トルクを各種負荷６に伝達する。負荷
６は例えば、患者等に於けるリハビリテーション機器の
レバーに応用される。７は速度センサーであり、前記出
力軸５に配置され、出力軸５の回転速度を検出し、信号
を出力する。８はトルクセンサーであり、前記出力軸５
に配置され、出力軸５にトルクが印加されたとき作動し
、信号を出力するものである。

９はデータ保持要素であり、前記速度センサー７及びト
ルクセンサー８からの信号を導入し、所定値以上の速度
信号が入力されたとき出力信号を前記速度制御装置１に
出力し、コントロールする。

該データ保持要素９はアナログ又はディジタル方式の両
者に於いても適用される。

次に本発明に基づく回路構成について動作を説明する。

サーボモータ等各種のモータでなる駆動要素２は、各種
負荷６を駆動するためにあり、該負荷、例えば、リハビ
リテーション機器を制御するために該速度制御装置１が
出力信号を出力する。而して、駆動要素２は必要に応じ
て速度制御装置１によって回転速度を制御するものであ
る。該駆動要素２は駆動要素出力軸３を介してトルク伝
達要素４に力、トルク等を伝達する。

トルク伝達要素４は各種クラッチ機構、例えば、電磁パ
ウダークラッチ等で構成され、外部から制御電流を通電
し、コントロールすることにより、出力軸５への伝達ト
ルクを変化させる。つまり、該制御電流の大小により入
力部及び出力部の電磁結合度を変化させるものである。

出力軸５に伝達したトルクは負荷６に付与し、該負荷６
を駆動する。一方、前記トルク伝達要素４の出力軸５に
配設した速度センサー７により回転速度を検出し得る。

また、トルクセンサー８は前記トルク伝達要素４の出力
軸５に配設しており、出力軸５のトルクを検出し得る。

ここにおいて、トルク伝達要素４は入力側と出力側の結
合度が高い場合、すなわち、駆動要素出力軸３と出力軸
５の電磁結合度が高い場合、該トルク伝達要素４の出力
トルクは駆動要素２が発生するトルクに大きく依存し、
結局、慣性力が大きいこととなる。他方、トルク伝達要
素４は入力側と出力側の結合度が低い場合、すなわち、
駆動要素出力軸３と出力軸５の電磁結合度が低い場合、
トルク伝達要素４の出力トルクは駆動要素２が発生する
トルクにほとんど依存せず、出力軸５の速度を変化する
ことができ、結局、慣性力が小さいこととなる。

以上の動作を経て、速度センサー７が速度信号を出力し
、各条件によって、大小値のディジタル信号又はアナロ
グ信号をデータ保持要素９に入力する。該データ保持要
素９は当該速度信号が所定値を越えたとき出力し、該速
度制御装置ｌに該出力信号を入力する。而して、速度制
御装置１を作動することにより駆動要素２を最も適正な
速度とし、負荷６のトルクを伝達し得るものである。

［発明の効果］ 本発明は叙上した構成、動作を有するので、次の効果を
奏する。

すなわち、各種負荷に結合しているトルク伝達要素の出
力軸に速度センサー及びトルクセンサーを配置し、両セ
ンサーからの信号を取入れるデータ保持要素を備え、こ
のデータ保持要素からの出力信号で速度制御装置を作動
し得るようにしたので、トルク伝達要素の出力軸に発生
する慣性力を巧みにフィードバック信号として利用した
ので、駆動要素の回転速度を適正に制御することができ
る。

特に、本発明は、速度センサー及びトルクセンサーから
の各信号は直接的に速度制御装置にフィードバック仕ず
、データ保持要素の制御信号として補助的に利用したの
で、信号処理が簡易迅速である。

本発明は、各種負荷、例えば、患者のリハビリテーショ
ン機器等その応用範囲は広いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る慣性を利用した駆動要素の速度制
御装置の一実施例を示す回路構成図である。 ｌ・・・速度制御装置、２・・・駆動要素、３・・・駆
動要素出力軸、４・・・トルク伝達要素、５・・・出力
軸、６・・負荷、７・・・速度センサー、８・・・トル
クセンサー９・・・データ保持要素

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 速度制御装置の出力信号によって回転制御する駆動要素
   と、該駆動要素に接続したトルク伝達要素と、該トルク
   伝達要素に出力軸を介して接続した負荷とでなる構成に
   於いて、該出力軸に速度センサー及びトルクセンサーを
   設け、両センサーからの信号を入力し、かつ前記速度制
   御装置に制御信号を出力するデータ保持要素を備えたこ
   とを特徴とする慣性を利用した駆動要素の速度制御装置
   。