JPH0316013Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、回転部材の回動位置を検出するた
めの装置の改良に関するものであり、殊に回動部
材の約２回転未満の範囲において回動部材の回動
位置を検出するようにした装置に関するものであ
る。

回動部材またはこれと対向する部材のいずれか
一方の部材に例えばリミツトスイツチを取付け、
他方の部材には回動部材の回動に伴い、このリミ
ツトスイツチのプランジヤと当接するような突起
を設け、その位置まで回動したときにリミツトス
イツチを作動させて回動端を検出するようにした
装置は種々ある。ところがこのような装置にあつ
ては、回動位置を検出できる範囲は約１回転未
満、正確には360度から突起の幅に相当する角度
を差引いた残りの角度範囲にすぎない。このよう
な装置は既に各種機械において広く使用されてお
り、産業用ロボツトの腕、手首などの回動部にも
用いられているが、回動を約１回転以上の範囲に
おいて検出することが必要な場合が増加してい
る。例えば、溶接用ロボツトなどで腕または手首
の回動が約１回転以下の範囲で制御されているよ
うであると回動範囲の限界まで作業を行い、更に
もう少し回動して作業したい場合、逆方向に回動
させるか、他の腕の位置を変えることによつて手
首または腕の所望の位置に移動させることが必要
であり、それによる時間的なロスなどを除くた
め、回動範囲を１回転以上にしたものが求められ
る。このような必要に応じるものとして、従来例
えばリミツトスイツチを２個使用したものがあ
り、回動端でリミツトスイツチが作動したときと
回動端以外でリミツトスイツチが作動したときと
を区別するための手段を講ずる必要であるため、
構造複雑かつ、かさ張るので、産業用ロボツトの
腕などにコンパクトに装着する上で困難性があつ
た。

この考案は、このような従来技術の問題点に着
目して行われたものであり、簡単なかさ張らない
構造で回動部材の回動範囲を約２回転未満、正確
には720度から突起などの被検出片の幅に相当し
た角度を差引いた残りの角度範囲内で回動部材の
回動位置を検出するようにした回動位置検出装置
を提供することを目的とする。

この考案は、前述のような回動位置検出装置に
おいて、被検出片例えばリミツトスイツチに対す
る当接片を弾機手段例えば板ばねを介して設け、
検出手段例えばリミツトスイツチの位置に設けた
押圧手段によつて弾機手段を押圧し、検出位置例
えば回動端以外では被検出片が検出手段位置へ来
たとしても検出されないようにしたことを特徴と
する。

そして、時計方向の回動端を検出するための被
検出片と反時計方向の回動端を検出するための被
検出片とは、それぞれ次のように装着された弾機
手段に取り付けられている。

弾機手段は、回動方向に沿うかたちのもので一
端を回動部材の外周又はこれと対向する部材の内
周に固定してあり、他の一端に向うに従い漸次回
動部材の外周面又はこれと対向する部材の内周面
から離反したのちほぼ一定間隔で離反して他の一
端において開放されており、かつ回動中心からみ
て半径方向に揺動可能である。この弾機手段も二
つあり、それぞれ回動方向に沿つて相離れて設け
られるとともに一方の弾機手段は、開放端に対し
て固定端が回動の反時計方向に位置しており、も
う一方の弾機手段は開放端に対して固定端が回動
の時計方向に位置している。そして、時計方向の
回動端を検出するための被検出片は、一方の弾機
手段の中ほどに取り付けられ、反時計方向の回動
端を検出するためのものは、もう一方の弾機手段
の中ほどに取り付けられている。さらに、これら
弾機手段はそれぞれに取り付けられている被検出
片が、回動の中心を中心とする適宜角度を含む位
置にあるように位置決めして固定されている。

一方、検出手段を設けた位置には、前記それぞ
れの弾機手段を押圧するための押圧手段が設けら
れているが、弾機手段の固定面までの距離は、弾
機手段とその固定面との離反距離よりも短かい。
このため、回動部材が回動し、弾機手段が開放端
から接近してくると押圧手段は弾機手段を押圧す
ることなく推移するので、被検出片が検出手段位
置までくると検出手段によつて検出される。とこ
ろが、弾機手段が固定端から接近してきたとき
は、押圧手段によつて押圧されるので、被検出片
が検出手段位置にきても検出されることはない。
このようにして、各弾機手段が押圧されたり、押
圧を解除されたりしてしながら回動部材のそれぞ
れの回動端が検出されるのであるが、回動の中心
に対する各被検出片の角度位置関係によつて回動
の範囲が決められる。すなわち、各被検出片が同
位置にあれば回動端の検出は360度であるが、反
時計方向の回動端を検出するための被検出片が、
時計方向の回動端を検出するためのものより時計
方向に離れて設けられているときは360度を超え
る回動について回動軸を検出でき、その逆の場合
は360度までの回動について回動端を検出できる。
ただし、720度を超える回動については回動端を
検出できない。

以下、この考案を多関節ロボツトの腕の回動位
置検出のために使用した実施例について図面を用
いて説明するが、この考案の実施はこのような例
に限定するものではない。

第１図、第２ａ〜第２ｄ図において全体を図示
しない多関節ロボツトＲの最先端の腕１が軸心１
ａを中心として回動し、腕１は軸受け１b₁、１b₂
を介して、最先端の回動軸２（回動部材）を支持
すると共に回動軸２と対向している。腕１を構成
する略円筒状の部材１ｃには、開口１ｄが設けら
れており、取付金具３ａにホトスイツチ３（検出
手段）をねじ留めしたうえ、開口１ｄにはめ込
み、更にねじ３ｂで部材１ｃに取り付けてある。
ホトスイツチ３には図示しない電気配線がしてあ
りオンオフ信号を取り出せる。回動軸２の回動に
伴いホトスイツチ３の光路位置３ｃを遮光片８
ａ，８ｂが遮ぎることによつて回動位置を検出す
るようになつている。ピン３ｄ，３ｅ（押圧手段）
は光路３ｃの下方に設けられており、板ばね７
ａ，７ｂをそれぞれ押え込む。

回動軸２はエンドエフエクタ４が取り付けられ
ており、減速機５を介してモータ６と結合されて
いる。回動軸２はモータ６によつて軸線２ａ周り
に回動し、エンドエフエクタ４の姿勢を変えるこ
とができる。回動軸２の円筒状部の外周２ｂに
は、遮光片８ａ，８ｂ（被検出片）をそれぞれ設
けた長方形の板ばね７ａ，７ｂ（弾機手段）を円
弧状に曲げ、更に遮光片８ａ，８ｂが光路３ｃ中
に位置することができるように取り付けてある。
また、板ばね７ａ，７ｂは、それぞれの遮光片８
ａの前縁８a₁と遮光片８ｂの前縁８b₁の各延長線
のなす角が軸心２ａを含んで60度をなすような位
置関係をもち、かつ回動の向きによつてピン３
ｄ，３ｅによつて押圧されることも、押圧されな
いこともできるよう片側開放状態で取り付けられ
る。また、板ばね７ａ，７ｂの支持されない側７
a₁，７b₁は、ピン３ｄ，３ｅによる押圧状態を必
要な範囲にわたつて保つため充分な長さを持つて
いる。

第２ａ図は、軸２が時計方向への回動端位置に
あり、遮光片８ａの前縁８a₁が光路３ｃを遮ぎつ
ているので、ホトスイツチ３はオフの信号を出力
することによつて回動軸２が時計方向への回動端
位置にあることを検出している。また、板ばね７
ｂはピン３ｅに押圧されている。この状態から回
動軸２を反時計方向へ回動した行き、第２ｂ図の
ように遮光片８ｂがホトスイツチ３の近くに来た
とき、板ばね７ｂはやはりピン３ｅに押圧されて
いるので、遮光片８ｂは光路３ｃを遮ぎることな
くホトスイツチ３の位置を通風して行く。

更に反時計方向への回動して行くと、板ばね７
ａがピン３ｄに押圧されながら第２ｃ図のように
遮光片８ａがホトスイツチ３の近くにやつて来
る。そして、板ばね７ａが押圧されているため、
遮光片８ａが光路３ｃを遮ぎることなく、１回転
の位置を通過する。そして、板ばね７ｂはピン３
ｅに押圧されないで追従して行く。更に、反時計
方向へ回動して行くと、第２ｄ図のように遮光片
８ｂの前縁８b₁が光路３ｃを遮ぎるので、ホトス
イツチ３はオフ信号を出力する。これによつて回
動軸２は反時計方向への回動端位置へ来たことを
検出する。遮光片８ａの前縁８a₁と遮光片８ｂの
前縁８b₁は60度の開きがあるので、前述のように
して回動端位置を420度の範囲にわたつて検出で
きる。すなわち、多関節ロボツトの腕の中に組み
込むことが容易な、簡単かつかさ張らない構造
で、１回転以上の回動についてもその回動端位置
を検出することができる。そして、このようにし
て検出して出力するホトスイツチ３からの信号を
回動軸２の図示しない制御回路に入力し、回動軸
２の回動を停止させるのに利用できることは言う
までもな。

他の実施例として、前述実施例中のホトスイツ
チなど光の検出器をリミツトスイツチに、遮光片
をドグなどの機械的な当接片することや、それぞ
れ近接スイツチなどの磁気検出スイツチと鉄片な
どにすることができる。また、板ばねに代り、コ
イルばねを介して支持したリンク機構とすること
もできる。回動を検出する範囲は360度以下とす
ることもでき、広く約２回転未満正確には720度
から遮光片などの幅に相当した角度を差引いた残
りの角度範囲とすることができる。そして、これ
ら他の実施の作用、効果もまた前述実施例と同様
である。

以上の通りこの考案は、簡単かつかさ張らない
構造で、回動部材の約２回転未満の回動範囲内で
回動部材の回動位置を検出することができると言
う顕著な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の実施例を示すものであり、第
１図は破断側面図、第２ａ図〜第２ｄ図は断面矢
視図である。 第１図、第２ａ図〜第２ｄ図において、１……
腕（回動部材と対向する部材）、２……回動軸
（回動部材）、３……ホトスイツチ（検出手段）、
３ｄ，３ｅ……ピン（押圧手段）、７ａ，７ｂ…
…板ばね（弾機手段）、８ａ，８ｂ……遮光片
（被検出片）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 回動部材またはこの回動部材と対向する部材
   のいずれか一方の部材に、いずれか他方の部材
   と対向して検出手段を設け、前記いずれか他方
   の部材には前記検出手段によつて検出される時
   計方向の回動端を検出するための被検出片と反
   時計方向の回動端を検出すたるめの被検出片を
   前記いずれか一方の部材と対向して設けてなる
   回動位置検出装置において、 前記回動部材の外周または前記回動部材と対
   向する部材の内周において前記回動方向に沿う
   とともに、一端を前記いずれか一方の部材に固
   定し、これより他の一端へ向かうに従い前記固
   定した部材から漸次離反したのちほぼ一定間隔
   で離反し、前記他の一端において開放され、前
   記回動の中心からみて半径方向に揺動可能な二
   つの弾機手段が、回動方向に沿つて相離れて設
   けられ、かつ一方の弾機手段は前記開放端に対
   して前記固定端を反時計方向に位置せしめてそ
   の中ほどに前記時計方向の回動端を検出するた
   めの被検出片を設け、もう一方の弾機手段は前
   記開放端に対して前記固定端を時計方向に位置
   せしめてその中ほどに前記反時計方向の回動を
   検出するための被検出片を設け、かつこれら被
   検出片が、前記回動の中心を中心にして適宜角
   度を含む位置にあるように装着され、前記検出
   手段を設けた位置には、前記それぞれの弾機手
   段が固定端から進入してきたとき、それぞれの
   弾機手段を押圧することができる押圧手段を設
   けてなる回動位置検出装置。 (2) 前記検出手段はホトスイツチであり、前記被
   検出片は遮光片である実用新案登録請求の範囲
   第１項記載の回動位置検出装置。 (3) 前記検出手段はリミツトスイツチであり、前
   記被検出片は当接片である実用新案登録請求の
   範囲第１項記載の回動位置検出装置。 (4) 前記検出手段は磁気検出スイツチであり、前
   記被検出片は磁性材料片である実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の回動位置検出装置。