JPH0571940A - 軌跡測定装置 - Google Patents
軌跡測定装置Info
- Publication number
- JPH0571940A JPH0571940A JP26519991A JP26519991A JPH0571940A JP H0571940 A JPH0571940 A JP H0571940A JP 26519991 A JP26519991 A JP 26519991A JP 26519991 A JP26519991 A JP 26519991A JP H0571940 A JPH0571940 A JP H0571940A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- point
- measured
- measured point
- stroke
- wire
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- 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
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 安価でしかも精密な測定が可能な軌跡測定装
置を提供する。 【構成】 第一のストローク計１１は、被測定点Ｐの運
動面内の第一基準点に設けられ、被測定点Ｐとの間に張
設されたワイヤ１１ａの長さの変動を測定する。第二の
ストローク計１２は、被測定点Ｐの運動面内の第二基準
点に設けられ、被測定点Ｐとの間に張設されたワイヤ１
２ａの長さの変動を測定する。演算装置１４は、第一お
よび第二のストローク計１１，１２の出力値により第一
の基準点と被測定点との距離および第二の基準点と被測
定点との距離を求め、これらの距離から運動面内におけ
る被測定点Ｐの位置を算出する。
置を提供する。 【構成】 第一のストローク計１１は、被測定点Ｐの運
動面内の第一基準点に設けられ、被測定点Ｐとの間に張
設されたワイヤ１１ａの長さの変動を測定する。第二の
ストローク計１２は、被測定点Ｐの運動面内の第二基準
点に設けられ、被測定点Ｐとの間に張設されたワイヤ１
２ａの長さの変動を測定する。演算装置１４は、第一お
よび第二のストローク計１１，１２の出力値により第一
の基準点と被測定点との距離および第二の基準点と被測
定点との距離を求め、これらの距離から運動面内におけ
る被測定点Ｐの位置を算出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多関節アーム式作業機
のアーム先端などの軌跡を測定する軌跡測定装置に関す
る。
のアーム先端などの軌跡を測定する軌跡測定装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば、油圧ショベルをベースとしたこ
の種の多関節アーム式作業機において、アームの先端の
軌跡制御点の運動が設計上の精度（例えば垂直精度）を
満足するかを実機で測定する必要がある。この目的のた
めに、従来は市販の非接触光学式測定装置が使用されて
いる。これは、軌跡制御点の被測定部位に明暗のコント
ラストをもつターゲットを設け、このターゲットをＣＣ
Ｄカメラのような光学式測定装置でとらえ、その動きを
電気信号に変換して出力するもので、その分解能はレン
ズ視野の０．０１〜０．１％である。
の種の多関節アーム式作業機において、アームの先端の
軌跡制御点の運動が設計上の精度（例えば垂直精度）を
満足するかを実機で測定する必要がある。この目的のた
めに、従来は市販の非接触光学式測定装置が使用されて
いる。これは、軌跡制御点の被測定部位に明暗のコント
ラストをもつターゲットを設け、このターゲットをＣＣ
Ｄカメラのような光学式測定装置でとらえ、その動きを
電気信号に変換して出力するもので、その分解能はレン
ズ視野の０．０１〜０．１％である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような多関節アーム式作業機では、そのアーム先端部
の移動距離は１０ｍ以上に達することもある。その場
合、上述した非接触光学式測定装置では、被測定対象と
なるアーム先端部の移動距離全体をレンズ視野にとらえ
て測定を行うことになるため、分解能は１〜数ｃｍ前後
となって精密な測定は望めない。また、測定装置自体高
価である。
たような多関節アーム式作業機では、そのアーム先端部
の移動距離は１０ｍ以上に達することもある。その場
合、上述した非接触光学式測定装置では、被測定対象と
なるアーム先端部の移動距離全体をレンズ視野にとらえ
て測定を行うことになるため、分解能は１〜数ｃｍ前後
となって精密な測定は望めない。また、測定装置自体高
価である。
【０００４】本発明の目的は、安価でしかも精密な測定
が可能な軌跡測定装置を提供することにある。
が可能な軌跡測定装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】一実施例である図１に基
づいて説明すると、本発明に係る軌跡測定装置は、第一
および第二のストローク計１１，１２ならびに演算装置
１４を備える。第一のストローク計１１は、被測定点Ｐ
の運動面内の第一基準点に設けられ、被測定点Ｐとの間
に張設されたワイヤ１１ａの長さの変動を測定する。第
二のストローク計１２は、被測定点Ｐの運動面内の第二
基準点に設けられ、被測定点Ｐとの間に張設されたワイ
ヤ１２ａの長さの変動を測定する。演算装置１４は、第
一および第二のストローク計１１，１２の出力値により
第一の基準点と被測定点との距離および第二の基準点と
被測定点との距離を求め、これらの距離から運動面内に
おける被測定点Ｐの位置を算出する。
づいて説明すると、本発明に係る軌跡測定装置は、第一
および第二のストローク計１１，１２ならびに演算装置
１４を備える。第一のストローク計１１は、被測定点Ｐ
の運動面内の第一基準点に設けられ、被測定点Ｐとの間
に張設されたワイヤ１１ａの長さの変動を測定する。第
二のストローク計１２は、被測定点Ｐの運動面内の第二
基準点に設けられ、被測定点Ｐとの間に張設されたワイ
ヤ１２ａの長さの変動を測定する。演算装置１４は、第
一および第二のストローク計１１，１２の出力値により
第一の基準点と被測定点との距離および第二の基準点と
被測定点との距離を求め、これらの距離から運動面内に
おける被測定点Ｐの位置を算出する。
【０００６】
【作用】一平面内の任意の点の座標は、同一面内に座標
が既知である２つの基準点を設定し、これらの両基準点
からの距離を測定することによって知ることができる。
例えば図３において、その座標値を求める被測定点（ア
ーム先端）Ｐおよび基準点（固定点）Ｐ１，Ｐ２のｘｙ
座標をそれぞれＰ（ｘ，ｙ），Ｐ（ｘ１，ｙ１），Ｐ
（ｘ２，ｙ２）とすると、各基準点と被測定点との距離
Ｌ１，Ｌ２は次式のように表される。
が既知である２つの基準点を設定し、これらの両基準点
からの距離を測定することによって知ることができる。
例えば図３において、その座標値を求める被測定点（ア
ーム先端）Ｐおよび基準点（固定点）Ｐ１，Ｐ２のｘｙ
座標をそれぞれＰ（ｘ，ｙ），Ｐ（ｘ１，ｙ１），Ｐ
（ｘ２，ｙ２）とすると、各基準点と被測定点との距離
Ｌ１，Ｌ２は次式のように表される。
【０００７】 （ｘ−ｘ１）2＋（ｙ−ｙ１）2＝Ｌ１2 ・・・（１） （ｘ−ｘ２）2＋（ｙ−ｙ２）2＝Ｌ２2 ・・・（２） この連立方程式をｘ，ｙについて解けば、 ｘ＝ｅ−ｆ｛ｈ±（ｈ2−ｇ・ｋ）1/2｝／ｇ ・・・（３） ｙ＝｛ｈ±（ｈ2−ｇ・ｋ）1/2｝／ｇ ・・・（４） となる。ここで、 ｅ＝（ａｂ＋ｃｄ−Ｌ）／２ａ ｆ＝ｃ／ａ ｇ＝ｆ2＋１ ｈ＝ｆ・（ｅ−ｘ１）＋ｙ１ ｋ＝（ｅ−ｘ１）2＋ｙ１2−Ｌ１2 であり、 ａ＝ｘ１−ｘ２ ｂ＝ｘ１＋ｘ２ ｃ＝ｙ１−ｙ２ ｄ＝ｙ１＋ｙ２ Ｌ＝Ｌ１2−Ｌ２2 である。式、（３），（４）は、ｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ
２，Ｌ１，Ｌ２からｘ，ｙを求める形になっている。ｘ
１，ｘ２，ｙ１，ｙ２は既知であるから、Ｌ１，Ｌ２を
測定すればｘ，ｙ座標が算出できる。そこで、第一およ
び第二のストローク計１１，１２の出力値からワイヤ１
１ａ，１２ａの長さの変動を検出して上記Ｌ１，Ｌ２を
測定し、上記式（３），（４）から被測定点Ｐの位置を
求める。したがって、被測定点を移動させ、その位置を
逐次検出すれば、その変化から当該被測定点の軌跡を測
定することができる。
２，Ｌ１，Ｌ２からｘ，ｙを求める形になっている。ｘ
１，ｘ２，ｙ１，ｙ２は既知であるから、Ｌ１，Ｌ２を
測定すればｘ，ｙ座標が算出できる。そこで、第一およ
び第二のストローク計１１，１２の出力値からワイヤ１
１ａ，１２ａの長さの変動を検出して上記Ｌ１，Ｌ２を
測定し、上記式（３），（４）から被測定点Ｐの位置を
求める。したがって、被測定点を移動させ、その位置を
逐次検出すれば、その変化から当該被測定点の軌跡を測
定することができる。
【０００８】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
【０００９】
【実施例】図１〜図３により本発明の一実施例を説明す
る。図１は、第１アーム１ａ，第２アーム１ｂおよび第
３アーム１ｃを備える多関節アーム式作業機１におい
て、第３アーム１ｃの先端の軌跡制御点Ｐを垂直に移動
させるときの垂直精度を測定する場合について示したも
のである。アーム式作業機１はマイクロコンピュ−タを
搭載し、レバー１本の操作で３本のアームのうち２本の
アームを同時に駆動制御しアーム先端部Ｐを任意の方
向、例えば垂直に移動させることができる。
る。図１は、第１アーム１ａ，第２アーム１ｂおよび第
３アーム１ｃを備える多関節アーム式作業機１におい
て、第３アーム１ｃの先端の軌跡制御点Ｐを垂直に移動
させるときの垂直精度を測定する場合について示したも
のである。アーム式作業機１はマイクロコンピュ−タを
搭載し、レバー１本の操作で３本のアームのうち２本の
アームを同時に駆動制御しアーム先端部Ｐを任意の方
向、例えば垂直に移動させることができる。
【００１０】ストローク計１１，１２はワイヤを常時繰
り込むように駆動されるドラムを有し、ドラムの回転を
ポテンショメータ等で検出する。ドラムにはワイヤ１１
ａ，１２ａの一端がそれぞれ巻き付けられ、ワイヤ１１
ａ，１２ａの他端は軌跡制御点Ｐに連結されている。ス
トローク計１１，１２は、地面に固定設置したり、ある
いはワイヤ張力より大きな重量を有するおもりに固定し
て用いる。ここでは、アーム式作業機１が載っている定
盤上に所定間隔をもって固定している。各ワイヤのドラ
ムへの巻き取り位置が基準点Ｐ１，Ｐ２となるが、これ
らの座標値は予め測定して後述する操作パネル１７から
入力しておく。その際の座標原点の設定は任意である
が、例えば、第１アーム１ａの回動中心を通る鉛直線と
定盤との交点を原点（０，０）としてもよい。
り込むように駆動されるドラムを有し、ドラムの回転を
ポテンショメータ等で検出する。ドラムにはワイヤ１１
ａ，１２ａの一端がそれぞれ巻き付けられ、ワイヤ１１
ａ，１２ａの他端は軌跡制御点Ｐに連結されている。ス
トローク計１１，１２は、地面に固定設置したり、ある
いはワイヤ張力より大きな重量を有するおもりに固定し
て用いる。ここでは、アーム式作業機１が載っている定
盤上に所定間隔をもって固定している。各ワイヤのドラ
ムへの巻き取り位置が基準点Ｐ１，Ｐ２となるが、これ
らの座標値は予め測定して後述する操作パネル１７から
入力しておく。その際の座標原点の設定は任意である
が、例えば、第１アーム１ａの回動中心を通る鉛直線と
定盤との交点を原点（０，０）としてもよい。
【００１０】図２は本実施例の軌跡測定装置の構成を示
すブロック図である。第一および第二のストローク計１
１，１２からの信号を入力装置１３を介して演算装置１
４に取り込み、演算結果を出力装置１５を介して記録装
置１６に出力する。演算装置１４は、ＣＰＵおよび各種
メモリを備えたデジタル計算機によって構成される。ま
たパネル１７はキーボード等を備え、例えば基準点の座
標の入力などはここから行える。これらの構成には市販
のパーソナルコンピュ−タを利用することができる。入
・出力装置１３，１５は演算装置１４とストローク計１
１，１２および記録装置１６との間の信号の授受を仲介
するインターフェースである。
すブロック図である。第一および第二のストローク計１
１，１２からの信号を入力装置１３を介して演算装置１
４に取り込み、演算結果を出力装置１５を介して記録装
置１６に出力する。演算装置１４は、ＣＰＵおよび各種
メモリを備えたデジタル計算機によって構成される。ま
たパネル１７はキーボード等を備え、例えば基準点の座
標の入力などはここから行える。これらの構成には市販
のパーソナルコンピュ−タを利用することができる。入
・出力装置１３，１５は演算装置１４とストローク計１
１，１２および記録装置１６との間の信号の授受を仲介
するインターフェースである。
【００１１】図１の状態でアーム１ｂ，１ｃを駆動して
アーム先端部Ｐを直線ｇに沿って垂直に移動させなが
ら、一定の間隔ごとに、ストローク計１１，１２によっ
て測定される基準点Ｐ１，Ｐ２から被測定点Ｐまでの距
離Ｌ１，Ｌ２を求める。そして、距離Ｌ１，Ｌ２から、
図３で説明したように被測定点Ｐの座標を算出して記録
装置１６、例えばｘｙプロッター上にプロットする。こ
のような記録線図は軌跡制御点Ｐの軌跡の蛇行の程度を
示すから、この線図から第３アーム１ｃの先端の軌跡制
御点Ｐが正しく垂直運動しているか否かを判定すること
ができる。このとき得られるデータの分解能は、主とし
て入力装置１３のアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換の
分解能に依存するが、例えば１２ビット（ｂｉｔ）の分
解能のＡ／Ｄ変換器を用いた場合で０．３ｍｍ程度の高
分解能が得られる。
アーム先端部Ｐを直線ｇに沿って垂直に移動させなが
ら、一定の間隔ごとに、ストローク計１１，１２によっ
て測定される基準点Ｐ１，Ｐ２から被測定点Ｐまでの距
離Ｌ１，Ｌ２を求める。そして、距離Ｌ１，Ｌ２から、
図３で説明したように被測定点Ｐの座標を算出して記録
装置１６、例えばｘｙプロッター上にプロットする。こ
のような記録線図は軌跡制御点Ｐの軌跡の蛇行の程度を
示すから、この線図から第３アーム１ｃの先端の軌跡制
御点Ｐが正しく垂直運動しているか否かを判定すること
ができる。このとき得られるデータの分解能は、主とし
て入力装置１３のアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換の
分解能に依存するが、例えば１２ビット（ｂｉｔ）の分
解能のＡ／Ｄ変換器を用いた場合で０．３ｍｍ程度の高
分解能が得られる。
【００１２】このように本実施例による軌跡測定装置
は、２個のストローク計、パーソナルコンピュ−タおよ
び入・出力装置のみで構成できるため比較的安価である
とともに、大掛かりな装置が不要で段取り作業が少な
い。またパーソナルコンピュ−タにより自由にデータ処
理が行える利点も有する。
は、２個のストローク計、パーソナルコンピュ−タおよ
び入・出力装置のみで構成できるため比較的安価である
とともに、大掛かりな装置が不要で段取り作業が少な
い。またパーソナルコンピュ−タにより自由にデータ処
理が行える利点も有する。
【００１３】なお、以上ではストローク計としてポテン
ショメータを用いたが、軌跡先端部との間に張設したワ
イヤの長さの変化を測定できるものならば、どのような
センサを用いてもよい。また、第一および第二のストロ
ーク計を被測定機械が載っている定盤上に設置したが、
軌跡制御点Ｐの運動面内であればその位置はどこでもよ
く、さらに、一対のストローク計の高さ位置が違っても
よい。さらにまた、ワイヤをドラムに巻き回してドラム
の回転量を測定するようにしたが、ワイヤをプーリーの
ような筒体に１回転させ、軌跡制御点Ｐの移動によりワ
イヤを介してプーリーを回転させてワイヤ変動量を測定
するようにしてもよい他、その他の種々の測定方式が採
用できる。さらに、本発明は軌跡制御点の垂直運動に限
らずどのような運動に対しても正確な測定が可能であ
る。また、被測定点はマイクロコンピュータで軌跡制御
するものでなく手動で移動するものでもよい。
ショメータを用いたが、軌跡先端部との間に張設したワ
イヤの長さの変化を測定できるものならば、どのような
センサを用いてもよい。また、第一および第二のストロ
ーク計を被測定機械が載っている定盤上に設置したが、
軌跡制御点Ｐの運動面内であればその位置はどこでもよ
く、さらに、一対のストローク計の高さ位置が違っても
よい。さらにまた、ワイヤをドラムに巻き回してドラム
の回転量を測定するようにしたが、ワイヤをプーリーの
ような筒体に１回転させ、軌跡制御点Ｐの移動によりワ
イヤを介してプーリーを回転させてワイヤ変動量を測定
するようにしてもよい他、その他の種々の測定方式が採
用できる。さらに、本発明は軌跡制御点の垂直運動に限
らずどのような運動に対しても正確な測定が可能であ
る。また、被測定点はマイクロコンピュータで軌跡制御
するものでなく手動で移動するものでもよい。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、軌跡制御点の運動面内
に設けた既知の２点と未知の軌跡制御点との間をワイヤ
で連結し、軌跡制御点の軌跡制御にともなうワイヤ長さ
の変動から既知の２点と未知の１点間の距離をそれぞれ
求め、これにより、軌跡制御点の移動軌跡を計測するよ
うにしたので、簡単かつ廉価な構成で軌跡の測定が精密
に行え、多関節アーム式作業機におけるアームの垂直運
動精度などの精密な評価が可能となる。
に設けた既知の２点と未知の軌跡制御点との間をワイヤ
で連結し、軌跡制御点の軌跡制御にともなうワイヤ長さ
の変動から既知の２点と未知の１点間の距離をそれぞれ
求め、これにより、軌跡制御点の移動軌跡を計測するよ
うにしたので、簡単かつ廉価な構成で軌跡の測定が精密
に行え、多関節アーム式作業機におけるアームの垂直運
動精度などの精密な評価が可能となる。
【図１】本発明の一実施例の軌跡測定装置におけるスト
ローク計の配置例を示す図
ローク計の配置例を示す図
【図２】軌跡測定装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の測定原理を説明する図
１１，１２ ストローク計 １１ａ，１２ａ ワイヤ １４ 演算装置 Ｐ 被測定点 Ｐ１，Ｐ２ 基準点
Claims (1)
- 【請求項１】 被測定点の位置を逐次検出してその変化
から当該被測定点の軌跡を測定する軌跡測定装置におい
て、 被測定点の運動面内の第一基準点に設けられ、前記被測
定点との間に張設されたワイヤの長さの変動を測定する
第一のストローク計と、 前記被測定点の運動面内の第二基準点に設けられ、前記
被測定点との間に張設されたワイヤの長さの変動を測定
する第二のストローク計と、 前記第一および第二のストローク計の出力値により前記
第一の基準点と被測定点との距離および前記第二の基準
点と被測定点との距離を求め、これらの距離から前記運
動面内における前記被測定点の位置を算出する演算装置
とを備えたことを特徴とする軌跡測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26519991A JPH0571940A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 軌跡測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26519991A JPH0571940A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 軌跡測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0571940A true JPH0571940A (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=17413917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26519991A Pending JPH0571940A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 軌跡測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0571940A (ja) |
-
1991
- 1991-09-17 JP JP26519991A patent/JPH0571940A/ja active Pending
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