JPH06312395A - マニピュレータ関節の断線検出装置 - Google Patents

マニピュレータ関節の断線検出装置

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JPH06312395A
JPH06312395A JP9924193A JP9924193A JPH06312395A JP H06312395 A JPH06312395 A JP H06312395A JP 9924193 A JP9924193 A JP 9924193A JP 9924193 A JP9924193 A JP 9924193A JP H06312395 A JPH06312395 A JP H06312395A
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JP
Japan
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disconnection detection
disconnection
joint
signal lines
control unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP9924193A
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English (en)
Inventor
Fumio Watanabe
文男 渡辺
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、マニピュレータ関節を構成する複
数のユニットの信号線の断線を確実に検出し得るように
することにある。 【構成】ハウジング10、関節機構ユニット11及び制
御ユニット12の信号線201 ,202 …20n を断線
検出線23に接続して、信号線201 ,202 …20n
を通して断線検出線23に断線検出電流を供給し、断線
検出線23からの出力に基づいてハウジング10、関節
機構ユニット11及び制御ユニット12の信号線201
,202 …20n の断線を検出するように構成して、
所期の目的を達成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば宇宙空間に構
築される宇宙ステーション等の組立作業に用いられるマ
ニピュレータシステムに係り、特に、そのマニピュレー
タ関節の断線検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】宇宙開発の分野においては、宇宙空間に
宇宙ステーション等を構築する構想がある。この宇宙ス
テーション等を宇宙空間に構築する場合、その作業環境
が地上と異なり、極限環境を有することで、マニピュレ
ータシステムを用いて行うことが考えられている。この
ようなマニピュレータシステムとしては、例えば図2に
示すように、基盤1上に肩関節2を配設して、アーム3
を介して肘関節4及び手首関節5を順に連結し、手首関
節5の先端には、エンドエフェクタ6を設けたものが考
えられている。これら肩関節2、肘関節4、手首関節5
は、それぞれ略同様にサーボモータ等で構成される関節
機構部と、該関節機構部を駆動制御する制御部で構成さ
れる。
【0003】ところで、このようなマニピュレータシス
テムは、使用環境が宇宙空間という特殊な環境であるこ
とから、その耐用年数が30年程度要求される。そこ
で、このようなマニピュレータにあっては、肩関節2、
肘関節4、手首関節5を、例えば図3に示すようにハウ
ジング10に接続コネクタ10a,10bを設け、この
接続コネクタ10a,10bには関節機構部を形成する
関節機構ユニット11及び制御部を形成する制御ユニッ
ト12がそれぞれ接続コネクタ11a,12aを介して
電気的に接続される。同時に、この関節機構ユニット1
1及び制御ユニット12は、ハウジング10に搭載支持
される。そして、このハウジング10は、上記アーム3
の一部に取付ける。これにより、これらハウジング1
0、関節機構ユニット11及び制御ユニット12は、軌
道上交換(ORU)作業により、その接続コネクタ10
a,10b、11a1、12aを離脱することで、容易
な交換が可能となる。この結果、マニピュレータシステ
ムは、関節機構ユニット11及び制御ユニット12を、
ORT作業により交換することで、長寿命化の促進が可
能となる。
【0004】しかしながら、上記ユニット方式のマニピ
ュレータ関節では、ハウジング10、関節機構ユニット
11及び制御ユニット12相互を電気的に接続する信号
線が配線される構成上、その信号線系に断線を招く虞を
有する。この対策としては、信号線の冗長系を設けて対
応することも考えられるが、これによると、構成部品が
増加することで、宇宙開発の分野で重大な課題の一つと
される大形・重量化が促進されるために、実現が困難で
ある。
【0005】そのため、このようなユニット方式のマニ
ピュレータ関節にあっては、関節機構ユニット11及び
制御ユニット12の構成部品の故障の検出の他に、信号
線の断線を確実に検出し得る断線検出手段を備えて、故
障箇所の迅速な検出を実現して、ユニット交換を含む保
守点検を簡便に行い得るように構成する必要がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、ユ
ニット方式のマニピュレータ関節では、信号線の断線を
招く虞を有する。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、信号線の断線を確実に検出
し得るようにしたマニピュレータ関節の断線検出装置を
提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、アームを所
定の軸回りに可動自在に支持してなるものであって、複
数のユニットを分離自在に組合わせてなるマニピュレー
タ関節と、このマニピュレータ関節の複数のユニットの
信号線同士を電気的に接続する着脱自在なコネクタ手段
と、前記複数のユニットの信号線がそれぞれ接続されて
なる断線検出線と、前記複数のユニットの信号線を通し
て前記断線検出線に断線検出電流を供給し、前記断線検
出線からの出力に基づいて前記複数のユニットの信号線
の断線を検出する断線検出手段とを備えてマニピュレー
タ関節の断線検出装置を構成したものである。
【0008】
【作用】上記構成によれば、断線検出手段は、断線検出
電流を複数のユニットの信号線に順に供給すると、該断
線検出電流が特定した信号線を通って断線検出線を介し
て順に帰還されることにより、帰還された断線検出線か
らの出力に基づいて各ユニットの特定した信号線の断線
の有無を検出する。従って、信号線の断線したユニット
の特定と共に、断線した信号線の特定が可能となり、こ
れに対応したユニットの補修を含む交換作業が迅速に行
うことが可能となる。
【0009】
【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。図1は、この発明の一実施例に
係るマニピュレータ関節の断線検出装置を示すもので、
ハウジング10、関節機構ユニット11及び制御ユニッ
ト12は、肩関節等のマニピュレータ関節を構成する。
すなわち、ハウジング10には、前記図3に示すように
関節機構ユニット11及び制御ユニット12が搭載され
て前記アーム3に一体的に設置される。この状態におい
て、これらハウジング10、関節機構ユニット11及び
制御ユニット12は、それぞれ配線される信号線201
,202 …20n は、前記接続コネクタ10a,10
b、11a,12aを介して電気的に接続される。
【0010】また、制御ユニット12には、CPU等で
構成される断線検出部21が設けられ、この断線検出部
21の出力端は、複数の信号線の末端、例えば制御ユニ
ット12の印刷配線基板コネクタピン(図示せず)にバ
ッファ221 ,222 …22n 、ダイオードD11,D1
2,…D1nを介してそれぞれ接続される。そして、制御
ユニット12の接続コネクタ12aは、その信号線20
1 ,202 …20n 毎にダイオードD21,D22…D1n、
抵抗R11,R12…R1nを介して断線検出線23に接続さ
れる。関節機構ユニット11の接続コネクタ11aは、
その信号線201,202 …20n 毎にダイオードD3
1,D32…D3n、抵抗R21,R22…R2nを介して断線検
出線23に接続される。
【0011】断線検出線21は、第1及び第2の比較器
24,25の一方の入力端に接続される。この第1及び
第2の比較器24,25の一方の入力端は、抵抗R3 を
介して接地され、この出力端は、上記断線検出部21の
入力端に接続される。このうち第1の比較器24の他方
の入力端は、抵抗R4 を介して基準電位Vcc(10V)
に接続される。また、第1の比較器24の他方の入力端
は、抵抗R5 ,R6 を介して接地される。他方、第2の
比較器25は、その他方の入力端が上記抵抗R5 と抵抗
R6 間に接続されて、抵抗R6 を介して接地される。
【0012】上記構成において、例えば制御ユニット1
2に誤動作が発生した場合、先ず関節機構ユニット11
を停止した状態で、ビルトインテスト(BIT)モード
と称する断線検出モードに設定する。すると、断線検出
部21が作動され、断線検出電流をバッファ221 ,2
22 …22n 、ダイオードD11,D12,…D1nを介して
制御ユニット12の接続コネクタ12aを通して信号線
201 ,202 …20n に順に印加する。この際、バッ
ファ221 ,222 …22n は、出力電流を、例えば1
0Vに設定して、ダイオードD11,D12,…D1n、信号
線1011,1012…10n に出力して、ダイオードD2
1,D22…D2n、抵抗R11,R12…R1n、及びダイオー
ドD31,D32…D3n、抵抗R21,R22…R2nをそれぞれ
通って断線検出線23に導かれ、第1及び第2の比較器
24,25の一方に入力される。
【0013】ここで、第1及び第2の比較器24,25
の一方の入力端における図1中a点の電圧は、抵抗R1
1,R12…R1n、抵抗R21,R22…R2n及び抵抗R3 を
100KΩに設定し、ダイオード電圧を0.6Vとする
と、 制御ユニットの信号線断線時 …0V ハウジングの信号線断線時 …4.4V 関節機構ユニットの信号線断線時 …5.87V となる。
【0014】そして、抵抗R4 ,R5 ,R6 は、図1中
C点が4.4〜5.87V、図1中d点が0〜4.4V
となるように設定する。これにより、第1及び第2の比
較器24,25は、そのうち第1の比較器24が 制御ユニット12の信号線断線時 …“0” ハウジング10の信号線断線時 …“0” 関節機構ユニット11の信号線断線時 …“1” を断線検出部21に出力し、他方の第2の比較器25が 制御ユニット12の信号線断線時 …“0” ハウジング10の信号線断線時 …“1” 関節機構ユニット11の信号線断線時 …“1” を断線検出部21に出力する。断線検出部21は、入力
した第1及び第2の比較器24,25の出力に基づいて
ハウジング10、関節機構ユニット11及び制御ユニッ
ト12の信号線201 ,202 …20n の断線の有無を
検出する。
【0015】なお、上述した断線検出動作は、信号線2
01 ,202 …20n 毎に断線検出電流が供給されて実
施される。このように、上記マニピュレータ関節の断線
検出装置は、ハウジング10、関節機構ユニット11及
び制御ユニット12の信号線201 ,202 …20n を
断線検出線23に接続して、信号線201 ,202 …2
0n を通して断線検出線23に断線検出電流を供給し、
断線検出線23からの出力に基づいてハウジング10、
関節機構ユニット11及び制御ユニット12の信号線2
01 ,202 …20n の断線を検出するように構成し
た。これによれば、ハウジング10、関節機構ユニット
11及び制御ユニット12の中から信号線201 ,20
2 …20n の断線したものを特定して、さらに断線した
信号線201 ,202 …20n を特定することが可能と
なり、これに対応した補修を含む交換作業を迅速に行う
ことが可能となる。
【0016】なお、上記実施例では、マニピュレータ関
節をハウジング10、関節機構ユニット11及び制御ユ
ニット12の3つのユニットに分割するように構成した
場合で説明したが、この分割数のものに限ることなく、
適用可能である。
【0017】また、上記実施例では、ハウジング10を
用いて関節機構ユニット11及び制御ユニット12をア
ーム3に配設するように構成した場合で説明したが、こ
れに限ることなく、アーム3に直接的にユニットを分離
自在に配設するように構成することも可能である。
【0018】さらに、上記実施例では、肩関節2、肘関
節4、手首関節5を有した宇宙用のマニピュレータシス
テムに適用した場合で説明したが、これに限ることな
く、地上用マニピュレータシステムを含む関節を備えた
マニピュレータシステムにおいて適用可能である。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
得ることは勿論のことである。
【0019】
【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、信号線の断線を確実に検出し得る
ようにしたマニピュレータ関節の断線検出装置を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係るマニピュレータ関節
の断線検出装置を示した図。
【図2】この発明の適用されるマニピュレータシステム
を示した図。
【図3】図2の関節の構成を示した図。
【符号の説明】
10…ハウジング。 11…関節機構ユニット。 12…制御ユニット。 10a,1b,11a,12a…接続コネクタ。 201 ,202 …20n …信号線。 21…断線検出部、 221 ,222 …22n …バッファ。 23…断線検出部。 24,25…第1及び第2の比較器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アームを所定の軸回りに可動自在に支持
    してなるものであって、複数のユニットを分離自在に組
    合わせてなるマニピュレータ関節と、 このマニピュレータ関節の複数のユニットの信号線同士
    を電気的に接続する着脱自在なコネクタ手段と、 前記複数のユニットの信号線がそれぞれ接続されてなる
    断線検出線と、 前記複数のユニットの信号線を通して前記断線検出線に
    断線検出電流を供給し、前記断線検出線からの出力に基
    づいて前記複数のユニットの信号線の断線を検出する断
    線検出手段とを具備したマニピュレータ関節の断線検出
    装置。
JP9924193A 1993-04-26 1993-04-26 マニピュレータ関節の断線検出装置 Pending JPH06312395A (ja)

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JP (1) JPH06312395A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005062012A1 (de) * 2003-12-19 2005-07-07 Siemens Aktiengesellschaft Messeinrichtung, insbesondere temperaturmessumformer
CN101670578B (zh) 2009-09-17 2011-06-01 北京深浪电子技术有限公司 伸臂式刹车功能多ccd全角度线路巡检机器人
WO2019138506A1 (ja) * 2018-01-11 2019-07-18 株式会社Fuji 部品実装機

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