JPS6080589A - 形状記憶合金応用マニプレ−タの制動装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は形状記憶合金を応用したマニプレータの制動装
置に係り、特に狭隘部の視覚点検に好適な視覚点検装置
に関するものである。

〔発明の背景〕

形状記憶合金を応用したマニプレータは、一定の位置を
保持するために、ポテンショメータからの角度信号を検
出し、その値と保持角度との偏差を計算し、その値が一
定値以内におさまるように形状記憶合金に電流を流し、
形状記憶合金を加熱収縮させている。そのため常に通電
していなければならず、形状記憶合金をアクチュエータ
とする自由度の数が多くなると大電流が必要になり、電
源などの重量が増加する。又保持能力が低下するという
欠点がちる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、位置保持能力が確保され、総重量が軽
減化された形状記憶合金応用マニプレータを提供するこ
とである。

〔発明の概要〕

本発明は、形状記憶合金応用マニプレータの関節角度を
一定に保持するために、関節から腕に設置−されたベル
トかけにベルトをわたし、所定の角度まで関節が回転し
たとき、このベルトを押え機構によシ押え所定の位置に
停止することを特徴とする形状記憶合金応用マニプレー
タ用制動装置である。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を第１図〜第６図を用いて説明する
。マニプレータの基本システムは本体１、制御用マイク
ロコンピュータ２、形状記憶合金の加熱用電源３とスイ
ッチング回路４よりなる加熱回路５、モータ６、モータ
ドライブ回路７などからなるブレーキ回路８、及び角度
センサー９から構成される。

各関節の構造は第２図に示すように、軸状構造体１０の
まわシに配置した複数個のコイル形状記憶合金１１、屈
伸用の回転中心となる球継手１２、回転角度全検知する
角度センサー９、一定の角度に関節を保持するブレーキ
１２ａよシなる。

ブレーキ１２ａの詳細な構造を第３図に示す。

ブレーキはタイミングベルト１３、モータ６、ウオーム
１４、ホイール１５、ペルｌ、ｔ１６よシなる。モータ
を駆動するとウオーム、ホイールが回転し、ホイールと
一体となったホイール中心軸１７が回転する。軸の先端
にはねじが切ってあシ、ベルト押え１６はこの軸に沿っ
て上下しタイミングベルト１３を押えて関節の回転を止
める。ベルト押えの先端はくし状になっており、ブレー
キの保持性能を高める。モータ６からの動力伝達はウオ
ームギヤを用い、モータが停止するとベルト押え１６は
上下に動かない構造となっている。又タイミングベルト
１３はブレーキへの負荷を小さくするために、本体の一
番外側：て取り付ける。

制御回路のブロック図を第４図に示す。制御回路は形状
記憶合金加熱用回路５、ブレーキ回路８、角度検出回路
９よシなる。形状記憶合金加熱回路は１関節あたり６個
のスイッチング回路よシなシ、第５図に示すように６群
にわけられた形状記憶合金１１を計算機２からの指令に
より独立に加熱できる。ブレーキ回路は、１関節あたシ
水平、垂直方向用の２つの回路から構成され、それぞれ
はモータドライブ回路７、過電流検出回路１８よりなる
。モータドライブ回路７は計算機からの指令によりモー
タ６を時計回り、反時計回りに回転させブレーキ１２ａ
を駆動する。ブレーキ１２ａが駆動され、ベルト押え１
６がベルト１３を押すとモータ６に過電流が流れ、過電
流検出回路が作動してモータ６に流れる電流をしゃ断す
る。

この多関節マニプレータは第６図に示すフローチャート
に示すように動作する。まず各関節の関節角度θｉ、ψ
ｔ（ｉ＝１〜６）を設定し、１Ｉｉｔ′算機よシ入力す
る。ただし、θ、ψは第２図に示すようにｙｚ平面、お
よびｘｙ平面への投影角でおる。計算機はアナログＩ１
０から角度センサーの信号θＩ（す、ψ１　（１）を取
シ込み、設定角度とセンサーからの検出角度の差ΔθＩ
（す、ΔψＩ（りを計算する。Δθ山）がある一定値Δ
θ０よシ大きい場合は屈曲角の差を小さくするように６
群のコイルバネの中から適当なコイルバネを選択し、選
択したコイルバネの加熱回路に信号を送り、コイルバネ
を加熱収縮させ関節を曲げるっ即ち＋２方向に関節を回
転させる場合は第６図に示す６つのコイル群のうちコイ
ル群Ａ、Ｂ、Ｃを通電加熱し、−Ｚ方向に回転させる場
合はコイル群り、Ｅ、Ｆを通電加熱するっψ方向に対し
ても同様に操作する。即ち＋Ｘ方向に回転する場合はコ
イル群Ｃ０Ｆを通電加熱し、−Ｘ方向に回転する場合は
コイル群Ｃ，Ｆを通電加熱する。動作中計算機はサンプ
リング時間Ｔｏで常に角度θ（ｔ）、ψ（りを検出し、
Δθ（ｔ）、Δψ（りを計算し、その値がΔθ０．Δψ
Ｇになるまで一ヒ述の動作をくシ返す。Δθ（り又はｄ
ψ（１）がΔθ０．Δψ０よυ小さくなるとブレーキ回
路に送信し、ブレーキを作動させ関節を固定する。以上
の一連の動作を各関節（ｉ＝１〜６）にわたって行ない
動作が終了する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、憂れた位置保持能力が確保され、総重
量が軽減化された形状記憶合金応用マニプレータを提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の一実施例を示す図で、第１図
は形状記憶合金応用マニプレータの全体構成を示す図、
第２図はマニプレータの関節構造を詳細に示す図、第３
図は第２図のブレーキの構造を詳細に示しだ図、第４図
は’＋１ｊｌｌ　仰装置のブロック図、第５図は関節断
面におけるコイルバネ（形状記憶合金片配置を示す図、
第６図はマニプレータの動作を説明するフローチャート
である。 １・・・本体、２・・・計算機、３・・・電源、４・・
・スイッチング回路、５・・・加熱回路、６・・・モー
タ、７・・・モータドライブ回路、８・・・ブレーキ回
路、９・・・角度検出センサー、１０・・・軸状構造体
、１１・・・形状記憶合金（コイルバネ）、１２・・・
球継手、１３・・・タイミンクヘルド、１４・・・ウオ
ーム、１５・・・ホイール、１６・・・ベルト押え、１
７・・・ホイール中心軸、１８Ｙ２図 ７３図 １１Ｊ− へづ Ｙｌｆ口 ′６５図 Ｄ　ｈ　ｌ：

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １１、関節と関節を連結する軸状構造体と軸状構造体の
   まわりに配置された複数個のコイル状形状記憶合金を有
   するマニプレータにおいて、関節よシ軸状構造体に沿っ
   てベルトラわたし、このベルトを押さえることによって
   関節の動作を制止させる形状記憶合金用マニプレータの
   制動装置。