CN117047807A - 旋转角度检测装置、动力传递装置、旋转角度检测方法和机器人 - Google Patents
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Abstract
动力传递装置具有第一构件和第二构件。第一构件以第一旋转速度旋转。第二构件随着第一构件的旋转而以比第一旋转速度低的第二旋转速度旋转。旋转角度检测装置包括第一检测部、第二检测部和运算部。第一检测部检测第一构件的旋转角度。第二检测部检测第二构件的旋转角度。运算部基于由第一检测部检测出的旋转角度和由第二检测部检测出的旋转角度,输出第一构件的多旋转角度。
Description
技术领域
本发明涉及一种旋转角度检测装置、动力传递装置、旋转角度检测方法和机器人。
背景技术
以往,已知存在使从电动机输出的旋转运动减速的减速器。减速器例如装配在工业用机器人的关节中,并且用于将电动机的动力传递至臂。关于以往的减速器,例如记载在日本专利特开2005-312223号公报中。
在包括这种减速器的机器人中,在接通电源时,需要掌握臂的旋转角度。以往的机器人基于装设于电动机的编码器的输出信号来掌握臂的旋转角度。但是,在该方法中,电动机的编码器是必须的。因此,谋求在不依赖于电动机的编码器的情况下,在减速器中,检测臂的旋转角度。
为了在减速器中检测臂的旋转角度,例如,考虑在减速器的输出侧的构件上安装检测旋转角度的传感器。但是,在这种情况下,由于需要高分辨率的传感器,因此,减速器的制造成本会上升。另一方面,在减速器的输入侧,如果对高速旋转的构件的旋转角度进行检测,则容易以高分辨率来检测旋转角度。但是,在减速器的输入侧对旋转角度进行检测的情况下,需要对多旋转中的绝对角度进行检测,而不是一旋转内的绝对角度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够对动力传递装置的高速侧的构件的多旋转角度进行检测的技术。
本申请的示例性实施方式的第一发明是一种动力传递装置的旋转角度检测装置,上述动力传递装置具有:第一构件,上述第一构件以第一旋转速度旋转;以及第二构件,上述第二构件随着上述第一构件的旋转而以比上述第一旋转速度低的第二旋转速度旋转,其中,上述旋转角度检测装置包括:第一检测部,上述第一检测部对上述第一构件的旋转角度进行检测;第二检测部,上述第二检测部对上述第二构件的旋转角度进行检测;以及运算部,上述运算部基于由上述第一检测部检测出的旋转角度和由上述第二检测部检测出的旋转角度,输出上述第一构件的多旋转角度。
本申请的示例性实施方式的第二发明是一种动力传递装置,上述动力传递装置具有第一发明所记载的旋转角度检测装置。
本申请的示例性实施方式的第三发明是一种旋转角度检测方法,上述旋转角度检测方法在动力传递装置中对第一构件的多旋转角度进行检测,上述动力传递装置具有:上述第一构件,上述第一构件以第一旋转速度旋转;以及第二构件,上述第二构件随着上述第一构件的旋转而以比上述第一旋转速度低的第二旋转速度旋转,其中,上述旋转角度检测方法具有:第一工序,在上述第一工序中,对上述第一构件的旋转角度和上述第二构件的旋转角度进行检测;以及第二工序,在上述第二工序中,基于由上述第一工序检测出的上述第一构件的旋转角度和上述第二构件的旋转角度,输出上述第一构件的多旋转角度。
本申请的示例性实施方式的第四发明是一种动力传递装置,上述动力传递装置包括:第一构件,上述第一构件以第一旋转速度旋转;第二构件,上述第二构件随着上述第一构件的旋转而以比上述第一旋转速度低的第二旋转速度旋转;第一检测部,上述第一检测部对上述第一构件的旋转角度进行检测;以及第二检测部,上述第二检测部对上述第二构件的旋转角度进行检测。
本申请的示例性实施方式的第五发明是一种机器人,上述机器人具有第二发明或第四发明所记载的动力传递装置。
本申请的例示性实施方式的第六发明是一种机器人,上述机器人包括:第二发明或第五发明所记载的动力传递装置;以及运算部,上述运算部基于由上述第一检测部检测出的旋转角度和由上述第二检测部检测出的旋转角度,输出上述第一构件的多旋转角度。
根据本申请的示例性实施方式的第一发明至第六发明,能够输出第一构件的多旋转角度。
由以下的本发明优选实施方式的详细说明,参照附图,可以更清楚地理解本发明的上述及其他特征、要素、步骤、特点和优点。
附图说明
图1是机器人的概要图。
图2是动力传递装置的纵剖视图。
图3是从轴向一侧观察动力传递装置的图。
图4是从轴向另一侧观察动力传递装置的图。
图5是从图2的A-A位置观察到的动力传递装置的横剖视图。
图6是传感器基板附近的环状体的局部纵剖视图。
图7是传感器基板的俯视图。
图8是传感器基板的局部俯视图。
图9是第一桥电路的电路图。
图10是第二桥电路的电路图。
图11是第三桥电路的电路图。
图12是第四桥电路的电路图。
图13是表示第三电压计的测量值与第四电压计的测量值的时间变化的曲线图。
图14是表示第一检测部和第二检测部的输出值的示例的曲线图。
图15是从轴向一侧观察第一变形例的动力传递装置的图。
图16是表示第二构件和环状体的一部分的图。
具体实施方式
以下参照附图,对本申请的示例性实施方式进行说明。
<1.关于机器人>
图1是装设有一实施方式的动力传递装置1的机器人100的概要图。机器人100例如是在工业产品的制造线上进行部件的搬运、加工、组装等作业的所谓工业用机器人。如图1所示,机器人100包括底座框架101、臂102、电动机103和动力传递装置1。
臂102能转动地支承于底座框架101。电动机103和动力传递装置1组装在底座框架101与臂102之间的关节部。在向电动机103供给驱动电流时,从电动机103输出旋转运动。另外,从电动机103输出的旋转运动被动力传递装置1减速,并向臂102传递。由此,臂102相对于底座框架101以减速后的速度转动。
<2.动力传递装置的结构>
接着,对动力传递装置1的详细构造进行说明。
另外,以下,分别将与动力传递装置1的中心轴线9平行的方向称为“轴向”,将与动力传递装置1的中心轴线9正交的方向称为“径向”,将沿着以动力传递装置1的中心轴线9为中心的圆弧的方向称为“周向”。不过,上述“平行的方向”也包括大致平行的方向。此外,上述“正交的方向”也包括大致正交的方向。
图2是一实施方式的动力传递装置1的纵剖视图。图3是从轴向一侧(图2中的左侧)观察动力传递装置1的图。图4是从轴向另一侧(图2中的右侧)观察动力传递装置1的图。图5是从图2的A-A位置观察到的动力传递装置1的横剖视图。为了避免图的繁杂化,在图5中省略了表示截面的阴影线。
该动力传递装置1是波动减速器。动力传递装置1将从电动机103得到的第一旋转速度的旋转运动减速至比第一旋转速度慢的第二旋转速度。如图2至图5所示,动力传递装置1具有第一构件10、第二构件20、环状体30以及波动产生器40。
第一构件10是以减速前的第一旋转速度旋转的构件。第一构件10与电动机103的输出轴连接。第一构件10沿着中心轴线9在轴向上延伸。本实施方式的第一构件10呈以中心轴线9为中心的圆筒状。第一构件10沿轴向贯穿动力传递装置1。另外,第一构件10也可以是与电动机103的输出轴相同的构件。
第二构件20是随着第一构件10的旋转而以比第一旋转速度低的第二旋转速度旋转的构件。第二构件20相对于臂102固定。第二构件20配置于后述的外齿32的径向外侧。第二构件20的刚性与环状体30的后述的躯干部31的刚性相比足够高。
第二构件20是以中心轴线9为中心的圆环状的内齿齿轮。第二构件20具有多个内齿21。多个内齿21从第二构件20的径向内侧面向径向内侧突出。多个内齿21在第二构件20的内周面上沿周向以一定的间距排列。
环状体30是能够挠曲变形的环状的外齿齿轮。环状体30相对于底座框架101固定。如图2和图5所示,环状体30具有躯干部31、多个外齿32、底座部33以及壁厚部34。
躯干部31是以中心轴线9为中心的筒状的部分。躯干部31的轴向一端与底座部33连接。躯干部31从底座部33的径向内端部向轴向另一侧延伸。躯干部31的轴向另一侧的端部位于波动产生器40的径向外侧,并且位于第二构件20的径向内侧。由于躯干部31具有挠性,因此,能够沿径向挠曲变形。
多个外齿32从躯干部31的径向外侧面向径向外侧突出。多个外齿32配置于躯干部31的轴向另一端的径向外侧面。多个外齿32在周向上以一定的间距排列。多个外齿32的一部分与上述多个内齿21的一部分彼此啮合。第二构件20所具有的内齿21的数量与环状体30所具有的外齿32的数量稍微不同。
底座部33包围中心轴线9,并且沿与中心轴线9交叉的方向扩展。底座部33优选地沿着与中心轴线9正交的面扩展。底座部33从躯干部31的轴向一端向径向外侧扩展。另外,底座部33呈包围中心轴线9的环状。由于底座部33为薄壁状,因此,能够稍微挠曲变形。
壁厚部34是位于底座部33的径向外侧的圆环状的部分。壁厚部34的轴向的厚度比底座部33的轴向的厚度厚。壁厚部34直接或经由其他构件固定于底座框架101。
波动产生器40是使环状体30产生周期性的挠曲变形的机构。波动产生器40配置于外齿32的径向内侧。波动产生器40具有凸轮41和挠性轴承42。在本实施方式中,第一构件10和凸轮41由单一的部件形成。但是,凸轮41也可以是与第一构件10不同的部件。在这种情况下,只要凸轮41相对于第一构件10固定即可。凸轮41的径向外侧面呈以中心轴线9为中心的椭圆形。
挠性轴承42是能够挠曲变形的轴承。挠性轴承42配置于凸轮41的径向外侧面与环状体30的躯干部31的径向内侧面之间。
挠性轴承42的内圈与凸轮41的径向外侧面接触。挠性轴承42的外圈与躯干部31的径向内侧面接触。因此,躯干部31变形为沿着凸轮41的径向外侧面的椭圆形状。其结果是,在相当于该椭圆的长轴的两端的两个部位处,环状体30的外齿32与第二构件20的内齿21啮合。在周向的其他位置处,外齿32不与内齿21啮合。
当驱动电动机103时,凸轮41与第一构件10一起以中心轴线9为中心并以第一旋转速度旋转。由此,环状体30的上述的椭圆的长轴也以第一旋转速度旋转。这样一来,外齿32与内齿21的啮合位置也在周向上以第一旋转速度变化。另外,如上所述,第二构件20的内齿21的数量与环状体30的外齿32的数量稍微不同。由于该齿数的差异,凸轮41每旋转一圈,外齿32与内齿21的啮合位置在周向上稍微发生变化。其结果是,第二构件20相对于环状体30以中心轴线9为中心并以比第一旋转速度慢的第二旋转速度旋转。
<3.关于转矩传感器>
动力传递装置1具有转矩传感器50。转矩传感器50是用于对施加于上述的环状体30的底座部33的转矩进行检测的传感器。如图2所示,转矩传感器50具有传感器基板51。传感器基板51固定于底座部33的表面。图6是传感器基板51附近的环状体30的局部纵剖视图。图7是传感器基板51的俯视图。如图6和图7所示,传感器基板51具有绝缘层511和电阻线512。
绝缘层511能够柔软地变形。绝缘层511在与中心轴线9交叉的方向上扩展。另外,绝缘层511呈以中心轴线9为中心的圆环状。绝缘层511由作为绝缘体的树脂或无机绝缘材料构成。绝缘层511配置于底座部33的表面。
电阻线512形成于绝缘层511的表面。电阻线512的材料使用作为导体的金属。电阻线512的材料例如使用铜合金、铬合金或铜。电阻线512具有第一电阻线部W1和第二电阻线部W2。第一电阻线部W1和第二电阻线部W2是应变仪。即,第一电阻线部W1和第二电阻线部W2的电阻值根据底座部33的应变而变化。
第一电阻线部W1具有内侧第一电阻线部W11和外侧第一电阻线部W12。外侧第一电阻线部W12配置于比内侧第一电阻线部W11更靠径向外侧的位置。
内侧第一电阻线部W11具有两个第一区域Ra、Rb。两个第一区域Ra、Rb沿周向隔开间隔地配置。两个第一区域Ra、Rb分别以半圆弧状设置在以中心轴线9为中心的约180°的范围内。两个第一区域Ra、Rb同心且线对称地配置。另外,从中心轴线9到第一区域Ra为止的径向距离与从中心轴线9到第一区域Rb为止的径向距离大致相同。
图8是传感器基板51的局部俯视图。如图8所示,两个第一区域Ra、Rb分别具有多个第一部位r1。第一部位r1在具有径向和周向这两个分量的方向上延伸。多个第一部位r1以彼此大致平行的姿势沿周向排列。两个第一区域Ra、Rb中的一个第一区域Ra的第一部位r1相对于径向向周向一侧倾斜。另一个第一区域Rb的第一部位r1相对于径向向周向另一侧倾斜。第一部位r1相对于径向的倾斜角度例如为45°。在周向上相邻的第一部位r1的端部彼此在径向内侧或径向外侧处交替地连接。由此,多个第一部位r1作为整体串联地连接。
外侧第一电阻线部W12具有两个第一区域Rc、Rd。两个第一区域Rc、Rd沿周向隔开间隔地配置。两个第一区域Rc、Rd分别以半圆弧状设置在以中心轴线9为中心的约180°的范围内。两个第一区域Rc、Rd同心且线对称地配置。另外,从中心轴线9到第一区域Rc为止的径向距离与从中心轴线9到第一区域Rd为止的径向距离大致相同。
如图8所示,两个第一区域Rc、Rd分别具有多个第一部位r1。第一部位r1在具有径向和周向这两个分量的方向上延伸。多个第一部位r1以彼此大致平行的姿势沿周向排列。两个第一区域Rc、Rd中的一个第一区域Rc的第一部位r1相对于径向向周向另一侧倾斜。另一个第一区域Rd的第一部位r1相对于径向向周向一侧倾斜。第一部位r1相对于径向的倾斜角度例如为45°。在周向上相邻的第一部位r1的端部彼此在径向内侧或径向外侧处交替地连接。由此,多个第一部位r1作为整体串联地连接。
第二电阻线部W2具有内侧第二电阻线部W21和外侧第二电阻线部W22。外侧第二电阻线部W22配置于比内侧第二电阻线部W21更靠径向外侧的位置。
内侧第二电阻线部W21具有两个第二区域Re、Rf。两个第二区域Re、Rf沿周向隔开间隔地配置。两个第二区域Re、Rf分别以半圆弧状设置在以中心轴线9为中心的约180°的范围内。两个第二区域Re、Rf同心且线对称地配置。另外,从中心轴线9到第二区域Re为止的径向距离与从中心轴线9到第二区域Rf为止的径向距离大致相同。
如图8所示,两个第二区域Re、Rf分别具有多个第二部位r2。第二部位r2在具有径向和周向这两个分量的方向上延伸。多个第二部位r2以彼此大致平行的姿势沿周向排列。两个第二区域Re、Rf中的一个第二区域Re的第二部位r2相对于径向向周向一侧倾斜。另一个第二区域Rf的第二部位r2相对于径向向周向另一侧倾斜。第二部位r2相对于径向的倾斜角度例如为45°。在周向上相邻的第二部位r2的端部彼此在径向内侧或径向外侧处交替地连接。由此,多个第二部位r2作为整体串联地连接。
外侧第二电阻线部W22具有两个第二区域Rg、Rh。两个第二区域Rg、Rh沿周向隔开间隔地配置。两个第二区域Rg、Rh分别以半圆弧状设置在以中心轴线9为中心的约180°的范围内。两个第二区域Rg、Rh同心且线对称地配置。另外,从中心轴线9到第二区域Rg为止的径向距离与从中心轴线9到第二区域Rh为止的径向距离大致相同。
如图6所示,两个第二区域Rg、Rh分别具有多个第二部位r2。第二部位r2在具有径向和周向这两个分量的方向上延伸。多个第二部位r2以彼此大致平行的姿势沿周向排列。两个第二区域Rg、Rh中的一个第二区域Rg的第二部位r2相对于径向向周向另一侧倾斜。另一个第二区域Rh的第二部位r2相对于径向向周向一侧倾斜。第二部位r2相对于径向的倾斜角度例如为45°。在周向上相邻的第二部位r2的端部彼此在径向内侧或径向外侧处交替地连接。由此,多个第二部位r2作为整体串联地连接。
图9是包括第一电阻线部W1的四个第一区域Ra、Rb、Rc、Rd的第一桥电路C1的电路图。如图9所示,四个第一区域Ra、Rb、Rc、Rd彼此连接而构成第一桥电路C1。
第一区域Ra和第一区域Rb依次串联地连接。第一区域Rc和第一区域Rd依次串联地连接。而且,在电源电压的+极与-极之间,两个第一区域Ra、Rb的列和两个第一区域Rc、Rd的列并联地连接。另外,两个第一区域Ra、Rb的中间点M11及两个第一区域Rc、Rd的中间点M12与第一电压计V1连接。
四个第一区域Ra、Rb、Rc、Rd的各第一部位r1的电阻值根据施加于底座部33的转矩而变化。例如,在以中心轴线9为中心对底座部33施加朝向周向的一侧的转矩时,两个第一区域Ra、Rd的各第一部位r1的电阻值降低,其他两个第一区域Rb、Rc的各第一部位r1的电阻值增加。另一方面,在以中心轴线9为中心对底座部33施加朝向周向的另一侧的转矩时,两个第一区域Ra、Rd的各第一部位r1的电阻值增加,其他两个第一区域Rb、Rc的各第一部位r1的电阻值降低。这样,两个第一区域Ra、Rd和其他两个第一区域Rb、Rc表示相对于转矩彼此反向的电阻值变化。
而且,在四个第一区域Ra、Rb、Rc、Rd的各电阻值变化时,两个第一区域Ra、Rb的中间点M11与两个第一区域Rc、Rd的中间点M12之间的电位差发生变化,因此,第一电压计V1的测量值也发生变化。因此,基于该第一电压计V1的测量值,能够对施加于底座部33的转矩的朝向及大小进行检测。
图10是包括第二电阻线部W2的四个第二区域Re、Rf、Rg、Rh的第二桥电路C2的电路图。如图10所示,四个第二区域Re、Rf、Rg、Rh彼此连接而构成第二桥电路C2。
第二区域Re和第二区域Rf依次串联地连接。第二区域Rg和第二区域Rh依次串联地连接。而且,在电源电压的+极与-极之间,两个第二区域Re、Rf的列和两个第二区域Rg、Rh的列并联地连接。另外,两个第二区域Re、Rf的中间点M21及两个第二区域Rg、Rh的中间点M22与第二电压计V2连接。
四个第二区域Re、Rf、Rg、Rh的各第二部位r2的电阻值根据施加于底座部33的转矩而变化。例如,在以中心轴线9为中心对底座部33施加朝向周向的一侧的转矩时,两个第二区域Re、Rh的各第二部位r2的电阻值降低,其他两个第二区域Rf、Rg的各第二部位r2的电阻值增加。另一方面,在以中心轴线9为中心对底座部33施加朝向周向的另一侧的转矩时,两个第二区域Re、Rh的各第二部位r2的电阻值增加,其他两个第二区域Rf、Rg的各第二部位r2的电阻值降低。这样,两个第二区域Re、Rh和其他两个第二区域Rf、Rg表示相对于转矩彼此反向的电阻值变化。
而且,在四个第二区域Re、Rf、Rg、Rh的各电阻值变化时,两个第二区域Re、Rf的中间点M21与两个第二区域Rg、Rh的中间点M22之间的电位差发生变化,因此,第二电压计V2的测量值也发生变化。因此,基于该第二电压计V2的测量值,能够对施加于底座部33的转矩的朝向及大小进行检测。
动力传递装置1还具有外壳60和信号处理基板70。如图2所示,外壳60位于环状体30的轴向一侧。外壳60从轴向一侧覆盖环状体30。外壳60相对于环状体30固定。
信号处理基板70固定于外壳60的表面。信号处理基板70具有运算部71。运算部71由包括微处理器的电路构成。运算部71与第一电阻线部W1及第二电阻线部W2电连接。运算部71基于第一电压计V1和第二电压计V2的输出信号,对施加于底座部33的转矩进行检测。
另外,运算部是基于由后述的第一检测部检测出的旋转角度和由后述的第二检测部检测出的旋转角度来输出第一构件的多旋转角度的构件即可。例如,运算部能够通过模拟信号处理和微型计算机进行离散的运算并对第一构件的多旋转角度进行检测即可。另一方面,转矩传感器是通过应变仪等将施加于动力传递装置的底座部的转矩转换为电信号的要素即可。因此,运算部和转矩传感器可以独立地构成,也可以构成为在某个电路之中共用一部分元件或功能。
如上所述,本实施方式的转矩传感器50具有第一桥电路C1和第二桥电路C2这两个桥电路。因此,即使在任一个桥电路发生异常的情况下,也能够通过另一个桥电路来检测转矩。
<4.关于第一检测部>
动力传递装置1具有第一检测部D1。第一检测部D1是对第一构件10的旋转角度进行检测的传感器。在本实施方式中,在转矩传感器50的传感器基板51上装设有第一检测部D1。第一检测部D1由配置于传感器基板51的电阻线构成。电阻线的电阻值根据环状体30的应变而变化。即,第一检测部D1具有应变仪。
如图7所示,构成第一检测部D1的电阻线具有八个第三区域Ri、Rj、Rk、Rl、Rm、Rn、Ro、Rp。八个第三区域Ri、Rj、Rk、Rl、Rm、Rn、Ro、Rp沿周向隔开间隔地配置。八个第三区域Ri、Rj、Rk、Rl、Rm、Rn、Ro、Rp分别由一根导线形成。各第三区域Ri、Rj、Rk、Rl、Rm、Rn、Ro、Rp沿周向圆弧状地扩展。
各第三区域Ri、Rj、Rk、Rl、Rm、Rn、Ro、Rp包括第三部位r3。第三部位r3沿周向延伸。但是,沿周向延伸的第三部位r3也可以沿径向反复配置。另外,第三部位r3也可以沿径向延伸。另外,沿径向延伸的第三部位r3也可以沿周向反复配置。
八个第三区域Ri、Rj、Rk、Rl、Rm、Rn、Ro、Rp中的不相邻的四个第三区域Ri、Rk、Rm、Ro彼此连接以形成第三桥电路C3。图11是第三桥电路C3的电路图。如图11所示,第三区域Ri和第三区域Rk依次串联地连接。第三区域Ro和第三区域Rm依次串联地连接。而且,在电源电压的+极与-极之间,两个第三区域Ri、Rk的列和两个第三区域Ro、Rm的列并联地连接。另外,两个第三区域Ri、Rk的中间点M31及两个第三区域Ro、Rm的中间点M32与第三电压计V3连接。
八个第三区域Ri、Rj、Rk、Rl、Rm、Rn、Ro和Rp中的其余四个第三区域Rj、Rl、Rn和Rp彼此连接以形成第四桥电路C4。图12是第四桥电路C4的电路图。如图12所示,第三区域Rp和第三区域Rn依次串联地连接。第三区域Rj和第三区域Rl依次串联地连接。而且,在电源电压的+极与-极之间,两个第三区域Rp、Rn的列和两个第三区域Rj、Rl的列并联地连接。另外,两个第三区域Rp、Rn的中间点M41及两个第三区域Rj、Rl的中间点M42与第四电压计V4连接。
在驱动动力传递装置1时,在环状体30的底座部33产生沿周向伸长的部分(以下称为“伸长部”)和沿周向收缩的部分(以下称为“收缩部”)。具体而言,两个伸长部和两个收缩部在周向上交替地产生。伸长部和收缩部以中心轴线9为中心并在周向上以90°的间隔交替地产生。而且,这些伸长部和收缩部产生的部位以上述第一旋转速度旋转。
八个第三区域Ri、Rj、Rk、Rl、Rm、Rn、Ro、Rp的各电阻值根据底座部33的周向伸缩而变化。例如,当上述伸长部与某个第三区域重叠时,该第三区域的电阻值增加。另外,当上述收缩部与某个第三区域重叠时,该第三区域的电阻值降低。
在图7的示例中,当收缩部与第三区域Ri、Rm重叠时,伸长部与第三区域Rk、Ro重叠。另外,当伸长部与第三区域Ri、Rm重叠时,收缩部与第三区域Rk、Ro重叠。因此,在第三桥电路C3中,第三区域Ri、Rm和第三区域Rk、Ro表示反向的电阻值变化。
另外,在图7的示例中,当收缩部与第三区域Rp、Rl重叠时,伸长部与第三区域Rn、Rj重叠。另外,当伸长部与第三区域Rp、Rl重叠时,收缩部与第三区域Rn、Rj重叠。因此,在第四桥电路C4中,第三区域Rp、Rl和第三区域Rn、Rj表示反向的电阻值变化。
图13是表示第三桥电路C3的第三电压计V3的测量值v3与第四桥电路C4的第四电压计V4的测量值v4的时间变化的曲线图。图13的曲线图的横轴表示时刻。图13的曲线图的纵轴表示电压值。在驱动动力传递装置1时,如图13所示,分别从第三电压计V3和第四电压计V4输出周期性地变化的正弦波状的测量值v3、v4。该测量值v3、v4的周期T相当于上述第一构件10的旋转周期的1/2倍(180°)。另外,根据第四电压计V4的测量值v4的相位相对于第三电压计V3的测量值v3的相位是前进第一构件10的旋转周期的1/8倍(45°)还是延迟第一构件10的旋转周期的1/8倍(45°),确定第一构件10的旋转方向。
即,第一检测部D1基于上述的第三电压计V3的测量值v3和第四电压计V4的测量值v4,对第一构件10的旋转角度进行检测。更具体而言,第一检测部D1对规定的角度范围θ1中的第一构件10的绝对旋转角度进行检测。“绝对旋转角度”表示相对于包括底座框架101的固定系统的旋转角度,并且针对每个旋转角度取固有的值。在本实施方式中,第一检测部D1能够对第一构件10的绝对旋转角度进行检测的角度范围θ1为θ1=180°。
如上所述,在驱动动力传递装置1时,环状体30产生周期性的挠曲变形。因此,第一电阻线部W1的输出信号和第二电阻线部W2的输出信号包含反映了本来想要测量的转矩的分量和由环状体30的周期性挠曲变形引起的误差分量(纹波误差)。该纹波误差根据第一构件10的旋转角度以180°的周期发生变化。
第一检测部D1与上述运算部71电连接。第一检测部D1向运算部71输出表示第一构件10的旋转角度的检测信号。运算部71根据从第一检测部D1输出的旋转角度,对上述的纹波误差进行计算。然后,运算部71使用计算出的纹波误差对第一电阻线部W1的输出信号及第二电阻线部W2的输出信号进行修正。其结果是,运算部71能够更高精度地输出施加于环状体30的转矩。
另外,在本实施方式中,第一检测部D1配置于比第一电阻线部W1及第二电阻线部W2更靠径向外侧的位置。但是,第一检测部D1也可以配置于比第一电阻线部W1及第二电阻线部W2更靠径向内侧的位置。另外,第一检测部D1也可以配置于第一电阻线部W1的径向外侧且第二电阻线部W2的径向内侧。
<5.关于第二检测部>
动力传递装置1具有第二检测部D2。第二检测部D2是对第二构件20的旋转角度进行检测的传感器。如图4所示,第二检测部D2具有被检测部D21和信号生成部D22。
被检测部D21配置于第二构件20或固定于第二构件20的构件。被检测部D21具有以中心轴线9为中心圆环状地排列的多个图案。该图案例如是槽或突起。信号生成部D22配置于环状体30或固定于环状体30的构件。信号生成部D22通过对被检测部D21的图案进行检测,对第二构件20的绝对旋转角度进行检测。信号生成部D22的检测方式例如能够使用机械式(接触式)、光学式、磁气式或静电电容式的检测器。
第二检测部D2对规定的角度范围内的第二构件20的绝对旋转角度进行检测。“绝对旋转角度”表示相对于包括底座框架101的固定系统的旋转角度,并且针对每个旋转角度取固有的值。在本实施方式中,第二检测部D2能够对第二构件20的绝对旋转角度进行检测的角度范围θ2为θ2=360°。
但是,第二检测部D2输出以规定的比特数B表示的离散值,而不是连续值。即,第二检测部D2以360°/2^B的分辨率对第二检测部D2的旋转角度进行检测。这样,通过将第二检测部D2的输出值设为离散值而不是连续值,能够简化第二检测部D2的结构。因此,能够降低与第二检测部D2相关的成本。
将动力传递装置1的减速比(第一构件10的旋转速度/第二构件20的旋转速度)设为N,比特数B为满足2^B≥2N的值。在动力传递装置1的减速比的范围为50至160的情况下,只要比特数B为7比特(0-127)至9比特(0-511)就足够了。
第二检测部D2与上述运算部71电连接。第二检测部D2向运算部71输出表示第二构件20的旋转角度的检测信号。
另外,也可以是被检测部D21配置于环状体30或固定于环状体30的构件,信号生成部D22配置于第二构件20或固定于第二构件20的构件。
<6.关于多旋转角度检测>
如上所述,第一检测部D1对规定的角度范围内的第一构件10的绝对旋转角度进行检测。但是,第一检测部D1无法单独地检测比上述角度范围宽的范围内的第一构件10的绝对旋转角度(以下称为“多旋转角度”)。例如,在第一检测部D1能够检测绝对旋转角度的角度范围为180°的情况下,第一检测部D1无法区分检测第一构件10的旋转角度为90°时和270°时。
因此,运算部71基于由第一检测部D1检测出的旋转角度和由第二检测部D2检测出的旋转角度,输出第一构件10的多旋转角度。
图14是示出第一检测部D1和第二检测部D2的输出值的示例的曲线图。图14的横轴表示第一构件10的多旋转角度。图14示出了第一检测部D1的输出值A和第二检测部D2的输出值P。在驱动动力传递装置1时,在第二检测部D2的输出值P每次从0°变化到360°的期间,第一检测部D1的输出值A多次重复从0°变化到180°的变化。运算部71通过组合这样的两个输出值A、P,输出第二构件20旋转一周期间的第一构件10的多旋转角度。
具体而言,将第一检测部D1的输出值设为A,将第二检测部D2的输出值设为P,将第二检测部D2的输出值的比特数设为B,将动力传递装置1的变速比(第一构件10的旋转速度/第二构件20的旋转速度)设为N,运算部71基于A、P、B、N来计算第一构件10的多旋转角度。由此,能够在不依赖于电动机103的编码器的情况下输出第一构件10的多旋转角度。
更具体而言,将第一检测部D1能够检测第一构件10的绝对旋转角度的角度范围设为θ1、将第二检测部D2能够检测第二构件20的绝对旋转角度的角度范围设为θ2、将第一构件10的多旋转角度设为IN、将舍去小数点以下的函数设为FLOOR()、将表示除以θ1时的余数的函数设为MODθ1(),运算部71根据下式(1)、(2)、(3)来计算IN。
I=(θ2/2^B)*P*N (1)
IN=FLOOR(I/θ1)*θ1+A (2)
IN={FLOOR(I/θ1)+1}*θ1+A (3)
其中,在A≥MODθ1(I)的情况下,通过上式(1)、(2)来计算IN,在A<MODθ1(I)的情况下,通过上式(1)、(3)来计算IN。由此,能够高精度地计算第一构件10的多旋转角度。
这样,本实施方式的旋转角度检测装置包括:第一检测部D1,上述第一检测部D1对第一构件10的旋转角度进行检测;第二检测部D2,上述第二检测部D2对第二构件20的旋转角度进行检测;以及运算部71,上述运算部71基于由第一检测部D1检测出的旋转角度和由第二检测部D2检测出的旋转角度,输出第一构件10的多旋转角度。由此,即使在无法仅通过第一检测部D1来检测第一构件10的多旋转角度的情况下,也能够根据第二构件20的旋转角度来检测第一构件10的多旋转角度。因此,例如,能够在不依赖于电动机103的编码器的情况下输出第一构件10的多旋转角度。
如上所述,本实施方式的旋转角度检测方法是能够对第一构件10的多旋转角度进行检测的旋转角度检测方法。即,本实施方式的旋转角度检测方法具有:第一工序,在上述第一工序中,对第一构件10的旋转角度及第二构件20的旋转角度进行检测;第二工序,在上述第二工序中,基于由第一工序检测出的第一构件10的旋转角度及第二构件20的旋转角度,输出第一构件10的多旋转角度。由此,即使在无法仅通过第一工序来检测第一构件10的多旋转角度的情况下,也能够根据第二构件20的旋转角度来检测第一构件10的多旋转角度。因此,例如,能够在不依赖于电动机103的编码器的情况下输出第一构件10的多旋转角度。
如上所述,第一检测部D1仅能够在规定的角度范围θ1内检测第一构件10的绝对旋转角度。但是,不仅使用第一检测部D1的输出值A,还使用第二检测部D2的输出值P,由此,能够输出比上述角度范围大的角度范围内的第一构件10的多旋转角度。
在本实施方式中,将第一检测部D1能够对第一构件10的绝对旋转角度进行检测的角度范围设为θ1,θ1=180°。这样,即使在第一检测部D1能够对第一构件10的绝对旋转角度进行检测的角度范围θ1不到360°的情况下,只要适当地设定第二检测部D2的检测比特数B,就能够输出第一构件10的多旋转角度。
另外,如上所述,第二检测部D2仅能够在规定的角度范围θ2内检测第二构件20的绝对旋转角度。在本实施方式中,第二检测部D2仅能够在360°的范围内检测第二构件20的绝对旋转角度。但是,在机器人100的用途中,臂102的旋转范围为360°以下的情况较多。因此,如果能够在第二构件20旋转一周的范围内检测第一构件10的多旋转角度,则在实际使用上是足够的。
另外,如上所述,第二检测部D2输出由规定的比特数B表示的离散值。通过将第二检测部D2的输出值P设为离散值而不是连续值,能够简化第二检测部D2的结构。因此,能够降低与第二检测部D2相关的成本。另外,由于第二检测部D2的输出值P是离散值,因此,仅通过简单地将减速比N与第二检测部D2的输出值P相乘,无法准确地计算第一构件10的多旋转角度IN。但是,如上所述,通过使用第一检测部D1的输出值A和第二检测部D2的输出值P这两者,能够高精度地计算第一构件10的多旋转角度IN。
另外,如上所述,第一检测部D1具有配置于包含在动力传递装置1中的环状体30的应变仪。在本实施方式中,将为了转矩传感器50的纹波修正而设置的第一检测部D1用于第一构件10的多旋转检测。换言之,第一检测部D1用于纹波修正和第一构件10的多旋转检测这两个目的。这样一来,与分开设置用于纹波修正的角度检测部和用于第一构件10的多旋转检测的角度检测部的情况相比,能够减少角度检测部的数量。
另外,如上所述,在本实施方式中,动力传递装置1具有对第一构件10的多旋转角度进行检测的角度检测装置。因此,能够在不依赖于电动机103的编码器等动力传递装置1的外部要素的情况下检测第一构件10的多旋转角度。
另外,如上所述,动力传递装置1包括检测第一构件10的旋转角度的第一检测部D1和检测第二构件20的旋转角度的第二检测部D2。因此,能够使用这两个检测部的输出值来检测第一构件10的多旋转角度。
另外,如上所述,机器人100具有包括第一检测部D1和第二检测部D2的动力传递装置1。因此,例如,能够提供一种能够在不依赖于电动机103的编码器的情况下检测第一构件10的多旋转角度的机器人100。
<7.变形例>
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但是本发明并不限定于上述实施方式。
<7-1.第一变形例>
图15是从轴向一侧观察第一变形例的动力传递装置1的图。在第一变形例中,第一检测部D1具有第一传感器和第二传感器。
第一传感器具有与上述实施方式中的第一检测部D1相同的结构。即,第一传感器由配置于传感器基板51的八个第三区域Ri、Rj、Rk、Rl、Rm、Rn、Ro、Rp构成。第一传感器对180°的角度范围内的第一构件10的绝对旋转角度进行检测。
第二传感器具有被检测部D11和信号生成部D12。被检测部D11配置于第一构件10或固定于第一构件10的构件。被检测部D11具有以中心轴线9为中心形成在180°的角度范围内的图案。该图案例如是槽或突起。信号生成部D12例如配置于信号处理基板70。信号生成部D12对被检测部D11的图案进行检测。信号生成部D12的检测方式例如能够使用机械式(接触式)、光学式、磁气式或静电电容式的检测器。第二传感器输出在第一构件10每旋转180°时切换开/关的360°周期的信号。
这样一来,能够基于第二传感器的输出信号来确定第一构件10的旋转角度是处于0°至180°的范围内还是180°至360°的范围内。因此,第一检测部D1能够基于第一传感器的输出信号和第二传感器的输出信号来检测360°的角度范围内的第一构件10的绝对旋转角度。即,将第一检测部D1能够对第一构件10的绝对旋转角度进行检测的角度范围设为θ1,θ1=360°。另外,第一检测部也可以通过单个传感器来检测第一构件10的360°的角度范围内的旋转角度。
<7-2.第二变形例>
转矩传感器50的输出值有时包含因角度传递误差、第二构件20的偏心等而在第二构件20的一个旋转周期中产生的误差。在这样的情况下,运算部71也可以根据基于第一检测部D1和第二检测部D2的输出值计算出的第一构件10的多旋转角度IN,修正转矩传感器50的输出值。即,运算部71也可以基于第一构件10的多旋转角度IN,修正应变仪的输出值。由此,能够更高精度地检测施加于环状体30的转矩。
<7-3.第三变形例>
图16是表示第二构件20和环状体30的一部分的图。如图16所示,第二构件20具有多个内齿21。即,第二构件20具有沿第二构件20的旋转轴的周向排列且沿旋转轴的径向延伸的多个齿。
以下,将相邻的内齿21的齿顶21a之间的周向间隔称为“间距”。多个内齿21理想地沿周向以一定的间距Pc0配置。但是,由于第二构件20的制造误差,有时一部分相邻的内齿21的间距与理想的间距Pc0不同。在图16的示例中,一部分相邻的内齿21的间距Pc1大于理想的间距Pc0。另外,在图16的示例中,另一部分相邻的内齿21的间距Pc2小于理想的间距Pc0。
这样,在相邻的内齿21的间距与理想的间距Pc0不同的位置处,内齿21与外齿32的啮合产生偏移,围绕中心轴线9的环状体30与第二构件20的相对旋转角度产生偏移。即,围绕中心轴线9的第一构件10和第二构件20的相对旋转角度产生偏移。这样一来,随着第一构件10的旋转角度,在本来第二构件20应该存在的旋转角度与实际的第二构件20的旋转角度之间产生偏移。其结果是,有时机器人100的臂102也会产生位置偏移。
因此,运算部71也可以预先存储各内齿21的周向位置的误差。而且,运算部71也可以基于第一构件10的多旋转角度,输出各内齿21的周向上的绝对旋转角度。即,旋转角度检测装置也可以存储齿的周向上的角度。由此,旋转角度检测装置能够输出齿的周向上的角度、或者该角度能够由其他部位读出。这样,如果基于预先存储的各内齿21的周向位置的误差,针对每个内齿21输出旋转角度,则在考虑到各内齿21的制造误差的基础上,能够以使第二构件20成为本来应该伴随第一构件10的旋转的、围绕中心轴线9的旋转角度的方式调节第二构件20。因此,能够基于旋转角度检测装置的输出信号进行更高精度的控制。
另外,运算部71也可以将相邻的内齿21的周向的间距与内齿21的周向上的绝对旋转角度相关联地输出。即,旋转角度检测装置也可以存储齿与沿周向相邻的齿之间的间距和齿的周向上的角度。由此,旋转角度检测装置能够输出沿周向相邻的齿的间距和齿的周向上的角度,或者该角度能够由其他部位读出。这样,如果将相邻的内齿21的间距与内齿21的旋转角度相关联地输出,则能够考虑间距的误差来调节各内齿21的旋转角度。即,在考虑到各间距的制造误差的基础上,能够以成为本来应该伴随第一构件10的旋转的、围绕中心轴线9的旋转角度的方式调节第二构件20。因此,能够基于旋转角度检测装置的输出信号进行更高精度的控制。
另外,代替运算部,旋转角度检测装置也可以存储相邻的内齿的周向上的旋转角度。即,只要动力传递装置的任一部位存储内齿的周向上的旋转角度即可。另外,运算部、旋转角度检测装置、或动力传递装置中的任一个构件应存储的对象可以是外齿的周向上的旋转角度、或沿周向相邻的外齿的周向上的间距,也可以是内齿及外齿这两者的周向上的旋转角度、或沿周向相邻的内齿和外齿这两者的周向上的间距。
<7-4.第四变形例>
在上述实施方式中,动力传递装置1包括运算部71。但是,运算部71也可以设置于动力传递装置1的外部。例如,机器人100也可以包括动力传递装置1和运算部71。在这种情况下,基于动力传递装置1所包括的第一检测部D1和第二检测部D2的输出值,机器人100的运算部71能够对第一构件10的多旋转角度进行检测。
<7-5.其他变形例>
在上述实施方式的动力传递装置1中,环状体30固定于底座框架101,并且作为第二构件20的内齿齿轮以减速后的第二旋转速度旋转。因此,第二检测部D2对内齿齿轮的旋转角度进行检测。但是,也可以是内齿齿轮固定于底座框架101,环状体30以减速后的第二旋转速度旋转。在这种情况下,由于环状体30成为第二构件,因此,第二检测部D2只要检测环状体30的旋转角度即可。
另外,上述实施方式的环状体30是底座部33从躯干部31向径向外侧扩展的、所谓的“帽型”的挠性外齿齿轮。但是,环状体30也可以是底座部33从躯干部31向径向内侧扩展的、所谓“杯型”的挠性外齿齿轮。
另外,在上述实施方式中,对装设于机器人100的动力传递装置1进行了说明。但是,也可以将同样构造的动力传递装置1装设于辅助套装、无人搬运台车等其他装置。
此外,关于旋转角度检测装置、动力传递装置和机器人的细节的结构,也可以在不脱离本发明的主旨的范围内适当地变更。另外,也可以在不产生矛盾的范围内适当地组合上述实施方式和变形例中出现的要素。
<8.总结>
本技术能采用以下的结构。
(1)一种动力传递装置的旋转角度检测装置,上述旋转角度检测装置具有:第一构件,上述第一构件以第一旋转速度旋转;以及第二构件,上述第二构件随着上述第一构件的旋转而以比上述第一旋转速度低的第二旋转速度旋转,其中,上述旋转角度检测装置包括:第一检测部,上述第一检测部对上述第一构件的旋转角度进行检测;第二检测部,上述第二检测部对上述第二构件的旋转角度进行检测;以及运算部,上述运算部基于由上述第一检测部检测出的旋转角度和由上述第二检测部检测出的旋转角度,输出上述第一构件的多旋转角度。
(2)如(1)所记载的旋转角度检测装置,其中,上述第一检测部对规定的角度范围内的上述第一构件的绝对旋转角度进行检测。
(3)如(1)或(2)所记载的旋转角度检测装置,其中,上述第二检测部对规定的角度范围内的上述第二构件的绝对旋转角度进行检测。
(4)如(1)至(3)中任一项所记载的旋转角度检测装置,其中,上述第二检测部输出以规定的比特数表示的离散值。
(5)如(4)所记载的旋转角度检测装置,其中,将上述第一检测部的输出值设为A,将上述第二检测部的输出值设为P,将上述比特数设为B,将上述动力传递装置的变速比设为N,上述运算部基于A、P、B、N,对上述第一构件的多旋转角度进行计算。
(6)如(5)所记载的旋转角度检测装置,其中,将上述第一检测部能够检测上述第一构件的绝对旋转角度的角度范围设为θ1,将上述第二检测部能够检测上述第二构件的绝对旋转角度的角度范围设为θ2,将上述第一构件的多旋转角度设为IN,将舍去小数点以下的函数设为FLOOR(),将表示除以θ1时的余数的函数设为MODθ1(),
I=(θ2/2^B)*P*N (1)
IN=FLOOR(I/θ1)*θ1+A (2)
IN={FLOOR(I/θ1)+1}*θ1+A (3)
上述运算部在A≥MODθ1(I)的情况下,通过上式(1)、(2)来计算IN,在A<MODθ1(I)的情况下,通过上式(1)、(3)来计算IN。
(7)如(1)至(6)中任一项所记载的旋转角度检测装置,其中,将上述第一检测部能够检测上述第一构件的绝对旋转角度的角度范围设为θ1,θ1=180°。
(8)如(1)至(6)中任一项所记载的旋转角度检测装置,其中,将上述第一检测部能够检测上述第一构件的绝对旋转角度的角度范围设为θ1,θ1=360°。
(9)如(1)至(8)中任一项所记载的旋转角度检测装置,其中,上述第一检测部具有:第一传感器,上述第一传感器对180°的角度范围内的上述第一构件的绝对旋转角度进行检测;以及第二传感器,上述第二传感器输出每隔180°切换开/关的360°周期的信号。
(10)如(1)至(9)中任一项所记载的旋转角度检测装置,其中,上述第二构件具有沿上述第二构件的旋转轴的周向排列且沿上述旋转轴的径向延伸的多个齿,上述旋转角度检测装置存储上述齿的上述周向上的角度。
(11)如(1)至(9)中任一项所记载的旋转角度检测装置,其中,上述第二构件具有沿上述第二构件的旋转轴的周向排列且沿上述旋转轴的径向延伸的多个齿,上述旋转角度检测装置存储上述齿与沿上述周向相邻的上述齿之间的间距以及上述齿的上述周向上的角度。
(12)如(1)至(11)中任一项所记载的旋转角度检测装置,其中,上述第一检测部具有配置于包含在上述动力传递装置中的环状体的应变仪。
(13)如(12)所记载的旋转角度检测装置,其中,上述运算部基于上述第一构件的多旋转角度来修正上述应变仪的输出值。
(14)一种动力传递装置,上述动力传递装置具有(1)至(13)中任一项所记载的旋转角度检测装置。
(15)一种旋转角度检测方法,上述旋转角度检测方法在动力传递装置中对第一构件的多旋转角度进行检测,上述动力传递装置具有:上述第一构件,上述第一构件以第一旋转速度旋转;以及第二构件,上述第二构件随着上述第一构件的旋转而以比上述第一旋转速度低的第二旋转速度旋转,其中,上述旋转角度检测方法具有:第一工序,在上述第一工序中,对上述第一构件的旋转角度和上述第二构件的旋转角度进行检测;以及第二工序,在上述第二工序中,基于由上述第一工序检测出的上述第一构件的旋转角度和上述第二构件的旋转角度,输出上述第一构件的多旋转角度。
(16)一种动力传递装置,上述动力传递装置包括:第一构件,上述第一构件以第一旋转速度旋转;第二构件,上述第二构件随着上述第一构件的旋转而以比上述第一旋转速度低的第二旋转速度旋转;第一检测部,上述第一检测部对上述第一构件的旋转角度进行检测;以及第二检测部,上述第二检测部对上述第二构件的旋转角度进行检测。
(17)一种机器人,上述机器人具有(16)所记载的动力传递装置。
(18)一种机器人,上述机器人包括:(16)所记载的动力传递装置;以及运算部,上述运算部基于由上述第一检测部检测出的旋转角度和由上述第二检测部检测出的旋转角度,输出上述第一构件的多旋转角度。
本发明例如能够用于旋转角度检测装置、动力传递装置、旋转角度检测方法和机器人。
1 动力传递装置;
9 中心轴线;
10 第一构件;
20 第二构件;
21 内齿;
30 环状体;
31 躯干部;
32 外齿;
33 底座部;
34 壁厚部;
40 波动产生器;
41 凸轮;
42 挠性轴承;
50 转矩传感器;
51 传感器基板;
60 外壳;
70 信号处理基板;
71 运算部;
100 机器人;
101 底座框架;
102 臂;
103 电动机;
511 绝缘层;
512 电阻线;
C1 第一桥电路;
C2 第二桥电路;
C3 第三桥电路;
C4 第四桥电路;
D1 第一检测部;
D11 被检测部;
D12 信号生成部;
D2 第二检测部;
D21 被检测部;
D22 信号生成部;
W1 第一电阻线部;
W2 第二电阻线部。
Claims (18)
1.一种动力传递装置的旋转角度检测装置,所述动力传递装置包括:第一构件,所述第一构件以第一旋转速度旋转;以及第二构件,所述第二构件随着所述第一构件的旋转而以比所述第一旋转速度低的第二旋转速度旋转,
其特征在于,
所述旋转角度检测装置包括:
第一检测部,所述第一检测部对所述第一构件的旋转角度进行检测;
第二检测部,所述第二检测部对所述第二构件的旋转角度进行检测;以及
运算部,所述运算部基于由所述第一检测部检测出的旋转角度和由所述第二检测部检测出的旋转角度,输出所述第一构件的多旋转角度。
2.如权利要求1所述的旋转角度检测装置,其特征在于,
所述第一检测部对规定的角度范围内的所述第一构件的绝对旋转角度进行检测。
3.如权利要求1所述的旋转角度检测装置,其特征在于,
所述第二检测部对规定的角度范围内的所述第二构件的绝对旋转角度进行检测。
4.如权利要求1所述的旋转角度检测装置,其特征在于,
所述第二检测部输出以规定的比特数表示的离散值。
5.如权利要求4所述的旋转角度检测装置,其特征在于,
将所述第一检测部的输出值设为A,
将所述第二检测部的输出值设为P,
将所述比特数设为B,
将所述动力传递装置的变速比设为N,
所述运算部基于A、P、B、N来计算所述第一构件的多旋转角度。
6.如权利要求5所述的旋转角度检测装置,其特征在于,
将所述第一检测部能够检测所述第一构件的绝对旋转角度的角度范围设为θ1,
将所述第二检测部能够检测所述第二构件的绝对旋转角度的角度范围设为θ2,
将所述第一构件的多旋转角度设为IN,
将舍去小数点以下的函数设为FLOOR(),
将表示除以θ1时的余数的函数设为MODθ1(),
I=(θ2/2^B)*P*N (1)
IN=FLOOR(I/θ1)*θ1+A (2)
IN={FLOOR(I/θ1)+1}*θ1+A (3)
在A≥MODθ1(I)的情况下,所述运算部通过上式(1)、(2)来计算IN,
在A<MODθ1(I)的情况下,所述运算部通过上式(1)、(3)来计算IN。
7.如权利要求1所述的旋转角度检测装置,其特征在于,
将所述第一检测部能够检测所述第一构件的绝对旋转角度的角度范围设为θ1,
θ1=180°。
8.如权利要求1所述的旋转角度检测装置,其特征在于,
将所述第一检测部能够检测所述第一构件的绝对旋转角度的角度范围设为θ1,
θ1=360°。
9.如权利要求1至8中任一项所述的旋转角度检测装置,其特征在于,
所述第一检测部具有:
第一传感器,所述第一传感器对180°角度范围内的所述第一构件的绝对旋转角度进行检测;以及
第二传感器,所述第二传感器输出每隔180°切换开/关的360°周期的信号。
10.如权利要求1至8中任一项所述的旋转角度检测装置,其特征在于,
所述第二构件具有沿所述第二构件的旋转轴的周向排列且沿所述旋转轴的径向延伸的多个齿,
所述旋转角度检测装置存储所述齿的所述周向上的角度。
11.如权利要求1至8中任一项所述的旋转角度检测装置,其特征在于,
所述第二构件具有沿所述第二构件的旋转轴的周向排列且沿所述旋转轴的径向延伸的多个齿,
所述旋转角度检测装置存储所述齿与沿所述周向相邻的所述齿之间的间距以及所述齿的所述周向上的角度。
12.如权利要求9所述的旋转角度检测装置,其特征在于,
所述第一检测部具有配置于包含在所述动力传递装置中的环状体的应变仪。
13.如权利要求12所述的旋转角度检测装置,其特征在于,
所述运算部基于所述第一构件的多旋转角度来修正所述应变仪的输出值。
14.一种动力传递装置,其特征在于,
所述动力传递装置具有权利要求1至13中任一项所述的旋转角度检测装置。
15.一种旋转角度检测方法,所述旋转角度检测方法在动力传递装置中对第一构件的多旋转角度进行检测,所述动力传递装置具有:所述第一构件,所述第一构件以第一旋转速度旋转;以及第二构件,所述第二构件随着所述第一构件的旋转而以比所述第一旋转速度低的第二旋转速度旋转,
其特征在于,
所述旋转角度检测方法具有:
第一工序,在所述第一工序中,对所述第一构件的旋转角度和所述第二构件的旋转角度进行检测;以及
第二工序,在所述第二工序中,基于由所述第一工序检测出的所述第一构件的旋转角度和所述第二构件的旋转角度,输出所述第一构件的多旋转角度。
16.一种动力传递装置,其特征在于,所述动力传递装置包括:
第一构件,所述第一构件以第一旋转速度旋转;
第二构件,所述第二构件随着所述第一构件的旋转而以比所述第一旋转速度低的第二旋转速度旋转;
第一检测部,所述第一检测部对所述第一构件的旋转角度进行检测;以及
第二检测部,所述第二检测部对所述第二构件的旋转角度进行检测。
17.一种机器人,其特征在于,
所述机器人具有权利要求14或16所述的动力传递装置。
18.一种机器人,其特征在于,所述机器人包括:
权利要求14或16所述的动力传递装置;以及
运算部,所述运算部基于由所述第一检测部检测出的旋转角度和由所述第二检测部检测出的旋转角度,输出所述第一构件的多旋转角度。
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