JP2010010116A - Proximity control device and proximity sensor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、物体との接近を検知する接近制御装置および接近センサに関し、特に物体との接触に伴う衝突などによる事故防止を図ることができる接近制御装置および接近センサに関する。 The present invention relates to an approach control device and an approach sensor that detect approach to an object, and more particularly to an approach control device and an approach sensor that can prevent accidents due to a collision caused by contact with an object.
従来より、物体との接触を検知するものとして、例えば、下記特許文献1に開示されている光学式ロボット用の接触センサが知られている。この接触センサは、物体に接触すると少なくとも一部が撓むように形成した光ファイバを可動部位に取り付けて、光ファイバの一端から光を入射し他端で射出する光の強さを測定して、光ファイバが撓んで生ずる導通光量の変化を検出することで物体との接触を検知するとされている。 Conventionally, for example, a contact sensor for an optical robot disclosed in Patent Document 1 described below is known as a device that detects contact with an object. This contact sensor attaches an optical fiber formed so that at least a part is bent when it comes into contact with an object to the movable part, measures the intensity of the light incident from one end of the optical fiber and emitted from the other end, and It is said that contact with an object is detected by detecting a change in the amount of conduction light caused by bending of the fiber.
しかしながら、上述した特許文献1に開示されている接触センサでは、光ファイバの曲げに対する導通光量の変化を測定して物体との接触を検知するように構成されているが、可動部位の動きに伴い光ファイバが振動等した場合には、その振動等による光量の変化と物体との接触による光量の変化とがほぼ同じである場合は、接触を検知することはできず、精度が低下してしまうという問題がある。 However, the contact sensor disclosed in Patent Document 1 described above is configured to detect contact with an object by measuring a change in the amount of conduction light with respect to the bending of the optical fiber. When the optical fiber vibrates, etc., if the change in the amount of light due to the vibration or the like and the change in the amount of light due to contact with the object are almost the same, the contact cannot be detected, and the accuracy is reduced. There is a problem.
また、光ファイバを可動部位に設置して固定したり、小径のコイル状に成形して固定したりするにはコストがかかり、さらに受光素子や発光素子を可動部位に光ファイバとともに設置する場合は、回路規模が大きくなりコストアップに繋がってしまうという問題もある。 Also, it is costly to install and fix an optical fiber on a movable part, or to mold and fix it in a small-diameter coil, and when installing a light receiving element or a light emitting element together with an optical fiber on a movable part There is also a problem that the circuit scale increases, leading to an increase in cost.
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、安価に構成可能で高精度に物体の接近を検知でき、物体との接触に伴う衝突などによる事故防止を図ることができる接近制御装置および接近センサを提供することを目的とする。 The present invention eliminates the above-mentioned problems caused by the prior art, and can be configured at low cost, can detect the approach of an object with high accuracy, and can prevent an accident due to a collision associated with the contact with the object. And to provide a proximity sensor.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係る接近制御装置は、可動部材側の被取付部材の表面側に配置され、前記被取付部材に接近する物体を静電容量により検知する検知電極と、前記検知電極と前記被取付部位との間に介在し、前記被取付部位の表面から前記検知電極までの間に所定の間隔を形成するスペーサと、前記検知電極からの検知信号に基づいて、前記物体の接近による静電容量変化に応じた情報を出力する検出回路と、前記検出回路からの情報に応じて、前記物体が前記検知電極および前記スペーサを介して前記被取付部位に最接近するのに先立って、前記可動部材の動作を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an approach control device according to the present invention is arranged on the surface side of a mounted member on the movable member side and detects an object approaching the mounted member by a capacitance. A detection electrode, a spacer interposed between the detection electrode and the attachment site, and forming a predetermined interval between the surface of the attachment site and the detection electrode, and a detection signal from the detection electrode And a detection circuit that outputs information according to a change in capacitance due to the approach of the object, and the object is attached to the attachment site via the detection electrode and the spacer according to the information from the detection circuit. And a control circuit for controlling the operation of the movable member prior to the closest approach.
なお、本発明に係る接近制御装置において、前記制御回路は、前記可動部材の動作を停止させる制御を行い、前記スペーサが形成する間隔は、前記スペーサが前記物体による相対的な押圧によって前記被取付部位の表面方向へ最も収縮するときまでに、前記制御回路による制御によって前記可動部材の実際の動作が停止する距離に設定されている。 In the approach control device according to the present invention, the control circuit performs control to stop the operation of the movable member, and the interval formed by the spacer is determined by the relative pressing of the object by the object. The distance is set such that the actual operation of the movable member is stopped by the control by the control circuit until the most contraction in the surface direction of the part.
また、本発明に係る接近制御装置において、前記制御回路は、前記可動部材の動作を停止させる制御を行い、前記スペーサが形成する間隔は、前記スペーサが前記物体による相対的な押圧によって前記間隔がなくなるときまでに、前記制御回路による制御によって前記可動部材の実際の動作が停止する距離に設定されていてもよい。 Further, in the approach control device according to the present invention, the control circuit performs control to stop the operation of the movable member, and an interval formed by the spacer is the interval by the relative pressing by the object. It may be set to a distance at which the actual operation of the movable member stops by the control by the control circuit until it disappears.
本発明に係る接近センサは、可動部材側の被取付部位の表面側に配置され、前記被取付部位に接近する物体を静電容量により検知する検知電極と、前記検知電極と前記被取付部位との間に介在し、前記被取付部位の表面から前記検知電極までの間に所定の間隔を形成するスペーサと、前記検知電極からの検知信号に基づいて、前記物体の接近による静電容量変化に応じた情報を出力する検出回路とを備えたことを特徴とする。 The proximity sensor according to the present invention is disposed on the surface side of the attached part on the movable member side, and detects a capacitance approaching an object approaching the attached part, the detection electrode, and the attached part. And a spacer that forms a predetermined interval between the surface of the attachment site and the detection electrode, and a capacitance change due to the approach of the object based on a detection signal from the detection electrode. And a detection circuit for outputting the corresponding information.
なお、前記被取付部位の表面と前記スペーサとの間に、前記検知電極と絶縁された上で該検知電極の裏面側の検知をシールドするガード電極を備えてもよい。 In addition, you may provide the guard electrode which shields the detection of the back surface side of this detection electrode while being insulated from the said detection electrode between the surface of the said to-be-attached part, and the said spacer.
また、前記スペーサの中に、前記検知電極と絶縁された上で該検知電極の裏面側の検知をシールドするガード電極を備えてもよい。 Further, the spacer may be provided with a guard electrode that is insulated from the detection electrode and shields detection on the back surface side of the detection electrode.
この場合、前記スペーサは、例えば前記検知電極と前記ガード電極との間に介在し、前記ガード電極から前記検知電極までの間に所定の間隔を形成する第1スペーサと、前記ガード電極と前記被取付部位との間に介在し、前記被取付部位から前記ガード電極までの間に所定の間隔を形成する第2スペーサと、から構成されている。 In this case, the spacer is interposed between the detection electrode and the guard electrode, for example, and forms a predetermined interval between the guard electrode and the detection electrode, and the guard electrode and the covered electrode. And a second spacer which is interposed between the attachment site and forms a predetermined interval between the attachment site and the guard electrode.
前記ガード電極は、例えば前記検知電極と同電位または接地電位もしくは所定の固定電位が与えられる。 For example, the guard electrode is applied with the same potential as the detection electrode, a ground potential, or a predetermined fixed potential.
前記スペーサは、例えば弾性絶縁体からなる。 The spacer is made of an elastic insulator, for example.
前記検知電極、前記スペーサおよび前記ガード電極のうちの少なくとも該検知電極は、例えばその表面側がカバー部材により覆われている。 At least the detection electrode of the detection electrode, the spacer, and the guard electrode is covered with a cover member, for example.
前記被取付部位は、例えば樹脂成形部材からなる。 The attached portion is made of, for example, a resin molded member.
また、前記被取付部位は、例えば金属部材からなる。 Moreover, the said attachment site | part consists of metal members, for example.
前記検知電極、前記スペーサおよび前記検出回路を、例えば前記被取付部位に対して一体的に装着可能とする装着部をさらに備えても構成されていてもよい。 For example, the detection electrode, the spacer, and the detection circuit may be further provided with a mounting portion that can be mounted integrally to the mounted site.
また、前記装着部は、さらに前記ガード電極も前記被取付部位に対して一体的に装着可能に構成されていてもよい。 In addition, the mounting portion may be configured such that the guard electrode can also be mounted integrally to the attachment site.
本発明によれば、安価に構成可能で高精度に物体の接近を検知でき、物体との接触に伴う衝突などによる事故防止を図ることができる接近制御装置および接近センサを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the approach control apparatus and approach sensor which can be comprised cheaply, can detect the approach of an object with high precision, and can aim at the accident prevention by the collision accompanying the contact with an object, etc. can be provided.
以下に、添付の図面を参照して、この発明に係る接近制御装置および接近センサの好適な実施の形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of an approach control device and an approach sensor according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る接近センサを有する接近制御装置の一例が適用された産業ロボットを示す説明図、図2は図1のA−A’断面図、図3は同接近センサの全体構成の例を示すブロック図、図4は同接近センサの静電容量検知回路の内部構成の例を示すブロック図、図5は同静電容量検知回路の動作波形の例を示す動作波形図である。 FIG. 1 is an explanatory view showing an industrial robot to which an example of an approach control device having an approach sensor according to an embodiment of the present invention is applied, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the capacitance detection circuit of the proximity sensor, and FIG. 5 is an operation showing an example of the operation waveform of the capacitance detection circuit. It is a waveform diagram.
図1〜図3に示すように、本実施形態に係る接近制御装置は、例えば接近センサ10と制御装置25とを備えて構成され、製造業や工業などに用いられる産業ロボット30に適用されている。接近センサ10は、可動部材である産業ロボット30の被取付部位としてのアーム31の所定位置の外周を囲むように取り付けられている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the approach control device according to the present embodiment is configured to include, for example, an
この接近センサ10は、産業ロボット30のアーム31の表面側に配置されて、アーム31に接近する人体などの物体Fを静電容量により検知する検知電極11と、この検知電極11とアーム31との間に介在し、アーム31の表面31aから検知電極11までの間に所定の間隔(距離)Lを形成するスペーサ12と、検知電極11からの検知信号に基づいて、物体Fの接近による静電容量変化に応じた情報(静電容量変化情報)を出力する検出回路20とを備えて構成されている。
The
検知電極11は、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリイミド(PI)、ポリアミド(PA)あるいはエポキシ樹脂などの絶縁体からなるフレキシブルプリント基板やメンブレン回路等の可撓性を備えた基板(図示せず)上にパターン形成された銅、銅合金またはアルミニウムなどの導電体からなる。その他、検知電極11は、単なる電線などの導電材を用いてもよい。
The
スペーサ12は、例えばスポンジやラバー等の収縮力および反発力を兼ね備えた弾性絶縁体からなり、本例では低反発性スポンジが用いられている。そして、検知電極11の表面側は、ナイロンなどの素材からなる外装カバー13により覆われており、この外装カバー13のさらに外側が、例えば接近センサ10をアーム31に固定するための2本のマジックテープ19により縛られている。
The
検出回路20は、検知電極11が形成された基板上の同一面側あるいは反対側の面上に配置されている。この検出回路20は、検知電極11により検知された静電容量を示す情報を出力する静電容量検知回路21と、この静電容量検知回路21から出力された情報に基づく静電容量値に応じて、所定の演算処理を行い、産業ロボット30の制御に供される静電容量変化に関する情報やその他の情報を制御装置25に対して出力する演算処理回路22とを備えて構成されている。
The
したがって、接近センサ10は、展開状態においてはアーム31の表面を覆うことができる大きさの矩形状に形成されており、これら検知電極11、スペーサ12および検出回路20は、アーム31に対して一体的に装着可能に構成されている。なお、本例では、アーム31は、例えば樹脂成形部材からなる。
Therefore, the
制御装置25は、検出回路20からの情報に応じて、物体Fが検知電極11およびスペーサ12を介してアーム31に最接近するのに先立って、産業ロボット30の動作を制御するとともに、この産業ロボット30全体の制御を司る。具体的には、この制御装置25は、検出回路20からの情報に応じて、主に産業ロボット30の動作を停止させる制御を行う。なお、ここでは、検出回路20と制御装置25とは、図示しないワイヤハーネスによって電気的に接続されている。
The
物体Fをアーム31に最接近させないために、上述したようにスペーサ12が検知電極11とアーム31との間に所定の間隔Lを形成しているが、この間隔Lは、例えば次のように設定される。すなわち、例えば検出回路20の応答速度が1mSec(ミリ秒)で、アーム31が制御装置25からの停止制御により実際に停止するまでの時間が9mSecであり、アーム31の移動速度が1mm/1mSecであって、検知電極11の厚さは無視した場合、アーム31が実際に停止するまでの時間は1mSec+9mSec=10mSecとなる。
In order to prevent the object F from being closest to the
アーム31の移動速度は上記の通りなので、アーム31が実際に停止するまでには10mmの制動距離(空走距離)が必要である。したがって、上記の条件の場合は、スペーサ12が間隔Lをスペーサが最も収縮したときの厚さプラス10mm以上とする大きさに形成されていれば、物体Fがアーム31に最接近(接触)することを回避することができ、衝突などによる事故防止を図ることが可能となる。
Since the moving speed of the
なお、実際には上記の条件は産業ロボット30の特性等によって種々に異なるため、間隔Lの距離はその都度最適に設定されればよい。
In practice, the above conditions vary depending on the characteristics of the
ここで、検出回路20の静電容量検知回路21は、例えば検知電極11と物体Fとの間の静電容量に応じてデューティー比が変化するパルス信号を生成するとともに平滑化して静電容量を示す検知信号を出力する。演算処理回路22は、例えばCPU、RAM、ROMなどを備えてなり、静電容量検知回路21から出力された検知信号が示す静電容量値に応じて、制御装置25に対してロボット30の制御に関する種々の情報(例えば、緊急停止信号や電源のオン/オフ信号など)を出力する。
Here, the
静電容量検知回路21は、図4に示すように、静電容量Cに応じてデューティー比が変化するものであり、例えば一定周期のトリガ信号TGを出力するトリガ信号発生回路101と、入力端に接続された静電容量Cの大きさによってデューティー比が変化するパルス信号Poを出力するタイマー回路102と、このパルス信号Poを平滑化するローパスフィルタ(LPF)103とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 4, the
タイマー回路102は、例えば2つの比較器201,202と、これら比較器201,202の出力がそれぞれリセット端子Rおよびセット端子Sに入力されるRSフリップフロップ回路(以下、「RS−FF」と呼ぶ。)203と、このRS−FF203の出力DISをLPF103に出力するバッファ204と、RS−FF203の出力DISでオン/オフ制御させるトランジスタ205とを備えて構成されている。
The
比較器202は、トリガ信号発生回路101から出力される図5に示すようなトリガ信号TGを、抵抗R1,R2,R3によって分割された所定のしきい値Vth2と比較して、トリガ信号TGに同期したセットパルスを出力する。このセットパルスは、RS−FF203のQ出力をセットする。
The
このQ出力は、ディスチャージ信号DISとしてトランジスタ205をオフ状態にし、検知電極11およびグランドの間を、検知電極11の対接地静電容量Cおよび入力端と電源ラインとの間に接続された抵抗R4による時定数で決まる速度で充電する。これにより、入力信号Vinの電位が静電容量Cによって決まる速度で上昇する。
This Q output turns off the
入力信号Vinが、抵抗R1,R2,R3で決まるしきい値Vth1を超えたら、比較器201の出力が反転してRS−FF203の出力を反転させる。この結果、トランジスタ205がオン状態となって、検知電極11に蓄積された電荷がトランジスタ205を介して放電される。
When the input signal Vin exceeds the threshold value Vth1 determined by the resistors R1, R2, and R3, the output of the
したがって、このタイマー回路102は、図5に示すように、検知電極11および接近した物体Fとの間の静電容量Cに基づくデューティー比で発振するパルス信号Poを出力する。LPF103は、この出力を平滑化することにより、図5に示すような直流の検知信号Voutを出力する。なお、図5中において、実線で示す波形と点線で示す波形は、前者が後者よりも静電容量が小さいことを示しており、例えば後者が物体接近状態を示している。
Therefore, the
なお、検知電極11は、物体Fが最接近する前からこの物体Fの接近を検知することができるので、例えば図4中の抵抗R4の値を、物体Fが接近センサ10の外装カバー13に接触しある程度内側に押し込まれてから検知するときの値よりも大きく設定すれば、物体Fの検知に関する感度を向上させることができる。これにより、検知信号の電圧出力は物体Fの外装カバー13への非接触時からそれなりに増加し、このような場合には、物体Fが外装カバー13へ非接触でもその存在を検知することができる。そして、このように検知感度を向上させた場合には、スペーサ12の厚さを接触時から停止させる場合に比べて薄くすることができ、材料コストのさらなる削減を図ることが可能となる。
Since the
制御装置25は、静電容量検知回路21からの検知信号Voutによって、産業ロボット30の制御に関する各種演算を行った演算処理回路からの静電容量変化情報などに基づいて、産業ロボット30の動作を停止させるべく、各駆動モータ(図示せず)等の動作を制御する。
The
このように、本実施形態に係る接近センサ10を有する接近制御装置によれば、検知電極11やスペーサ12を有する接近センサ10を安価に構成することができる上で高精度に物体Fの接近を検知でき、この物体Fとアーム31との最接近(接触)に伴う衝突などによる事故防止を効果的に図ることが可能となる。
Thus, according to the proximity control device having the
図6は、本発明の一実施形態に係る接近センサの他の例を説明するための一部断面図である。なお、以降において、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符合を付して説明を省略し、また本発明と特に関係のない部分については明記しないことがあることとする。 FIG. 6 is a partial cross-sectional view for explaining another example of the proximity sensor according to the embodiment of the present invention. In the following description, the same parts as those already described will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and parts not particularly related to the present invention may not be specified.
図6に示すように、この接近センサ10Aは、基本的には上述した接近センサ10と同様の構成を備えているが、検知電極11の他に、ガード電極14が備えられている点が、先の例の接近センサ10と相違している。このガード電極14は、例えばアーム31の表面31aとスペーサ12との間に、検知電極11と絶縁された上でこの検知電極11の裏面側の検知をシールドする。
As shown in FIG. 6, this
そして、このガード電極14は、検出回路20によって、検知電極11と同電位に駆動され、あるいは接地電位または所定の固定電位にて駆動される。このガード電極14を備えることによって、アーム31が金属製であっても、検知電極11によって物体Fの接近を良好に検知することが可能となる。
The
なお、例えばスペーサ12の中に、検知電極11と絶縁された上で検知電極11の裏面側の検知をシールドするためのガード電極14が備えられた構成でもよく、この構成について、次に具体的に説明する。
For example, the
図7は、本発明の他の実施形態に係る接近センサを有する接近制御装置の一例が適用された産業ロボットを示す説明図、図8は図7のB−B’断面図である。本例の接近センサ10Bは、検知電極11とガード電極14との間に介在し、このガード電極14から検知電極11までの間に所定の間隔Laを形成する第1スペーサ17と、ガード電極14とアーム31との間に介在し、所定の間隔Lbを形成する第2スペーサ18と、検知電極11からの検知信号に基づいて、物体Fの接近による静電容量変化に応じた情報(静電容量変化情報)を出力する検出回路20とを備えて構成されている。すなわち、上述したスペーサ12が第1スペーサ17と第2スペーサ18とに分けられた二分割構成となり、その間にガード電極14が配置されている。したがって、スペーサ12の中にガード電極14が配置されたのと同じ状態となっている。
FIG. 7 is an explanatory view showing an industrial robot to which an example of an approach control device having an approach sensor according to another embodiment of the present invention is applied, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line B-B ′ of FIG. 7. The
ここでは、検知電極11およびガード電極14は、上述したような導電体からなるとともに、その他、単なる電線などの導電材を用いてもよく、第1および第2スペーサ17,18は、同様に低反発性スポンジからなる。そして、検知電極11の表面側および第2スペーサ18のアーム31側は、ナイロンなどの素材からなる外装カバー13により覆われており、この外装カバー13のさらに外側が、例えば接近センサ10Bをアーム31に固定するための固定具である2本のマジックテープ19により縛られている。
Here, the
なお、検出回路20の構成や構造、作用等は、上述したものと同様であるためここでは説明を省略する。
Note that the configuration, structure, operation, and the like of the
この接近センサ10Bは、例えば展開状態においてはアーム31の表面31aを覆うことができる大きさの外表面が外装カバー13により覆われた矩形状に形成されており、これら検知電極11、第1スペーサ17、ガード電極14、第2スペーサ18および検出回路20は、アーム31に対して一体的に装着可能に構成されている。なお、本例では、アーム31は、例えば金属部材からなる。
The
制御装置25は、検出回路20からの情報に応じて、物体Fが検知電極11、第1スペーサ17、ガード電極14および第2スペーサ18を介してアーム31と最接近(接触)するに先立って、産業ロボット30の動作を制御するとともに、この産業ロボット30全体の制御を司る。その他の構成等は同様であるため説明を省略する。
In response to information from the
物体Fをアーム31に最接近(接触)させないために、接近センサ10Bは、上述したように第1スペーサ17が検知電極11とガード電極14との間に所定の間隔Laを形成し、第2スペーサ18がガード電極14とアーム31との間に所定の間隔Lbを形成して、両間隔La,Lbを足した距離Lを有している。この距離Lの設定についても、上述したものと同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。
In order to prevent the object F from approaching (contacting) the
すなわち、この距離Lは、例えば上述したような条件の場合は、第1および第2スペーサ17,18が距離L(間隔La+Lb)を10mm以上とする大きさに形成されていれば、物体Fがアーム31に最接近(接触)することを回避することができ、衝突などによる事故防止を図ることが可能となる。
That is, the distance L is, for example, under the above-described conditions, if the first and
また、上述したような条件においては、第1および第2スペーサ17,18の自由長の厚さを例えばL1とし、これらが最も収縮したときの厚さを例えばL2として、距離LをL1−L2=10mm以上となるように設定しても、同様に衝突などによる事故防止を図ることができる。なお、実際には上記の条件は産業ロボット30の特性等によって種々に異なるため、距離L(間隔La+Lb)はその都度最適に設定されればよい。
Further, under the conditions as described above, the free length thickness of the first and
そして、この接近センサ10Bは、金属部材からなるアーム31の表面31aとガード電極14との間に第2スペーサ18が配置されているため、ガード電極14とアーム31との静電容量結合を低くすることができる。このため、検出回路20の静電容量検知回路21の検知能力(アンプのドライブ能力など)がそれほど高性能でなくてもよくなり、例えば汎用性の高い市販の静電容量検知回路などを検出回路20に用いることができるようになり、安価かつ簡単に構成することが可能となる。
In the
このように、本実施形態に係る接近センサ10Bを有する接近制御装置によれば、検知電極11、ガード電極14、第1および第2スペーサ17,18等を有する接近センサ10Bを安価に構成することができる上で高精度に物体Fの接近を検知でき、この物体Fとアーム31との静電容量結合などによる誤動作を確実に防止しつつ最接近に伴う衝突などによる事故防止を効果的に図ることが可能となる。
Thus, according to the proximity control device having the
図9は、本発明の一実施形態に係る接近センサのさらに他の例を説明するための一部断面図である。この接近センサ10Cは、上述した接近センサ10とほぼ同一の構成となっているが、検知電極11とアーム31の表面31aとの間に全面にわたって設けられていたスペーサ12が、それぞれの端部側のみに配置され、これらのスペーサ12の間に間隔Lを有する空間28が形成されている点が、先の例の接近センサ10と相違している。このようにすれば、スペーサ12の材料コストを削減することができるので、さらに安価に構成することが可能となる。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view for explaining still another example of the proximity sensor according to the embodiment of the present invention. The
図10は、本発明の一実施形態に係る接近センサを有する接近制御装置の一例が適用された車両を示す説明図、図11は同接近センサを有する接近制御装置の一例が適用された台車を示す説明図である。図10に示すように、工業用、産業用、遊戯用などで用いられる燃料駆動式あるいは電動式の車両40のバンパー部などに、具体的な装着方式についての詳述は省略するが、例えばマジックテープ19の代わりに接着材等を接近センサ10,10A,10B、10C等に塗布等した上で、上述した接近センサ10〜10Cをバンパー部に貼着して適用し、この車両40の制御部41に制御装置25を搭載するようにしてもよい。そして、実際に車両40のバンパー部に図示しない物体が最接近(接触)する前に、接近センサ10等および制御装置25を経て得られた情報に基づき制御部41によって、例えば車両40が停止するように制御してもよい。
FIG. 10 is an explanatory view showing a vehicle to which an example of an approach control device having an approach sensor according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 11 is a cart to which an example of an approach control device having the approach sensor is applied. It is explanatory drawing shown. As shown in FIG. 10, detailed description of a specific mounting method is omitted for a bumper portion of a fuel-driven or
また、図11に示すように、工業用、産業用、遊戯用などで用いられる燃料駆動式あるいは電動式の台車50の台部52の外周全面に、図10を用いて説明したものと同様に上述した接近センサ10等を適用し、この台車50の制御部51に制御装置25を搭載するようにして、台車50の動作を制御するようにしてもよい。このようにして、車両40や台車50の移動速度、制動特性などの諸条件に合わせて、接近センサ10等のスペーサ12の間隔Lや、接近センサ10B等の第1および第2スペーサ17,18の間隔La,Lb(距離L)の設定や、その他の各種設定を行い、制御装置25にて接触制御処理等を実施すれば、これら車両40や台車50のボディー部や筐体等が直接物体と衝突などして発生する事故の防止も図ることが可能となる。
Further, as shown in FIG. 11, the same as described with reference to FIG. 10 on the entire outer surface of the
以上説明したように、本実施形態に係る接近センサ10〜10Cおよび接近制御装置によれば、安価に構成可能で高精度に物体Fの接近を検知でき、物体Fとの最接近(接触)に伴う衝突などによる事故防止を図ることができる。
As described above, according to the
なお、上記実施形態においては、接近センサ10等をマジックテープ19などの取付具によってアーム31等に取り付けることや、接着材等を介して取り付けることを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、被取付部位に合わせて設計された所定の固定具(例えば、被取付部位に形成された取付穴に嵌合固定するクリップ等)を使用して取り付けたり、アーム31等および接近センサ10等にそれぞれ取付専用の加工を施して両者を取り付けるようにしてもよい。
In the above embodiment, the
また、制御装置25を接近センサ10等の検出回路20内に構成し、制御装置25からの各種信号を産業ロボット30等の制御部に対して、有線無線を問わず送信可能な構成としてもよい。この場合、接近センサ10等の検出回路20内に、新たに公知の信号送受信回路等を組み込んだ上で、接近センサ10等を被取付部位に取り付ければよい。その他、検出回路20を接近センサ10等内ではなく、別体に構成し、検知電極11等からの信号を上述したように利用するようにしてもよい。
The
以上のように、本発明に係る接近センサおよび接近制御装置は、産業用、工業用の機械などに有用であり、特に、産業用、工業用のロボットの動作停止制御に適している。 As described above, the proximity sensor and the proximity control device according to the present invention are useful for industrial and industrial machines and the like, and are particularly suitable for operation stop control of industrial and industrial robots.
10 接近センサ
11 検知電極
12 スペーサ
13 外装カバー
14 ガード電極
17 第1スペーサ
18 第2スペーサ
20 検出回路
21 静電容量検知回路
22 演算処理回路
25 制御装置
28 空間
30 産業ロボット
31 アーム
40 車両
41,51 制御部
50 台車
52 台部
DESCRIPTION OF
Claims (24)
前記検知電極と前記被取付部位との間に介在し、前記被取付部位の表面から前記検知電極までの間に所定の間隔を形成するスペーサと、
前記検知電極からの検知信号に基づいて、前記物体の接近による静電容量変化に応じた情報を出力する検出回路と、
前記検出回路からの情報に応じて、前記物体が前記検知電極および前記スペーサを介して前記被取付部位に最接近するのに先立って、前記可動部材の動作を制御する制御回路とを備えた
ことを特徴とする接近制御装置。 A detection electrode that is disposed on the surface side of the movable member-side attached member and detects an object approaching the attached member by capacitance;
A spacer that is interposed between the detection electrode and the attachment site, and forms a predetermined interval between the surface of the attachment site and the detection electrode;
Based on a detection signal from the detection electrode, a detection circuit that outputs information according to a capacitance change due to the approach of the object;
A control circuit that controls the operation of the movable member prior to the object approaching the attachment site via the detection electrode and the spacer according to information from the detection circuit. An access control device characterized by.
前記スペーサが形成する間隔は、前記スペーサが前記物体による相対的な押圧によって前記被取付部位の表面方向へ最も収縮するときまでに、前記制御回路による制御によって前記可動部材の実際の動作が停止する距離に設定されていることを特徴とする請求項1記載の接近制御装置。 The control circuit performs control to stop the operation of the movable member,
The interval formed by the spacer is such that the actual operation of the movable member is stopped by the control by the control circuit until the spacer is most contracted in the direction of the surface of the attached portion by the relative pressing by the object. The approach control device according to claim 1, wherein the access control device is set to a distance.
前記スペーサが形成する間隔は、前記スペーサが前記物体による相対的な押圧によって前記間隔がなくなるときまでに、前記制御回路による制御によって前記可動部材の実際の動作が停止する距離に設定されていることを特徴とする請求項1記載の接近制御装置。 The control circuit performs control to stop the operation of the movable member,
The interval formed by the spacer is set to a distance at which the actual operation of the movable member stops by the control by the control circuit until the interval disappears due to the relative pressing by the object. The access control device according to claim 1.
前記検知電極と前記被取付部位との間に介在し、前記被取付部位の表面から前記検知電極までの間に所定の間隔を形成するスペーサと、
前記検知電極からの検知信号に基づいて、前記物体の接近による静電容量変化に応じた情報を出力する検出回路とを備えた
ことを特徴とする接近センサ。 A detection electrode that is disposed on the surface side of the mounted part on the movable member side and detects an object approaching the mounted part by capacitance;
A spacer that is interposed between the detection electrode and the attachment site, and forms a predetermined interval between the surface of the attachment site and the detection electrode;
And a detection circuit that outputs information corresponding to a change in capacitance due to the approach of the object based on a detection signal from the detection electrode.
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