JP2011053212A - 機械的な構成部分での周辺監視のためのセンサシステムおよび当該センサシステムを駆動制御および評価する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも1つのセンサエレメントを、柔軟な導電層と電気的絶縁層から成る層構造体から構成し、層の導電性ポテンシャル面は側方で間隔を空けて、その間に位置する絶縁層上に配置され、導電性ポテンシャル面の間に電気力線が形成され、当該電気力線が、体または対象物が接近および/または接触した際に測定可能に変化すること。
【選択図】図1A
Description
・個別に形成された表面を、全域的に、2つのチャンネルを用いた形式で監視することができる。
少なくとも1つの測定容量Cijに対して、|(Cij−Cij0)/Cij0|>Tstatが当てはまる場合には、接近が識別される。ここで、Cijは目下の容量測定値であり、Cij0は初期化時に格納された測定値であり、Tstatは適用可能な閾値であり、単位は%である。
少なくとも1つの測定容量Cijに対して、d(Cij/Cij0)/dt>Tdynが当てはまる場合には、接近が識別される。ここでdtは監視時間期間であり、Tdynは適用可能な閾値であり、単位は%/sである。
ここで適用可能な閾値CTは次のように調整される。すなわち、確実な作動が実現されるように調整される。
Claims (15)
- 少なくとも1つの容量性センサエレメント(1;12)を備えた機械的構成部分での周辺監視のためのセンサシステムであって、
当該センサエレメントは、機械または機械部分の表面に取り付け可能である形式のものにおいて、
前記少なくとも1つのセンサエレメント(1;12;1i、1j、1n)は、柔軟な導電層と電気的絶縁層(2、3、4;13、14)から成る層構造体から構成され、
層(2;42)の導電性ポテンシャル面(6、7;D、E)は側方で間隔を空けて、その間に位置する絶縁層(3;41、43、45)上に配置され、前記導電性ポテンシャル面(6、7;D、E)の間に電気力線(5)が形成され、当該電気力線は、体または対象物が接近および/または接触した際に測定可能に変化する、
ことを特徴とするセンサシステム。 - 1つの極性の中央の導電性ポテンシャル面(7)と、前記センサエレメント(1;12;1i、1j、1n)の縁部の、当該中央導電性ポテンシャル面を前記絶縁層(3;41、43、45)上で囲む、別の極性の第2の導電性ポテンシャル面(6)とが、前記センサエレメント(1;12;1i、1j、1n)上、または隣接するセンサエレメント(1;12;1i、1j、1n)上に設けられている、請求項1記載のセンサシステム。
- 前記層(2、3)の層構造体は、上方の層(2)おいて、導電性面(6、7)と、当該導電性面の下に位置する絶縁層(3)と、当該絶縁層の下に位置する、遮蔽電極(4)としての導電性面と、次に当該導電性面の下に位置する機械側の絶縁層(3)とを有する、請求項1または2記載のセンサシステム。
- 前記層(2、3、4、13、14;41〜49)の層構造体はセンサエレメント(12)で、上方の層において、導電性面と、当該導電性面の下に位置する絶縁層と、当該絶縁層の下に位置する、遮蔽電極としての導電性面と、別の絶縁層と、第2の電極としての導電性層と、次に、当該導電性層の下に位置する、機械側の絶縁層を有しており、
前記容量は、前記遮蔽電極と第2の電極の間で、外部からの接触圧力によって測定可能に変化可能である、請求項1または2記載のセンサシステム。 - 多数のセンサエレメント(1;12;1i、1j、1n)が側方の接触接続または他の接続、例えばジャック(8)またはプラグ(9)を介して、相互に接続される、請求項1から4までのいずれか1項記載のセンサシステム。
- 1つ、複数または全てのセンサエレメント(1;12;1i、1j、1n)に、電気的な測定回路部分を収容する、柔軟な電気的プリント回路基板(11)が機械側に取り付けられており、当該プリント回路基板は、相互に接触接続または接続可能であり、中央電子評価回路(20)に接続可能である、請求項1から5までのいずれか1項記載のセンサシステム。
- 前記導電性層(2、4;13;44、48)またはポテンシャル面(6、7)はそれぞれ柔軟な導電性マット、有利には銅フリースから構成されており、前記電気的な絶縁層(3;14;41、43、45)は、繊維に類似した組織、有利にはフェルト、プラスチックまたは発泡材から構成されており、前記層(2、3、4;13、14;41〜48)は裁断可能であり、複雑な三次元な形状に整合可能であり、かつ結合可能である、請求項1から6までのいずれか1項記載のセンサシステム。
- 前記層(2、3、4;13、14;41〜48)は裁断可能であり、相互に接着可能である、請求項7記載のセンサシステム。
- 前記センサエレメント(1;12;1i、1j、1n)には、主に接触力測定のために、弾力のある層(47)が設けられており、当該層は、間隔の変化が容量変化につながるように圧縮可能である、請求項1から8までのいずれか1項記載のセンサシステム。
- 前記センサエレメント(1;12;1i、1j、1n)はそれぞれ近接センサ装置(52)および/または接触力センサ装置(53)をスレイブシステムとして有しており、当該システムの測定値は並行、または相互に依存せずに、マスターシステムである各共通の中央電子回路(30)または別個の電子回路(55、56)内で処理可能である、請求項1から9までのいずれか1項記載のセンサシステム。
- 請求項1から10までのいずれか1項記載のセンサシステムを駆動制御および評価する方法であって、
電子評価装置(20)は周期的に全てのセンサエレメント(1;12;1i、1j、1n)をアドレス指定し、少なくとも1つのセンサエレメント(1;12;1i、1j、1n)で、基準値に対する顕著な容量変化が存在するか否かを検査し、
従って、各出力側(27、28、29)で、前記機械または前記機械部分の周辺における接近または衝突をシグナリングする、
ことを特徴とする方法。 - 前記データをチェーンに沿って、複数のセンサエレメント(1;12;1i、1j、1n)を介して評価装置へ伝送することによって、線形にチェーン接続されたセンサエレメント(1;12;1i、1j、1n)をアドレス指定するために、前記センサエレメント(1;12;1i、1j、1n)のシーケンスを利用する、請求項11記載の方法。
- 各センサエレメント(1;12)に別の、より緩慢な周期で自己診断を受けさせ、
ここで前記センサエレメント(1;12)に検査電圧または特徴的な信号パターンを加える、請求項11または12記載の方法。 - 静的な近接識別と動的な近接識別を次のことによって行う、すなわち、接近識別を、2つの導電性ポテンシャル面の間の容量の周期的な測定および、当該目下の測定値を1つまたは複数の基準値と比較することによって行い、
ここで1つまたは複数の基準値を予め調整された閾値だけ上回る/または下回ると接近であると評価し、ここで基準値は一定の値としてシステム内に格納可能であり、前記システムの初期化時に測定された容量経過特性、または前記測定された容量経過特性から、時間的にフィルタリングされた値として求める、請求項11から13までのいずれか1項記載の方法。 - センサシステムまたは、当該センサシステムを駆動制御および評価するための方法の使用であって、
少なくとも1つのセンサシステムが自動製造装置または自動取り付け装置で使用され、当該センサシステムは、操作員またはサービスパーソンと共通の作業空間内に存在し、当該操作員またはサービスパーソンが、前記自動製造装置または自動取り付け装置の機械または機器部分と接近および/または衝突したことを検出し、警告信号または停止信号を出力するために使用される、
ことを特徴とする、センサシステムまたは、当該センサシステムを駆動制御および評価するための方法の使用。
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