JP2012150000A - 変位計測装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ピストンロッドの伸縮量をロータリーエンコーダやポテンショメータのような機械的接触を伴うことなく非接触で計測する。
【解決手段】本発明に係る変位計測装置1は、ピストンロッド3のシリンダ本体2に対する進退量を運動体の並進移動量として計測するものであって、短冊状をなす計測用ターゲット5を、その長手方向がピストンロッド3の並進方向と平行になるように該ピストンロッドの周面に貼付してあるとともに、同じく短冊状をなす補正用ターゲット6を、その長手方向がピストンロッド3の並進方向と平行になるようにかつ計測用ターゲット5と近接するようにピストンロッド3の周面に貼付してあり、計測用ターゲット5近傍の固定部位には計測用カラーセンサー7を、補正用ターゲット6近傍の固定部位には補正用カラーセンサー8をそれぞれ取り付けてある。
【選択図】 図1
Description
前記演算処理部は、前記計測用ターゲットの端部からの距離x(0≦x≦L、Lは計測区間長さ)と該距離xにおいて基準照度下で前記計測用カラーセンサーで得られた光強度に対応する電流値I(x)との関係が格納された参照テーブルを備えるとともに、基準照度下において前記補正用カラーセンサーで前記補正用ターゲットを読み込んだときの光強度に対応する電流値をI0、前記運動体の並進運動中又は回転運動中において前記計測用カラーセンサー及び前記補正用カラーセンサーで得られた光強度に対応する電流値をそれぞれI1,I2としたとき、次式、
I1=(I2/I0)・I(x) (1)
を満たすxを、前記固定部位に対する前記運動体の並進移動量又は回転角度として算出するようになっているものである。
前記計測用ターゲットは、その長手方向又は周方向に沿った位置と前記色相又は前記彩度とが一意に定まるように構成してあり、
前記演算処理部は、前記RGB出力データを演算処理して得られる色相又は彩度から前記計測用ターゲット上の読込み位置を特定するとともに、特定された読込み位置から前記固定部位に対する前記運動体の並進移動量又は回転角度を算出するようになっているものである。
前記アーム取付部に配置され周方向に沿ってHSV色空間で定義される色相が変化し半径方向に沿って彩度が変化するように形成された円形のカラーグラデーションで表面が構成されてなる計測用ターゲットと、赤,緑及び青の各色に対応した光強度に対応する電流値を出力可能でかつ前記計測用ターゲットの表面に対向するようにかつ前記アームの材軸延長線上に配置される計測用カラーセンサーと、該計測用カラーセンサーで得た電流値をRGB出力データとして演算処理する演算処理部とを備え、
前記計測用ターゲットは、その周方向及び半径方向に沿った位置と前記色相及び彩度とが一意に定まるように構成してあり、
前記演算処理部は、前記RGB出力データを演算処理して得られる色相及び彩度から前記計測用ターゲット上の読込み位置を特定するとともに、特定された読込み位置から前記直交2軸廻りの回転角度を算出するようになっているものである。
θ1=tan-1(R・S・sinH/D) (2)
θ2=tan-1(R・S・cosH/D) (3)
から算出するものである。
θ1=tan-1(R・S・sinH/L) (2)
θ2=tan-1(R・S・cosH/L) (3)
から算出することができる。
図1は、本実施形態に係る変位計測装置を示した図である。同図でわかるように、本実施形態に係る変位計測装置1は、油圧シリンダ4を構成する運動体としてのピストンロッド3のシリンダ本体2に対する進退量を運動体の並進移動量として計測するものであって、短冊状をなす計測用ターゲット5を、その長手方向がピストンロッド3の並進方向(同図矢印に示す往復動の方向)と平行になるように該ピストンロッドの周面に貼付してあるとともに、同じく短冊状をなす補正用ターゲット6を、その長手方向がピストンロッド3の並進方向と平行になるようにかつ計測用ターゲット5と近接するようにピストンロッド3の周面に貼付してあり、計測用ターゲット5近傍の固定部位には、該計測用ターゲットと対向するように計測用カラーセンサー7を取り付けてあるとともに、補正用ターゲット6近傍の固定部位には、該補正用ターゲットと対向するように補正用カラーセンサー8を取り付けてある。
I1=(I2/I0)・I(x) (1)
を満たすxを、固定部位に対するピストンロッド3の並進移動量として算出するようになっている。
次に、第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
Max=Rのとき、
H=π/3・(G−B)/(Max−Min)
Max=Gのとき、
H=π/3・(B−R)/(Max−Min)+2π/3
Max=Bのとき、
H=π/3・(R−G)/(Max−Min)+4π/3
となる。
S=(Max−Min)/Max
となるので、彩度Sを計測用ターゲット45の周方向に沿った角度位置に対応づけておけば、Sを算出することでプーリー43の回転角度を特定することができる。
次に、第3実施形態について説明する。なお、第1,第2実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
Max=Rのとき、
H=π/3・(G−B)/(Max−Min)
Max=Gのとき、
H=π/3・(B−R)/(Max−Min)+2π/3
Max=Bのとき、
H=π/3・(R−G)/(Max−Min)+4π/3
となり、彩度S(0≦S≦1)は、
S=(Max−Min)/Max
となる。例えば、計測用ターゲット55の周縁に沿って読取り位置が移動した場合、色相H及び彩度Sは、
(R,G,B)=(255,0,0) → (H,S)=(0,1)
(R,G,B)=(0,255,0) → (H,S)=(2π/3,1)
(R,G,B)=(0,0,255) → (H,S)=(4π/3,1)
と変化し、色相H=0のときに計測用ターゲット55の中心に向けて読取り位置が移動した場合、色相H及び彩度Sは、
(R,G,B)=(255,50,50) →(H,S)=(0,0.804)
(R,G,B)=(255,100,100)→(H,S)=(0,0.608)
(R,G,B)=(255,200,200)→(H,S)=(0,0.216)
と変化する。
θ1=tan (R・S・sinH/D) (2)
θ2=tan (R・S・cosH/D) (3)
で求めることができる。
3 ピストンロッド(運動体)
5,45,55 計測用ターゲット
6 補正用ターゲット
7,47,57 計測用カラーセンサー
8 補正用カラーセンサー
10 参照テーブル
11,49,59 演算処理部
34 計測部(運動体)
52 アーム
Claims (7)
- 長手方向が運動体の並進方向とそれぞれ平行になり又は回転軸線廻りに回転する運動体の周縁にそれぞれ沿うように前記運動体に近接配置される計測用ターゲット及び補正用ターゲットと、前記計測用ターゲットの表面に対向するように前記運動体近傍の固定部位に取り付けられる計測用カラーセンサーと、前記補正用ターゲットの表面に対向するようにかつ前記計測用カラーセンサーによる前記計測用ターゲット上の読込み位置近傍が前記補正用ターゲット上の読込み位置となるように前記運動体近傍の固定部位に取り付けられる補正用カラーセンサーと、前記計測用カラーセンサー及び前記補正用カラーセンサーで得られた光強度を演算処理する演算処理部とを備え、前記計測用ターゲットを、前記計測用カラーセンサーで得られる光強度が長手方向に沿って単調に増加又は減少するように構成するとともに、前記補正用ターゲットを、前記補正用カラーセンサーによって得られる光強度が長手方向に沿って均一になるように構成した変位計測装置であって、
前記演算処理部は、前記計測用ターゲットの端部からの距離x(0≦x≦L、Lは計測区間長さ)と該距離xにおいて基準照度下で前記計測用カラーセンサーで得られた光強度に対応する電流値I(x)との関係が格納された参照テーブルを備えるとともに、基準照度下において前記補正用カラーセンサーで前記補正用ターゲットを読み込んだときの光強度に対応する電流値をI0、前記運動体の並進運動中又は回転運動中において前記計測用カラーセンサー及び前記補正用カラーセンサーで得られた光強度に対応する電流値をそれぞれI1,I2としたとき、次式、
I1=(I2/I0)・I(x) (1)
を満たすxを、前記固定部位に対する前記運動体の並進移動量又は回転角度として算出するようになっていることを特徴とする変位計測装置。 - 長手方向が運動体の並進方向と平行になり又は回転軸線廻りに回転する運動体の周縁に沿うように前記運動体に配置され長手方向又は周方向に沿ってHSV色空間で定義される色相又は彩度が変化するように形成されたカラーグラデーションで表面が構成されてなる計測用ターゲットと、赤,緑及び青の各色に対応した光強度に対応する電流値を出力可能でかつ前記計測用ターゲットの表面に対向するように前記運動体近傍の固定部位に取り付けられた計測用カラーセンサーと、該計測用カラーセンサーで得た電流値をRGB出力データとして演算処理する演算処理部とを備え、
前記計測用ターゲットは、その長手方向又は周方向に沿った位置と前記色相又は前記彩度とが一意に定まるように構成してあり、
前記演算処理部は、前記RGB出力データを演算処理して得られる色相又は彩度から前記計測用ターゲット上の読込み位置を特定するとともに、特定された読込み位置から前記固定部位に対する前記運動体の並進移動量又は回転角度を算出するようになっていることを特徴とする変位計測装置。 - 油圧シリンダを構成するピストンロッドを前記運動体とし、該ピストンロッドの進退量を前記運動体の並進移動量とした請求項1又は請求項2記載の変位計測装置。
- ウィンチ、プーリーその他の回転体を前記運動体とし、該回転体の回転角度を前記運動体の回転角度とした請求項1又は請求項2記載の変位計測装置。
- アームと該アームの基端側が該アームの材軸に対して直交する軸線廻りとその軸線及び前記アームの材軸に直交する軸線廻りにそれぞれ回動自在となるように連結されたアーム取付部との相対変位を前記直交2軸廻りの前記アームの回転角度として計測する変位計測装置であって、
前記アーム取付部に配置され周方向に沿ってHSV色空間で定義される色相が変化し半径方向に沿って彩度が変化するように形成された円形のカラーグラデーションで表面が構成されてなる計測用ターゲットと、赤,緑及び青の各色に対応した光強度に対応する電流値を出力可能でかつ前記計測用ターゲットの表面に対向するようにかつ前記アームの材軸延長線上に配置される計測用カラーセンサーと、該計測用カラーセンサーで得た電流値をRGB出力データとして演算処理する演算処理部とを備え、
前記計測用ターゲットは、その周方向及び半径方向に沿った位置と前記色相及び彩度とが一意に定まるように構成してあり、
前記演算処理部は、前記RGB出力データを演算処理して得られる色相及び彩度から前記計測用ターゲット上の読込み位置を特定するとともに、特定された読込み位置から前記直交2軸廻りの回転角度を算出するようになっていることを特徴とする変位計測装置。 - 前記色相をH(0≦H<2π)、前記彩度をS(0<S≦1)、前記アームの回転中心から前記計測用ターゲットまでの距離をD、該計測用ターゲットの半径をRとしたとき、前記直交2軸回りの回転角度θ1,θ2を、
θ1=tan-1(R・S・sinH/D) (2)
θ2=tan-1(R・S・cosH/D) (3)
から算出する請求項5記載の変位計測装置。 - 前記アームと前記アーム取付部との連結構造をボールジョイント又はユニバーサルジョイントとした請求項5又は請求項6記載の変位計測装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022520272A (ja) * | 2019-02-18 | 2022-03-29 | エルエス、エレクトリック、カンパニー、リミテッド | 真空遮断器用接点監視装置、及びこれを含む真空遮断器 |
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2011
- 2011-01-19 JP JP2011008825A patent/JP5796295B2/ja active Active
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US11875956B2 (en) | 2019-02-18 | 2024-01-16 | Ls Electric Co., Ltd. | Contact point monitoring device for vacuum circuit breaker, and vacuum circuit breaker comprising same |
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