JP2637630B2 - 制御情報の検出方法及び装置 - Google Patents

制御情報の検出方法及び装置

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JP2637630B2
JP2637630B2 JP3009544A JP954491A JP2637630B2 JP 2637630 B2 JP2637630 B2 JP 2637630B2 JP 3009544 A JP3009544 A JP 3009544A JP 954491 A JP954491 A JP 954491A JP 2637630 B2 JP2637630 B2 JP 2637630B2
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • GPHYSICS
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    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P7/00Measuring speed by integrating acceleration
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/17Circuit arrangements for detecting position and for generating speed information

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  • Power Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、駆動装置を制御する
ために必要な制御情報、特に駆動装置の回転軸あるいは
駆動装置によって回転運動する物体の角速度や回転角度
を検出する検出方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の検出装置として、従来よりロー
タリエンコーダが広く利用されている。図9は、ロータ
リエンコーダを含むモーター(駆動装置)制御システム
を示す模式図である。同図に示すように、ロータリエン
コーダ10は、モーター1の回転軸1aに連結された円
板11と、投光素子と受光素子とを備えたフォトインタ
ラプタ12,13とで構成されている。この円板11に
は、その外周に沿って一定の角度間隔をもって複数のス
リット14が穿設されている。また、円板11の回転中
心11a側にスリット15が穿設されている。そして、
スリット14,15に対応してフォトインタラプタ1
2,13がそれぞれ所定位置に設けられている。このた
め、スリット14がフォトインタラプタ12の取り付け
位置に位置すると同時に、フォトインタラプタ14の投
光素子からの光が当該スリットを通過し受光素子に入射
され、フォトインタラプタ14が“OFF”状態から
“ON”状態に変化する。また、フォトインタラプタ1
5も、上記と同様に動作する。その結果、円板11が回
転すると、その回転速度に応じたパルス信号S12,S13
がフォトインタラプタ12,13からそれぞれ出力され
る。
【0003】なお、これら2種類のスリット14,15
は各々違った機能を有している。すなわち、スリット1
5は0°基準点を検出するために設けられたものであ
り、スリット15がフォトインタラプタ13に位置した
時点での回転軸1aの角度が0°基準点と定義される。
また、スリット14を設けることによって、回転軸1a
の回転速度及び0°基準点に対する相対角度がそれぞれ
検出可能となっている。したがって、パルス信号S12
は回転軸1aの回転速度及び相対角度に関する情報が含
まれる一方、パルス信号S13には0°基準点に関する情
報が含まれている。
【0004】これらのパルス信号S12,S13は、モータ
ー制御回路3に与えられる。このモーター制御回路3
は、その外部から与えられる制御指令(目標値)にした
がってモーター1を制御する回路であり、パルス信号S
12,S13に基づいてモーター1の回転軸1aの回転角度
及び回転数を演算し、さらにそれを制御指令と比較し、
操作量を決定する。こうして決定された操作量がモータ
ー制御回路3からモーター1に与えられ、モーター1の
動作が最適状態に制御される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ロータリエンコーダ1
0では、上記のように、回転軸1aの変位量(回転量)
をディジタル量に変換しているので、スリットの個数に
よってその性能、特に分解能が決まってくる。すなわ
ち、スリットの数が少ない場合には、回転軸1aの回転
角度及び回転数の精度は低いが、スリットの数を増やす
ことによってその精度の向上を図ることは可能である。
しかしながら、それにも一定の限界がある。したがっ
て、従来の検出装置・方法では、制御情報の検出精度に
一定の限界がある。また、上記と同様の理由から瞬間時
ごとに制御情報を正確に検出することも難しい。したが
って、モーターの回転開始時や回転速度の設定変更時な
どに即座に対応することが困難であり、十分な応答性が
確保できないという問題点がある。
【0006】この発明は、上記課題を解消するためにな
されたもので、駆動装置を制御するために必要な制御情
報、特に駆動装置の回転軸あるいは駆動装置によって回
転運動する物体の角速度や回転角度を常時精度良く検出
することができる制御情報検出の方法及び装置を提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、被回
転体の角速度を検出する制御情報の検出方法であって、
上記目的を達成するために、前記被回転体の第1および
第2の検出点における遠心力による加速度と重力加速度
とのベクトル和をそれぞれ求めた後、それらのベクトル
和を相互に加算し、その加算値に基づいて前記被回転体
の角速度を求めている。
【0008】請求項2の発明は、上記目的を達成するた
めに、被回転体と、前記被回転体上のそれぞれ異なる任
意の2点に設けられ、その配設位置における遠心力によ
る加速度と重力加速度とのベクトル和をそれぞれ検出す
る第1および第2の加速度センサと、前記第1および第
2の加速度センサから出力されるベクトル和を加算する
加算器と、その加算器によって求められた加算値に基づ
いて前記被回転体の角速度を求める第1演算部とを備え
ている。
【0009】請求項3の発明は、被回転体の回転角度を
検出する制御情報の検出方法であって、上記目的を達成
するために、前記被回転体の第1および第2の検出点に
おける遠心力による加速度と重力加速度とのベクトル和
をそれぞれ求めた後、それらのベクトル和を減算し、そ
の減算値に基づいて前記被回転体の回転角度を求めてい
る。
【0010】請求項4の発明は、上記目的を達成するた
めに、被回転体と、前記被回転体上のそれぞれ異なる任
意の2点に設けられ、その配設位置における遠心力によ
る加速度と重力加速度とのベクトル和をそれぞれ検出す
る第1および第2の加速度センサと、前記第1および第
2の加速度センサから出力されるベクトル和を減算する
減算器と、その減算器によって求められた減算値に基づ
いて前記被回転体の回転角度を求める第2演算部とを備
えている。
【0011】
【作用】請求項1及び2の発明によれば、被回転体の任
意の2点において遠心力による加速度と重力加速度との
ベクトル和がそれぞれ求められた後、それらのベクトル
和が加算されて、加算値がアナログ量として求められ
る。そして、その加算値(アナログ量)に基づいて前記
被回転体の角速度が演算される。
【0012】請求項3及び4の発明によれば、被回転体
の任意の2点において遠心力による加速度と重力加速度
とのベクトル和がそれぞれ求められた後、それらのベク
トル和が減算されて、減算値がアナログ量として求めら
れる。そして、その減算値(アナログ量)に基づいて前
記被回転体の回転角度が演算される。
【0013】
【実施例】図1は、この発明に係る制御情報の検出装置
を含むモーター制御システムの一例を示す模式図であ
る。このシステムにおける制御対象はモーター(駆動装
置)1であり、その回転軸1aはZ方向(地面に対し平
行)に伸びるように固定されている。このシステムで
は、検出装置20によってモーター1の回転軸1aの角
速度及び回転角度を検出し、その検出データに基づいて
モーター制御回路3がモーター1を制御するように構成
されている。以下、検出装置20の構成について説明す
る。
【0014】モーター1の回転軸1aの先端部に、その
面法線が回転軸1aと平行になるように、円板21が連
結されている。すなわち、円板21の表面と地面とは、
互いに直交している。この円板21には、2つの加速度
センサ22,23が取り付けられている。この実施例で
は、加速度センサ22,23は円板21の回転中心21
aに対して相互に点対称に配置されている。ただし、後
述するように、加速度センサ22,23の配設位置は、
これに限定されるものではない。
【0015】加速度センサ22,23はともに加算器2
4と減算器25とに電気的に接続されている。そのた
め、加速度センサ22,23からそれぞれ出力されたア
ナログ信号S22,S23が加算器24と減算器25とに同
時に与えられる。そして、加算器24においてアナログ
信号S22,S23の加算値(アナログ量)が求められた
後、その加算値v+ が第1演算回路(例えば、アナログ
演算モジュール)26に与えられる。この第1演算回路
26では、加算値v+ を適当な式(後述する)に代入す
ることによって、回転軸1aの角速度ωが算出される。
その後、その角速度ωに関連する信号S ωがモーター制
御回路3に与えられる。
【0016】一方、減算器25においてアナログ信号S
22,S23の減算値(アナログ量)が求められた後、その
減算値v- が第2演算回路(例えば、アナログ演算モジ
ュール)27に与えられる。この第2演算回路27で
は、減算値v- を適当な式(後述する)に代入すること
によって、回転軸1aの回転角度θが算出される。その
後、その回転角度θに関連する信号S θがモーター制御
回路3に与えられる。
【0017】このモーター制御回路3では、信号S ω,
θと予め外部から与えられた制御指令(目標値)とを
比較し、操作量が決定される。こうして求められた操作
量に応じて、モーター1が制御される。
【0018】次に、上記システムの動作について説明す
る。まず、外部から制御指令(目標値)がモーター制御
回路3に与えられると、適当な電圧(操作量)がモータ
ー1に供給され、モーター1が回転し始める。すると、
その回転軸1aに連結された円板21が回転軸1aと同
一の回転角度・角速度で回転する。ここで、図2に示す
ように、円板21が重力加速度gの方向(方向Y)から
角度θだけ接線速度vで回転した場合について考えてみ
る。この時、加速度センサ22,23に加わる力は遠心
力と重力とであり、その加速度は遠心力による加速度と
重力加速度とのベクトル和となる。つまり、加速度セン
サ22によって実測される加速度a22は、
【0019】
【数1】
【0020】ただし、ar は遠心力による加速度、gr
は重力加速度の半径方向成分、となる。また、加速度セ
ンサ23によって実測される加速度a23は、
【0021】
【数2】
【0022】となる。
【0023】遠心力による加速度ar は、
【0024】
【数3】
【0025】ただし、r…円板21の回転中心21a
(回転軸1a)から加速度センサ22,23までの距離
で与えられるので、数3を数1,数2に代入することに
よって、
【0026】
【数4】
【0027】
【数5】
【0028】がそれぞれ得られる。そして、数4,数5
で表される加速度a22,a23に関連したアナログ信号S
22,S23がともに加算器24と減算器25とに出力され
る。
【0029】加算器24では、
【0030】
【数6】
【0031】に基づいて加算値v+ が求められる。ただ
し、数5において、kは係数であり、この係数kは加速
度センサ22,23によって検出される加速度とそれら
加速度センサ22,23から出力される電圧とによって
決定される。この数6からわかるように、加算値v+
遠心力による加速度ar (=v2 /r)のみの関数とな
っている。ここで、円板21の角速度をωとすれば、
【0032】
【数7】
【0033】が成立し、この数7を数6に代入すること
によって、
【0034】
【数8】
【0035】が得られる。さらに、数8を整理して、
【0036】
【数9】
【0037】が得られる。すなわち、加算値v+ を数9
に代入することによって、円板21(回転軸1a)の角
速度ωを求めることができる。
【0038】そこで、加算値v+ に関連した信号が加算
器25から第1演算回路26に与えられる。この第1演
算回路26では、数9に従った演算処理が実行され、円
板21(回転軸1a)の角速度ωが求められる。そし
て、その角速度ωに関連した信号S ωがモーター制御回
路3に出力される。
【0039】上記のようにして角速度ωが求められると
同時に、以下のようにして円板21(回転軸1a)の回
転角度θが求められる。すなわち、減算器25では、
【0040】
【数10】
【0041】に基づいて減算値v- が求められる。この
数10を整理すると、
【0042】
【数11】
【0043】が得られる。すなわち、減算値v- を数1
1に代入することによって、円板21(回転軸1a)の
回転角度θを求めることができる。そこで、減算値v-
に関連した信号が第2演算回路27に与えられ、数11
に従った演算処理が実行され、円板21(回転軸1a)
の回転角度θが求められる。そして、その回転角度θに
関連した信号S θがモーター制御回路3に出力される。
【0044】モーター制御回路3では、信号S ω,S θ
と制御指令とが比較され、操作量が決定される。こうし
て決定された操作量がモーター1に与えられ、モーター
1の動作が最適状態に制御される。
【0045】以上のように、この実施例によれば、加算
値v+ (アナログ量)及び減算値v- (アナログ量)を
求め、加算値v+ ,減算値v- に基づいて円板21の角
速度ω及び回転角度θを演算しているので、常に円板2
1、すなわち回転軸1aの動作状態(角速度ω,回転角
度θ)を正確に、しかも精度よく検出することができ
る。したがって、上記検出装置20を含むモーター制御
システムでは、モーター制御の応答性を向上させること
ができる。
【0046】次に、検出装置20の変形例について説明
する。まず、円板21の表面が地面に対し垂直に設置さ
れていない場合について、図3を参照しつつ説明する。
例えば、モーター1の回転軸1aがZ方向に対し角度θ
1 だけ傾いている場合(図3)、加速度センサ22,2
3によって実測される加速度a22,a23は、
【0047】
【数12】
【0048】
【数13】
【0049】である。したがって、これら加速度a22
23に関連したアナログ信号S22,S23を加算器24に
与えると、加算器24において加算処理が実行されて、
加算値
【0050】
【数14】
【0051】が得られる。このため、上記と同様に、こ
の加算値v+ を数9に代入することによって、円板21
(回転軸1a)の角速度ωを求めることができる。
【0052】一方、加速度a22,a23に関連したアナロ
グ信号S22,S23を減算器25に与えると、減算器25
において減算処理が実行されて、減算値
【0053】
【数15】
【0054】が得られ、さらにこの数15を整理する
と、
【0055】
【数16】
【0056】が得られる。このため、減算値v- を数1
6に代入することによって、円板21(回転軸1a)の
回転角度θを求めることができる。
【0057】以上の解析からわかるように、円板21の
表面が地面に対し垂直に設置されていない場合には、第
2演算回路27の構成のみを変更すればよい。すなわ
ち、第2演算回路27によって数16に従った演算処理
が実行されるように、検出装置20を構成すればよい。
【0058】次に、加速度センサ22,23の加速度検
出方向が半径方向から角度θ2 だけずれている場合につ
いて、図4を参照しつつ説明する。上記のように加速度
センサ22に加わる加速度a22は、数1であるが、加速
度検出方向が角度θ2 だけずれているために、実際に加
速度センサ22によって検出される加速度a22′は、
【0059】
【数17】
【0060】である。また、同様の解析から、加速度セ
ンサ23によって検出される加速度a23′は、
【0061】
【数18】
【0062】である。したがって、これら加速度
22′,a23′を加算器24により足し合わすと、
【0063】
【数19】
【0064】が得られる。さらに、この数19を変形す
ることによって、
【0065】
【数20】
【0066】が得られる。したがって、加算値v+ を数
20に代入することによって、円板21(回転軸1a)
の角速度ωを導出することができる。
【0067】一方、加速度a22′,a23′の差を減算器
25により求めると、
【0068】
【数21】
【0069】が得られ、さらにこの数21を整理する
と、
【0070】
【数22】
【0071】が得られる。このため、減算値v- を数2
2に代入することによって、円板21(回転軸1a)の
回転角度θを求めることができる。
【0072】以上の解析からわかるように、加速度セン
サ22,23の加速度検出方向が半径方向から一定角度
θ2 だけずれている場合には、第1及び第2演算回路2
6,27の構成を変更すればよい。すなわち、第1及び
第2演算回路26,27によって数20,数22に従っ
た演算処理がそれぞれ実行されるように、検出装置20
を構成すればよい。
【0073】次に、円板21の回転中心21a(回転軸
1a)から加速度センサ22,23間での距離がそれぞ
れ異なる場合について、図5を参照しつつ説明する。例
えば、回転中心21aから加速度センサ22,23まで
の距離がそれぞれ距離r1 ,r2 である時、加速度セン
サ22,23によって実測される加速度a22,a23は、
【0074】
【数23】
【0075】
【数24】
【0076】である。
【0077】数23,数24において、ar1,ar2は遠
心力による加速度であり、
【0078】
【数25】
【0079】
【数26】
【0080】ただし、v1 ,v2 は加速度センサ22,
23の接線速度、で与えられる。このため、数25を数
23に、また数26を数24に代入することによって、
【0081】
【数27】
【0082】
【数28】
【0083】が得られる。円板21の角速度ωは、接線
速度v1 ,v2 及び距離r1 ,r2 と以下の関係
【0084】
【数29】
【0085】を有しており、この数29を数27,数2
8にそれぞれ代入すると、
【0086】
【数30】
【0087】
【数31】
【0088】が得られる。したがって、これら加速度a
22,a23を加算器24により足し合わすと、
【0089】
【数32】
【0090】が得られる。さらに、この数32を変形す
ることによって、
【0091】
【数33】
【0092】が得られる。したがって、加算値v+ を数
33に代入することによって、円板21(回転軸1a)
の角速度ωを求めることができる。
【0093】一方、加速度a22,a23の差を減算器25
により求めると、
【0094】
【数34】
【0095】ただし、k1 ,k2 は係数であり、k2
(r1 /r2 )k1 の関係が満足されている、が得られ
る。さらに、この数34を整理すると、
【0096】
【数35】
【0097】が得られる。このため、減算値v- を数3
5に代入することによって、円板21(回転軸1a)の
回転角度θを求めることができる。
【0098】以上の解析からわかるように、距離r1
2 が相互に異なる場合には、減算器25,第1及び第
2演算回路26,27の構成を変更すればよい。すなわ
ち、減算器25によって数34にしたがった減算処理が
実行され、第1及び第2演算回路26,27によって数
33,数35に従った演算処理がそれぞれ実行されるよ
うに、検出装置20を構成すればよい。
【0099】次に、加速度センサ23が円板21の表面
上に設けられていない場合について、図6を参照しつつ
説明する。同図(a) に示すように、加速度センサ23
は、円板21の回転中心21aと結ぶ直線Lと円板21
表面とのなす角度が角度θ4 となるように設けられてい
る。なお、回転中心21aから各加速度センサ22,2
3までの距離はともに距離rである。
【0100】この場合、加速度センサ22によって実測
される加速度a22は、上記解析からわかるように、数4
である。一方、加速度センサ23によって実測される加
速度a23′は、
【0101】
【数36】
【0102】ただし、a23は加速度センサ23の円板2
1上への投影点P23における加速度、である。また、上
記と同様にして加速度a23を求めると、
【0103】
【数37】
【0104】ただし、v3 は点P23での接線速度、であ
る。したがって、数36,数37より、
【0105】
【数38】
【0106】が得られる。また、円板21の角速度ω
は、接線速度v,v3及び距離r,r3 と以下の関係
【0107】
【数39】
【0108】を有しており、数39を数4,数38にそ
れぞれ代入すると、
【0109】
【数40】
【0110】
【数41】
【0111】が得られる。したがって、これら加速度a
22,a23′を加算器24により足し合わすと、
【0112】
【数42】
【0113】ただし、k3 ,k4 は係数であり、k4
3 /cos θ4 の関係が満足されている、が得られる。
さらに、この数42を変形することによって、
【0114】
【数43】
【0115】が得られる。したがって、加算値v+ を数
43に代入することによって、円板21(回転軸1a)
の角速度ωを求めることができる。
【0116】一方、加速度a22,a23′の差を減算器2
5により求めると、
【0117】
【数44】
【0118】ただし、k5 は係数であり、k5 =k3/c
os 2 θ4 の関係が満足されている、が得られる。さら
に、この数44を整理すると、
【0119】
【数45】
【0120】が得られる。このため、減算値v- を数4
5に代入することによって、円板21(回転軸1a)の
回転角度θを求めることができる。
【0121】以上の解析からわかるように、加速度セン
サ22,23が同一平面上に設けられていない場合に
は、加算器24,減算器25,第1及び第2演算回路2
6,27の構成を変更すればよい。すなわち、加算器2
4によって数42にしたがった加算処理が実行され、減
算器25によって数44にしたがった減算処理が実行さ
れ、また第1及び第2演算回路26,27によって数4
3,数45に従った演算処理がそれぞれ実行されるよう
に、検出装置20を構成すればよい。
【0122】上記実施例では、数11(あるいは数1
6,数22,数35,数45)に基づいて回転角度θを
導出するようにしている。そのため、実使用において
は、回転角度θを0°ないし180°の角度範囲に限定
し、使用する必要がある。というのも、例えば、回転角
度の範囲を−180°ないし180°、すなわち1回転
とすれば、数11等によって求められる解は、“−
θ”,“θ”の2つとなり、どちらが真の解なのか判別
がつかなくなってしまう。
【0123】図7は、検出装置の改良例にかかる第2演
算回路27のブロック図である。この第2演算回路27
では、図7に示すように、減算値v- に関連した信号が
演算回路31に与えられる。なお、ここでは、減算値v
-が値(=−2kg・cos θ)であるとして以下説明す
る。
【0124】この演算回路31では、数11にしたがっ
て演算処理が実行される。その演算結果(θ)が演算回
路31からスイッチ32a及び演算回路33にそれぞれ
与えられる。演算回路33では、
【0125】
【数46】
【0126】にしたがって演算処理が実行され、その演
算結果(−θ)がスイッチ32bに与えられる。
【0127】また、減算値v- に関連した信号は微分回
路34にも与えられる。この微分回路34においては、
微分処理が実行され、その処理結果(=2kg・sin
θ)が比較器35のプラス入力端子に与えられる。一
方、この比較器35のマイナス入力端子は接地されてい
る。そして、両者の大小、言い換えれば値(=2kg・
sin θ)がゼロよりも大きいか否かが判別され、ゼロよ
りも大きいときには比較器35から“H”レベルの信号
が出力される一方、ゼロよりも小さいときには“L”レ
ベルの信号が出力される。この信号はスイッチ32a,
32bに与えられ、信号のレベルに応じてスイッチ32
a,32bのいずれか一方が導通する。すなわち、比較
器35からの信号が“H”レベルである場合には、スイ
ッチ32aのみが導通し、演算回路31からの信号
(θ)がモーター制御回路3(図1)に出力される。逆
に、“L”レベルの場合には、スイッチ32bのみが導
通し、演算回路32からの信号(−θ)がモーター制御
回路3に出力される。
【0128】以上のように、この改良例では、減算値v
- を微分して、その結果に基づいて真の回転角度を求め
るようにしている。したがって、回転角度θの範囲を限
定することなく、常に正確な回転角度を算出することが
できる。
【0129】なお、微分処理の代わりに積分処理を行う
ようにしてもよい。また、微分回路34の代わりに、円
板21の接線方向の加速度を検出することができる加速
度センサを設け、その加速度センサから出力されるsin
θに関連する信号を比較器35に入力するようにしても
よい。
【0130】なお、上記実施例は、モーター1の回転軸
1aの角速度および回転角度を検出する装置・方法につ
いて説明したが、この発明の適用範囲はこれに限定され
るものではない。例えば、図8に示すように、ある軸4
1回りに回転するロボットアーム42の角速度や回転角
度を求めることも可能である。この場合、加速度センサ
22,23をロボットアーム42に直接取り付ければよ
い。そして、その取り付け態様に応じた加算器24,減
算器25,第1および第2演算回路26,27を用意す
ることによって、ロボットアーム42の角速度ωや回転
角度θを算出することができる。
【0131】また、上記実施例では、検出対象となる物
体(回転軸やロボットアーム)の角速度および回転角度
を同時に検出いているが、いずれか一方のみを検出する
ことも可能である。例えば、角速度ωのみを検出する場
合には、減算器25および第2演算回路27を設ける必
要はなくなる。
【0132】
【発明の効果】以上のように、請求項1及び2の発明で
は、被回転体の任意の2点において遠心力による加速度
と重力加速度とのベクトル和をそれぞれ検出した後、そ
れらのベクトル和を加算処理して、その加算値(アナロ
グ値)に基づいて前記被回転体の角速度を演算するよう
にしているので、角速度を常に精度良く検出することが
できる。
【0133】また、請求項3及び4の発明では、被回転
体の任意の2点において遠心力による加速度と重力加速
度とのベクトル和をそれぞれ検出した後、それらのベク
トル和を減算処理して、その減算値(アナログ値)に基
づいて前記被回転体の回転角度を演算するようにしてい
るので、回転角度を常に精度良く検出することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る制御情報の検出装置を含むモー
ター制御システムの一例を示す模式図である。
【図2】加速度センサに加わる加速度を示す図である。
【図3】加速度センサに加わる加速度を示す図である。
【図4】加速度センサに加わる加速度を示す図である。
【図5】加速度センサに加わる加速度を示す図である。
【図6】加速度センサに加わる加速度を示す図である。
【図7】この発明に係る検出装置の改良例の第2演算回
路のブロック図である。
【図8】この発明にかかる検出装置の他の実施例を示す
図である。
【図9】ロータリエンコーダを含むモーター制御システ
ムを示す図である。
【符号の説明】
21 円板 22,23 加速度センサ 24 加算器 25 減算器 26 第1演算回路 27 第2演算回路

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被回転体の角速度を検出する制御情報の
    検出方法であって、前記被回転体の第1および第2の検
    出点における遠心力による加速度と重力加速度とのベク
    トル和をそれぞれ求めた後、それらのベクトル和を相互
    に加算し、その加算値に基づいて前記被回転体の角速度
    を求めることを特徴とする制御情報の検出方法。
  2. 【請求項2】 被回転体と、前記被回転体上のそれぞれ
    異なる任意の2点に設けられ、その配設位置における遠
    心力による加速度と重力加速度とのベクトル和をそれぞ
    れ検出する第1および第2の加速度センサと、前記第1
    および第2の加速度センサから出力されるベクトル和を
    加算する加算器と、その加算器によって求められた加算
    値に基づいて前記被回転体の角速度を求める第1演算部
    とを備えたことを特徴とする制御情報の検出装置。
  3. 【請求項3】 被回転体の回転角度を検出する制御情報
    の検出方法であって、 前記被回転体の第1および第2
    の検出点における遠心力による加速度と重力加速度との
    ベクトル和をそれぞれ求めた後、それらのベクトル和を
    減算し、その減算値に基づいて前記被回転体の回転角度
    を求めることを特徴とする制御情報の検出方法。
  4. 【請求項4】 被回転体と、前記被回転体上のそれぞれ
    異なる任意の2点に設けられ、その配設位置における遠
    心力による加速度と重力加速度とのベクトル和をそれぞ
    れ検出する第1および第2の加速度センサと、前記第1
    および第2の加速度センサから出力されるベクトル和を
    減算する減算器と、その減算器によって求められた減算
    値に基づいて前記被回転体の回転角度を求める第2演算
    部とを備えたことを特徴とする制御情報の検出装置。
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Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3585980B2 (ja) * 1995-02-21 2004-11-10 株式会社ワコー 角速度センサ
US6003371A (en) * 1995-02-21 1999-12-21 Wacoh Corporation Angular velocity sensor
JP3114571B2 (ja) * 1995-05-26 2000-12-04 株式会社村田製作所 加速度センサ
US5877955A (en) * 1995-11-13 1999-03-02 Waterstrike Incorporated Transducerless position determining system and method for the same
US5694237A (en) * 1996-09-25 1997-12-02 University Of Washington Position detection of mechanical resonant scanner mirror
US6417638B1 (en) * 1998-07-17 2002-07-09 Sensable Technologies, Inc. Force reflecting haptic interface
US6873931B1 (en) 2000-10-10 2005-03-29 Csi Technology, Inc. Accelerometer based angular position sensor
KR20020093024A (ko) 2001-02-09 2002-12-12 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 엘리베이터의 하중 검출장치
US6742388B1 (en) * 2002-11-26 2004-06-01 Daimlerchrysler Corporation Device for measuring the angular velocity of a pivotally mounted vehicle element
US6786084B2 (en) * 2003-01-13 2004-09-07 Delphi Technologies, Inc. Sensor assembly and method for non-intrusively sensing instantaneous speed of the engine of a vehicle
US7411576B2 (en) 2003-10-30 2008-08-12 Sensable Technologies, Inc. Force reflecting haptic interface
US7552781B2 (en) 2004-10-20 2009-06-30 Black & Decker Inc. Power tool anti-kickback system with rotational rate sensor
JP4299793B2 (ja) * 2005-01-20 2009-07-22 ファナック株式会社 制御装置
ES2355312T3 (es) 2006-03-15 2011-03-24 Siemens Aktiengesellschaft Turbina eólica y procedimiento para determinar al menos un parámetro de rotación de un rotor de turbina eólica.
GB2458400B (en) * 2007-05-04 2010-02-17 Insensys Ltd Wind turbine monitoring
DE102007058746A1 (de) * 2007-06-18 2008-12-24 Hanning & Kahl Gmbh & Co. Kg Arretierungsvorrichtung für eine Windturbine
WO2009001310A1 (en) * 2007-06-28 2008-12-31 Danmarks Tekniske Universitet Method and apparatus for determining the angular position of the rotor on a wind turbine
JP4930356B2 (ja) * 2007-12-14 2012-05-16 横浜ゴム株式会社 回転数検出システム
WO2011085194A1 (en) 2010-01-07 2011-07-14 Black & Decker Inc. Power screwdriver having rotary input control
US9266178B2 (en) 2010-01-07 2016-02-23 Black & Decker Inc. Power tool having rotary input control
US8418778B2 (en) 2010-01-07 2013-04-16 Black & Decker Inc. Power screwdriver having rotary input control
US9475180B2 (en) 2010-01-07 2016-10-25 Black & Decker Inc. Power tool having rotary input control
EP2631035B1 (en) 2012-02-24 2019-10-16 Black & Decker Inc. Power tool
US20140372074A1 (en) * 2013-06-14 2014-12-18 Memsic, Inc. Tip-over sensor
CN103591925B (zh) * 2013-11-26 2016-01-20 浙江理工大学 基于三轴加速度传感器的移动平台旋转角度测量方法
JP5958920B2 (ja) * 2014-09-22 2016-08-02 高知県公立大学法人 傾斜角度推定システム
US20170160301A1 (en) * 2015-12-08 2017-06-08 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Speed and angle monitor for rotating machinery
US10063124B2 (en) * 2015-12-10 2018-08-28 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Shaft mounted monitor for rotating machinery
US10589413B2 (en) 2016-06-20 2020-03-17 Black & Decker Inc. Power tool with anti-kickback control system
DE102016217118A1 (de) 2016-09-08 2018-03-08 Siemens Aktiengesellschaft Manipulator und Verfahren zur Regelung einer Bewegung eines Manipulators
US10523150B2 (en) 2016-09-15 2019-12-31 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Systems and methods for motor slip calculation using shaft-mounted sensors
CN111351998B (zh) * 2019-12-25 2022-04-29 瑞声科技(新加坡)有限公司 一种马达极性确定方法、装置、存储介质及设备

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1538229A (en) * 1975-05-01 1979-01-10 Brown Bros & Co Ltd Acceleration measuring devices
US4220084A (en) * 1978-11-07 1980-09-02 Magnetic Peripherals Inc. Document endorser apparatus
AU533909B2 (en) * 1980-10-23 1983-12-15 Sundstrand Data Control, Inc. Bore-hole survey apparatus
US4566327A (en) * 1982-04-21 1986-01-28 Rockwell International Corporation System and technique for bandwidth improvement in multifunction sensors
GB2146776B (en) * 1983-09-16 1986-07-30 Ferranti Plc Accelerometer systems
GB2228326B (en) * 1988-12-03 1993-02-24 Anadrill Int Sa Method for determining the instantaneous rotation speed of a drill string
JPH0833408B2 (ja) * 1990-03-29 1996-03-29 株式会社日立製作所 角度検出装置と並進加速度検出装置並びに自動車制御装置
DE4223349A1 (de) * 1992-07-16 1994-01-20 Bosch Gmbh Robert Winkelgeschwindigkeitssensor

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Publication number Publication date
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DE4142058A1 (de) 1992-08-13
JPH04260983A (ja) 1992-09-16
US5418442A (en) 1995-05-23

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