JP3217892B2 - ブレーキ装置及びマニピュレータ装置 - Google Patents
ブレーキ装置及びマニピュレータ装置Info
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- JP3217892B2 JP3217892B2 JP05103893A JP5103893A JP3217892B2 JP 3217892 B2 JP3217892 B2 JP 3217892B2 JP 05103893 A JP05103893 A JP 05103893A JP 5103893 A JP5103893 A JP 5103893A JP 3217892 B2 JP3217892 B2 JP 3217892B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、宇宙環境等、厳しい環
境での使用に適するブレーキ装置、及びこれを備えてい
るマニピュレータ装置に関する。
境での使用に適するブレーキ装置、及びこれを備えてい
るマニピュレータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、産業用ロボットは、地上運用
のため、熱真空のような宇宙環境の厳しい制約がなく、
ロボットを構成する機器の性能の劣化は問題にない。ま
た、人員によるメンテナンスも容易である。このため、
地上用産業ロボットでは、温度変化が激しい場合の対
応、部品が経時変化した対応、部品等の破損防止が十分
に配慮されていない。これらの点は、ロボットの一部を
構成する従来のブレーキ装置にも言えることである。
のため、熱真空のような宇宙環境の厳しい制約がなく、
ロボットを構成する機器の性能の劣化は問題にない。ま
た、人員によるメンテナンスも容易である。このため、
地上用産業ロボットでは、温度変化が激しい場合の対
応、部品が経時変化した対応、部品等の破損防止が十分
に配慮されていない。これらの点は、ロボットの一部を
構成する従来のブレーキ装置にも言えることである。
【０００３】一方、宇宙環境で用いるロボットは、地上
用のものと比較して、構成機器の性能、特に真空用部品
の性能劣化を無視できないものが多く、且つ性能劣化し
ても容易に交換できない部品が多い。このため、対象物
を目的の位置に静止させることができずに、機器が破損
してしまうようなことは絶対に避けなければならない。
用のものと比較して、構成機器の性能、特に真空用部品
の性能劣化を無視できないものが多く、且つ性能劣化し
ても容易に交換できない部品が多い。このため、対象物
を目的の位置に静止させることができずに、機器が破損
してしまうようなことは絶対に避けなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ブレーキ装置では、トルク管理が不十分であるために、
対象物を正確な位置に静止させることができないことが
多い。さらに、ブレーキディスク等が摩耗する等、ブレ
ーキ装置が経時変化した場合や、まわりの温度が激しく
変わり、例えば、ブレーキディスクの摩擦係数が変わっ
た場合にも、何ら対応することがでず、対象物を正確な
位置に静止させることができない。すなわち、従来のブ
レーキ装置では、常に適切な制動能力を得るることがで
きず、対象物を正確な位置に静止させることができなく
なる場合があるという問題点がある。
ブレーキ装置では、トルク管理が不十分であるために、
対象物を正確な位置に静止させることができないことが
多い。さらに、ブレーキディスク等が摩耗する等、ブレ
ーキ装置が経時変化した場合や、まわりの温度が激しく
変わり、例えば、ブレーキディスクの摩擦係数が変わっ
た場合にも、何ら対応することがでず、対象物を正確な
位置に静止させることができない。すなわち、従来のブ
レーキ装置では、常に適切な制動能力を得るることがで
きず、対象物を正確な位置に静止させることができなく
なる場合があるという問題点がある。
【０００５】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、常に適切な制動能力を確保でき、
対象物を正確な位置に静止させることができるブレーキ
装置、及びこれを備えているマニピュレータ装置を提供
することを目的とする。
してなされたもので、常に適切な制動能力を確保でき、
対象物を正確な位置に静止させることができるブレーキ
装置、及びこれを備えているマニピュレータ装置を提供
することを目的とする。
【０００６】
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の第一のブレーキ装置は、駆動量を変えることによりブ
レーキトルクを変えることが可能なブレーキ機構と、前
記ブレーキ機構が動いている対象物を静止させようとし
ている制動状態であるか、静止した対象物をその状態に
維持しておく保持状態であるかを示すブレーキ状態を把
握するブレーキ状態把握手段と、前記ブレーキ状態ごと
に予め定められている目的のブレーキトルクを得られる
前記駆動量を、該ブレーキ状態ごとに記憶しておく記憶
手段と、前記ブレーキ状態把握手段により把握されたブ
レーキ状態に応じて、前記記憶手段に記憶されている該
ブレーキ状態に対する前記駆動量を前記ブレーキ機構に
対して指示するブレーキ機構制御手段と、を備え、前記
ブレーキ機構は、回転軸に対して相対回転不能に取り付
けられているブレーキディスクと、前記ブレーキディス
クに対する遠近方向に移動可能に配置されているアーマ
チュアと、該アーマチュアを該ブレーキディスクに押し
付ける方向に付勢する、又は該アーマチュアを該ブレー
キディスクから引き離す方向に付勢するバネと、該バネ
が該アーマチュアを付勢する方向と反対方向に該アーマ
チュアを電磁力で吸引するコイルと、を備え、前記アー
マチュアと前記バネと前記コイルとは、それぞれ一つず
つを組として複数組有し、各組が前記回転軸を中心とし
て放射状に配置され、前記記憶手段には、前記駆動量と
して、該ブレーキ状態ごとに駆動させる特定のコイルが
記憶され、前記ブレーキ機構制御手段は、前記ブレーキ
状態把握手段により把握されたブレーキ状態に応じて、
前記記憶手段に記憶されている駆動コイルを前記ブレー
キ機構に対して指示する、ことを特徴とするものであ
る。前記目的を達成するための第二のブレーキ装置は、
駆動量を変えることによりブレーキトルクを変えること
が可能なブレーキ機構と、前記ブレーキ機構まわりの温
度を把握する温度把握手段と、前記ブレーキ機構まわり
の温度ごとに、目的のブレーキトルクが得られる前記駆
動量を記憶しておく記憶手段と、前記温度把握手段によ
り把握された温度に応じて、前記記憶手段に記憶されて
いる該温度に対する前記駆動量を前記ブレーキ機構に対
して指示するブレーキ機構制御手段と、を備え、前記ブ
レーキ機構は、回転軸に対して相対回転不能に取り付け
られているブレーキディスクと、前記ブレーキディスク
に対する遠近方向に移動可能に配置されているアーマチ
ュアと、該アーマチュアを該ブレーキディスクに押し付
ける方向に付勢する、又は該アーマチュアを該ブレーキ
ディスクから引き離す方向に付勢するバネと、該バネが
該アーマチュアを付勢する方向と反対方向に該アーマチ
ュアを電磁力で吸引するコイルと、を備え、前記アーマ
チュアと前記バネと前記コイルとは、それぞれ一つずつ
を組として複数組有し、各組が前記回転軸を中心として
放射状に配置され、前記記憶手段には、前記駆動量とし
て、前記ブレーキ機構まわりの温度ごとに駆動させる特
定のコイルが記憶され、前記ブレーキ機構制御手段は、
前記温度把握手段により把握された温度に応じて、前記
記憶手段に記憶されている駆動コイルを前記ブレーキ機
構に対して指示する、ことを特徴とするものである。
の第一のブレーキ装置は、駆動量を変えることによりブ
レーキトルクを変えることが可能なブレーキ機構と、前
記ブレーキ機構が動いている対象物を静止させようとし
ている制動状態であるか、静止した対象物をその状態に
維持しておく保持状態であるかを示すブレーキ状態を把
握するブレーキ状態把握手段と、前記ブレーキ状態ごと
に予め定められている目的のブレーキトルクを得られる
前記駆動量を、該ブレーキ状態ごとに記憶しておく記憶
手段と、前記ブレーキ状態把握手段により把握されたブ
レーキ状態に応じて、前記記憶手段に記憶されている該
ブレーキ状態に対する前記駆動量を前記ブレーキ機構に
対して指示するブレーキ機構制御手段と、を備え、前記
ブレーキ機構は、回転軸に対して相対回転不能に取り付
けられているブレーキディスクと、前記ブレーキディス
クに対する遠近方向に移動可能に配置されているアーマ
チュアと、該アーマチュアを該ブレーキディスクに押し
付ける方向に付勢する、又は該アーマチュアを該ブレー
キディスクから引き離す方向に付勢するバネと、該バネ
が該アーマチュアを付勢する方向と反対方向に該アーマ
チュアを電磁力で吸引するコイルと、を備え、前記アー
マチュアと前記バネと前記コイルとは、それぞれ一つず
つを組として複数組有し、各組が前記回転軸を中心とし
て放射状に配置され、前記記憶手段には、前記駆動量と
して、該ブレーキ状態ごとに駆動させる特定のコイルが
記憶され、前記ブレーキ機構制御手段は、前記ブレーキ
状態把握手段により把握されたブレーキ状態に応じて、
前記記憶手段に記憶されている駆動コイルを前記ブレー
キ機構に対して指示する、ことを特徴とするものであ
る。前記目的を達成するための第二のブレーキ装置は、
駆動量を変えることによりブレーキトルクを変えること
が可能なブレーキ機構と、前記ブレーキ機構まわりの温
度を把握する温度把握手段と、前記ブレーキ機構まわり
の温度ごとに、目的のブレーキトルクが得られる前記駆
動量を記憶しておく記憶手段と、前記温度把握手段によ
り把握された温度に応じて、前記記憶手段に記憶されて
いる該温度に対する前記駆動量を前記ブレーキ機構に対
して指示するブレーキ機構制御手段と、を備え、前記ブ
レーキ機構は、回転軸に対して相対回転不能に取り付け
られているブレーキディスクと、前記ブレーキディスク
に対する遠近方向に移動可能に配置されているアーマチ
ュアと、該アーマチュアを該ブレーキディスクに押し付
ける方向に付勢する、又は該アーマチュアを該ブレーキ
ディスクから引き離す方向に付勢するバネと、該バネが
該アーマチュアを付勢する方向と反対方向に該アーマチ
ュアを電磁力で吸引するコイルと、を備え、前記アーマ
チュアと前記バネと前記コイルとは、それぞれ一つずつ
を組として複数組有し、各組が前記回転軸を中心として
放射状に配置され、前記記憶手段には、前記駆動量とし
て、前記ブレーキ機構まわりの温度ごとに駆動させる特
定のコイルが記憶され、前記ブレーキ機構制御手段は、
前記温度把握手段により把握された温度に応じて、前記
記憶手段に記憶されている駆動コイルを前記ブレーキ機
構に対して指示する、ことを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】なんらかの状態が変化すると、この変化した状
態は状態把握手段により把握される。ブレーキ機構制御
手段は、この把握された状態に応じて、予め定められて
いる目的のブレーキトルクを得るようブレーキ機構の駆
動量をブレーキ機構に指示する。ブレーキ機構は、この
駆動量に応じて駆動し、ブレーキトルクは変化する。
態は状態把握手段により把握される。ブレーキ機構制御
手段は、この把握された状態に応じて、予め定められて
いる目的のブレーキトルクを得るようブレーキ機構の駆
動量をブレーキ機構に指示する。ブレーキ機構は、この
駆動量に応じて駆動し、ブレーキトルクは変化する。
【０００９】しがたって、宇宙のように、環境変化が大
きく、且つ部品交換を行いづらい所でも、常に目的のブ
レーキトルクを得ることができ、対象物を正確な位置に
静止させることができる。
きく、且つ部品交換を行いづらい所でも、常に目的のブ
レーキトルクを得ることができ、対象物を正確な位置に
静止させることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明に係る各種実施例について図面
を用いて説明する。本発明に係る第１の実施例につい
て、図１〜図６を用いて説明する。本実施例のマニピュ
レータ装置２は、図３に示すように、衛星１の一部とし
て用いられるものである。なお、同図において、３は衛
星構造体、４ａ，４ｂは太陽電池パドル、５はアンテナ
である。
を用いて説明する。本発明に係る第１の実施例につい
て、図１〜図６を用いて説明する。本実施例のマニピュ
レータ装置２は、図３に示すように、衛星１の一部とし
て用いられるものである。なお、同図において、３は衛
星構造体、４ａ，４ｂは太陽電池パドル、５はアンテナ
である。
【００１１】マニピュレータ装置２は、図２に示すよう
に、マニピュレータ本体２００と、その制御装置９とを
有している。マニピュレータ本体２００は、図１及び図
２に示すように、第１関節２１０、第２関節２２０、第
３関節２３０、第４関節２４０、第５関節２５０及び第
６関節２６０を有しており、各関節２１０，…，２６０
には、角度検出装置２１１，…，２６１、モータ２１
２，…，２６２及び２段階にトルクを調節できるブレー
キ機構２１３，…２６３が配置されている。
に、マニピュレータ本体２００と、その制御装置９とを
有している。マニピュレータ本体２００は、図１及び図
２に示すように、第１関節２１０、第２関節２２０、第
３関節２３０、第４関節２４０、第５関節２５０及び第
６関節２６０を有しており、各関節２１０，…，２６０
には、角度検出装置２１１，…，２６１、モータ２１
２，…，２６２及び２段階にトルクを調節できるブレー
キ機構２１３，…２６３が配置されている。
【００１２】本実施例のブレーキ機構２１３，…２６３
は、図４及び図５に示すように、負作動型電磁ブレーキ
である。ブレーキディスク３０３は、サイドプレート３
０１とアーマチュア３０４との間に配置され、回転軸３
２０にスプライン結合されており、軸方向はフリーに、
回転方向は回転力が伝達される構成となっている。フィ
ールド３０５は、ボルト３１０によってサイドプレート
３０１に固定されている。フィールド３０５には、アー
マチュア３０４を電磁力で吸引するためのコイル３０６
と、アーマチュア３０４をサイドプレート３０１方向に
付勢するバネ３０８とをが設けられている。フィールド
３０５をサイドプレート３０１に固定するためのボルト
３１０には、円筒状のガイド部材３０７が挿着されてお
り、アーマチュア３０４は、このガイド部材３０７に沿
って、軸方向に移動可能になっている。
は、図４及び図５に示すように、負作動型電磁ブレーキ
である。ブレーキディスク３０３は、サイドプレート３
０１とアーマチュア３０４との間に配置され、回転軸３
２０にスプライン結合されており、軸方向はフリーに、
回転方向は回転力が伝達される構成となっている。フィ
ールド３０５は、ボルト３１０によってサイドプレート
３０１に固定されている。フィールド３０５には、アー
マチュア３０４を電磁力で吸引するためのコイル３０６
と、アーマチュア３０４をサイドプレート３０１方向に
付勢するバネ３０８とをが設けられている。フィールド
３０５をサイドプレート３０１に固定するためのボルト
３１０には、円筒状のガイド部材３０７が挿着されてお
り、アーマチュア３０４は、このガイド部材３０７に沿
って、軸方向に移動可能になっている。
【００１３】このブレーキ機構２１３，…２６３では、
通常、図４に示すように、コイル３０６を励磁して、ア
ーマチュア３０４を電磁力で吸引することによりブレー
キ解放状態になっている。また、ブレーキを動作させる
ときには、コイル３０６の励磁を解除することによっ
て、図５に示すように、バネ３０８の復元力によりアー
マチュア３０４をブレーキディスク３０３に押し付け、
さらにブレーキディスク３０３をサイドプレート３０１
に押し付けて、ブレーキディスク３０３に取り付けられ
ている摩擦板３０２とアーマチュア３０４及びサイドプ
レート３０１との間に摩擦力を発生させ、回転軸３２０
の回転を停止させる。
通常、図４に示すように、コイル３０６を励磁して、ア
ーマチュア３０４を電磁力で吸引することによりブレー
キ解放状態になっている。また、ブレーキを動作させる
ときには、コイル３０６の励磁を解除することによっ
て、図５に示すように、バネ３０８の復元力によりアー
マチュア３０４をブレーキディスク３０３に押し付け、
さらにブレーキディスク３０３をサイドプレート３０１
に押し付けて、ブレーキディスク３０３に取り付けられ
ている摩擦板３０２とアーマチュア３０４及びサイドプ
レート３０１との間に摩擦力を発生させ、回転軸３２０
の回転を停止させる。
【００１４】アーマチュア３０４は、図６に示すよう
に、回転軸３２０を中心として、放射状に８つの部分３
０４ａ，…，３０４ｈに分かれている。また、フィール
ド３０５も、８つのアーマチュア３０４ａ，…，３０４
ｈに対応して、８つのコイル３０６ａ，…，３０６ｈ、
及び８つのバネ３０８ａ，…，〜３０８ｈが配置されて
いる。アーマチュア３０４ａ，…，３０４ｈは、それぞ
れ、ボルト３１０ａ，…，３１０ｈに挿着されたガイド
部材３０７ａ，…，３０７ｈにて、回転軸３２０に並行
にガイドされている。
に、回転軸３２０を中心として、放射状に８つの部分３
０４ａ，…，３０４ｈに分かれている。また、フィール
ド３０５も、８つのアーマチュア３０４ａ，…，３０４
ｈに対応して、８つのコイル３０６ａ，…，３０６ｈ、
及び８つのバネ３０８ａ，…，〜３０８ｈが配置されて
いる。アーマチュア３０４ａ，…，３０４ｈは、それぞ
れ、ボルト３１０ａ，…，３１０ｈに挿着されたガイド
部材３０７ａ，…，３０７ｈにて、回転軸３２０に並行
にガイドされている。
【００１５】制御装置９は、図１に示すように、各関節
ごとに設けられている駆動回路部１１０，…，１６０
と、これら駆動回路部１１０，…，１６０に対して制御
信号を出力するマニピュレータ制御演算部１０とを有し
て構成されている。
ごとに設けられている駆動回路部１１０，…，１６０
と、これら駆動回路部１１０，…，１６０に対して制御
信号を出力するマニピュレータ制御演算部１０とを有し
て構成されている。
【００１６】駆動回路部１１０，…，１６０は、マニピ
ュレータ本体２００内のモータ２１２，…，２６２を駆
動させるモータ駆動回路１１１，…，１６１と、マニピ
ュレータ本体２００内のブレーキ機構２１３，…，２６
３を駆動させるブレーキ駆動回路１１２，…，１６２と
を有している。また、マニピュレータ制御演算部１０
は、マニピュレータ本体２００の動作指示をする上位演
算部１６と、上位演算部１６からの動作指示に従ってど
の関節をどの程度動かせば良いか、又はどの位置で停止
させれば良いかを演算して、各駆動回路部１１０，…，
１６０に駆動量等を指示する関節制御演算部１１と、ブ
レーキ機構２１３，…２６３が保持状態（Ｈｏｌｄｉｎ
ｇ）であるか制動状態（Ｂｒｅａｋｉｎｇ）であるかを
把握する状態把握部１２と、ブレーキ状態に応じてどの
コイルを励磁させるというブレーキ入切データ１５が記
憶されているブレーキ入切データ記憶部１３とを有して
いる。
ュレータ本体２００内のモータ２１２，…，２６２を駆
動させるモータ駆動回路１１１，…，１６１と、マニピ
ュレータ本体２００内のブレーキ機構２１３，…，２６
３を駆動させるブレーキ駆動回路１１２，…，１６２と
を有している。また、マニピュレータ制御演算部１０
は、マニピュレータ本体２００の動作指示をする上位演
算部１６と、上位演算部１６からの動作指示に従ってど
の関節をどの程度動かせば良いか、又はどの位置で停止
させれば良いかを演算して、各駆動回路部１１０，…，
１６０に駆動量等を指示する関節制御演算部１１と、ブ
レーキ機構２１３，…２６３が保持状態（Ｈｏｌｄｉｎ
ｇ）であるか制動状態（Ｂｒｅａｋｉｎｇ）であるかを
把握する状態把握部１２と、ブレーキ状態に応じてどの
コイルを励磁させるというブレーキ入切データ１５が記
憶されているブレーキ入切データ記憶部１３とを有して
いる。
【００１７】状態把握部１２は、上位演算部１６からの
指示内容又は角度検出装置２１１，…，２６１からの信
号により、ブレーキ状態を把握する。また、ブレーキ入
切データ記憶部１３には、ブレーキ機構の複数のコイル
のうち、いずれのコイルを励磁させれば、保持状態時に
おける適正トルクを得られるか、及び制動状態時におけ
る適正トルクを得られるかというブレーキ入切データ１
５が予め記憶されている。ここで、具体的には、図６に
示す複数のコイル３０６ａ，…，３０６ｈのうち、制動
時には、コイル３０６ｂ，３０６ｄ，３０６ｆ，３０６
ｈ（以下、このコイル群をＢHとする。）は励磁せず、
コイル３０６ａ，３０６ｃ，３０６ｅ，３０６ｇ（以
下、このコイル群をＢBとする。）のみを励磁するよう
記憶され、保持時には、コイル群ＢH及びコイル群ＢB、
すなわち全てのコイル３０６ａ，…，３０６ｈを励磁す
るよう記憶されている。
指示内容又は角度検出装置２１１，…，２６１からの信
号により、ブレーキ状態を把握する。また、ブレーキ入
切データ記憶部１３には、ブレーキ機構の複数のコイル
のうち、いずれのコイルを励磁させれば、保持状態時に
おける適正トルクを得られるか、及び制動状態時におけ
る適正トルクを得られるかというブレーキ入切データ１
５が予め記憶されている。ここで、具体的には、図６に
示す複数のコイル３０６ａ，…，３０６ｈのうち、制動
時には、コイル３０６ｂ，３０６ｄ，３０６ｆ，３０６
ｈ（以下、このコイル群をＢHとする。）は励磁せず、
コイル３０６ａ，３０６ｃ，３０６ｅ，３０６ｇ（以
下、このコイル群をＢBとする。）のみを励磁するよう
記憶され、保持時には、コイル群ＢH及びコイル群ＢB、
すなわち全てのコイル３０６ａ，…，３０６ｈを励磁す
るよう記憶されている。
【００１８】上位演算部１６から、複数の関節２１０，
…，２６０のうち、例えば、第１関節２６０を制動させ
ろという指示が出力されると、状態把握部１２は制動状
態であると把握する。関節制御演算部１１は、上位演算
部１６からの指示を受けると、状態把握部１２が把握し
たブレーキ状態に基づき、ブレーキ入切データ記憶部１
３に記憶されているブレーキ入切データ１５を参照し
て、ブレーキ駆動回路１１２に制御信号を出力する。ブ
レーキ駆動回路１１２は、この制御信号を受けて、コイ
ル群ＢB２１３ｂにＯＮ信号を送り、コイル群ＢH２１３
ａにＯＦＦ信号を送る。すると、コイル群ＢB２１３ｂ
のみが励磁し、これに対応するアーマチュア３０４ａ，
３０４ｃ，３０４ｅ，３０４ｇのみが移動し、ブレーキ
ディスク３０３を押える。
…，２６０のうち、例えば、第１関節２６０を制動させ
ろという指示が出力されると、状態把握部１２は制動状
態であると把握する。関節制御演算部１１は、上位演算
部１６からの指示を受けると、状態把握部１２が把握し
たブレーキ状態に基づき、ブレーキ入切データ記憶部１
３に記憶されているブレーキ入切データ１５を参照し
て、ブレーキ駆動回路１１２に制御信号を出力する。ブ
レーキ駆動回路１１２は、この制御信号を受けて、コイ
ル群ＢB２１３ｂにＯＮ信号を送り、コイル群ＢH２１３
ａにＯＦＦ信号を送る。すると、コイル群ＢB２１３ｂ
のみが励磁し、これに対応するアーマチュア３０４ａ，
３０４ｃ，３０４ｅ，３０４ｇのみが移動し、ブレーキ
ディスク３０３を押える。
【００１９】ブレーキディスク３０３及び回転軸３２０
が静止する、つまり角度検出装置２１１における検出角
度が変化しなくなると、状態把握部１２は静止状態であ
ると把握する。関節制御演算部１１は、状態把握部１２
が把握したブレーキ状態に基づき、前述同様に、ブレー
キ入切データ１５を参照して、ブレーキ駆動回路１１２
に制御信号を出力する。ブレーキ駆動回路１１２は、こ
の制御信号を受けて、コイル群ＢB２１３ｂ及びコイル
群ＢH２１３ａにＯＮ信号を送る。すると、コイル群ＢB
２１３ｂ及びコイル群ＢH２１３ａが励磁し、これに対
応するアーマチュア３０４ａ，…，３０４ｈが移動し、
ブレーキディスク３０３を押える。
が静止する、つまり角度検出装置２１１における検出角
度が変化しなくなると、状態把握部１２は静止状態であ
ると把握する。関節制御演算部１１は、状態把握部１２
が把握したブレーキ状態に基づき、前述同様に、ブレー
キ入切データ１５を参照して、ブレーキ駆動回路１１２
に制御信号を出力する。ブレーキ駆動回路１１２は、こ
の制御信号を受けて、コイル群ＢB２１３ｂ及びコイル
群ＢH２１３ａにＯＮ信号を送る。すると、コイル群ＢB
２１３ｂ及びコイル群ＢH２１３ａが励磁し、これに対
応するアーマチュア３０４ａ，…，３０４ｈが移動し、
ブレーキディスク３０３を押える。
【００２０】このように、本実施例では、ブレーキ状態
に応じた適切なブレーキトルクになるよう、ブレーキ機
構を制御しているので、対象物である回転軸３２０を的
確な位置（角度）で静止させること及び静止させておく
ことができる。
に応じた適切なブレーキトルクになるよう、ブレーキ機
構を制御しているので、対象物である回転軸３２０を的
確な位置（角度）で静止させること及び静止させておく
ことができる。
【００２１】結局、本実施例によれば、強度上の要求と
安全性の要求から設定されるブレーキ装置の保持トルク
の許容範囲と制動トルクの許容範囲が、１つのブレーキ
装置の静摩擦と動摩擦の差より決まる保持トルクと制動
トルクにて実現できない場合でも、保持時と制動時でブ
レーキトルクを調節することによって要求仕様を実現で
きる。
安全性の要求から設定されるブレーキ装置の保持トルク
の許容範囲と制動トルクの許容範囲が、１つのブレーキ
装置の静摩擦と動摩擦の差より決まる保持トルクと制動
トルクにて実現できない場合でも、保持時と制動時でブ
レーキトルクを調節することによって要求仕様を実現で
きる。
【００２２】次に、本発明に係る第２の実施例につい
て、図７〜図１０を用いて説明する。本実施例のマニピ
ュレータ装置は、ブレーキ機構の経時変化に対応するも
のである。
て、図７〜図１０を用いて説明する。本実施例のマニピ
ュレータ装置は、ブレーキ機構の経時変化に対応するも
のである。
【００２３】マニピュレータ装置の関節２１０Ａには、
図７に示すように、アームの角度を検出する角度検出装
置２１１と、駆動用のモータ２１２と、ブレーキトルク
を無段階で変えることができるブレーキ機構２１３Ａと
が設けられている。なお、同図においては、第１関節２
１０Ａしか描いていないが、現実には、本実施例も第１
の実施例と同様に複数の関節を有している。
図７に示すように、アームの角度を検出する角度検出装
置２１１と、駆動用のモータ２１２と、ブレーキトルク
を無段階で変えることができるブレーキ機構２１３Ａと
が設けられている。なお、同図においては、第１関節２
１０Ａしか描いていないが、現実には、本実施例も第１
の実施例と同様に複数の関節を有している。
【００２４】ブレーキ機構２１３Ａは、図８に示すよう
に、正作動型電磁ブレーキである。摩擦板３０２Ａはフ
ィールド３１４に固定されており、フィールド３１４の
中にはコイル３０６Ａが配置されている。アーマチュア
ハブ３１５は回転軸３２０に固定されており、これにア
ーマチュア３０４Ａが軸方向に移動可能に挿着されてい
る。アーマチュア３０４Ａにはガイドピン３１１が設け
られており、これよってアーマチュア３０４Ａが回転軸
３２０と並行にガイドされる。アーマチュア３０４Ａ
は、ネジ３１３を介して、板バネ３１２でアーマチュア
ハブ３１５と連結されており、この板バネ３１２により
アーマチュア３０４Ａは、アーマチュアハブ３１５側へ
付勢されている。
に、正作動型電磁ブレーキである。摩擦板３０２Ａはフ
ィールド３１４に固定されており、フィールド３１４の
中にはコイル３０６Ａが配置されている。アーマチュア
ハブ３１５は回転軸３２０に固定されており、これにア
ーマチュア３０４Ａが軸方向に移動可能に挿着されてい
る。アーマチュア３０４Ａにはガイドピン３１１が設け
られており、これよってアーマチュア３０４Ａが回転軸
３２０と並行にガイドされる。アーマチュア３０４Ａ
は、ネジ３１３を介して、板バネ３１２でアーマチュア
ハブ３１５と連結されており、この板バネ３１２により
アーマチュア３０４Ａは、アーマチュアハブ３１５側へ
付勢されている。
【００２５】このブレーキ機構２１３Ａは、通常、コイ
ル３０６Ａが励磁されておらず、アーマチュア３０４Ａ
は、板バネ３１２により付勢されアーマチュアハブ３１
５側に位置しており、摩擦板３０２Ａと接触していな
い。また、ブレーキを動作させる場合は、コイル３０６
Ａを励磁すると、アーマチュア３０４Ａが吸引されて摩
擦板３０２Ａと接触する。本実施例のコイル３０６Ａ
は、これに流す電流を変えることによりアーマチュア３
０４Ａの吸引力を変えることができる。
ル３０６Ａが励磁されておらず、アーマチュア３０４Ａ
は、板バネ３１２により付勢されアーマチュアハブ３１
５側に位置しており、摩擦板３０２Ａと接触していな
い。また、ブレーキを動作させる場合は、コイル３０６
Ａを励磁すると、アーマチュア３０４Ａが吸引されて摩
擦板３０２Ａと接触する。本実施例のコイル３０６Ａ
は、これに流す電流を変えることによりアーマチュア３
０４Ａの吸引力を変えることができる。
【００２６】マニピュレータ制御演算部１０Ａは、マニ
ピュレータ本体の動作を指示する上位演算部１６Ａと、
上位演算部１６Ａからの動作指示に従ってどの関節をど
の程度動かせば良いか、又はどの位置で停止させれば良
いかを演算して、各駆動回路部１１０Ａに駆動量等を指
示する関節制御演算部１１Ａと、角度検出装置２１１か
らの出力に応じて現在のブレーキトルクを求めるブレー
キトルク算出部１７と、求められた現在のブレーキトル
クと初期状態のブレーキトルクとの変化量を求めるトル
ク変化量算出部１８と、関節制御演算部１１Ａから出力
されるコイル制御信号をトルク変化量分補償する制御信
号補償部１９とを有している。なお、上位演算部１１Ａ
は、単なる動作指示の他に、トルク補償動作の指示も行
う。また、トルク変化量算出部１８には、ブレーキ機構
２１０Ａの初期状態における現実のブレーキトルクを記
憶する記憶部分が設けられている。
ピュレータ本体の動作を指示する上位演算部１６Ａと、
上位演算部１６Ａからの動作指示に従ってどの関節をど
の程度動かせば良いか、又はどの位置で停止させれば良
いかを演算して、各駆動回路部１１０Ａに駆動量等を指
示する関節制御演算部１１Ａと、角度検出装置２１１か
らの出力に応じて現在のブレーキトルクを求めるブレー
キトルク算出部１７と、求められた現在のブレーキトル
クと初期状態のブレーキトルクとの変化量を求めるトル
ク変化量算出部１８と、関節制御演算部１１Ａから出力
されるコイル制御信号をトルク変化量分補償する制御信
号補償部１９とを有している。なお、上位演算部１１Ａ
は、単なる動作指示の他に、トルク補償動作の指示も行
う。また、トルク変化量算出部１８には、ブレーキ機構
２１０Ａの初期状態における現実のブレーキトルクを記
憶する記憶部分が設けられている。
【００２７】まず、ブレーキ機構２１３Ａの初期状態の
際のブレーキトルクを調べるために、初期状態におい
て、関節がブレーキトルク測定動作するよう、上位演算
部１６Ａが関節制御演算部１１Ａに指示する。ここで、
第１関節２１０Ａについてブレーキトルクを測定する場
合を例にして、ブレーキトルク測定について説明する。
際のブレーキトルクを調べるために、初期状態におい
て、関節がブレーキトルク測定動作するよう、上位演算
部１６Ａが関節制御演算部１１Ａに指示する。ここで、
第１関節２１０Ａについてブレーキトルクを測定する場
合を例にして、ブレーキトルク測定について説明する。
【００２８】まず、図９（１）に示すように、第１関節
２１０Ａ以外の関節のブレーキ機構を作動させ、第１関
節２１０Ａのブレーキ機構２１３Ａを開放し、モータ２
１２によって第１関節２１０Ａを一定角速度ω1で回転
させる。この動作は、上位演算部１６Ａからの指示を受
けた関節制御演算部１１Ａが各関節に対して制御信号を
出力することで実行される。そして、同図（２）に示す
ように、第１関節２１０Ａの関節角度θ1がθ1bとなっ
た瞬間にブレーキ機構２１３Ａを作動させる。これと同
時に、ブレーキ駆動回路１１２Ａからブレーキトルク算
出部１７に対して制動開始信号Ｓｂ1が出力される。次
に、同図（３）に示すように、第一関節２１０が停止し
たときの関節角度θ1b'が角度検出装置２１１により測
定される。ブレーキトルク算出部１７は、関節制動中の
関節回転角度Δθ1(＝θ1b'−θ1b）を求め、予め解析
あるいは実験で作成しておいたブレーキトルクＴ1−Δ
θ1特性データ（同図（４））を参照し、ブレーキ機構
２１３ＡのブレーキトルクＴ1を求める。このトルクＴ1
は、ブレーキトルク変化量算出部１８に送られ、ここ
で、記憶される。
２１０Ａ以外の関節のブレーキ機構を作動させ、第１関
節２１０Ａのブレーキ機構２１３Ａを開放し、モータ２
１２によって第１関節２１０Ａを一定角速度ω1で回転
させる。この動作は、上位演算部１６Ａからの指示を受
けた関節制御演算部１１Ａが各関節に対して制御信号を
出力することで実行される。そして、同図（２）に示す
ように、第１関節２１０Ａの関節角度θ1がθ1bとなっ
た瞬間にブレーキ機構２１３Ａを作動させる。これと同
時に、ブレーキ駆動回路１１２Ａからブレーキトルク算
出部１７に対して制動開始信号Ｓｂ1が出力される。次
に、同図（３）に示すように、第一関節２１０が停止し
たときの関節角度θ1b'が角度検出装置２１１により測
定される。ブレーキトルク算出部１７は、関節制動中の
関節回転角度Δθ1(＝θ1b'−θ1b）を求め、予め解析
あるいは実験で作成しておいたブレーキトルクＴ1−Δ
θ1特性データ（同図（４））を参照し、ブレーキ機構
２１３ＡのブレーキトルクＴ1を求める。このトルクＴ1
は、ブレーキトルク変化量算出部１８に送られ、ここ
で、記憶される。
【００２９】一定期間経過した後、すなわち、ブレーキ
機構２１３Ａが経時変化してくるころ、再び、ブレーキ
トルクを調べるべく、上位演算部１６Ａが関節制御演算
部１１Ａに指示する。そして、前述と同様に、ブレーキ
トルクが求められる。このブレーキトルクも、初期状態
の際のブレーキトルクと同様に、ブレーキトルク変化量
算出部１８に送られ、そこで、初期状態のブレーキトル
クと一定期間経過後のブレーキトルクとの差であるブレ
ーキトルク変化量Ｔｄ1が求められる。制御信号補償部
１９は、ブレーキトルク変化量Ｔｄ1に基づきブレーキ
制御信号の補償量を求める。上位演算部１６Ａからの指
示で、ブレーキ機構２１３Ａを作動させるべく、関節制
御演算部１１Ａからブレーキ制御信号が出力されると、
このブレーキ制御信号が制御信号補償部１９により補償
され、この補償されたブレーキ制御信号がブレーキ駆動
回路１１２Ａに出力される。ブレーキ駆動回路１１２Ａ
からは、補償されたブレーキ制御信号に応じた電流がコ
イル３０６Ａに対して出力され、ブレーキ機構２１３Ａ
が作動する。
機構２１３Ａが経時変化してくるころ、再び、ブレーキ
トルクを調べるべく、上位演算部１６Ａが関節制御演算
部１１Ａに指示する。そして、前述と同様に、ブレーキ
トルクが求められる。このブレーキトルクも、初期状態
の際のブレーキトルクと同様に、ブレーキトルク変化量
算出部１８に送られ、そこで、初期状態のブレーキトル
クと一定期間経過後のブレーキトルクとの差であるブレ
ーキトルク変化量Ｔｄ1が求められる。制御信号補償部
１９は、ブレーキトルク変化量Ｔｄ1に基づきブレーキ
制御信号の補償量を求める。上位演算部１６Ａからの指
示で、ブレーキ機構２１３Ａを作動させるべく、関節制
御演算部１１Ａからブレーキ制御信号が出力されると、
このブレーキ制御信号が制御信号補償部１９により補償
され、この補償されたブレーキ制御信号がブレーキ駆動
回路１１２Ａに出力される。ブレーキ駆動回路１１２Ａ
からは、補償されたブレーキ制御信号に応じた電流がコ
イル３０６Ａに対して出力され、ブレーキ機構２１３Ａ
が作動する。
【００３０】ブレーキ機構２１３Ａが経時変化、例え
ば、摩擦板３０２Ａが劣化してくると、目的のブレーキ
トルクを得ることができなくなる。そこで、本実施例で
は、このような経時変化に対応すべく、ブレーキトルク
の変化量を求め、この変化量を補償できる電流をコイル
３０６Ａに供給し、常に目的のブレーキトルクを得るこ
とができるようにしている。
ば、摩擦板３０２Ａが劣化してくると、目的のブレーキ
トルクを得ることができなくなる。そこで、本実施例で
は、このような経時変化に対応すべく、ブレーキトルク
の変化量を求め、この変化量を補償できる電流をコイル
３０６Ａに供給し、常に目的のブレーキトルクを得るこ
とができるようにしている。
【００３１】なお、本実施例では、関節回転角度Δθ1
を用いてＴ1を求めたが、代替方式として、関節の制動
にかかった時間Δｔ1を用いて同様にＴ1を求めてもよ
い。この場合のΔｔ1は、ブレーキトルク算出部１７
が、制動開始信号Ｓｂ1を受け取った時から角度検出装
置２１１より送られる関節角度θ1が一定値を取るよう
になった時までをカウントすることによって、得ること
ができる。また、本実施例では、ブレーキトルクを実際
に算出しているが、ブレーキトルクを実際に求めなくと
も、ブレーキトルクを間接的に表しているΔθ1やΔｔ1
を用いて、これらの初期状態時の値と一定期間経過後の
値との差で、制御信号を補償するようにしてもよい。
を用いてＴ1を求めたが、代替方式として、関節の制動
にかかった時間Δｔ1を用いて同様にＴ1を求めてもよ
い。この場合のΔｔ1は、ブレーキトルク算出部１７
が、制動開始信号Ｓｂ1を受け取った時から角度検出装
置２１１より送られる関節角度θ1が一定値を取るよう
になった時までをカウントすることによって、得ること
ができる。また、本実施例では、ブレーキトルクを実際
に算出しているが、ブレーキトルクを実際に求めなくと
も、ブレーキトルクを間接的に表しているΔθ1やΔｔ1
を用いて、これらの初期状態時の値と一定期間経過後の
値との差で、制御信号を補償するようにしてもよい。
【００３２】また、以上では、各関節ごとにブレーキト
ルクの測定する方法について述べたが、マニピュレータ
の全関節のブレーキトルクを一度に測定することも可能
である。以下、この方法について、図１０を用いて説明
する。
ルクの測定する方法について述べたが、マニピュレータ
の全関節のブレーキトルクを一度に測定することも可能
である。以下、この方法について、図１０を用いて説明
する。
【００３３】マニピュレータの先端を、例えば、図１０
（１）に示すように、先端速度ｖで予め決めた経路で等
速直線運動させる。先端がある位置（関節角度θ1b、θ
2b、θ3b、先端位置Ｐ、先端姿勢Ｒ）となった時、同図
（２）に示すように、全関節のブレーキ機構を作動させ
る。そして、同図（３）に示すように、マニピュレータ
の全関節が停止した時の関節角度θ1b’、θ2b’及びθ
3b’を測定する。次に、得られたデータを基に、以下の
何れかの方法により全関節のブレーキトルクを算出す
る。
（１）に示すように、先端速度ｖで予め決めた経路で等
速直線運動させる。先端がある位置（関節角度θ1b、θ
2b、θ3b、先端位置Ｐ、先端姿勢Ｒ）となった時、同図
（２）に示すように、全関節のブレーキ機構を作動させ
る。そして、同図（３）に示すように、マニピュレータ
の全関節が停止した時の関節角度θ1b’、θ2b’及びθ
3b’を測定する。次に、得られたデータを基に、以下の
何れかの方法により全関節のブレーキトルクを算出す
る。
【００３４】θ1b、θ2b、θ3bとθ1b’、θ2b’、θ
3b’より、制動中のマニピュレータ先端の位置変位Δ
Ｐ、姿勢変位ΔＲを求める。そして、予め解析あるいは
試験等により導いた以下の関係式を用いて、各関節のブ
レーキトルクＴ1，Ｔ2，Ｔ3を求める。
3b’より、制動中のマニピュレータ先端の位置変位Δ
Ｐ、姿勢変位ΔＲを求める。そして、予め解析あるいは
試験等により導いた以下の関係式を用いて、各関節のブ
レーキトルクＴ1，Ｔ2，Ｔ3を求める。
【００３５】Ｔ（Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3）＝ｆ1（ΔＰ，ΔＲ） 制動中の各関節の回転角度Δθ1(＝θ1b'−θ1b)、Δ
θ2(＝θ2b'−θ2b）及びΔθ3（＝θ3b'−θ3b）を求
める。そして、予め解析あるいは試験等により導いた以
下の関係式を用いて、各関節のブレーキトルクＴ1，
Ｔ2，Ｔ3を求める。
θ2(＝θ2b'−θ2b）及びΔθ3（＝θ3b'−θ3b）を求
める。そして、予め解析あるいは試験等により導いた以
下の関係式を用いて、各関節のブレーキトルクＴ1，
Ｔ2，Ｔ3を求める。
【００３６】 Ｔ（Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3）＝ｆ3（Δθ1，Δθ2，Δθ3） 次に、本発明に係る第３の実施例について、図１１を用
いて説明する。マニピュレータ本体２００Ｂは、第１関
節２１０Ｂ、第２関節２２０Ｂ、第３関節２３０Ｂ、第
４関節２４０Ｂ、第５関節２５０Ｂ及び第６関節２６０
Ｂを有している。第１関節２１０Ｂには、温度センサ２
１９、角度検出装置２１１、モータ２１２及び４段階に
トルクを調節できるブレーキ機構２１３が配置してい
る。ブレーキ機構２１３は、第１の実施例で説明したも
のと同様のもので、４段階のトルク調節は、回転軸３２
０に関して対称に位置しているコイルをペアとして、こ
れらのペア相互を適宜組み合わせて励磁させることによ
り実行する。具体的には、図５に示すコイル３０６ａ、
３０６ｅをコイル群Ｂ11とし、同様に３０６ｂ、３０６
ｆをコイル群Ｂ12、３０６ｃ、３０６ｇをコイル群
Ｂ13、３０６ｄ、３０６ｈをコイル群Ｂ14として、４つ
のコイル群に分け、これらのコイル群を必要なトルクレ
ベルに応じて組み合わせて励磁し、４種類のトルクを得
る。なお、他の第２関節２２０Ｂから第６関節２６０Ｂ
も第１関節２１０Ｂと同様の構成である。
いて説明する。マニピュレータ本体２００Ｂは、第１関
節２１０Ｂ、第２関節２２０Ｂ、第３関節２３０Ｂ、第
４関節２４０Ｂ、第５関節２５０Ｂ及び第６関節２６０
Ｂを有している。第１関節２１０Ｂには、温度センサ２
１９、角度検出装置２１１、モータ２１２及び４段階に
トルクを調節できるブレーキ機構２１３が配置してい
る。ブレーキ機構２１３は、第１の実施例で説明したも
のと同様のもので、４段階のトルク調節は、回転軸３２
０に関して対称に位置しているコイルをペアとして、こ
れらのペア相互を適宜組み合わせて励磁させることによ
り実行する。具体的には、図５に示すコイル３０６ａ、
３０６ｅをコイル群Ｂ11とし、同様に３０６ｂ、３０６
ｆをコイル群Ｂ12、３０６ｃ、３０６ｇをコイル群
Ｂ13、３０６ｄ、３０６ｈをコイル群Ｂ14として、４つ
のコイル群に分け、これらのコイル群を必要なトルクレ
ベルに応じて組み合わせて励磁し、４種類のトルクを得
る。なお、他の第２関節２２０Ｂから第６関節２６０Ｂ
も第１関節２１０Ｂと同様の構成である。
【００３７】通常、宇宙用のマニピュレータにおけるブ
レーキ機構には強度上、安全性等からブレーキトルクの
要求範囲が決まる。また、宇宙環境では、温度変化が非
常に大きく、温度変化によるブレーキトルクの変動を無
視できない。そのため、ブレーキの使用温度を監視して
温度に応じてブレーキトルクを調節するとよい。本実施
例は、このような温度変化に対応するものである。
レーキ機構には強度上、安全性等からブレーキトルクの
要求範囲が決まる。また、宇宙環境では、温度変化が非
常に大きく、温度変化によるブレーキトルクの変動を無
視できない。そのため、ブレーキの使用温度を監視して
温度に応じてブレーキトルクを調節するとよい。本実施
例は、このような温度変化に対応するものである。
【００３８】予め地上あるいは軌道上にてマニピュレー
タの関節に用いるブレーキ機構の温度−トルク特性デー
タ２１を取得しておく。この特性データ２１を基に、動
作させる温度範囲中ではブレーキトルクが要求範囲に収
まるように、実際の温度に対するブレーキの入切データ
１５Ｂをブレーキ入切データ記憶部１３に記憶させてお
く。例えば、ブレーキ特性は、温度（Ｔｅｍｐ）が高く
なるほどブレーキトルク（Ｔｏｒｑｕｅ）が低下するた
め、低温時（Ｔｅ１≦Ｔｅｍｐ≦Ｔｅ２）にはＢ11のみ
使用し、高温時（Ｔｅ４≦Ｔｅｍｐ≦Ｔｅ５）にはＢ11
からＢ14までの全てのブレーキを作動させるというよう
にして、温度がＴｅ１からＴｅ５までの範囲で変化して
も、ブレーキトルクが目的のブレーキトルクの許容範囲
に収まるようなブレーキの入切情報１５Ｂを作成し、ブ
レーキ入切データ記憶部１３Ｂに記憶させておく。
タの関節に用いるブレーキ機構の温度−トルク特性デー
タ２１を取得しておく。この特性データ２１を基に、動
作させる温度範囲中ではブレーキトルクが要求範囲に収
まるように、実際の温度に対するブレーキの入切データ
１５Ｂをブレーキ入切データ記憶部１３に記憶させてお
く。例えば、ブレーキ特性は、温度（Ｔｅｍｐ）が高く
なるほどブレーキトルク（Ｔｏｒｑｕｅ）が低下するた
め、低温時（Ｔｅ１≦Ｔｅｍｐ≦Ｔｅ２）にはＢ11のみ
使用し、高温時（Ｔｅ４≦Ｔｅｍｐ≦Ｔｅ５）にはＢ11
からＢ14までの全てのブレーキを作動させるというよう
にして、温度がＴｅ１からＴｅ５までの範囲で変化して
も、ブレーキトルクが目的のブレーキトルクの許容範囲
に収まるようなブレーキの入切情報１５Ｂを作成し、ブ
レーキ入切データ記憶部１３Ｂに記憶させておく。
【００３９】本マニピュレータを宇宙環境にて運用する
場合、温度センサ２１９にて測定した温度データは関節
制御演算部１１Ｂに送られ、マニピュレータ本体２００
Ｂのブレーキ機構を作動させる時、関節制御演算部１１
Ｂはブレーキ入切データ記憶部１３Ｂに記憶されている
ブレーキ入切情報１５を参照して、ブレーキ駆動回路１
１２にＢ11（２１３ｃ）からＢ14（２１３ｆ）の入切信
号を送る。他の関節についても同様にしてブレーキの制
御を行う。
場合、温度センサ２１９にて測定した温度データは関節
制御演算部１１Ｂに送られ、マニピュレータ本体２００
Ｂのブレーキ機構を作動させる時、関節制御演算部１１
Ｂはブレーキ入切データ記憶部１３Ｂに記憶されている
ブレーキ入切情報１５を参照して、ブレーキ駆動回路１
１２にＢ11（２１３ｃ）からＢ14（２１３ｆ）の入切信
号を送る。他の関節についても同様にしてブレーキの制
御を行う。
【００４０】なお、本実施例では、温度センサ２１９，
…，２６９を関節毎に配置したが、１つの温度センサに
より代表させても良い。本実施例によれば、温度の変化
によるブレーキトルクの変動の応じてブレーキトルクを
調節し、要求仕様範囲内に収めることができる。
…，２６９を関節毎に配置したが、１つの温度センサに
より代表させても良い。本実施例によれば、温度の変化
によるブレーキトルクの変動の応じてブレーキトルクを
調節し、要求仕様範囲内に収めることができる。
【００４１】なお、本実施例において、特性データ２１
のように、保持時（Ｈｏｌｄｉｎｇ）と制動時（Ｂｒｅ
ａｋｉｎｇ）のデータを両方取得しておいて、第１の実
施例と組合せて用いれば、環境温度とブレーキ状態によ
りブレーキトルクを調節することができる。この場合、
環境温度が変化した場合でも、ブレーキ状態が変化した
場合でも、段階的なトルク調節になるが、図１２に示す
ようなブレーキ機構を用いることにより、ブレーキ状態
が変化した場合には段階的なトルク調節、環境温度が変
化した場合には無段階のトルク調節を行うことができ
る。
のように、保持時（Ｈｏｌｄｉｎｇ）と制動時（Ｂｒｅ
ａｋｉｎｇ）のデータを両方取得しておいて、第１の実
施例と組合せて用いれば、環境温度とブレーキ状態によ
りブレーキトルクを調節することができる。この場合、
環境温度が変化した場合でも、ブレーキ状態が変化した
場合でも、段階的なトルク調節になるが、図１２に示す
ようなブレーキ機構を用いることにより、ブレーキ状態
が変化した場合には段階的なトルク調節、環境温度が変
化した場合には無段階のトルク調節を行うことができ
る。
【００４２】図１２に示すブレーキ機構は、第１の実施
例におけるブレーキ機構のバネ３０８の力を調節するバ
ネ力調節ボルト３０９をアクチュエータ３３０により駆
動できるようにしたものである。このブレーキ機構の摩
擦力は、コイル３０６に発生する電磁力とバネ３０８の
弾性力との差である。そこで、バネ３０８の弾性力をバ
ネ力調節ボルト３０９で調整することにより、ブレーキ
トルクを無段階で調節することができる。バネ力調節ボ
ルト３０９は、ギア３３１，３３２を介して、アクチュ
エータ３３０に接続されている。このアクチュエータ３
３０に対しては、温度変化に伴うブレーキトルク変化を
補償する電流を供給できるようにする。一方、ブレーキ
状態が変化した場合は、第１の実施例と同様に対応す
る。従って、このようすることにより、ブレーキ状態が
変化した場合には段階的なトルク調節、環境温度が変化
した場合には無段階のトルク調節を行うことができる。
例におけるブレーキ機構のバネ３０８の力を調節するバ
ネ力調節ボルト３０９をアクチュエータ３３０により駆
動できるようにしたものである。このブレーキ機構の摩
擦力は、コイル３０６に発生する電磁力とバネ３０８の
弾性力との差である。そこで、バネ３０８の弾性力をバ
ネ力調節ボルト３０９で調整することにより、ブレーキ
トルクを無段階で調節することができる。バネ力調節ボ
ルト３０９は、ギア３３１，３３２を介して、アクチュ
エータ３３０に接続されている。このアクチュエータ３
３０に対しては、温度変化に伴うブレーキトルク変化を
補償する電流を供給できるようにする。一方、ブレーキ
状態が変化した場合は、第１の実施例と同様に対応す
る。従って、このようすることにより、ブレーキ状態が
変化した場合には段階的なトルク調節、環境温度が変化
した場合には無段階のトルク調節を行うことができる。
【００４３】また、アクチュエータ３３０に対して、温
度変化に伴うブレーキトルク変化の他に、経時変化に伴
うブレーキトルク変化を補償する電流を供給するように
してもよい。以上、本発明に係る各種実施例について説
明したが、本発明は、ブレーキ機構の形式に関係無く、
具体的には、負作動型のものであっても正作動型のもの
であっても、又、電磁式であっても油圧式であってもよ
く、ブレーキトルクを無段階変化又は段階的変化できる
ようにすれば、本発明を適用できることは言うまでもな
い。
度変化に伴うブレーキトルク変化の他に、経時変化に伴
うブレーキトルク変化を補償する電流を供給するように
してもよい。以上、本発明に係る各種実施例について説
明したが、本発明は、ブレーキ機構の形式に関係無く、
具体的には、負作動型のものであっても正作動型のもの
であっても、又、電磁式であっても油圧式であってもよ
く、ブレーキトルクを無段階変化又は段階的変化できる
ようにすれば、本発明を適用できることは言うまでもな
い。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、状態を把握して、この
状態に応じてブレーキ機構の駆動量を変えているので、
常に目的のブレーキトルクを得ることができ、対象物を
正確な位置に静止させることができる。
状態に応じてブレーキ機構の駆動量を変えているので、
常に目的のブレーキトルクを得ることができ、対象物を
正確な位置に静止させることができる。
【００４５】従って、本発明に係るブレーキ装置は、宇
宙のような環境の厳しいところでの使用に適していると
言える。
宙のような環境の厳しいところでの使用に適していると
言える。
【図１】本発明に係る第１の実施例のマニピュレータ装
置の回路ブロック図である。
置の回路ブロック図である。
【図２】本発明に係る第１の実施例のマニピュレータ装
置の全体斜視図である。
置の全体斜視図である。
【図３】本発明に係る第１の実施例のマニピュレータ装
置を備えている衛星の全体斜視図である。
置を備えている衛星の全体斜視図である。
【図４】本発明に係る第１の実施例のブレーキ機構（ブ
レーキ開放状態）の要部切欠き側面図である。
レーキ開放状態）の要部切欠き側面図である。
【図５】本発明に係る第１の実施例のブレーキ機構（ブ
レーキ作動状態）の要部切欠き側面図である。
レーキ作動状態）の要部切欠き側面図である。
【図６】図４におけるＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】本発明に係る第２の実施例のマニピュレータ装
置の回路ブロック図である。
置の回路ブロック図である。
【図８】本発明に係る第２の実施例のブレーキ機構の要
部切欠き側面図である。
部切欠き側面図である。
【図９】本発明に係る第２実施例のトルク測定方法を説
明するための説明図である。
明するための説明図である。
【図１０】本発明に係る第２の実施例の他のトルク測定
方法を説明するための説明図である。
方法を説明するための説明図である。
【図１１】本発明に係る第３の実施例のマニピュレータ
装置の回路ブロック図である。
装置の回路ブロック図である。
【図１２】本発明に係る第４の実施例のブレーキ機構の
要部切欠き側面図である。
要部切欠き側面図である。
１…衛星、２…マニピュレータ装置、９…制御装置、１
０，１０Ａ，１０Ｂ…マニピュレータ制御演算部、１
１，１１Ａ，１１Ｂ…関節制御演算部、１２…状態把握
部、１３，１３Ｂ…ブレーキ入切データ記憶部、１６…
上位演算部、１７…ブレーキトルク算出部、１８…ブレ
ーキトルク変化量算出部、１９…制御信号補償部、１１
０…駆動回路部、１１１…モータ駆動回路、１１２，１
１２Ａ…ブレーキ駆動回路、２００，２００Ｂ…マニピ
ュレータ本体、２１１，２６１…角度検出装置、２１
２，２６２…モータ、２１３，２１３Ａ，２６３…ブレ
ーキ機構、３０２，３０２Ａ…摩擦板、３０３…ブレー
キディスク、３０４Ａ…アーマチュア、３０５，３１４
…フィールド、３０６，３０６Ａ…コイル、３０８…バ
ネ、３０９…バネ力調節ボルト、３３０…アクチュエー
タ。
０，１０Ａ，１０Ｂ…マニピュレータ制御演算部、１
１，１１Ａ，１１Ｂ…関節制御演算部、１２…状態把握
部、１３，１３Ｂ…ブレーキ入切データ記憶部、１６…
上位演算部、１７…ブレーキトルク算出部、１８…ブレ
ーキトルク変化量算出部、１９…制御信号補償部、１１
０…駆動回路部、１１１…モータ駆動回路、１１２，１
１２Ａ…ブレーキ駆動回路、２００，２００Ｂ…マニピ
ュレータ本体、２１１，２６１…角度検出装置、２１
２，２６２…モータ、２１３，２１３Ａ，２６３…ブレ
ーキ機構、３０２，３０２Ａ…摩擦板、３０３…ブレー
キディスク、３０４Ａ…アーマチュア、３０５，３１４
…フィールド、３０６，３０６Ａ…コイル、３０８…バ
ネ、３０９…バネ力調節ボルト、３３０…アクチュエー
タ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−284107（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−308200（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−7644（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−36687（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−39021（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B25J 19/00 B25J 9/06 B25J 19/06 F16D 65/21 H02K 49/00
Claims (3)
- 【請求項１】駆動量を変えることによりブレーキトルク
を変えることが可能なブレーキ機構と、 前記ブレーキ機構が動いている対象物を静止させようと
している制動状態であるか、静止した対象物をその状態
に維持しておく保持状態であるかを示すブレーキ状態を
把握するブレーキ状態把握手段と、 前記ブレーキ状態ごとに予め定められている目的のブレ
ーキトルクを得られる前記駆動量を、該ブレーキ状態ご
とに記憶しておく記憶手段と、 前記ブレーキ状態把握手段により把握されたブレーキ状
態に応じて、前記記憶手段に記憶されている該ブレーキ
状態に対する前記駆動量を前記ブレーキ機構に対して指
示するブレーキ機構制御手段と、 を備え、 前記ブレーキ機構は、 回転軸に対して相対回転不能に取り付けられているブレ
ーキディスクと、前記ブレーキディスクに対する遠近方
向に移動可能に配置されているアーマチュアと、該アー
マチュアを該ブレーキディスクに押し付ける方向に付勢
する、又は該アーマチュアを該ブレーキディスクから引
き離す方向に付勢するバネと、該バネが該アーマチュア
を付勢する方向と反対方向に該アーマチュアを電磁力で
吸引するコイルと、を備え、前記アーマチュアと前記バ
ネと前記コイルとは、それぞれ一つずつを組として複数
組有し、各組が前記回転軸を中心として放射状に配置さ
れ、 前記記憶手段には、前記駆動量として、該ブレーキ状態
ごとに駆動させる特定のコイルが記憶され、 前記ブレーキ機構制御手段は、前記ブレーキ状態把握手
段により把握されたブレーキ状態に応じて、前記記憶手
段に記憶されている駆動コイルを前記ブレーキ機構に対
して指示する、 ことを特徴とするブレーキ装置。 - 【請求項２】駆動量を変えることによりブレーキトルク
を変えることが可能なブレーキ機構と、 前記ブレーキ機構まわりの温度を把握する温度把握手段
と、 前記ブレーキ機構まわりの温度ごとに、目的のブレーキ
トルクが得られる前記駆動量を記憶しておく記憶手段
と、 前記温度把握手段により把握された温度に応じて、前記
記憶手段に記憶されている該温度に対する前記駆動量を
前記ブレーキ機構に対して指示するブレーキ機構制御手
段と、 を備え、 前記ブレーキ機構は、 回転軸に対して相対回転不能に取り付けられているブレ
ーキディスクと、前記ブレーキディスクに対する遠近方
向に移動可能に配置されているアーマチュアと、該アー
マチュアを該ブレーキディスクに押し付ける方向に付勢
する、又は該アーマチュアを該ブレーキディスクから引
き離す方向に付勢するバネと、該バネが該アーマチュア
を付勢する方向と反対方向に該アーマチュアを電磁力で
吸引するコイルと、を備え、前記アーマチュアと前記バ
ネと前記コイルとは、それぞれ一つずつを組として複数
組有し、各組が前記回転軸を中心として放射状に配置さ
れ、 前記記憶手段には、前記駆動量として、前記ブレーキ機
構まわりの温度ごとに駆動させる特定のコイルが記憶さ
れ、 前記ブレーキ機構制御手段は、前記温度把握手段により
把握された温度に応じて、前記記憶手段に記憶されてい
る駆動コイルを前記ブレーキ機構に対して指示する、 ことを特徴とするブレーキ装置。 - 【請求項３】請求項１及び２のいずれか一項に記載のブ
レーキ装置と、 前記ブレーキ装置の制動対象となるアームと、 前記アームを駆動させる駆動機構と、 を備えていることを特徴とするマニピュレータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05103893A JP3217892B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | ブレーキ装置及びマニピュレータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05103893A JP3217892B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | ブレーキ装置及びマニピュレータ装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06262565A JPH06262565A (ja) | 1994-09-20 |
| JP3217892B2 true JP3217892B2 (ja) | 2001-10-15 |
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ID=12875639
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05103893A Expired - Fee Related JP3217892B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | ブレーキ装置及びマニピュレータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3217892B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8094112B2 (en) | 1992-10-15 | 2012-01-10 | Hitachi, Ltd. | Liquid crystal display driving method/driving circuit capable of being driven with equal voltages |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4756230B2 (ja) * | 2001-09-28 | 2011-08-24 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電動ブレーキ装置 |
| EP1905552A1 (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-02 | Abb Research Ltd. | A robot with at least two separate brake devices and a method of controlling such a robot |
| JP5264308B2 (ja) * | 2008-06-12 | 2013-08-14 | 三菱電機株式会社 | 制御装置 |
| JP5280132B2 (ja) * | 2008-08-26 | 2013-09-04 | 日本電産サンキョー株式会社 | 産業用ロボット |
| JP2010078433A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Toshiba Corp | 遠隔作業装置 |
| FR2950831B1 (fr) * | 2009-10-05 | 2012-08-10 | Commissariat Energie Atomique | Articulation motorisee pour bras de robot |
| JP5447451B2 (ja) * | 2011-08-08 | 2014-03-19 | 株式会社安川電機 | ロボット |
| DE102013012448A1 (de) * | 2013-07-26 | 2015-01-29 | Kuka Laboratories Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Bremsen einer Roboterachsanordnung |
| LU93045B1 (de) * | 2016-04-27 | 2017-11-07 | Ovalo Gmbh | Motorisiertes Gelenk für einen programmierbaren Bewegungsautomaten |
| DE102016111124A1 (de) * | 2016-06-17 | 2017-12-21 | Schunk Gmbh & Co. Kg Spann- Und Greiftechnik | Greifvorrichtung |
| CN115699535A (zh) * | 2020-06-19 | 2023-02-03 | 松下知识产权经营株式会社 | 带制动器的马达 |
| CN111981060B (zh) * | 2020-08-24 | 2021-11-26 | 浙江英洛华赫兹电气有限公司 | 可靠性高的电磁失电制动器 |
-
1993
- 1993-03-11 JP JP05103893A patent/JP3217892B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| US8094112B2 (en) | 1992-10-15 | 2012-01-10 | Hitachi, Ltd. | Liquid crystal display driving method/driving circuit capable of being driven with equal voltages |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06262565A (ja) | 1994-09-20 |
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