JP3327694B2 - ３次元位置検出装置 - Google Patents
３次元位置検出装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、構造物加力実験装置に
適用され、３次元方向に加力される試験体の定点位置を
検出するための、３次元位置検出装置に関する。
適用され、３次元方向に加力される試験体の定点位置を
検出するための、３次元位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】波浪振動試験装置等のように、３次元方
向（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向）からの力を試験体に加え、
試験体の挙動を調べるための装置がある。図３は、この
様な装置において、試験体１に設定された定点位置を検
出するため、従来から使用されている３次元位置検出装
置の斜視図である。なお、同図において符番のサフィッ
クス，Ｘ，Ｙ，Ｚは、それぞれＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向を
指すものである。
向（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向）からの力を試験体に加え、
試験体の挙動を調べるための装置がある。図３は、この
様な装置において、試験体１に設定された定点位置を検
出するため、従来から使用されている３次元位置検出装
置の斜視図である。なお、同図において符番のサフィッ
クス，Ｘ，Ｙ，Ｚは、それぞれＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向を
指すものである。
【０００３】試験場に上，下端が固定され、設置された
試験体０１にはＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に作動する、アク
チュエータ０２Ｘ，０２Ｙ，０２Ｚから力が加えられ、
試験体０１はこの加力により、変形、移動する。この移
動量を検出するため、試験体０１の近傍の床面に固着さ
れた、３台の不動梁０３（図に１台のみ示している。）
上部に固定された、それぞれの変位検出器０４Ｘ，０４
Ｙ，０４Ｚによって、試験体０１に特定された定点位置
を検出するようにしている。
試験体０１にはＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に作動する、アク
チュエータ０２Ｘ，０２Ｙ，０２Ｚから力が加えられ、
試験体０１はこの加力により、変形、移動する。この移
動量を検出するため、試験体０１の近傍の床面に固着さ
れた、３台の不動梁０３（図に１台のみ示している。）
上部に固定された、それぞれの変位検出器０４Ｘ，０４
Ｙ，０４Ｚによって、試験体０１に特定された定点位置
を検出するようにしている。
【０００４】しかし、このような装置で試験体０１の定
点位置を検出するために、３台の変位検出器０４Ｘ，０
４Ｙ，０４Ｚを必要とするばかりでなく、これらの変位
検出器０４Ｘ，０４Ｙ，０４Ｚを所定の場所に取付ける
ための、不動梁０３も３台必要である。
点位置を検出するために、３台の変位検出器０４Ｘ，０
４Ｙ，０４Ｚを必要とするばかりでなく、これらの変位
検出器０４Ｘ，０４Ｙ，０４Ｚを所定の場所に取付ける
ための、不動梁０３も３台必要である。
【０００５】従って、これらの準備作業に多大な時間を
要するばかりでなく、精度の良い定点位置測定のために
は、取付精度も要求され、取付けに熟練度を必要とし
た。さらに、３台の変位検出器０４Ｘ，０４Ｙ，０４Ｚ
は、定点位置、すなわち試験体０１に定められる１点で
の、試験体０１のＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向の変動を計測し
なければならないにも拘わらず、変位検出器の構造上夫
々異った位置を、定点位置として検出せざるを得なかっ
た。このため、試験体０１が変形、移動した場合など、
変位検出器０４Ｘ，０４Ｙ，０４Ｚによる、検出では正
確な試験体０１の挙動を把握することはできなかった。
要するばかりでなく、精度の良い定点位置測定のために
は、取付精度も要求され、取付けに熟練度を必要とし
た。さらに、３台の変位検出器０４Ｘ，０４Ｙ，０４Ｚ
は、定点位置、すなわち試験体０１に定められる１点で
の、試験体０１のＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向の変動を計測し
なければならないにも拘わらず、変位検出器の構造上夫
々異った位置を、定点位置として検出せざるを得なかっ
た。このため、試験体０１が変形、移動した場合など、
変位検出器０４Ｘ，０４Ｙ，０４Ｚによる、検出では正
確な試験体０１の挙動を把握することはできなかった。
【０００６】また、試験体０１が変形、移動する場合、
変位検出器０４Ｘ，０４Ｙ，０４Ｚの検出端は、初期に
設定した定点位置と異った点の位置検出を行うことが起
り、初期設定した定点位置における検出が困難であっ
た。なお、変位検出器０４Ｘ，０４Ｙ，０４Ｚの検出端
を、試験体０１の変形移動に追従させるために、変位検
出器の検出端をスプリング等により、試験体０１に押し
つけるか、又は、変位検出器０４Ｘ，０４Ｙ，０４Ｚの
両端を、回転自由な軸受で支持することによって、変形
移動した場合でも、初期設定した定点における検出を行
うことはできるが、このためには、変位検出器０４Ｘ，
０４Ｙ，０４Ｚの構造が複雑になるとともに、取付けに
時間、および熟練を要する不具合がさらに発生する。
変位検出器０４Ｘ，０４Ｙ，０４Ｚの検出端は、初期に
設定した定点位置と異った点の位置検出を行うことが起
り、初期設定した定点位置における検出が困難であっ
た。なお、変位検出器０４Ｘ，０４Ｙ，０４Ｚの検出端
を、試験体０１の変形移動に追従させるために、変位検
出器の検出端をスプリング等により、試験体０１に押し
つけるか、又は、変位検出器０４Ｘ，０４Ｙ，０４Ｚの
両端を、回転自由な軸受で支持することによって、変形
移動した場合でも、初期設定した定点における検出を行
うことはできるが、このためには、変位検出器０４Ｘ，
０４Ｙ，０４Ｚの構造が複雑になるとともに、取付けに
時間、および熟練を要する不具合がさらに発生する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述従来装
置の不具合を解消するため、 （１）試験体の近傍に固定、立設する不動梁が１台で済
み、このため準備作業に多くの時間を必要とせず、ま
た、その取付精度を要求されることもなく、 （２）試験体の、厳密な意味での、定点位置の挙動が計
測でき、試験体の変形、移動についても正確なデータが
取得でき、 （３）変位検出器を複雑な機構にすることなく、また、
取付けに時間、および熟練度を要することなく、変形、
移動する試験体に初期設定した定点位置での計測ができ
る、３次元位置検出装置を提供することを課題とする。
置の不具合を解消するため、 （１）試験体の近傍に固定、立設する不動梁が１台で済
み、このため準備作業に多くの時間を必要とせず、ま
た、その取付精度を要求されることもなく、 （２）試験体の、厳密な意味での、定点位置の挙動が計
測でき、試験体の変形、移動についても正確なデータが
取得でき、 （３）変位検出器を複雑な機構にすることなく、また、
取付けに時間、および熟練度を要することなく、変形、
移動する試験体に初期設定した定点位置での計測ができ
る、３次元位置検出装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の３次
元位置検出装置は次の手段とした。 （１）３次元方向の加力試験を行う試験体から離隔して
設置された不動梁の一点に、一端が連結され、他端が第
１のアームの基端に連結されて、一方向の回転が自在に
され、この回転角を検出する第１の角度検出器を設けた
第１のピンジョイントを設けた。 （２）一端が第１のアームの先端に連結され、他端が第
２のアームの基端に連結され、少くとも一方向の回転が
自在にされて、この回転角を検出する第２の角度検出器
を設けた第２のピンジョイントを設けた。 （３）第２のピンジョイントと同様の構成で、順次連結
される第ｎ−１（ｎ≧４）のピンジョイントを設けた。 （４）一端が第ｎ−１のアーム先端に連結され、他端が
加力試験を行う試験体の計測点である定点位置に連結さ
れ、一方向に回転自在にされた第ｎのピンジョイントを
設けた。（５）第１ないし第ｎのピンジョイント若しくは第１な
いし第ｎ−１のアームの少くとも１つに設けられ、ピン
ジョイント若しくはアームを捩り回転自在にする軸受を
設けた。
元位置検出装置は次の手段とした。 （１）３次元方向の加力試験を行う試験体から離隔して
設置された不動梁の一点に、一端が連結され、他端が第
１のアームの基端に連結されて、一方向の回転が自在に
され、この回転角を検出する第１の角度検出器を設けた
第１のピンジョイントを設けた。 （２）一端が第１のアームの先端に連結され、他端が第
２のアームの基端に連結され、少くとも一方向の回転が
自在にされて、この回転角を検出する第２の角度検出器
を設けた第２のピンジョイントを設けた。 （３）第２のピンジョイントと同様の構成で、順次連結
される第ｎ−１（ｎ≧４）のピンジョイントを設けた。 （４）一端が第ｎ−１のアーム先端に連結され、他端が
加力試験を行う試験体の計測点である定点位置に連結さ
れ、一方向に回転自在にされた第ｎのピンジョイントを
設けた。（５）第１ないし第ｎのピンジョイント若しくは第１な
いし第ｎ−１のアームの少くとも１つに設けられ、ピン
ジョイント若しくはアームを捩り回転自在にする軸受を
設けた。
【０００９】なお、上記手段における不動梁と第１のア
ーム、第１のアームと第２のアーム、……および、第ｎ
−２のアームと第ｎ−１のアームの間にそれぞれ連結さ
れる第１のピンジョイント、ないし第ｎ−１のピンジョ
イントは、単体を意味するものではなく、それぞれが特
定の一方向に回転自在にされ、各回転角をそれぞれ検出
する角度検出器を各々具えた複数のピンジョイントで構
成されるものでも良い。さらに、特定の一方向とは、同
一方向を意味するものではなく、それぞれのピンジョイ
ントに特定されている１つの方向を意味するものであ
る。
ーム、第１のアームと第２のアーム、……および、第ｎ
−２のアームと第ｎ−１のアームの間にそれぞれ連結さ
れる第１のピンジョイント、ないし第ｎ−１のピンジョ
イントは、単体を意味するものではなく、それぞれが特
定の一方向に回転自在にされ、各回転角をそれぞれ検出
する角度検出器を各々具えた複数のピンジョイントで構
成されるものでも良い。さらに、特定の一方向とは、同
一方向を意味するものではなく、それぞれのピンジョイ
ントに特定されている１つの方向を意味するものであ
る。
【００１０】また、他の本発明の３次元位置検出装置
は、上記（１）〜（５）の手段に加え、次の手段とし
た。 （６）予め入力されている第１ないし第ｎのピンジョイ
ントの長さ、回転面の鉛直方向となす角、第１ないし第
ｎ−１のアームの長さ、および角度検出器で検出された
回転角から第１のピンジョイントが連結されている不動
梁の連結点を原点とした、第ｎのピンジョイントが連結
されている試験体の定点位置の座標を算出する演算装置
を設けた。
は、上記（１）〜（５）の手段に加え、次の手段とし
た。 （６）予め入力されている第１ないし第ｎのピンジョイ
ントの長さ、回転面の鉛直方向となす角、第１ないし第
ｎ−１のアームの長さ、および角度検出器で検出された
回転角から第１のピンジョイントが連結されている不動
梁の連結点を原点とした、第ｎのピンジョイントが連結
されている試験体の定点位置の座標を算出する演算装置
を設けた。
【００１１】
【作用】本発明の３次元位置検出装置では、上述（１）
〜（５）の手段により、試験体がＸ，Ｙ，Ｚ軸の各方向
に作動する、各アクチュエータによって加力され、変
形、移動した時、第１ないし第ｎのピンジョイント、第
１ないし第ｎ−１のアーム、及び第１ないし第ｎ−１の
角度検出器は、第ｎのピンジョイントの他端が連結され
た試験体の定点位置の変形、移動に追従して動く。この
時の、第１ないし第ｎ−１の角度検出器で検出される、
第１ないし第ｎ−１のピンジョイント回転角と、既知の
第１ないし第ｎのピンジョイントの長さ、回転方向、及
び第１ないし第ｎ−１のアームの長さのデータを使用し
て、数式（１）により演算することにより、試験体の定
点位置の位置検出を、リアルタイムに行うことができ
る。
〜（５）の手段により、試験体がＸ，Ｙ，Ｚ軸の各方向
に作動する、各アクチュエータによって加力され、変
形、移動した時、第１ないし第ｎのピンジョイント、第
１ないし第ｎ−１のアーム、及び第１ないし第ｎ−１の
角度検出器は、第ｎのピンジョイントの他端が連結され
た試験体の定点位置の変形、移動に追従して動く。この
時の、第１ないし第ｎ−１の角度検出器で検出される、
第１ないし第ｎ−１のピンジョイント回転角と、既知の
第１ないし第ｎのピンジョイントの長さ、回転方向、及
び第１ないし第ｎ−１のアームの長さのデータを使用し
て、数式（１）により演算することにより、試験体の定
点位置の位置検出を、リアルタイムに行うことができ
る。
【００１２】
【数１】
【００１３】（１）従って、試験体の定点位置を検出す
る、試験体の近傍に固定、立設する不動梁が１台で済
み、このための準備作業に多くの時間を必要とせず、ま
た、その取付精度を要求されることもなく、取付けに熟
練度を要求されることがない。
る、試験体の近傍に固定、立設する不動梁が１台で済
み、このための準備作業に多くの時間を必要とせず、ま
た、その取付精度を要求されることもなく、取付けに熟
練度を要求されることがない。
【００１４】（２） ３次元位置検出装置の先端は試験
体の定点位置に連結され、定点位置と不動梁との間に介
装される検出装置は、試験体の変動、移動に対応して動
き、厳密な意味での試験体の定点位置の挙動が計測でき
る。また、試験体の変形、移動についても正確なデータ
が取得できる。
体の定点位置に連結され、定点位置と不動梁との間に介
装される検出装置は、試験体の変動、移動に対応して動
き、厳密な意味での試験体の定点位置の挙動が計測でき
る。また、試験体の変形、移動についても正確なデータ
が取得できる。
【００１５】（３）また、検出装置の先端は、試験体の
定点位置に連結されて、試験体の変形、移動に応じて動
くので、検出装置の先端を試験体の定点位置に初期設置
するための複雑な機構を必要とせず、また、取付けに時
間および熟練度を要することがない。（４）さらに、試験体の変形、移動時に、ピンジョイン
ト、又はアームに無理な荷重が発生せず、試験体の定点
位置の変形、移動に検出装置の先端をスムーズに追従さ
せることができる。
定点位置に連結されて、試験体の変形、移動に応じて動
くので、検出装置の先端を試験体の定点位置に初期設置
するための複雑な機構を必要とせず、また、取付けに時
間および熟練度を要することがない。（４）さらに、試験体の変形、移動時に、ピンジョイン
ト、又はアームに無理な荷重が発生せず、試験体の定点
位置の変形、移動に検出装置の先端をスムーズに追従さ
せることができる。
【００１６】また、他の本発明の３次元位置検出装置で
は、上記（１）〜（４）に加え、上述（６）の手段によ
り、（５）演算装置では、第１のピンジョイントと不動梁と
の連結点を原点とした、第ｎのピンジョイントが連結さ
れた試験体の定点位置の変形、移動時の座標を、３次元
位置検出装置に設定された座標で算出するので、検出装
置と不動梁との取付精度が要求されず、また、取付けに
熟練度が要求されず、さらには不動梁の姿勢および設置
場所の制約を受けることがない。
は、上記（１）〜（４）に加え、上述（６）の手段によ
り、（５）演算装置では、第１のピンジョイントと不動梁と
の連結点を原点とした、第ｎのピンジョイントが連結さ
れた試験体の定点位置の変形、移動時の座標を、３次元
位置検出装置に設定された座標で算出するので、検出装
置と不動梁との取付精度が要求されず、また、取付けに
熟練度が要求されず、さらには不動梁の姿勢および設置
場所の制約を受けることがない。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の３次元位置検出装置の実施例
を、図面に基づき説明する。図１は、本発明の３次元位
置検出装置の一実施例を示す斜視図で、図１（Ａ）は全
体図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ部詳細図、図２は
演算ブロック図である。Ｘ軸方向の加力を行うアクチュ
エータ２Ｘ，Ｙ軸方向の加力を行うアクチュエータ２
Ｙ，およびＺ軸方向の加力を行うアクチュエータ２Ｚの
各先端に連結され、加力試験を行う試験体１は、試験場
にその上端と下端が固着されて、設置されている。
を、図面に基づき説明する。図１は、本発明の３次元位
置検出装置の一実施例を示す斜視図で、図１（Ａ）は全
体図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ部詳細図、図２は
演算ブロック図である。Ｘ軸方向の加力を行うアクチュ
エータ２Ｘ，Ｙ軸方向の加力を行うアクチュエータ２
Ｙ，およびＺ軸方向の加力を行うアクチュエータ２Ｚの
各先端に連結され、加力試験を行う試験体１は、試験場
にその上端と下端が固着されて、設置されている。
【００１８】一方、試験体１と離隔した試験場の床に
は、不動梁３が固定されている。そして、試験体１の変
形、移動を計測する定点位置９と不動梁３の上端の間に
は、ピンジョイント、アーム、角度検出器、および軸受
８からなる３次元位置検出装置としての検出装置１０が
連結介装されている。
は、不動梁３が固定されている。そして、試験体１の変
形、移動を計測する定点位置９と不動梁３の上端の間に
は、ピンジョイント、アーム、角度検出器、および軸受
８からなる３次元位置検出装置としての検出装置１０が
連結介装されている。
【００１９】次に、この検出装置１０について説明す
る。不動梁３の上端には、長さｌ1 の第１のピンジョイ
ント５−１の一端が固着され、この第１のピンジョイン
ト５−１の他端は、長さＬ1 の第１のアーム４−１の基
端に固着され、第１のピンジョイント５−１は、第１の
アーム４−１を不動梁３に対しあらかじめ定められた、
鉛直方向とφ1 の角度をなす一方向の面内で回動自在に
するようにして連結している。また、不動梁３に対する
第１のアームの回転角θ1 を検出する、第１の角度検出
器６−１が第１のピンジョイント５−１に具えられてい
る。この角度検出器６−１は、第１のピンジョイント５
−１の枢軸に、例えばポテンシオメータを組み込んだも
ので実現できる。
る。不動梁３の上端には、長さｌ1 の第１のピンジョイ
ント５−１の一端が固着され、この第１のピンジョイン
ト５−１の他端は、長さＬ1 の第１のアーム４−１の基
端に固着され、第１のピンジョイント５−１は、第１の
アーム４−１を不動梁３に対しあらかじめ定められた、
鉛直方向とφ1 の角度をなす一方向の面内で回動自在に
するようにして連結している。また、不動梁３に対する
第１のアームの回転角θ1 を検出する、第１の角度検出
器６−１が第１のピンジョイント５−１に具えられてい
る。この角度検出器６−１は、第１のピンジョイント５
−１の枢軸に、例えばポテンシオメータを組み込んだも
ので実現できる。
【００２０】また、第１のアーム４−１の先端には、図
１（Ｂ）に示すように、第２のピンジョイントを構成す
るピンジョイント５−２の一端が固着されている。ピン
ジョイント５−２は、第１のアーム４−１に対し鉛直方
向とφ2 の角度をなす面内を回動自在にされた長さｌ2
のもので、その他端はピンジョイント５−２とともに、
第２のピンジョイントを構成する、長さｌ3 のピンジョ
イント５−３の一端に固着されている。
１（Ｂ）に示すように、第２のピンジョイントを構成す
るピンジョイント５−２の一端が固着されている。ピン
ジョイント５−２は、第１のアーム４−１に対し鉛直方
向とφ2 の角度をなす面内を回動自在にされた長さｌ2
のもので、その他端はピンジョイント５−２とともに、
第２のピンジョイントを構成する、長さｌ3 のピンジョ
イント５−３の一端に固着されている。
【００２１】さらに、ピンジョイント５−３も鉛直方向
とφ3 の角度をなす面内で回動自在にされており、その
他端、すなわち第２のピンジョイントの他端は、長さＬ
2 の第２のアーム４−２の基端に固着されている。ま
た、ピンジョイント５−２、ピンジョイント５−３の、
それぞれの回転角θ2，θ3 は、それぞれの枢軸に設け
たポテンシオメータ等による、第２の角度検出器６−
２，６−３で検出される。
とφ3 の角度をなす面内で回動自在にされており、その
他端、すなわち第２のピンジョイントの他端は、長さＬ
2 の第２のアーム４−２の基端に固着されている。ま
た、ピンジョイント５−２、ピンジョイント５−３の、
それぞれの回転角θ2，θ3 は、それぞれの枢軸に設け
たポテンシオメータ等による、第２の角度検出器６−
２，６−３で検出される。
【００２２】このように、第２のピンジョイントは鉛直
方向とφ2 ，φ3 の角度をなす２つの面内の回転が自在
にされているが、第２のピンジョイントを、例えばピン
ジョイント５−２だけで構成するようにしても良い。
方向とφ2 ，φ3 の角度をなす２つの面内の回転が自在
にされているが、第２のピンジョイントを、例えばピン
ジョイント５−２だけで構成するようにしても良い。
【００２３】また、第２のアーム４−２の先端には、第
２のピンジョイントと同様にして、φ4 の角度の面内で
回転自在にされた、長さｌ4 のピンジョイント５−４
と、φ5 の角度の面内で回転自在にされた、長さｌ5 の
ピンジョイント５−５からなる第３のピンジョイントの
一端、すなわち、ピンジョイント５−４の一端が連結さ
れている。さらに、第３のピンジョイントの他端、すな
わち、一端がピンジョイント５−４の他端に固着された
ピンジョイント５−５の他端には、長さＬ3 の第３のア
ーム４−３の基端が連結されている。また、ピンジョイ
ント５−４，５−５、それぞれの枢軸には、ポテンシオ
メータ等による第３の角度検出器６−４，６−５がそれ
ぞれ取付けられ、それぞれの回転角θ4 ，θ5 が検出で
きる。
２のピンジョイントと同様にして、φ4 の角度の面内で
回転自在にされた、長さｌ4 のピンジョイント５−４
と、φ5 の角度の面内で回転自在にされた、長さｌ5 の
ピンジョイント５−５からなる第３のピンジョイントの
一端、すなわち、ピンジョイント５−４の一端が連結さ
れている。さらに、第３のピンジョイントの他端、すな
わち、一端がピンジョイント５−４の他端に固着された
ピンジョイント５−５の他端には、長さＬ3 の第３のア
ーム４−３の基端が連結されている。また、ピンジョイ
ント５−４，５−５、それぞれの枢軸には、ポテンシオ
メータ等による第３の角度検出器６−４，６−５がそれ
ぞれ取付けられ、それぞれの回転角θ4 ，θ5 が検出で
きる。
【００２４】また、第３のアーム４−３の先端には、長
さｌ6 の第４のピンジョイント５−６の一端が連結され
ている。第４のピンジョイント５−６は、φ6 の角度の
面内で回転自在にされるとともに、その他端は、第３の
アーム４−３の軸まわりの回転、すなわち、本検出装置
１０の捩り回転ができるようにする軸受８によって、試
験体１の定点位置９に連結されている。第４のピンジョ
イントは単一のピンジョイント５−６からなり、その枢
軸は定点位置９と同じ位置になるため、他のピンジョイ
ント５−１〜５−５が、具える角度検出器は設けられて
いない。
さｌ6 の第４のピンジョイント５−６の一端が連結され
ている。第４のピンジョイント５−６は、φ6 の角度の
面内で回転自在にされるとともに、その他端は、第３の
アーム４−３の軸まわりの回転、すなわち、本検出装置
１０の捩り回転ができるようにする軸受８によって、試
験体１の定点位置９に連結されている。第４のピンジョ
イントは単一のピンジョイント５−６からなり、その枢
軸は定点位置９と同じ位置になるため、他のピンジョイ
ント５−１〜５−５が、具える角度検出器は設けられて
いない。
【００２５】本実施例は、上述のように構成されるの
で、アクチュエータ２Ｘ，２Ｙ，２Ｚで加力された試験
体１が変形、移動すると、試験体１の変形、移動に応じ
て、ピンジョイント５−１〜５−６が回転し、検出装置
１０の先端、すなわち、ピンジョイント５−６と試験体
１の連結部は、これに追従して移動する。
で、アクチュエータ２Ｘ，２Ｙ，２Ｚで加力された試験
体１が変形、移動すると、試験体１の変形、移動に応じ
て、ピンジョイント５−１〜５−６が回転し、検出装置
１０の先端、すなわち、ピンジョイント５−６と試験体
１の連結部は、これに追従して移動する。
【００２６】この移動に伴う、ピンジョイント５−１〜
５−５の回転角は、図２に示すように、ピンジョイント
５−１〜５−５にそれぞれ設けた角度検出器６−１〜６
−５で検出され、角度信号θ1 〜θ5 として演算装置７
に入力される。
５−５の回転角は、図２に示すように、ピンジョイント
５−１〜５−５にそれぞれ設けた角度検出器６−１〜６
−５で検出され、角度信号θ1 〜θ5 として演算装置７
に入力される。
【００２７】演算装置７には、第１〜第４のピンジョイ
ント５−１〜５〜６の長さｌ1 〜ｌ6 、回転面の鉛直方
向となす角φ1 〜φ6 、および第１〜第３のアーム４−
１〜４−３の長さＬ1 〜Ｌ3 が、あらかじめ、入力され
ている。演算装置では、これらの入力されているデータ
と角度検出器６−１〜６−５からの角度信号θ1 〜θ5
を使って、前記数式１により、検出装置１０の不動梁３
との連結点を原点（Ｏ，Ｏ，Ｏ）とした、試験体の定点
位置９の座標Ｐ5 （ｘ，ｙ，ｚ）を算出する。
ント５−１〜５〜６の長さｌ1 〜ｌ6 、回転面の鉛直方
向となす角φ1 〜φ6 、および第１〜第３のアーム４−
１〜４−３の長さＬ1 〜Ｌ3 が、あらかじめ、入力され
ている。演算装置では、これらの入力されているデータ
と角度検出器６−１〜６−５からの角度信号θ1 〜θ5
を使って、前記数式１により、検出装置１０の不動梁３
との連結点を原点（Ｏ，Ｏ，Ｏ）とした、試験体の定点
位置９の座標Ｐ5 （ｘ，ｙ，ｚ）を算出する。
【００２８】また、第４のピンジョイント５−６と試験
体１の定点位置９との連結部に、軸受８を設けているの
で、検出装置１０の作動に伴う捩れは軸受で解消し、試
験体１の変形、移動に伴う定点位置９の移動に、スムー
ズに第４のピンジョイント５−６の他端を追従させるこ
とができるとともに、検出装置１０の破損を防止するこ
とができる。
体１の定点位置９との連結部に、軸受８を設けているの
で、検出装置１０の作動に伴う捩れは軸受で解消し、試
験体１の変形、移動に伴う定点位置９の移動に、スムー
ズに第４のピンジョイント５−６の他端を追従させるこ
とができるとともに、検出装置１０の破損を防止するこ
とができる。
【００２９】以上、本実施例について説明したが、本発
明は本実施例に限定されるものではなく、第３のアーム
４−３の先端に、第２、第３のピンジョイントと同じ構
造の第ｎ−１のピンジョイントと第ｎ−１のアーム（但
しｎ≧５）を順次連結し、第４のピンジョイント５−６
と同じ構造の第ｎのピンジョイントで、試験体１と連結
するようにしても良いものである。
明は本実施例に限定されるものではなく、第３のアーム
４−３の先端に、第２、第３のピンジョイントと同じ構
造の第ｎ−１のピンジョイントと第ｎ−１のアーム（但
しｎ≧５）を順次連結し、第４のピンジョイント５−６
と同じ構造の第ｎのピンジョイントで、試験体１と連結
するようにしても良いものである。
【００３０】また、軸受８は、第４のピンジョイント５
−６と試験体１との連結部でなく、他のピンジョイン
ト、又はアームに設けるようにしても良く、その数も、
複数設けるようにしても良いものである。
−６と試験体１との連結部でなく、他のピンジョイン
ト、又はアームに設けるようにしても良く、その数も、
複数設けるようにしても良いものである。
【００３１】
【発明の効果】以上、述べたように、本発明の３次元位
置検出装置によれば、請求項１に示す構成により （１）試験体の定点位置を検出する、試験体の近傍に固
定、立設され、検出装置を設置する不動梁が１台で済
み、このための準備作業に多くの時間を必要とせず、ま
た、その取付精度を要求されることもなく、取付けに熟
練度を要求されることがない。 （２）厳密な意味での、試験体の定点位置の挙動が計測
でき、また、試験体の変形、移動についての、正確なデ
ータがリアルタイムで取得できる。 （３）試験体の定点位置を計測する検出装置の先端を、
試験体の定点位置に設置するための複雑な機構を必要と
せず、また、取付けに時間、および熟練度を要すること
がない。（４）試験体の変形、移動時に、ピンジョイント、又は
アームに無理な荷重が発生せず、試験体の定点位置の変
形、移動に、３次元位置検出装置の先端をスムーズに追
従させることができる。
置検出装置によれば、請求項１に示す構成により （１）試験体の定点位置を検出する、試験体の近傍に固
定、立設され、検出装置を設置する不動梁が１台で済
み、このための準備作業に多くの時間を必要とせず、ま
た、その取付精度を要求されることもなく、取付けに熟
練度を要求されることがない。 （２）厳密な意味での、試験体の定点位置の挙動が計測
でき、また、試験体の変形、移動についての、正確なデ
ータがリアルタイムで取得できる。 （３）試験体の定点位置を計測する検出装置の先端を、
試験体の定点位置に設置するための複雑な機構を必要と
せず、また、取付けに時間、および熟練度を要すること
がない。（４）試験体の変形、移動時に、ピンジョイント、又は
アームに無理な荷重が発生せず、試験体の定点位置の変
形、移動に、３次元位置検出装置の先端をスムーズに追
従させることができる。
【００３２】また、他の本発明の３次元位置検出装置に
よれば、上記に加え、請求項２に示す構成により、 （５）３次元位置検出装置と不動梁との取付精度が要求
されず、また、取付けに熟練度が要求されず、さらには
不動梁の設置場所、姿勢に制約を受けることがない。
よれば、上記に加え、請求項２に示す構成により、 （５）３次元位置検出装置と不動梁との取付精度が要求
されず、また、取付けに熟練度が要求されず、さらには
不動梁の設置場所、姿勢に制約を受けることがない。
【図１】本発明の３次元位置検出装置の一実施例を示す
斜視図で、図１（Ａ）は全体図、図１（Ｂ）は、図１
（Ａ）のＡ部詳細図。
斜視図で、図１（Ａ）は全体図、図１（Ｂ）は、図１
（Ａ）のＡ部詳細図。
【図２】図１に示す実施例の演算ブロック図。
【図３】従来の３次元位置検出装置を示す斜視図。
１ 試験体 ２Ｘ，２Ｙ，２Ｚ アクチュエータ ３ 不動梁 ４−１ 第１のアーム ４−２ 第２のアーム ４−３ 第３のアーム ５−１ 第１のピンジョイント ５−２，５−３ 第２のピンジョイント ５−４，５−５ 第３のピンジョイント ５−６ 第４のピンジョイント ６−１ 第１の角度検出器 ６−２，６−３ 第２の角度検出器 ６−４，６−５ 第３の角度検出器 ７ 演算装置 ８ 軸受 ９ 定点位置 １０ 検出装置
Claims (2)
- 【請求項１】 ３次元方向に加力される試験体の定点位
置を検出する３次元位置検出装置において、一端が前記
試験体から離隔して設置された不動梁の一点に連結さ
れ、他端が第１のアームの基端に連結され、一方向に回
転自在にされるとともに、回転角を検出する第１の角度
検出器を具えた第１のピンジョイントと、一端が前記第
１のアームの先端に連結され、他端が第２のアームの基
端に連結され、少くとも一方向に回転自在にされるとと
もに、回転角を検出する第２の角度検出器を具えた第２
のピンジョイントと、第２ピンジョイントと同様にして
順次連結された第ｎ−１（但しｎ≧４）のピンジョイン
トと、一端が第ｎ−１のアームの先端に連結され、他端
が前記試験体の定点位置に連結され、一方向に回転自在
にされた第ｎのピンジョイントと、前記第１ないし第ｎ
のピンジョイント若しくは第１ないし第ｎ−１のアーム
の少くとも１つに設けられ、捩り回転可能にする軸受と
からなることを特徴とする３次元位置検出装置。 - 【請求項２】 予め入力された前記第１ないし第ｎのピ
ンジョイントの長さ、回転面の鉛直方向となす角、前記
第１ないし第ｎ−１のアームの長さ、および前記角度検
出器で検出された回転角から前記不動梁との連結点を原
点とする前記試験体の定点位置の座標を算出する演算装
置を具えていることを特徴とする請求項１の３次元位置
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20657094A JP3327694B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | ３次元位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20657094A JP3327694B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | ３次元位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0868716A JPH0868716A (ja) | 1996-03-12 |
| JP3327694B2 true JP3327694B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=16525592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20657094A Expired - Fee Related JP3327694B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | ３次元位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3327694B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106644335B (zh) * | 2016-09-27 | 2018-09-11 | 中国矿业大学 | 一种液压驱动式大型水平单轴振动台台面安装对准装置 |
| CN108592848B (zh) * | 2018-03-14 | 2024-01-26 | 山东海超机械有限公司 | 一种木工设备用木板角度检测装置及其检测方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06185949A (ja) * | 1992-08-19 | 1994-07-08 | Seishirou Munehira | 多関節型３次元測定器 |
| JP2933187B2 (ja) * | 1992-12-28 | 1999-08-09 | 山九株式会社 | 三次元測定器 |
-
1994
- 1994-08-31 JP JP20657094A patent/JP3327694B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0868716A (ja) | 1996-03-12 |
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