JP6257957B2 - Magnetic field measuring device - Google Patents

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裕 吉野
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Description

本発明は、3軸磁界センサを搭載したプローブを使用して、対象物の各部の磁界測定を行う装置であって、プローブの各部への衝突による損傷を防止するようにした磁界測定装置に関する。   The present invention relates to a magnetic field measuring apparatus that measures a magnetic field of each part of an object using a probe equipped with a three-axis magnetic field sensor and prevents damage due to a collision with each part of the probe.

3軸磁界センサを搭載したプローブを使用して、対象物の各部の磁界測定を精密に行う装置が開発されている(特許文献1)。また、アームやプローブを対象物に近接させて移動させる場合に、対象物との位置関係を検出したり、衝突を防止するための技術が各種紹介されている(特許文献2〜4)。   An apparatus has been developed that uses a probe equipped with a three-axis magnetic field sensor to accurately measure the magnetic field of each part of an object (Patent Document 1). Various techniques for detecting a positional relationship with an object or preventing a collision when an arm or a probe is moved close to the object have been introduced (Patent Documents 2 to 4).

特許文献1 特許4972568号公報Patent Document 1 Japanese Patent No. 4972568 特許文献2 特開2000−221201号公報Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-221201 特許文献3 特開2003−273175号公報Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-273175 特許文献4 特開2008−215934号公報Patent Document 4 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-215934

既知の従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
3軸磁界測定用のプローブは、一端に磁界センサを搭載したセラミック基板から構成されている。磁界センサを対象物の表面に沿って移動させながら、対象物の近傍磁界を検出して、測定回路に検出信号を送信する(特許文献1)。
The known prior art has the following problems to be solved.
A probe for measuring a triaxial magnetic field is composed of a ceramic substrate having a magnetic field sensor mounted on one end. While moving the magnetic field sensor along the surface of the object, a near magnetic field of the object is detected and a detection signal is transmitted to the measurement circuit (Patent Document 1).

ここで、磁界センサを対象物に接近させて近傍磁界を検出する操作を繰り返すときに、プローブの端部が対象物に衝突することがある。また、誤って障害物のある方向に駆動装置を操作して、プローブを障害物に衝突させてしまうことがある。プローブは曲げに弱いため、衝突後も無理に移動をさせると、折損してしまう。   Here, when the operation of detecting the near magnetic field by causing the magnetic field sensor to approach the object is repeated, the end of the probe may collide with the object. Also, the drive device may be accidentally operated in the direction in which the obstacle is present, causing the probe to collide with the obstacle. Since the probe is vulnerable to bending, it will break if it is forcibly moved after a collision.

既知の特許文献に記載の装置には、衝突の回避のための各種の機構が紹介されているが、上記の磁界測定装置にはそのまま採用することが難しい。即ち、プローブの先端には磁界センサが搭載されており、その部分に衝突回避のためのセンサ等を組み込むことができない。また、磁界測定精度を高めるためには、プローブの先端付近に異物を配置することはできない。   Various mechanisms for avoiding a collision are introduced in the devices described in known patent documents, but it is difficult to adopt them as they are in the magnetic field measuring device. That is, a magnetic field sensor is mounted at the tip of the probe, and a sensor for avoiding a collision cannot be incorporated in that portion. Further, in order to increase the magnetic field measurement accuracy, it is not possible to place a foreign object near the tip of the probe.

さらに、プローブを補強する補強材を沿わせることも考えられるが、プローブ全体が太くなると、狭い凹部の磁界測定ができなくなる。従って、プローブは可能な限り細い薄い基板のまま使用したい。また、プローブの先端が何かに衝突したとき、プローブの破損を防止するためにプローブを柔らかく支持することが考えられるが、それでは磁界測定中にプローブの先端位置が変動して、高精度の磁界測定ができなくなる。   Furthermore, it is conceivable to arrange a reinforcing material that reinforces the probe. However, if the entire probe becomes thick, it becomes impossible to measure the magnetic field in a narrow recess. Therefore, it is desirable to use the probe as thin and thin as possible. Also, when the tip of the probe collides with something, it may be possible to support the probe softly to prevent damage to the probe. Measurement cannot be performed.

上記の課題を解決するために、本発明は次のような 磁界測定装置を提供することを目的とする。
(1)磁界センサを搭載したプローブの先端が何かに衝突したときプローブの破損を回避する。
(2)プローブの先端が何かに衝突した後にその位置を安定位置に自動復帰させ、さらに、測定条件の再設定を確実に実行する。
In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a magnetic field measuring apparatus as follows.
(1) Avoid damage to the probe when the tip of the probe on which the magnetic field sensor is mounted collides with something.
(2) After the tip of the probe collides with something, the position is automatically returned to the stable position, and the measurement conditions are reliably reset.

以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。   The following configurations are means for solving the above-described problems.

<構成1>
互いに直交する3軸方向の磁界を測定する磁界センサを先端に搭載したプローブと、
上記プローブを連結部を介して支持する支持部と、
上記支持部をクランプで掴んだ状態で、上記プローブの先端を機械的に設定されたXYZ軸方向のいずれか指定された方向に移動させる駆動装置と、
対象物の表面近傍の磁界を測定した上記3軸磁界センサの出力信号を取得する測定装置とを備え、
上記連結部には、
上記プローブの先端を上記XYZ軸方向のいずれかの方向に移動させているとき、その移動方向と反対の方向の外力が加わった場合に、その外力を吸収する方向に一定量だけ上記プローブの先端を後退させるホルダと、
上記プローブの先端の後退を検出して、上記駆動装置を緊急停止させる停止制御装置とを備えたことを特徴とする磁界測定装置。
<Configuration 1>
A probe mounted at the tip with a magnetic field sensor for measuring magnetic fields in three axial directions orthogonal to each other;
A support part for supporting the probe via a connecting part;
A driving device that moves the tip of the probe in any of the XYZ axial directions that are mechanically set in a state where the support portion is held by a clamp;
A measuring device that acquires an output signal of the three-axis magnetic field sensor that measures a magnetic field near the surface of the object,
In the connecting part,
When the tip of the probe is moved in any of the XYZ axis directions, when an external force in the direction opposite to the moving direction is applied, the tip of the probe is absorbed by a certain amount in the direction of absorbing the external force. A holder for retracting,
A magnetic field measuring apparatus comprising: a stop control device for detecting a backward movement of the tip of the probe and urgently stopping the driving device.

<構成2>
プローブが幅に比べて厚みの薄い細長い板状の形状をしている場合に、プローブの先端に対してプローブの厚み方向に外力が加わったときのみ、プローブの先端を一定方向に一定量だけ後退させるホルダを備えていることを特徴とする構成1に記載の磁界測定装置。
<Configuration 2>
When the probe has an elongated plate shape that is thin compared to its width, the probe tip is retracted by a fixed amount in a certain direction only when an external force is applied to the probe tip in the thickness direction of the probe. The magnetic field measuring apparatus according to Configuration 1, further comprising a holder for causing the magnetic field to be measured.

<構成3>
プローブが幅に比べて厚みの薄い細長い板状の形状をしている場合に、プローブの先端に対して、プローブの長手方向または厚み方向に外力が加わったときのみ、プローブの先端を一定方向に一定量だけ後退させるホルダを備えていることを特徴とする構成1に記載の磁界測定装置。
<Configuration 3>
When the probe is in the shape of an elongated plate that is thinner than its width, the tip of the probe is fixed in a certain direction only when an external force is applied to the probe tip in the longitudinal or thickness direction of the probe. The magnetic field measuring apparatus according to Configuration 1, further comprising a holder that is retracted by a certain amount.

<構成4>
上記連結部は、
上記プローブの先端に力が加わっていない状態で、上記プローブの先端を上記支持機構から見て常に一定の位置に保持し、上記プローブの先端に外力が加わってからその力が開放されたときに、上記プローブの先端を元の位置に復帰させる復帰機構を備えたことを特徴とする構成1乃至3のいずれかに記載の磁界測定装置。
<Configuration 4>
The connecting part is
When a force is not applied to the tip of the probe, the tip of the probe is always held at a fixed position when viewed from the support mechanism, and the force is released after an external force is applied to the tip of the probe. The magnetic field measuring apparatus according to any one of the first to third aspects, further comprising a return mechanism that returns the tip of the probe to the original position.

<構成5>
上記ホルダは、Z軸方向への一定量の直線移動のみを許容する支持軸により支持部に支持されており、かつ、上記ホルダは上記支持軸を軸にして一定角度だけ回転して、上記プローブの先端のX軸方向の一定量の移動を許容するように支持されており、
上記停止制御装置は、上記ホルダがZ軸方向に一定量移動したときと、一定角度だけ回転したときのいずれの状態も検出して、上記駆動装置を緊急停止させることを特徴とする構成3に記載の磁界測定装置。
<Configuration 5>
The holder is supported by a support portion by a support shaft that allows only a certain amount of linear movement in the Z-axis direction, and the holder rotates by a certain angle about the support shaft, and the probe Is supported to allow a certain amount of movement in the X-axis direction of the tip of the
The stop control device detects any state when the holder moves a certain amount in the Z-axis direction and when the holder rotates by a certain angle, and causes the drive device to stop urgently. The magnetic field measuring apparatus described.

<構成6>
上記停止制御装置は、上記駆動装置を緊急停止させたときには、上記測定装置に対して、上記プローブの先端の測定系中の位置座標の再設定を要求する信号を送信することを特徴とする構成2乃至4のいずれかに記載の磁界測定装置。
<Configuration 6>
The stop control device transmits a signal for requesting resetting of the position coordinates in the measurement system of the tip of the probe to the measurement device when the drive device is urgently stopped. The magnetic field measurement apparatus according to any one of 2 to 4.

<構成7>
互いに直交する3軸方向の磁界を測定する磁界センサを先端に搭載したプローブと、上記プローブを連結部を介して支持する支持部と信号ケーブルとを備え、
上記連結部には、
上記プローブの先端を上記XYZ軸方向のいずれかの方向に移動させているとき、その移動方向と反対の方向の外力が加わった場合に、その外力を吸収する方向に一定量だけ上記プローブの先端を後退させるホルダと、上記プローブの先端の後退を検出する検出装置が設けられ、
上記信号ケーブルは、
上記3軸磁界センサが磁界を測定した出力信号を測定装置に向けて送信し、上記検出装置の出力信号を、上記プローブの先端を移動させる駆動装置に送信するためのものであることを特徴とする磁界測定装置の部品。
<Configuration 7>
A probe on which a magnetic field sensor for measuring magnetic fields in three axial directions orthogonal to each other is mounted at the tip, a support part for supporting the probe via a connecting part, and a signal cable;
In the connecting part,
When the tip of the probe is moved in any of the XYZ axis directions, when an external force in the direction opposite to the moving direction is applied, the tip of the probe is absorbed by a certain amount in the direction of absorbing the external force. And a detection device for detecting the retreat of the tip of the probe,
The signal cable is
The three-axis magnetic field sensor transmits an output signal obtained by measuring a magnetic field to a measuring device, and transmits the output signal of the detection device to a driving device that moves the tip of the probe. Parts of the magnetic field measuring device.

<構成1の効果>
例えば、プローブの先端をZ軸方向に移動させて、磁界測定すべき場所に磁界センサをセットする。このとき、過剰に移動させると、プローブが何かに衝突することがある。また、Z軸方向の移動を完了してこんどはX軸方向にプローブを移動させて磁界測定を開始するときに、プローブの先が何かに衝突することがある。このように、プローブ先端が何かに衝突して、外力が加わったときに、その外力を吸収するようにホルダが緩衝体として機能する。停止制御装置はホルダが後退したのを検出して、駆動装置を緊急停止させる。こうして、プローブの破損を防止できる。
<構成2の効果>
プローブが幅に比べて厚みの薄い細長い板状の形状をしていると、厚み方向の外力により折損する危険性が最も高い。また、全方向に後退できるように支持するよりも、一方向にのみ一定量のみ後退できるように支持したほうが、元の位置に正確に復帰させ易い。
<構成3の効果>
プローブの長手方向をZ軸方向、厚み方向をX軸方向とすると、磁界測定時には、この方向にのみプローブの先端を一定量だけ移動させる。従って、Z軸方向とX軸方向の外力に対してのみ後退する構造にすれば、任意の方向に後退できるように柔らかく支持するよりも、元の位置に正確に復帰させ易い。
<構成4の効果>
プローブをあまり緩く支持していては、プローブの先端の位置が不安定になり、測定精度が低下する。また、プローブの先端が何かに衝突するたびにプローブの先端の位置が移動してしまっても、同様に測定精度が低下する。さらに、そのつどもとの状態に手作業で戻すのも容易でない。プローブの先端を上記支持機構から見て常に一定の安定位置に復帰させる機構を設けるようした。
<構成5の効果>
ホルダを特定の方向にのみ移動するように支持して、その起動をスイッチで検出すれば、確実に動作し、かつ、誤動作を防止できる。
<構成6の効果>
プローブが何かに衝突してから元の状態に復帰したとしても、完全に元の状態に復帰したかどうか不明なため、再度センサの位置確認をして測定条件を再設定するように、測定装置に要求するとよい。測定装置が、特許文献1に示したような方法で自動的に測定条件を設定するかあるいは、装置の操作者に対して、測定条件を再設定するようにメッセージを表示するようにしてもよい。
<Effect of Configuration 1>
For example, the tip of the probe is moved in the Z-axis direction, and the magnetic field sensor is set at a place where the magnetic field is to be measured. At this time, if the probe is moved excessively, the probe may collide with something. In addition, when the movement in the Z-axis direction is completed and the probe is moved in the X-axis direction to start the magnetic field measurement, the tip of the probe may collide with something. Thus, when the probe tip collides with something and an external force is applied, the holder functions as a buffer so as to absorb the external force. The stop control device detects that the holder has retracted and causes the drive device to stop urgently. In this way, damage to the probe can be prevented.
<Effect of Configuration 2>
When the probe has an elongated plate shape that is thinner than the width, the risk of breakage due to an external force in the thickness direction is highest. In addition, it is easier to return to the original position more accurately if it is supported so that it can be retracted by a certain amount only in one direction than it is supported so that it can be retracted in all directions.
<Effect of Configuration 3>
Assuming that the longitudinal direction of the probe is the Z-axis direction and the thickness direction is the X-axis direction, at the time of magnetic field measurement, the probe tip is moved by a certain amount only in this direction. Therefore, if the structure is configured to retreat only with respect to the external forces in the Z-axis direction and the X-axis direction, it is easier to accurately return to the original position than to support softly so that it can be retreated in an arbitrary direction.
<Effect of Configuration 4>
If the probe is supported too loosely, the position of the tip of the probe becomes unstable and the measurement accuracy decreases. Moreover, even if the position of the tip of the probe moves each time the tip of the probe collides with something, the measurement accuracy similarly decreases. Moreover, it is not easy to manually return to the original state. A mechanism for always returning the tip of the probe to a constant stable position when viewed from the support mechanism is provided.
<Effect of Configuration 5>
If the holder is supported so as to move only in a specific direction and its activation is detected by a switch, the holder can be operated reliably and a malfunction can be prevented.
<Effect of Configuration 6>
Even if the probe collides with something and returns to the original state, it is unclear whether the probe has completely returned to the original state. Therefore, it is necessary to check the sensor position again and reset the measurement conditions. You may request it from the device. The measurement apparatus may automatically set the measurement conditions by a method as shown in Patent Document 1, or may display a message so as to reset the measurement conditions to the operator of the apparatus. .

実施例の装置の主要部斜視図とこれに接続された装置のブロック図である。It is the principal part perspective view of the apparatus of an Example, and the block diagram of the apparatus connected to this. 外力とその吸収作用についての説明図である。It is explanatory drawing about an external force and its absorption effect | action. 上記連結部18の具体例を示す内部構造の正面図である。It is a front view of the internal structure which shows the specific example of the said connection part. ホルダ40の回転支持構造ともとの状態への復帰機構の説明図である。It is explanatory drawing of the return mechanism to the original state with the rotation support structure of the holder.

以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail for each example.

図1は、実施例の装置の主要部斜視図とこれに接続された装置のブロック図である。
図の磁界測定装置12は、磁界測定用のプローブ14を備えている。このプローブ14の先端30には、互いに直交する3軸方向の磁界を測定する磁界センサ16が搭載されている。磁界センサ16は微小なためプローブ14の先端30に埋め込まれている。この図では、一点鎖線の円内に表示した。
FIG. 1 is a perspective view of a main part of an apparatus according to an embodiment and a block diagram of an apparatus connected thereto.
The magnetic field measuring apparatus 12 shown in the figure includes a probe 14 for measuring a magnetic field. A magnetic field sensor 16 for measuring magnetic fields in three axial directions orthogonal to each other is mounted on the tip 30 of the probe 14. Since the magnetic field sensor 16 is very small, it is embedded in the tip 30 of the probe 14. In this figure, it is shown in a circle of a one-dot chain line.

プローブ14は、連結部18を介して支持部20と一体化されて支持される。支持部20の上端からは、信号ケーブル22が引き出されており、磁界測定装置12の本体と電気接続される。磁界測定装置12の本体には、駆動装置24と測定装置28と停止制御装置36とが設けられている。なお、このほかにも様々な装置が設けられているが、本実施例の説明に必要なもののみを図示した。   The probe 14 is supported by being integrated with the support portion 20 via the connecting portion 18. A signal cable 22 is drawn out from the upper end of the support portion 20 and is electrically connected to the main body of the magnetic field measuring apparatus 12. The main body of the magnetic field measuring device 12 is provided with a driving device 24, a measuring device 28, and a stop control device 36. Various other devices are provided, but only those necessary for the description of the present embodiment are shown.

上記信号ケーブル22は、磁界センサ16が磁界を測定した出力信号を測定装置28に向けて送信したり、プローブの衝突を検出する装置の出力信号を、駆動装置24に送信するためのものである。   The signal cable 22 is used to transmit an output signal obtained by measuring the magnetic field by the magnetic field sensor 16 to the measuring device 28, or to transmit an output signal of a device for detecting a collision of the probe to the driving device 24. .

本体装置は、上記支持部20をクランプ26で掴んだ状態で、プローブ14の先端30を移動させる機能を持つ。移動方向は機械的に設定されている。駆動装置24は、図のクランプ26の右側の矢印で示したXYZ軸方向のいずれか指定された方向にのみプローブ14を移動させることができる。   The main body device has a function of moving the tip 30 of the probe 14 in a state where the support portion 20 is gripped by the clamp 26. The moving direction is set mechanically. The driving device 24 can move the probe 14 only in the designated direction of the XYZ axis directions indicated by the arrows on the right side of the clamp 26 in the drawing.

この装置により、XYZ座標上の磁界強度を測定して、対象物の近傍の磁界分布を表示し、対象物がどのように磁化されているかを調べることができる。測定装置28は、対象物32の表面近傍の磁界を測定した上記3軸磁界センサ16の出力信号を取得する装置である。   With this device, it is possible to measure the magnetic field intensity on the XYZ coordinates, display the magnetic field distribution in the vicinity of the object, and examine how the object is magnetized. The measuring device 28 is a device that acquires an output signal of the three-axis magnetic field sensor 16 that measures a magnetic field near the surface of the object 32.

プローブ14の先端30をXYZ軸方向のいずれかの方向に移動させているとき、対象物の壁や突起等の障害物に衝突すると、その移動方向と反対の方向の外力が加わる。連結部18は、この外力を吸収する方向に一定量(dXあるいはdZ)だけプローブ14の先端30を後退させる。停止制御装置36は、プローブ14の先端30の後退を検出して、上記駆動装置24を緊急停止させる機能を持つ。   When the tip 30 of the probe 14 is moved in any of the XYZ axial directions, an external force in a direction opposite to the moving direction is applied when it collides with an obstacle such as a wall or protrusion of the object. The connecting portion 18 retracts the tip 30 of the probe 14 by a certain amount (dX or dZ) in the direction of absorbing this external force. The stop control device 36 has a function of detecting the backward movement of the tip 30 of the probe 14 and urgently stopping the drive device 24.

図2は、外力とその吸収作用についての説明図である。
例えば、(a)に示すように、対象物32の凹部34の内部磁界を測定する場合を考える。このとき、プローブ14をZ軸方向に移動させて、図のような状態で停止させる。誤ってプローブ14を停止させるタイミングが遅れると、プローブ14の先端30が凹部34の壁面に衝突する。このとき連結部18(図1)は、プローブ14の先端30をdZだけ後退させる。この一定量の後退を検出してプローブ14の移動を緊急停止させれば、プローブ14の損傷を防止できる。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an external force and its absorption action.
For example, consider the case where the internal magnetic field of the recess 34 of the object 32 is measured as shown in FIG. At this time, the probe 14 is moved in the Z-axis direction and stopped in the state shown in the figure. If the timing for stopping the probe 14 by mistake is delayed, the tip 30 of the probe 14 collides with the wall surface of the recess 34. At this time, the connecting portion 18 (FIG. 1) retracts the tip 30 of the probe 14 by dZ. If this certain amount of backward movement is detected and the movement of the probe 14 is urgently stopped, the probe 14 can be prevented from being damaged.

また、(b)に示すように、対象物32の凹部34の内部でプローブ14をX軸方向に移動させる場合を考える。図の左方向に移動させるべきところを誤って図の右方向に移動させると、プローブ14の先端30が凹部34の壁面に衝突して、プローブ14を折り曲げる方向の外力が加わる。このとき連結部18(図1)は、プローブ14の先端30をdXだけ後退させる。この一定量の後退を検出してプローブ14の移動を緊急停止させれば、プローブ14の損傷を防止できる。   Also, consider the case where the probe 14 is moved in the X-axis direction inside the recess 34 of the object 32 as shown in FIG. If the position to be moved in the left direction in the figure is mistakenly moved in the right direction in the figure, the tip 30 of the probe 14 collides with the wall surface of the recess 34, and an external force in the direction of bending the probe 14 is applied. At this time, the connecting portion 18 (FIG. 1) retracts the tip 30 of the probe 14 by dX. If this certain amount of backward movement is detected and the movement of the probe 14 is urgently stopped, the probe 14 can be prevented from being damaged.

なお、上記dZの移動はプローブ14のZ軸方向の直線運動である。一方、上記dXの移動は、連結部18を軸としたX軸方向の回転運動である。常時は定位置に固定されており、プローブ14が障害物に衝突したときに、これらの後退運動を許容するように、ガイドや軸受けを用いて連結部18を支持する機構が好ましい。以下の実施例の連結部18は、このような後退移動を許容するように構成されている。   The movement of dZ is a linear motion of the probe 14 in the Z-axis direction. On the other hand, the movement of dX is a rotational movement in the X-axis direction with the connecting portion 18 as an axis. A mechanism that is always fixed at a fixed position and that supports the connecting portion 18 using a guide or a bearing is preferable so as to allow the backward movement of the probe 14 when it collides with an obstacle. The connecting portion 18 of the following embodiment is configured to allow such backward movement.

また、図1に示すように、この実施例のプローブ14は、幅に比べて厚みの薄い細長い板状の形状をしている。従って、プローブ14の先端30に対してプローブ14の厚み方向に外力が加わったときに、プローブ14が最も折損し易い。また、図2の(b)に示す状態での操作誤りが最も生じ易い。そこで、プローブ14の先端30をY軸の方向にのみ一定量dXだけ後退させる構造にしてもよい。   Moreover, as shown in FIG. 1, the probe 14 of this embodiment has an elongated plate shape that is thinner than the width. Therefore, when an external force is applied to the tip 30 of the probe 14 in the thickness direction of the probe 14, the probe 14 is most easily broken. Further, an operation error is most likely to occur in the state shown in FIG. Therefore, a structure may be adopted in which the tip 30 of the probe 14 is retracted by a fixed amount dX only in the Y-axis direction.

全方向に後退できるように支持すると、プローブ14の先端30の位置が振動等によりフラついて測定精度に悪影響を及ぼすおそれがある。従って、プローブ14の保護のために必要な最小限の方向、即ち、X軸方向のみか、あるいは、X軸とZ軸方向の2方向のみに後退する構造が好ましい。また、そのほうが、元の位置に復帰させる構造も簡単で確実なものにすることができる。   If supported so that it can be retracted in all directions, the position of the tip 30 of the probe 14 may flutter due to vibration or the like, which may adversely affect measurement accuracy. Accordingly, it is preferable to have a structure in which the probe 14 is retracted only in the minimum direction necessary for protecting the probe 14, that is, only in the X-axis direction, or only in two directions of the X-axis and Z-axis directions. In addition, the structure for returning to the original position can be made simpler and more reliable.

図3は上記連結部18の具体例を示す内部構造の正面図である。
図の(a)に示すように、連結部18には、ホルダ40とリミットスイッチ38とが組み込まれている。信号ケーブル22は支持部20の上部に固定されている。また、支持軸42とばね46とは支持部20の内壁に固定されている。ホルダ40は、その長孔44に支持軸42を貫通させており、ばね46により下から上の方向に力を受けリミットスイッチ38に押しつけられた状態で支持されている。
FIG. 3 is a front view of the internal structure showing a specific example of the connecting portion 18.
As shown to (a) of a figure, the holder 40 and the limit switch 38 are integrated in the connection part 18. As shown in FIG. The signal cable 22 is fixed to the upper part of the support portion 20. The support shaft 42 and the spring 46 are fixed to the inner wall of the support portion 20. The holder 40 passes through the support shaft 42 through the long hole 44, and is supported in a state where it is pressed against the limit switch 38 by receiving a force from below to above with a spring 46.

このように、この実施例では、ホルダ40は、Z軸方向への一定量の直線移動のみを許容する支持軸42により支持部20に支持されている。ばね46の弾力では、リミットスイッチ38は動作しない。図の(b)に示すように、プローブ14が矢印方向(Z軸方向)に下から上方向に外力を受けると、長孔44の長さ分だけ、ホルダ40が上方に後退する。   Thus, in this embodiment, the holder 40 is supported on the support portion 20 by the support shaft 42 that allows only a certain amount of linear movement in the Z-axis direction. The limit switch 38 does not operate with the elasticity of the spring 46. As shown in (b) of the figure, when the probe 14 receives an external force in the arrow direction (Z-axis direction) from the bottom to the top, the holder 40 is retracted upward by the length of the long hole 44.

このとき、リミットスイッチ38が動作して、検出信号を信号ケーブル22を通じて停止制御装置36に送る。停止制御装置36は駆動装置24の動作をただちに停止させる。なお、このように、ホルダ40が支持部20に可動支持されているので、磁界センサ16の出力信号は、プローブ14の上端から柔軟な信号線を介して信号ケーブル22に引き込まれている。   At this time, the limit switch 38 operates and sends a detection signal to the stop control device 36 through the signal cable 22. The stop control device 36 stops the operation of the drive device 24 immediately. Since the holder 40 is movably supported by the support portion 20 in this way, the output signal of the magnetic field sensor 16 is drawn into the signal cable 22 from the upper end of the probe 14 via a flexible signal line.

図4はホルダ40の回転支持構造ともとの状態への復帰機構の説明図である。図4(a)はホルダ40とリミットスイッチ38の拡大側面図である。(b)は、ホルダ40が回転運動をしたときの主要部側面図である。
図の(b)に示すように、上記ホルダ40は、支持軸42を軸にして一定角度だけ回転して、プローブ14の先端30のX軸方向の一定量の移動を許容するように支持されている。この運動の間、ばね46が伸縮して、支持軸42が長孔44の中を上下する。このホルダ40の回転運動がリミットスイッチ38を動作させる。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a mechanism for returning the holder 40 to its original state with the rotation support structure. FIG. 4A is an enlarged side view of the holder 40 and the limit switch 38. (B) is a principal part side view when the holder 40 carries out rotational movement.
As shown in (b) of the figure, the holder 40 is supported so as to allow a certain amount of movement of the tip 30 of the probe 14 in the X-axis direction by rotating by a certain angle around the support shaft 42. ing. During this movement, the spring 46 expands and contracts, and the support shaft 42 moves up and down in the long hole 44. The rotational movement of the holder 40 operates the limit switch 38.

また、(b)の中央の安定状態で、ホルダ40に設けられた切り欠き48にリミットスイッチ38の突起50が嵌まり込んでいる。ホルダ40が回転運動をすると、(b)の左右の図に示すように、突起50が切り欠き48から浮き出る。これでリミットスイッチ38が動作する。さらに、ばね46の作用によって、ホルダ40はもとの状態に押し戻される。同時に切り欠き48にリミットスイッチ38の突起50が嵌まり込む。   Further, the protrusion 50 of the limit switch 38 is fitted into the notch 48 provided in the holder 40 in the center stable state of FIG. When the holder 40 rotates, the protrusion 50 rises from the notch 48 as shown in the left and right views of FIG. As a result, the limit switch 38 operates. Furthermore, the holder 40 is pushed back to the original state by the action of the spring 46. At the same time, the protrusion 50 of the limit switch 38 is fitted into the notch 48.

その結果、プローブ14の先端30に力が加わっていない状態で、プローブ14の先端30を支持機構から見て常に一定の位置に保持することができる。即ち、ホルダ40の機構は、プローブ14の先端30に外力が加わってからその力が開放されたときに、プローブ14の先端30を元の位置に復帰させる復帰機構として機能する。   As a result, the tip 30 of the probe 14 can always be held at a fixed position when viewed from the support mechanism in a state where no force is applied to the tip 30 of the probe 14. That is, the mechanism of the holder 40 functions as a return mechanism that returns the tip 30 of the probe 14 to the original position when the force is released after an external force is applied to the tip 30 of the probe 14.

プローブ14を自由に後退できるように緩く支持していては、プローブ14の先端30の位置が不安定になり、測定精度が低下する。また、プローブ14の先端30が何かに衝突するたびにプローブ14の先端30の位置が移動してしまうと、そのつど元の状態に手作業で戻さなければならない。このように一定の安定位置に自動復帰させる機構を設けるとこの問題が解決する。   If the probe 14 is loosely supported so that it can be freely retracted, the position of the tip 30 of the probe 14 becomes unstable, and the measurement accuracy decreases. Further, every time the tip 30 of the probe 14 collides with something, if the position of the tip 30 of the probe 14 moves, it must be manually returned to the original state. Providing a mechanism for automatically returning to a certain stable position in this way solves this problem.

なお、特許文献1に記載されているように、磁界センサ16の位置と傾きは高精度に制御しなければ正確な測定ができない。プローブ14の先端30が衝突後に自動的に元の状態に復帰したかどうかを確認できない場合には、測定系中の位置座標の再設定をすることが好ましい。従って、停止制御装置36が駆動装置24の緊急停止制御をした後、例えば、装置の図示しないディスプレイ等に、その旨を表示させることが好ましい。停止制御装置36が再設定を要求する信号を送信すれば、その後の表示制御は測定装置28等が行えばよい。   As described in Patent Document 1, accurate measurement cannot be performed unless the position and inclination of the magnetic field sensor 16 are controlled with high accuracy. If it cannot be confirmed whether or not the tip 30 of the probe 14 has automatically returned to the original state after the collision, it is preferable to reset the position coordinates in the measurement system. Therefore, after the stop control device 36 performs the emergency stop control of the drive device 24, it is preferable to display the fact on, for example, a display (not shown) of the device. If the stop control device 36 transmits a signal for requesting resetting, the display control thereafter may be performed by the measuring device 28 or the like.

12 磁界測定装置
14 プローブ
16 磁界センサ
18 連結部
20 支持部
22 信号ケーブル
24 駆動装置
26 クランプ
28 測定装置
30 先端
32 対象物
34 凹部
36 停止制御装置
38 リミットスイッチ
40 ホルダ
42 支持軸
44 長孔
46 ばね
48 切り欠き
50 突起
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Magnetic field measuring device 14 Probe 16 Magnetic field sensor 18 Connection part 20 Support part 22 Signal cable 24 Drive device 26 Clamp 28 Measuring device 30 Tip 32 Object 34 Recess 36 Stop control device 38 Limit switch 40 Holder 42 Support shaft 44 Long hole 46 Spring 48 Notch 50 Protrusion

Claims (2)

互いに直交する3軸方向の磁界を測定する磁界センサを先端に搭載したプローブと、
上記プローブを連結部を介して支持する支持部と、
上記支持部をクランプで掴んだ状態で、上記プローブの先端を機械的に設定されたXYZ軸方向のいずれか指定された方向に移動させる駆動装置と、
対象物の表面近傍の磁界を測定した上記3軸磁界センサの出力信号を取得する測定装置とを備え、
上記連結部には、上記プローブの先端を上記XYZ軸方向のいずれかの方向に移動させているとき、その移動方向と反対の方向の外力が加わった場合に、その外力を吸収する方向に一定量だけ上記プローブの先端を後退させるホルダを設け、
上記プローブの先端の上記外力による後退を検出して、上記駆動装置を緊急停止させ、かつ、上記測定装置に対して、上記プローブの先端の測定系中の位置座標の再設定を要求する信号を送信する停止制御装置を設けたことを特徴とする磁界測定装置。
A probe mounted at the tip with a magnetic field sensor for measuring magnetic fields in three axial directions orthogonal to each other;
A support part for supporting the probe via a connecting part;
A driving device that moves the tip of the probe in any of the XYZ axial directions that are mechanically set in a state where the support portion is held by a clamp;
A measuring device that acquires an output signal of the three-axis magnetic field sensor that measures a magnetic field near the surface of the object,
When the tip of the probe is moved in any of the XYZ axial directions to the connecting portion, when an external force in a direction opposite to the moving direction is applied, the connecting portion is constant in a direction to absorb the external force. Provide a holder that retracts the tip of the probe by an amount ,
A signal that detects the retreat of the tip of the probe by the external force, stops the driving device urgently, and requests the measurement device to reset the position coordinates in the measurement system of the probe tip. A magnetic field measuring apparatus comprising a stop control device for transmission .
プローブが幅に比べて厚みの薄い細長い板状の形状をしている場合に、プローブの先端に対して、プローブの長手方向または厚み方向に外力が加わったときのみ、プローブの先端をその外力を吸収する方向に一定量だけ後退させるホルダを備えていることを特徴とする請求項1に記載の磁界測定装置。 If the probe is a thin elongated plate shape thicker than the width, with respect to the distal end of the probe, only when an external force is applied to the longitudinal or thickness direction of the probe, the external force the tip of the probe The magnetic field measuring apparatus according to claim 1, further comprising a holder that is retracted by a certain amount in the absorption direction .
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