JP6457560B2 - 回転軸関節構造 - Google Patents
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Description
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、低コストでリンクに作用する力を検出することができる回転軸関節構造を提供することを目的としている。
本発明の一態様は、ベース部材に固定される固定部材と該固定部材に対して所定の軸線回りに回転駆動される可動部材とを備える駆動力発生部と、該駆動力発生部の前記可動部材に固定されたリンク部材と、該リンク部材の前記可動部材への固定領域と、前記駆動力発生部の前記軸線回りの外周面とに挟まれる空間内に位置する前記リンク部材または前記可動部材の表面に取り付けられ、該表面に発生する前記リンク部材の長さ方向に沿う圧縮または引っ張り方向の歪みを検出する1軸歪みセンサとを備える回転軸関節構造を提供する。
このようにすることで、軸線回りに回転するリンク部材に加わるトルク変動を1軸歪みセンサによって、より効率的に検出することができる。
このようにすることで、1軸歪みセンサを簡易かつ確実に表面に固定することができ、組立容易性と信頼性とを向上することができる。
このようにすることで、1軸歪みセンサが接続される制御装置の構成を簡易にすることができる。
このようにすることで、複数の回転軸関節を有するロボットにおいて使用する場合に、1軸歪みセンサからの検出信号を制御装置に送るためのケーブルの本数を最小限に抑えることができ、コスト低減およびケーブル処理の容易性向上を図ることができる。
このようにすることで、一方の1軸歪みセンサが故障した場合でも、他方の1軸歪みセンサによってリンク部材への物体の接触を検出することができる。
このようにすることで、単一の1軸歪みセンサ内において、並列な回路で歪みを検出可能とすることにより、簡易な構成で、一系統が故障した場合でも、他系統によってリンク部材への物体の接触を検出することができる。
このようにすることで、カバーによって1軸歪みセンサを保護し、リンク部材への物体の接触の誤検出を防止することができる。
本実施形態に係る回転軸関節構造1は、図1および図2に示されるように、回転軸モジュール(駆動力発生部)2と、該回転軸モジュール2に一端が固定されたリンク部材3と、該リンク部材3の表面に固定された1軸歪みセンサ4とを備えている。
また、固定部材5の可動部材6とは反対側の端面は、図2に示されるように、固定部材5を外部のベース部材8、例えば、水平旋回させられる旋回軸ベースや他の回転軸モジュールのリンク部材の先端に固定するための取付面となっている。
1軸歪みセンサ4が取り付けられたリンク部材3の一側面は、固定部材5の中心軸Aに略平行に配されている。
本実施形態に係る回転軸関節構造1によれば、固定部材5を外部のベース部材8に固定し、固定部材5に内蔵された図示しないモータを作動させると、固定部材5に対して可動部材6が中心軸A回りに回転させられ、リンク部材3が中心軸A回りに揺動させられる。
また、上記の場合には、1軸歪みセンサ4は、リンク部材3の側面に限定されることなく、図8に示されるように、可動部材6の表面に固定することにしてもよい。
また、ここまでの実施例では、1軸歪みセンサ4は全て、外部から直接見える外側の表面に配置する一例を用いて説明したが、図14に示されるように、リンク部材3の内側の表面に配置するものを用いてもよい。このようにすることで、1軸歪みセンサ4に更に直接物体が接触するのを回避し易くなる上に、カバー12を設ける必要性を低減することができる。また、図8および図12においても、リンク部材3の内側の表面に1軸歪みセンサ4を配置してもよい。
このようにすることで、例えば、複数の回転軸モジュール2を取り付けた多関節構造の場合に、複数の1軸歪みセンサ4からのケーブル10を直列にシリアル接続することが可能となり、取り回すケーブル10の本数を最小限に抑えることができるという利点がある。これにより、コスト低減およびケーブル処理の容易性向上を図ることができる。
2 回転軸モジュール(駆動力発生部)
3 リンク部材
4 1軸歪みセンサ
5 固定部材
6 可動部材
8 ベース部材
9 ネジ
12 カバー
A 中心軸(軸線)
Claims (8)
- ベース部材に固定される固定部材と該固定部材に対して所定の軸線回りに回転駆動される可動部材とを備える駆動力発生部と、
該駆動力発生部の前記可動部材に固定されたリンク部材と、
該リンク部材の前記可動部材への固定領域と、前記駆動力発生部の前記軸線回りの外周面とに挟まれる空間内に位置する前記リンク部材または前記可動部材の表面に取り付けられ、該表面に発生する前記リンク部材の長さ方向に沿う圧縮または引っ張り方向の歪みを検出する1軸歪みセンサとを備える回転軸関節構造。 - 前記可動部材の外径寸法が、前記固定部材の外径寸法より小さく、
前記1軸歪みセンサが、前記リンク部材の前記軸線に略平行な前記表面に配置されている請求項1に記載の回転軸関節構造。 - 前記1軸歪みセンサが、ネジにより前記表面に固定されている請求項1または請求項2に記載の回転軸関節構造。
- 前記1軸歪みセンサが、検出した歪み量を電流値または電圧値に変換するアンプを備える請求項1から請求項3のいずれかに記載の回転軸関節構造。
- 前記1軸歪みセンサが、シリアル通信回路を備える請求項1から請求項4のいずれかに記載の回転軸関節構造。
- 前記1軸歪みセンサが、少なくとも2個並んで配置されている請求項1から請求項5のいずれかに記載の回転軸関節構造。
- 前記1軸歪みセンサが、少なくとも2系統並列に歪みを検出可能である請求項1から請求項6のいずれかに記載の回転軸関節構造。
- 前記1軸歪みセンサを覆うカバーを備える請求項1から請求項7のいずれかに記載の回転軸関節構造。
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