JP6853534B2 - トルクセンサ - Google Patents
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Description
<1.1 ロータリエンコーダの構成>
図1〜図3を参照しつつ、本実施形態に係るトルクセンサとして機能するアブソリュート型の(アキシャル型)磁気式ロータリエンコーダ1の構成について説明する。
図4〜図5を参照しつつ、本実施形態に係る3つの磁気読取素子3を備えた磁気式ロータリエンコーダ1により、検出誤差が相殺される原理について説明する。
次に、第1の実施形態にて述べた磁気式ロータリエンコーダ1をロボットアームの関節部において回転伝達を担う回転伝達部材10へと組み込んだ場合の例について説明する。
まず、図6〜図9を参照しつつ、回転伝達部材10の構成について説明する。
図10を参照しつつ、上述の構成を有する回転伝達部材10の出力フランジ15に生じるねじれ角及びねじりトルクを算出するための制御部の動作について説明する。なお、図8の矢印で示されるように、出力フランジ15の図中左側に対しては圧縮方向へ、又、図中右側に対しては引っ張り方向へ荷重がかかっている。また制御部は、前記3つの磁気読取素子13a〜13cと直接又は間接に接続されるものであり、その取付位置は基板12上に備えられても良いし、ロボットの内部、又は、ロボットの外部であってもよい。
上述の実施形態においては、磁気パターンはコードホイール14の円形状の面上に形成され、基板12とコードホイール14の円形状の面同士を対向させて配置した。しかしながら、本発明はこのような実施形態に限定されない。従って、以下のような変形が可能である。なお、以下では、上述の実施形態と同様の事項については説明を省略する。
2 基板
3 磁気読取素子
4 コードホイール
10 回転伝達部材
11 (アキシャル型)磁気式ロータリエンコーダ
12 基板
13 磁気読取素子
14 コードホイール
15 出力フランジ
16 第2の入力側フランジ
17 クロスローラベアリング
18 出力側フランジ18
19 第1の入力側フランジ
20 ラジアルベアリング
21 入力軸
31 (ラジアル型)磁気式ロータリエンコーダ
33 磁気読取素子
34 磁気パターン
Claims (9)
- 所定の磁気パターンが形成され、かつ、所定の回転体に固定されたコードホイールと、
前記コードホイールとその回転中心を同一にして前記回転体へと固定され、かつ、前記磁気パターンを読み取る複数の磁気読取素子を備えた素子担持体と、
各前記磁気読取素子からセンサ値を読み出す制御部と、から成るトルクセンサであって、
各前記磁気読取素子は、前記素子担持体上において、隣り合う前記磁気読取素子との間で為す中心角が互いに等しくなるよう配置され、
前記制御部は、各前記センサ値の加算平均処理を行うにより、前記回転体に働くねじりトルクを算出する、トルクセンサ。 - 前記複数の磁気読取素子は、3つの磁気読取素子である、請求項1に記載のトルクセンサ。
- 前記磁気パターンは、前記コードホイールの回転軸と垂直な面上に形成され、
前記素子担持体は、各前記磁気読取素子が所定の隙間を介して前記磁気パターンと対向するように各前記磁気読取素子を担持する、請求項1に記載のトルクセンサ。 - 前記磁気パターンは、前記コードホイールの外周側面上に形成され、
前記素子担持体は、各前記磁気読取素子が所定の隙間を介して前記コードホイールの前記外周側面上の前記磁気パターンと対向するように各前記磁気読取素子を担持する、請求項1に記載のトルクセンサ。 - 前記磁気読取素子は、ホール素子である、請求項1に記載のトルクセンサ。
- 前記所定の回転体は、クロスローラベアリングにより支持されている、請求項1に記載のトルクセンサ。
- 請求項1に記載のトルクセンサを備えたロボット。
- 所定の磁気パターンが形成され、かつ、所定の回転体に固定されたコードホイールと、
前記コードホイールとその回転中心を同一にして前記回転体へと固定され、かつ、前記磁気パターンを読み取る複数の磁気読取素子を備えた素子担持体と、から成るトルクセンサであって、
各前記磁気読取素子は、前記素子担持体上において、隣り合う前記磁気読取素子との間で為す中心角が互いに等しくなるよう配置される、トルクセンサを用いたトルク算出方法であって、
各前記磁気読取素子からセンサ値を取得するステップと、
各前記センサ値の加算平均処理を行うにより、前記回転体に働くねじりトルクを算出するステップと、を備えたトルク算出方法。 - コンピュータを、所定の磁気パターンが形成され、かつ、所定の回転体に固定されたコードホイールと、
前記コードホイールとその回転中心を同一にして前記回転体へと固定され、かつ、前記磁気パターンを読み取る複数の磁気読取素子を備えた素子担持体と、から成るトルクセンサであって、
各前記磁気読取素子は、前記素子担持体上において、隣り合う前記磁気読取素子との間で為す中心角が互いに等しくなるよう配置される、トルクセンサの制御装置として機能させるためのトルク算出プログラムであって、
各前記磁気読取素子からセンサ値を取得するステップと、
各前記センサ値の加算平均処理を行うにより、前記回転体に働くねじりトルクを算出するステップと、を備えたトルク算出プログラム。
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