JPH01172794A

JPH01172794A - 物体検出装置

Info

Publication number: JPH01172794A
Application number: JP62330112A
Authority: JP
Inventors: Narimasu Nagura; 名倉　得益
Original assignee: NIPPON AUTOM KK; Nippon Automation Co Ltd
Current assignee: NIPPON AUTOM KK; Nippon Automation Co Ltd
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1989-07-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、超音波センサを利用した物体検出装置に関す
る。

〈従来の技術〉従来、工作機械等において、工具の移動部分等の危険個
所に誤って手指等を挿入させてしまった場合の安全対策
として、前記手指等が危険個所に挿入されたことを物体
検出装置により検出して、工作機械等の緊急停止を行う
ことが行われている。

また、各種産業機械や産業用ロボット等においては、ワ
ークの所定位置への移動完了等を検出するものとして、
物体検出装置が使用されている。

ところで、かかる物体検出装置として、従来、超音波を
発生する送波器と、超音波を受けることにより電気信号
を発生する受波器とを備え、送波器から空中に放射され
る超音波の受波器側での受信の変化によって、送波器と
受波器の間における物体の有無を検出するようにしたも
のがある。

〈発明が解決しようとする問題点〉しかしながら、このような従来の物体検出装置において
は、送波器から放射される超音波が拡散して受波器へと
伝播するので、次のような種々の問題点があった。

即ち、超音波が拡散する結果、物体の感知範囲が広すぎ
るので、微小物体の検出精度が劣る。

また、超音波が拡散することによって、設置場所の周辺
に被検出物体以外の物体があると、この物体をも検出し
てしまったり、該物体からの反射波を受ける。更に、超
音波が遠方まで届かないといった問題もある。

この結果、物体検出装置の設置場所にかなり制約を受け
、適用する工作機械等におけ・る周辺機器の関係で、前
記問題点の発生が避けられない。

なお、粉塵等の多い場所では、上記超音波の乱反射によ
る拡散が顕著であり、上記の問題点がより顕著に現れる
。

そこで、本発明は以上のような従来の実情に鑑み、送波
器から放射される超音波を拡散させずに指向性を持たせ
て受波器に伝播させるようにして、上記従来の問題点を
解消するようにした物体検出装置を提供することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段〉このため本発明は、先端部相互を離間して対面可能な一
対の導波管と、一方の導波管の基端部に配設されて超音
波を発生する送波器と、他方の導波管の基端部に設けら
れて超音波を受けることにより電気信号を発生する受波
器とを備え、前記導波管の先端離間部における物体の有
無を受波器から発生する電気信号の変化として検出する
ように構成したことを特徴とする物体検出装置、とした
ものである。

〈作用〉係る構成では、送波器から放射される超音波は一対の導
波管内を通って伝播し、受波器に受信される。この場合
に、導波管相互の離間部空間に物体が存在する場合とし
ない場合とでは、受波器から発生する電気信号が変化す
るので、これによって物体の有無が検出される。

そして、導波管を介して超音波を拡散なきように指向性
を持たせて限定的な空域を伝播するようにした結果、物
体の感知範囲を縮小でき、微小物体の検出精度を向上で
きる。

また、一対の導波管の配管屈曲形態や長さを変化させる
ことによって、超音波の伝播経路を自由に設定できるの
で、装置の設置スペースに制約を受けず、設置場所を従
来よりも自由に選択できる。従って、被検出物体以外の
物体をも検出してしまったり、該物体からの反射波を受
けたり、超音波が遠方まで届かないといった問題の発生
を防止することができる。

〈実施例〉次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、１及び２は各先端部（ｌａ）（２ａ）
の相互を離間して対面可能に設けた一対の導波管、３は
一方の導波管１の基端部に設けられて超音波を発生する
送波器、４は他方の導波管２の基端部に設けられて超音
波を受けることにより電気信号を発生する受波器である
。前記送波器３及び受波器４には、夫々圧電振動子、電
歪振動子、磁歪振動子等の超音波振動子が設けられる。

５は送波器３の超音波振動子を励起して超音波を発生さ
せるための電圧印加回路、６は受波器４の超音波振動子
の圧電出力を検出する検出回路である。

かかる構成において、送波器３から放射される超音波は
一対の導波管１．２内を通って伝播し、受波器４に受信
される。そして、導波管１，２相互の離間部において物
体Ｓが存在する場合としない場合とでは、受波器４から
発生する電気信号が変化し、これによって物体の有無が
検出される。

かかる構成の物体検出装置によると、一対の導波管１．
２を介して超音波を拡散なきように指向性を持たせて伝
播させるようにした結果、離間部において物体の感知範
囲を縮小でき、微小物体の検出精度を向上できる。

また、一対の導波管１．２を屈曲する等その配管形態を
変化させたり、長さを変化させることによって、超音波
の伝播経路を自由に設定できるので、装置の設置スペー
スに制約を受けず、設置場所を従来よりも自由に選択で
きることになり、被検出物体以外の周辺機器等の物体を
も検出してしまったり、該物体からの反射波を受けたり
、超音波が遠方まで届かないといった問題の発生を防止
することができる。

第２図は本発明の他の実施例を示すもので、一対の導波
管１．２夫々の先端部（１ａ）（２ａ）の開口端面に超
音波振動が伝播可能な膜状振動部材としての膜状ゴム７
を張り付けて構成される。

かかる構成では、送波器３から放射される超音波は導波
管１内の空気中を伝播して膜状ゴム７を振動させる。こ
の振動はさらに導波管ｌ外部の空気を介して他方の導波
管２端面の膜状ゴム７に伝播され、導波管２内を通って
受波器４に受信される。

そして、このように導波管１．２の端面に膜状ゴム７を
張り付けて構成した結果、前記端面を閉塞することがで
き、この端面から水蒸気、環境汚染物質等が導波管内部
に侵入するのを阻止でき、水蒸気、環境汚染物質等によ
って超音波の伝播が妨害されるのを防止できる。

この実施例の場合、導波管１．２内にこれの自由度をｔ
ｏなわないような各種気体、液体を封入すれば、超音波
の伝播状態を変化させることができ、温度特性、耐ノイ
ズ性等の種々の特性を持った物体検出装置の実現が可能
となる。

なお、かかる構成の物体検出装置において、導波管１．
２をフレキシブルチューブにより形成すれば、装置の設
置時に現場あわせで導波管１．２の配管形態を必要に応
じて変化させることができ、設置場所の変更にも容易に
対処できる。

また、導波管１．２を環境に合わせて例えば耐薬品、耐
油等の材質で形成することによリ、環境の悪い場所での
使用も可能になる。

〈発明の効果〉以上説明したように、超音波センサを利用した本発明の
物体検出装置によれば、一対の導波管を介して超音波を
拡散させずに指向性を持たせて伝播させるようにしたか
ら、物体の感知範囲を縮小でき、微小物体の検出精度を
向上できると共に、超音波の伝播経路を自由に設定でき
るので、設置場所を従来よりも自由に選択できることに
なり、被検出物体以外の周辺機器等の物体をも検出して
しまったり、該物体からの反射波を受けたり、超音波が
遠方まで届かないといった問題の発生を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る物体検出装置の一実施例を示す斜
視図、第２図は他の実施例を示す部分断面図である。１．２・・・・・・導波管３・・・・・・送波器４・・・・・・受波器５・・・・・・電圧印加回路６・・・・・・検出回路７・・・・・・」り状ゴム

Claims

【特許請求の範囲】

（１）先端部相互を離間して対面可能な一対の導波管と
、一方の導波管の基端部に配設されて超音波を発生する
送波器と、他方の導波管の基端部に設けられて超音波を
受けることにより電気信号を発生する受波器とを備え、
前記導波管の先端離間部における物体の有無を受波器か
ら発生する電気信号の変化として検出するように構成し
たことを特徴とする物体検出装置。
（２）導波管はフレキシブルチューブからなる特許請求
の範囲第１項記載の物体検出装置。
（３）一対の導波管夫々の先端面に超音波振動が伝播可
能な膜状振動部材を気密に張設したことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載または第２項記載の物体検出装
置。