JPH01210293A - 衝突検出装置 - Google Patents

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、衝突検出装置、特に産業用ロボ・ｙ）のため
の衝突検出装置に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］工業製
品の製造等に産業用ロボットが使用されていることは周
知である。これら産業用ロボットにはピックアンドプレ
ース動作をするアーム部などめまぐるしく動く部 分が必ずあり、こういった動作が周囲に危険を及ぼして
いる。従ってロボットのアーム部が何かに衝突した場合
、すばやくこれを検出してアーム部を停止させるための
装置を設けることが望まれる。

サーボモーター駆動のロボットの場合、ロボットのアー
ム部が他の物体と衝突してアーム部の運動が妨げられる
と、異常な負荷がモーターに加わり、モーター５に流れ
る電流が増加する。この電流増加を検出してアーム部の
運動を停止させている。

しかしながら、この方法では衝突が発生してから停止が
完了するまでのレスポンスが遅すぎ、危険防止に役立た
なかった。

そこで本発明の目的は、衝突が発生してから停止が完了
するまでのレスポンスが早く、簡便な衝実検出装置を提
供することにある。

［発明の概要］ 本発明に基づく衝突検出装置は、アーム本体と先端部と
を具え、先端部はアーム本体に対して、アーム本体と先
端部とを貫く主軸に沿う方向、及びこの主軸に垂直な方
向にシフトすることができるように取り付けられている
。先端部には円錐穴を有する案内部材が固定されている
。アーム本体には従動部材が可動に保持され、従動部材
が有する半球頭が案内部材の円錐穴に係合している。従
動部材又はアーム本体の少なくとも一方に検出手段が設
けられ、従動部材とアーム本体との相対運動を検出する
ことにより先端部に生じた衝突を検出する。

［実施例］ 第１図は、本発明に基づく衝突検出装置の要部を示す平
面図である。先端部（図示せず）に固定された案内部材
（１０）には円錐穴（１２）が設けである。円錐穴（，
１２）には従動部材（１４）が有する半球頭（１６）が
図に示すように係合している。従動部材は、更に２本の
ロッド（１８）を有していて、アーム本体（２０）（一
部のみ図示）により軸方向に摺動可能に保持されている
。

２本のロッド（１８）の夫々の右端には、−組の投光器
（２２）と受光器（２３）が取り付けられている。一方
アーム本体（２０）には、この投光器（２２）と受光器
（２３）間の光路を遮ることが可能なように、１枚の遮
光板（２４）が取り付けられている。投光器（２２）、
受光器（２３）及び遮光板（２４）とで従動部材（１４
）とアーム本体（２０）との相対運動を検出する検出手
段を構成する。

第２図は、第１図に示す衝突検出装置を実際のロボット
ハンドに適用した一例を示した側面図である。ここで第
１図に於ける物と同一物は、同一の参照番号を付しであ
る。案内部材（１０）は、適当なブラケッ）（２６）を
介して先端部（２８）に固定されている。先端部（２８
）は、ハウジング部（３ｏ）とハウジング部（３０）に
保持されたハンド部（３２）により構成されている。ハ
ウジング部（３０）内を通る第１シヤフト（３４）は、
ハンド部（３２）に回転を伝達するためのものであり、
第２シヤフト（３６）の中にスライド可能にはまりこん
で２軸の間で伸縮が可能である。

なお、２軸間の回転の伝達は、第１シヤフト（３４）に
取り付けられたピン（３８）と、これと係合する第２シ
ヤフト（３６）に設けられた切り溝（４ｏ）とによって
行われる。第２シヤフト（３６）は、自在継手（４２）
を介してアーム本体（２０）と連結している。従って第
２シヤフト（３６）は、アーム本体（２０）に対して上
下方向にも紙面に垂直な方向にもスライド可能である。

ハウジング部（３０）は、スライドベアリング（４４）
を介して第１ベアリング部材（４６）と連結している。

従ってハウジング部（３０）は、第１ベアリング部材（
４６）に対して紙面に垂直な方向にスライド可能である
。第１ベアリング部材（４６）は、スライドシャフト（
４８）を介して第２ベアリング部材（５０）と連結して
おり、第１ベアリング部材（４６）は、第２ベアリング
＝５− 部材（５０）に対して上下方向にスライド可能である。

第２ベアリング部材（５０）は、支持部材（５２）に支
持され、支持部材（５２）は、アーム本体（２０）にス
ライド可能に保持されている。

以上の説明により、先端部（２８）はアーム本体（２０
）に対して上下方向にも左右方向にも紙面に垂直な方向
にもスライド可能であることが理解されよう。

上述の、先端部（２８）をアーム本体（２０）に対して
スライド可能にする機構は、本来、先端部（２８）が回
転軸を有する物を把握し、アーム本体（２０）から伝達
される回転力によってこれを把握しながら回転させる場
合、把握されている物の回転軸とアーム本体（２０）の
回転軸とのずれを補償するためのものである。すなわち
把握されている物に負担をかけないように、先端部（２
８）はアーム本体（２０）に対してスライドしながら把
握されている物の回転軸に従って回転する。

第３図は、案内部材（１０）と従動部材（１４）の動き
の関係を示した図である。ここでも第１図６一 に於ける物と同一物は、同一の参照番号を付しである。

第２図に於ける先端部（２８）が、何物かに衝突して、
アーム本体（２０）に対して図の上下方向又は紙面に垂
直な方向へスライドすることがありうる。この場合、衝
突によって生じる先端部（２８）のアーム本体（２０）
に対するスライド量は、上述の先端部（２８）がアーム
本体（２０）からの回転を把握されている物に伝えると
きのスライド量よりは大きいものとする。例えば、下方
向ヘシフトすると、円錐面の第３図に於ける上面が半球
頭（１６）を圧し、これにより従動部材（１４）が右方
へ逃げる。すなわち案内部材（１０）は、実線で示した
位置から二点鎖線で示した位置へ矢印Ａの方向に移動し
、これに伴い半球頭（１６）も、実線で示した位置から
二点鎖線で示した位置へと矢印Ｂの方向へ移動する。な
お、案内部材（１０）が直接矢印Ｂの方向へ動いても、
それが従動部材（１４）に伝達されることは言うまでも
ない。

第１図に戻って、先端部（２８）に発生した衝突により
従動部材（１４）がアーム本体（２０）に対して右方（
第３図における矢印Ｂの方向に相当）に移動すると、遮
光板（２４）は投／受光器（２２）、（２３）の光路を
遮らなくなり、受光器（２３）が信号を発して衝突が検
出される。

なお、衝突の検出感度は、遮光板（２４）の大きさ、投
／受光器（２２）、（２３）との位置関係等を調節する
ことにより調節可能である。従って、先端部（２８）の
アーム本体（２０）に対するスライド量が所定の量を越
えたときに衝突が生じたものと見なすように投／受光器
（２２）、（２３）と遮光板（２４）との位置関係を設
定することにより、本発明の衝突検出装置を上述の回転
伝達のためのスライド機構と両立させることができる。

本発明は、開示した実施例にとどまるものではなく、本
発明の要旨に沿って様々な変形が可能である。例えば検
出手段は、アーム本体側に投／受光器を設は従動部材側
に遮光板を設けるように構成しても良い。また、センサ
ーは投／受光器に拠るのではなく、リミットスイッチに
拠ってもよい。

［発明の効果］ 本発明により、衝突が発生してから停止が完了するまで
のレスポンスが早く、簡便な衝突検出装置が提供される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく衝突検出装置の要部の平面図、
第２図は第１図の衝突検出装置をロボットに適用した一
例を示す図、第３図は案内部材と従動部材の動きの関係
を示す図である。 これらの図において、（１０）が案内部材、（１４）が
従動部材、（２０）がアーム本体、（２２）、（２４）
が検出手段、（２８）が先端部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アーム本体と、 該アーム本体に対して可動に取り付けられた先端部と、 該先端部に固定され、円錐穴を有する案内部材と、 上記アーム本体に対して可動に保持され、上記案内部材
   の円錐穴に係合する半球頭を有する従動部材と、 上記従動部材と上記アーム本体との相対運動を検出する
   検出手段とを具えた衝突検出装置。