JPH0238921A - 回転角度検出装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、例えば宇宙用のマニピュレータの関節機構
等の回転体の２回転未満の絶対角度（回転角度）を検出
するのに用いる回転角度検出装置に関する。

（従来の技術） 従来より、この種の回転角度検出装置としては、いわゆ
る摺動式の多回転ポテンショメータの如き摺動式と減速
機構を用いた減速方式が知られている。

第４図はこのような摺動式の回転角度検出装置を示すも
ので、マニピュレータの関節機構等の被検出用の回転体
１の周囲部に対して抵抗体２をヘリカルのらせん状に形
成し、この抵抗体２上に摺動子３を摺接するように対向
配置する。そして、２回転未満の絶対角度は、回転体１
が回転駆動されると、その摺動子３が抵抗体２上を摺動
して、その電位の変化を計測して回転角度が検出される
。

ところが、上記回転角度検出装置では、その摺動子３と
抵抗体２の摺動を正確に行なうように形成しないと高精
度な検出が困難な構成のために、信頼性の高い検出が要
求される箇所への適用が困難であるという問題を有して
いた。

第５図は上記減速方式の回転角度検出装置を示すもので
、回転体１の出力軸１ａに減速機構４を設け、この減速
機構４の低速側に１回転検出用の回転角度検出センサ５
を設ける。そして、回転体１の２回転未満の絶対角度を
検出する場合は、回転体１の２回転分を減速機構４を介
して回転角度検出センサ５で１回転分として回転角度が
検出される。

しかしながら、上記回転角度検出装置では、その構成上
、複雑な減速機構４が必要となり、その取扱いが面倒で
あると共に、減速機構４のいわゆる遊びにより、２回転
未満の絶対角度を高精度にｔ１出するのが困難で、同様
に信頼性の要求される箇所への適用が困難であるという
問題を有する。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように、従来の回転角度検出装置では、２回
転未満の絶対角度を高精度に検出するのが困難で、信頼
性が低いという問題を有していた。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、簡易な
構成で、かつ、２回転未満の絶対角度を高精度に検出し
得るようにして、信頼性の向上を図った回転角度検出装
置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は回転体の１回転分の回転角を検出する回転角
度センサと、前記回転体に支持され、第１及び第２の領
域が連通された案内部を有した案内部材と、この案内部
材の案内部に案内自在に係合され前記回転体の１回転目
で前記第１の領域に位置する第１の位置を司り、前記回
転体の２回転目で前記第２の領域に位置する第２の位置
を司る検出部を有した切換スイッチと、前記回転角度検
出センサの検出信号と前記切換スイッチの出力信号より
前記回転体の２回転未満の絶対角を検出する信号処理手
段とを備え、前記切換スイッチの検出部の第１の位置か
ら第２の位置への切換領域を前記第１の領域内に設定す
るように構成したものである。

（作用） 上記構成によれば、回転体の絶対角度は、切換スイッチ
の検出部の第１及び第２の位置に応じて１回転目、２回
転目が検出され、この切換スイッチの出力信号と回転角
度検出センサの検出信号より検出される。従って、常に
回転角度検出センサの精度で２回転未満の絶対角度を検
出することができることにより、信頓度の高い高精度な
検出が実現される。

（実施例） 以下、この発明の実施例について、図面を参照して詳細
に説明する。

第１図はこの発明の一実施例に係る回転角度検出装置を
示すもので、図示しない回転体の出力軸１０には１回転
角度検出用の回転角度検出センサ１１が取着される。ま
た、出力軸１０には案内部材１２が嵌着される。この案
内部材１２は、上記回転体（図示せず）の１回転目に対
応される第１の領域Ｘと２回転目に対応される第２の領
域Ｙが連通された螺旋状の案内部１２ａが形成されてお
り（第２図参照）、この案内部１２ａには切換スイッチ
１３の検出部１３ａが矢印方向に案内自在に係合される
。この切換スイッチ１３は、例えば上記回転角度検出セ
ンサ１１に支持され、その出力端は上記回転角度検出セ
ンサ１１の信号出力端の接続された信号処理部１４に接
続される。

上記構成において、上記回転体（図示せず）の回転角度
は、出力軸１０が回転駆動されると、案内部材１２が回
転され、これにともなって切換スイッチ１３の検出部１
３ａが第１の領域Ｘあるいは第２の領域Ｙに位置する第
１及び第２の位置に切換設定される。この切換スイッチ
１３は、その検出部１３ａの第１の位置で出力信号Ｓが
０となり、第２の位置で出力信号Ｓが１に切換えられて
各出力信号Ｓを信号処理部１４に出力する。同時に、回
転角度検出センサ１１は角度信号へを信号処理回路１４
に出力する。ここで、この信号処理回路１４は、第３図
に示すように、ステップＳ１で角度信号Ａが入力すると
、ステップＳ２で予め設定された切換角度αと比較し、
角度信号Ａく切換角度αを検出すると、ステップＳ３で
ｅ−Ａ＋３６０＠Ｘ出力信号Ｓを演算して１回転〜２回
転未満の回転角度ｅを検出して終了する。

また、ステップＳ３で切換角度αが角度信号Ａく切換角
度αに該当しない場合には、ステップＳ４に移って回転
角度ｅ−角度信号Ａとして０〜１回転未満の回転角度θ
を検出して終了する。

なお、上記切換角度αは、第２図に示すように、案内部
材１２の案内部１２ａの第１の領域Ｘ内に位置される切
換領域の下限角度値で、α＋３６０”　＞θｍａＸの条
件下で適宜に設定される定数である。

このように、上記回転角度検出装置は、回転角度検出セ
ンサ１１と共に、検出部１３ａの司る第１及び第２の位
置に応じて回転体（図示せず）の１回転目、２回転目を
検出する切換スイッチ１３を設けて、その第１の位置か
ら第２の位置への切換領域を案内部材１２の第１の領域
Ｘ内に設定し、この切換スイッチ１３の出力信号Ｓと回
転角度検出センサ１１の検出信号Ａより回転角度ｅを検
出するように構成したことにより、従来のような０〜２
回転未満の回転角度の検出と異なり、常に回転角度検出
センサ１１の精度で２回転未満の絶対角度を検出するこ
とができるために、可及的に信頼度の高い高精度な検出
が実現される。

また、切換スイッチ１３の検出部１３ａの第１の位置か
ら第２の位置への切換領域が第１の領域Ｘ内に設定され
ており、第２の領域Ｙ内に対応する角度範囲が存在しな
いことにより（α＋３６０°＞ｅＩＩａｘ）、切換スイ
ッチ１３の設計を含む取扱いが簡便に実現することがで
きる。

なお、上記実施例では、案内部材１２の案内部１２ａを
出力軸方向に形成して、切換スイッチ１３の検出部１３
ａを出力軸方向に案内するように構成した場合で説明し
たが、これに限ることなく、切換スイッチ１３の検出部
１３ａを回転体の回転にともなって出力軸１０と略直交
する方向に案内するように構成することも可能である。

よって、この発明は上記実施例に限ることなく、その他
、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施
し得ることは勿論のことである。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によれば、簡易な構成で
、かつ、２回転未満の絶対角度を高精度に検出し得るよ
うにして、信頼性の向上を図った回転角度検出装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る回転角度検出装置を
示す構成図、第２図は第１図の詳細を説明するために示
した図、第３図は第１図の動作を説明するために示した
フローチャート、第４図及び第５図はそれぞれ従来の回
転角度検出装置を示す構成図である。 １０・・・出力軸、１１・・・回転角度検出センサ、１
２・・・案内部材、１２ａ・・・案内部、１３・・・切
換スイッチ、１３ａ・・・検出部、１４・・・信号処理
部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転体の１回転分の回転角を検出する回転角度センサと
   、前記回転体に支持され、第１及び第２の領域が連通さ
   れた案内部を有した案内部材と、この案内部材の案内部
   に案内自在に係合され前記回転体の１回転目で前記第１
   の領域に位置する第１の位置を司り、前記回転体の２回
   転目で前記第２の領域に位置する第２の位置を司る検出
   部を有した切換スイッチと、前記回転角度検出センサの
   検出信号と前記切換スイッチの出力信号より前記回転体
   の２回転未満の絶対角を検出する信号処理手段とを具備
   し、前記切換スイッチの検出部の第１の位置から第２の
   位置への切換領域を前記第１の領域内に設定したことを
   特徴とする回転角度検出装置。