JPH0317632B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0317632B2 JPH0317632B2 JP4673187A JP4673187A JPH0317632B2 JP H0317632 B2 JPH0317632 B2 JP H0317632B2 JP 4673187 A JP4673187 A JP 4673187A JP 4673187 A JP4673187 A JP 4673187A JP H0317632 B2 JPH0317632 B2 JP H0317632B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rubber artificial
- artificial muscles
- pressure control
- rubber
- comparator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 claims description 37
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、ロボツトのマニプレータ等に用いる
関節装置で、特にゴム人工筋の伸縮作動によりア
ーム等の作動部材を作動するようにした関節装置
に関するものである。
関節装置で、特にゴム人工筋の伸縮作動によりア
ーム等の作動部材を作動するようにした関節装置
に関するものである。
従来の技術
従来のゴム人工筋を用いた関節装置では特開昭
61−74902号に示されるように、マニプレータに
使用する際関節回転角度を検出するために外部に
回転角度検出器を設けていた。
61−74902号に示されるように、マニプレータに
使用する際関節回転角度を検出するために外部に
回転角度検出器を設けていた。
発明が解決しようとする問題点
上記のようにゴム人工筋の外部に回転角度検出
器を設けることにより、マニプレータの関節部が
大きくなり、狭い部分での作業が困難であつた。
またマニプレータ関節部の回転角度を測定するコ
ンパクトな検出器はない。
器を設けることにより、マニプレータの関節部が
大きくなり、狭い部分での作業が困難であつた。
またマニプレータ関節部の回転角度を測定するコ
ンパクトな検出器はない。
問題点を解決するための手段及び作用
本発明は上記のことにかんがみなされたもの
で、伸縮アクチエータ自体にセンシング要素をも
たせて外部センサを不要にし、関節部分をコンパ
クトにして狭部での作業を容易にできるように
し、また伸縮アクチエータに作用する温度変化に
よる外乱を補償できるようにした関節装置を提供
しようとするものであり、その構成は、ゴム人工
筋の伸縮作動によりアーム等の作動部材を作動す
るようにした関節装置において、２個のゴム人工
筋を連結部材を介して直列に連結すると共に、こ
の連結部材に上記作動部材を連結し、また上記両
ゴム人工筋の圧液作用部を圧力制御弁を介して同
一の圧液源に接続すると共に、この圧液に導電性
液を用い、また各ゴム人工筋の両端に電極を設
け、この各電極間に抵抗測定器を介装し、上記圧
力制御弁への指令信号回路内に、上記両抵抗測定
器からの電気信号の差をフイードバツクする比較
手段を設けた構成となつており、ゴム人工筋の伸
縮により抵抗測定器よりの電圧信号が変化し、こ
の各ゴム人工筋に接続した抵抗測定器からの電圧
信号の差は圧力制御弁への指令信号にフイードバ
ツクされる。
で、伸縮アクチエータ自体にセンシング要素をも
たせて外部センサを不要にし、関節部分をコンパ
クトにして狭部での作業を容易にできるように
し、また伸縮アクチエータに作用する温度変化に
よる外乱を補償できるようにした関節装置を提供
しようとするものであり、その構成は、ゴム人工
筋の伸縮作動によりアーム等の作動部材を作動す
るようにした関節装置において、２個のゴム人工
筋を連結部材を介して直列に連結すると共に、こ
の連結部材に上記作動部材を連結し、また上記両
ゴム人工筋の圧液作用部を圧力制御弁を介して同
一の圧液源に接続すると共に、この圧液に導電性
液を用い、また各ゴム人工筋の両端に電極を設
け、この各電極間に抵抗測定器を介装し、上記圧
力制御弁への指令信号回路内に、上記両抵抗測定
器からの電気信号の差をフイードバツクする比較
手段を設けた構成となつており、ゴム人工筋の伸
縮により抵抗測定器よりの電圧信号が変化し、こ
の各ゴム人工筋に接続した抵抗測定器からの電圧
信号の差は圧力制御弁への指令信号にフイードバ
ツクされる。
実施例
本発明の実施例を第１図に基づいて説明する。
図中１は基台であり、この基台１には支持部材
２が立設してあり、この支持部材２の先端部にプ
ーリ３が軸支してある。４はアームで、このアー
ムの基端部は上記プーリ３に固着してあり、プー
リ３の回転に従つてこのアーム４が回動するよう
になつている。基台１には、上記プーリ３の回転
中立に対して両側に係止ブラケツト５，６が取付
けてあり、この各係止ブラケツト５，６にそれぞ
れ左右のゴム人工筋７，８の一端が連結してあ
る。またこの両ゴム人工筋７，８の他端は互いに
ロープ９にて連結してあり、このロープ９が上記
プーリ３に巻掛けられている。
２が立設してあり、この支持部材２の先端部にプ
ーリ３が軸支してある。４はアームで、このアー
ムの基端部は上記プーリ３に固着してあり、プー
リ３の回転に従つてこのアーム４が回動するよう
になつている。基台１には、上記プーリ３の回転
中立に対して両側に係止ブラケツト５，６が取付
けてあり、この各係止ブラケツト５，６にそれぞ
れ左右のゴム人工筋７，８の一端が連結してあ
る。またこの両ゴム人工筋７，８の他端は互いに
ロープ９にて連結してあり、このロープ９が上記
プーリ３に巻掛けられている。
上記ゴム人工筋７，８は第２図に示すようにな
つており、外側を網体１０にて被覆したゴムチユ
ーブ１１の両端部が導電性を有する栓体１２，１
３にて閉じられており、口金１４，１５にて固着
されている。そして上記一方の栓体１２が基台１
に、他の栓体１３がロープ９に、それぞれ絶縁体
１６，１７を介して連結してある。また上記両栓
体１２，１３の一方の栓体１２に流体の出入口１
８が設けてある。さらに上記両栓体１２，１３は
抵抗測定器１９を介してリード線２０，２１にて
接続されている。
つており、外側を網体１０にて被覆したゴムチユ
ーブ１１の両端部が導電性を有する栓体１２，１
３にて閉じられており、口金１４，１５にて固着
されている。そして上記一方の栓体１２が基台１
に、他の栓体１３がロープ９に、それぞれ絶縁体
１６，１７を介して連結してある。また上記両栓
体１２，１３の一方の栓体１２に流体の出入口１
８が設けてある。さらに上記両栓体１２，１３は
抵抗測定器１９を介してリード線２０，２１にて
接続されている。
上記のように構成された両ゴム人工筋７，８の
出入口１８，１８はそれぞれ圧力制御弁２２，２
３を介して導電性を有する作動液を圧送する液圧
源２４に接続されている。そしてこの両圧力制御
弁２２，２３の電磁作用部２２ａ，２３ａは第１
の比較器（オペアンプ）２５に接続されている。
また上記両ゴム人工筋７８のそれぞれの抵抗測定
器１９，１９は第２の比較器２６に接続されてい
る。そしてこの第１・第２の比較器２５，２６は
第３の比較器２７に接続してあり、この第３の比
較器２７は図示しない位置指令信号発生器に接続
されている。
出入口１８，１８はそれぞれ圧力制御弁２２，２
３を介して導電性を有する作動液を圧送する液圧
源２４に接続されている。そしてこの両圧力制御
弁２２，２３の電磁作用部２２ａ，２３ａは第１
の比較器（オペアンプ）２５に接続されている。
また上記両ゴム人工筋７８のそれぞれの抵抗測定
器１９，１９は第２の比較器２６に接続されてい
る。そしてこの第１・第２の比較器２５，２６は
第３の比較器２７に接続してあり、この第３の比
較器２７は図示しない位置指令信号発生器に接続
されている。
上記構成において、ゴム人工筋７，８の長さ
は、このゴム人工筋７，８の出入口１８よりの作
動液の出入によつて変化される。すなわち、作動
液が流入することによりゴム人工筋７，８は膨張
してその長さが短縮され、また作動液が流出する
ことにより縮んでその長さが伸長される。そして
その長さの変化によりそれぞれの両側の栓体１
２，１３間の抵抗値が変化し、この値は抵抗測定
器１９にて電圧V1，V2の変化として検出される。
は、このゴム人工筋７，８の出入口１８よりの作
動液の出入によつて変化される。すなわち、作動
液が流入することによりゴム人工筋７，８は膨張
してその長さが短縮され、また作動液が流出する
ことにより縮んでその長さが伸長される。そして
その長さの変化によりそれぞれの両側の栓体１
２，１３間の抵抗値が変化し、この値は抵抗測定
器１９にて電圧V1，V2の変化として検出される。
今図示してない位置指令信号発生器よりアーム
４を回転角（＋）θだけ回転するよう指令が発生
されると、この指令値が第３の比較器２７にてア
ーム４の現在姿勢と比較される。今アーム４の回
転角がゼロ（図において垂直状態）であつたとす
ると両ゴム人工筋７，８の長さが等しいことによ
り、第２の比較器２６の偏差値はゼロであり、従
つて第３の比較器２７へのフイードバツク値はゼ
ロとなり、第３の比較器２７より第１の比較器２
５へ回転数（＋）θの指令が伝えられる。第１の
比較器２５ではこの指令値が比較されて右側の圧
力制御弁２３の電磁作用部２３ａに（＋）信号
が、また左側の圧力制御弁２２の電磁作用部２２
ａに（−）信号がそれぞれ入力され、右側のゴム
人工筋８には圧力制御弁２３を介して液圧源２４
より圧液が供給され、また左側のゴム人工筋７の
圧液は圧力制御弁２２を介してドレンされる。か
くすることにより、右側のゴム人工筋８は短縮さ
れ、左側のゴム人工筋７は伸長され、プーリ３は
右方向（＋）に回転し、アーム４は右方向へ回転
される。
４を回転角（＋）θだけ回転するよう指令が発生
されると、この指令値が第３の比較器２７にてア
ーム４の現在姿勢と比較される。今アーム４の回
転角がゼロ（図において垂直状態）であつたとす
ると両ゴム人工筋７，８の長さが等しいことによ
り、第２の比較器２６の偏差値はゼロであり、従
つて第３の比較器２７へのフイードバツク値はゼ
ロとなり、第３の比較器２７より第１の比較器２
５へ回転数（＋）θの指令が伝えられる。第１の
比較器２５ではこの指令値が比較されて右側の圧
力制御弁２３の電磁作用部２３ａに（＋）信号
が、また左側の圧力制御弁２２の電磁作用部２２
ａに（−）信号がそれぞれ入力され、右側のゴム
人工筋８には圧力制御弁２３を介して液圧源２４
より圧液が供給され、また左側のゴム人工筋７の
圧液は圧力制御弁２２を介してドレンされる。か
くすることにより、右側のゴム人工筋８は短縮さ
れ、左側のゴム人工筋７は伸長され、プーリ３は
右方向（＋）に回転し、アーム４は右方向へ回転
される。
上記作用における両ゴム人工筋７，８の長さの
変化は抵抗測定器１９，１９の出力電圧V1，V2
の変化により検出され、このそれぞれの出力電圧
V1，V2は第２の比較器２６にて比較される。そ
の偏差値が第３の比較器２７にフイードバツクさ
れる。
変化は抵抗測定器１９，１９の出力電圧V1，V2
の変化により検出され、このそれぞれの出力電圧
V1，V2は第２の比較器２６にて比較される。そ
の偏差値が第３の比較器２７にフイードバツクさ
れる。
上記作用によりアーム４が所定の角度（＋）θ
まで回転したら、第３の比較器２７の偏差値がゼ
ロになり、その結果第１の比較器２５への出力信
号がゼロになり、両圧力制御弁２２，２３は保持
状態になり、両ゴム人工筋７，８の長さは現状の
状態に保持され、アーム４は上記回転角（＋）θ
に保持される。
まで回転したら、第３の比較器２７の偏差値がゼ
ロになり、その結果第１の比較器２５への出力信
号がゼロになり、両圧力制御弁２２，２３は保持
状態になり、両ゴム人工筋７，８の長さは現状の
状態に保持され、アーム４は上記回転角（＋）θ
に保持される。
上記作用において、ゴム人工筋７，８に作用す
る圧液の温度が変化することにより抵抗測定値も
変化する。
る圧液の温度が変化することにより抵抗測定値も
変化する。
すなわち、温度変化（外乱）することにより、
△Ｖだけ電圧変化する。このため各抵抗測定器１
９，１９からの出力電圧はV1＋△Ｖ、V2＋△Ｖ
となる。
△Ｖだけ電圧変化する。このため各抵抗測定器１
９，１９からの出力電圧はV1＋△Ｖ、V2＋△Ｖ
となる。
ところが、第２の比較器２６では両出力電圧を
比較しているのであるから、比較値ｉは ｉ＝（V1＋△Ｖ）−（V2＋△Ｖ）＝V1−V2 となり、上記外乱による電圧変化△Ｖは第２の比
較器２６にて相殺される。
比較しているのであるから、比較値ｉは ｉ＝（V1＋△Ｖ）−（V2＋△Ｖ）＝V1−V2 となり、上記外乱による電圧変化△Ｖは第２の比
較器２６にて相殺される。
なお上記作用は両ゴム人工筋７，８に作用する
圧液の温度変化が同じであることが前提となる
が、両ゴム人工筋７，８は互いに伸縮作用を繰り
返し行なうこと、及び同一の液圧源２４に接続さ
れていることにより、両ゴム人工筋７，８に作用
する圧液の温度変化は概略同一である。
圧液の温度変化が同じであることが前提となる
が、両ゴム人工筋７，８は互いに伸縮作用を繰り
返し行なうこと、及び同一の液圧源２４に接続さ
れていることにより、両ゴム人工筋７，８に作用
する圧液の温度変化は概略同一である。
発明の効果
本発明によれば、外部センサが不要になり、従
つて関節部分がコンパクトになり、狭部での作業
が容易にできるようになる。また伸縮アクチエー
タに作用する温度変化による外乱を補償でき、位
置センサの再現性を良好にすることができる。
つて関節部分がコンパクトになり、狭部での作業
が容易にできるようになる。また伸縮アクチエー
タに作用する温度変化による外乱を補償でき、位
置センサの再現性を良好にすることができる。
図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
概略的な構成説明図、第２図はゴム人工筋の断面
図である。 ４はアーム、７，８はゴム人工筋、１９は抵抗
測定器、２２，２３は圧力制御弁。
概略的な構成説明図、第２図はゴム人工筋の断面
図である。 ４はアーム、７，８はゴム人工筋、１９は抵抗
測定器、２２，２３は圧力制御弁。
Claims (1)
- １ ゴム人工筋７，８の伸縮作動によりアーム４
等の作動部材を作動するようにした関節装置にお
いて、２個のゴム人工筋７，８を連結部材を介し
て直列に連結すると共に、この連結部材に上記作
動部材を連結し、また両ゴム人工筋７，８の圧液
作用部を圧力制御弁２２，２３を介して同一の圧
液源２４に接続すると共に、この圧液に導電性液
を用い、また各ゴム人工筋７，８の両端に電極を
設け、この各電極間に抵抗測定器１９，１９を介
装し、上記圧力制御弁２２，２３への指令信号回
路内に、上記両抵抗測定器からの電圧信号の差を
フイードバツクする比較手段を設けたことを特徴
とする関節装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4673187A JPS63216691A (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | 関節装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4673187A JPS63216691A (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | 関節装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63216691A JPS63216691A (ja) | 1988-09-08 |
| JPH0317632B2 true JPH0317632B2 (ja) | 1991-03-08 |
Family
ID=12755477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4673187A Granted JPS63216691A (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | 関節装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63216691A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02284887A (ja) * | 1989-04-26 | 1990-11-22 | Agency Of Ind Science & Technol | 多自由度関節の制御方法 |
| JPH0657582U (ja) * | 1993-01-06 | 1994-08-09 | 紀男 木下 | ロボット関節駆動装置 |
| JP5252493B2 (ja) * | 2008-04-17 | 2013-07-31 | 国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 | 直動伸縮アクチュエータ |
| JP5769209B2 (ja) * | 2013-09-07 | 2015-08-26 | 国立大学法人東京工業大学 | 力覚提示機能を有する操縦システム |
| JP2020176664A (ja) * | 2019-04-16 | 2020-10-29 | 株式会社ブリヂストン | 流体圧アクチュエータ及び検出ユニット |
| JP7264312B2 (ja) * | 2020-06-18 | 2023-04-25 | 株式会社アイシン | ロボット装置 |
-
1987
- 1987-03-03 JP JP4673187A patent/JPS63216691A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63216691A (ja) | 1988-09-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |