JPH0338643Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は角度検出器の故障検出回路に係り、特
にポテンシヨメータの如き角度検出器を使用する
ロボツトのアーム制御回路やアナログ位置制御回
路等に適用し得る角度検出器の故障検出回路に関
するものである。

例えば角度検出器として、従来よりポテンシヨ
メータやエンコーダが広く用いられている。この
中でポテンシヨメータはアナログ式のもので、抵
抗の両端に電圧を印加し、回転角度に対応した摺
動子と抵抗の一方との電圧を出力信号として取出
すものである。このポテンシヨメータの故障検出
方法としては、例えば抵抗の両端に一方向の電
圧、例えば０〜＋10Vを印加しておく方法や、抵
抗に一定の電流を流しておく方法がある。これら
は摺動子と抵抗の一方との間の出力電圧が所定範
囲を越えた場合（上限以上、下限以下）に故障と
判定するものである。これらの方法では、例えば
抵抗の断線や短絡は検出できるが、ポテンシヨメ
ータの故障の大部分を占める接触不良の検出はで
きない。

エンコーダはデイジタル式角度検出器であつ
て、回転角に対応したビツト出力を論理判定する
ことによつて故障を検出することができるが、高
価となる。

本考案は上記の事情に鑑みて提案されたもの
で、その目的とするところは、ロボツト等用の角
度検出器として安価（エンコーダの約1/10）、且
つ取扱簡単（直流電圧を印加するだけで角度に対
応した電圧が得られる）な角度検出器の使用を可
能ならしめるとゝもに、これを使用する制御回路
の信頼性を向上させることができる角度検出器の
故障検出回路を提供することにある。

本考案による角度検出器の故障検出回路は、角
度検出器の回転角に比例した電圧信号を入力する
バツフア回路と、このバツフア回路の出力信号を
入力する一次遅れ回路と、前記バツフア回路およ
び前記一次遅れ回路の各出力信号を入力し、前記
角度検出器の出力電圧信号の急変現象を検出する
検出信号が予め設定された許容値を越えたときに
論理信号を出力するリミツタ回路とを具備してな
ることを特徴とし、バツフア回路と一次遅れ回路
とよりなる簡単な回路を用いて、ポテンシヨメー
タ等の角度検出器の断線、短絡および接触不良を
検出するようにして、前記従来の欠点を解消し得
るようにしたものである。

本考案の一実施例を図面に基いて詳細に説明す
る。

第１図は本考案の一実施例の構成を示すブロツ
ク図、第２図は第１図の詳細回路図である。

第１図および第２図において、１は角度検出器
例えばポテンシヨメータ、２はバツフア回路、３
は一次遅れ回路、４はリミツタ回路、Eiはポテン
シヨメータ印加電圧（直流電圧）、θは回転角度、
Ｆは故障検出信号、Ｒは抵抗、Ｃはコンデンサ、
Ａはアンプ、Ｄはダイオード、ｅはアンプ出力電
圧、Ebはバイアス電圧、Ｇはゲートを示してい
る。

第１図および第２図に示す如く、ポテンシヨメ
ータ１の出力電圧信号がバツフア回路２に入力
し、バツフア回路２の出力信号が一次遅れ回路３
とリミツタ回路４とにそれぞれ入力し、バツフア
回路２と一次遅れ回路３とポテンシヨメータ１の
出力電圧信号の急変現象を検出し、リミツタ回路
４にて上記検出信号が予め設定された許容量を越
えたときに論理信号即ち故障検出信号Ｆを出力す
るように構成されている。

上記本考案の一実施例の作用について説明す
る。

第１図および第２図において、ポテンシヨメー
タ１には直流電圧Eiが印加されており、回転角度
θに対応した電圧がバツフア回路２に伝達され
る。バツフア回路２は、ポテンシヨメータ１から
の信号を同符号のままリミツタ回路４と一次遅れ
回路３に伝達する。一次遅れ回路３はバツフア回
路２からの信号に一次遅れ演算を行ない、さらに
符号を変換したのちリミツタ回路４に伝達する。
リミツタ回路４では、バツフア回路２と一次遅れ
回路３から伝達された信号との偏差（加算結果）
が設定値を越えた時にポテンシヨメータ１の故障
を示す故障検出信号Ｆを出力する。この故障検出
信号Ｆでポテンシヨメータ１が故障したことを外
部に知らせる。

ここで、回転角或は位置制御に使用される回転
角度θに対応したポテンシヨメータ１の出力信号
はバツフア回路２の出力信号である。

次に上記本考案の一実施例の動作の詳細につい
て第２図に示す具体例でもつて説明する。

ポテンシヨメータ１の抵抗１１の両端には直流
電圧Eiが印加されており、回転角度θによつて摺
動子１２が抵抗１１上を摺動し回転角度θに対応
（比例）した出力電圧e₁が出力される。この出力
電圧e₁がバツフア回路２に伝達される。

バツフア回路２はアンプA₂₁のみで構成されて
おり、出力電圧e₂はe₂＝e₁である。この出力電圧
e₂は、一次遅れ回路３の抵抗R₃₁とリミツタ回路
４の抵抗R₄₁，R₄₄に伝達される。

一次遅れ回路３は、アンプA₃₁、抵抗R₃₁，R₃₂
及びコンデンサC₃₁で構成されており、出力電圧
e₃はe₃＝−１／１＋TSe₂である。ここでR₃₁＝R₃₂， Ｔ＝C₃₁R₃₂，Ｓは演算子である。この出力電圧e₃
はリミツタ回路４の抵抗R₄₂，R₄₅に伝達される。

リミツタ回路４は、アンプA₄₁、抵抗R₄₁〜
R₄₃、ダイオードD₄₁より構成される第１のリミ
ツタ回路と、アンプA₄₂、抵抗R₄₄〜R₄₆、ダイオ
ードD₄₂より構成される第２のリミツタ回路及び
オアゲートG₄₁より構成されている。

第１のリミツタ回路は、バツフア回路２の出力
電圧e₂と一次遅れ回路３の出力電圧e₃との偏差
（e₂＋e₃＝TS／１＋TSe₂）がバイアス電圧E_b1より大 きいとき論理１の信号をオアゲートG₄₁に伝達す
る。

第２のリミツタ回路も第１のリミツタ回路と同
様の動作を行ない、偏差がバイアス電圧E_b2より
小さいとき論理１の信号をオアゲートG₄₁に伝達
する。即ち、第１のリミツタ回路は、偏差e₂＋e₃
＞０で、e₂＋e₃＞E_b1のとき論理１の出力を、第
２のリミツタ回路は偏差e₂＋e₃＜０で、e₂＋e₃＞
E_b2のとき論理１の出力をオアゲートG₄₁に伝達す
る。

オアゲートG₄₁は入力信号のうち１つが論理１
であれば論理１を出力するものである。即ち、第
１或は第２のリミツタ回路のいずれか一方が論理
１の出力を出せば、オアゲートG₄₁の論理出力は
１となり、この論理１の信号がポテンシヨメータ
１の故障検出信号Ｆとなる。

以上の機能を有する回路構成において、ポテン
シヨメータ１の抵抗１１が断線すると摺動子１２
の出力電圧e₁は急変する。また、抵抗１１が短絡
した場合も摺動子１２の出力電圧e₁急変する。さ
らに抵抗１１と摺動子１２の間に接触不良が生じ
ると接触抵抗が変化するため出力電圧e₁が急変す
る。

この出力電圧e₁の急変現象をバツフア回路２と
一次遅れ回路３で検出し、これら両回路の出力電
圧e₂，e₃の偏差（e₂＋e₃）があらかじめ設定され
たバイアス電圧E_b1より大きい時、バイアス電圧
E_b2より小さいときに故障検出信号Ｆを論理１に
することにより、ポテンシヨメータ１の故障を検
出する。

ここで、一次遅れ回路３の時定数Ｔは、ポテン
シヨメータ１の摺動子１２の最高速度、即ち、回
転角度θの最高動作速度より20〜30％速い時間
（短かい時間）に調整する。

以上により本考案によれば、バツフア回路と一
次遅れ回路とよりなる簡単な回路を用いて、ロボ
ツト等用の角度検出器として極めて安価且つ取扱
簡単なポテンシヨメータの如き角度検出器の使用
を可能ならしめるとゝもに、これを使用するロボ
ツトのアーム制御回路やアナログ位置制御回路等
の信頼性を向上させることができる等の優れた効
果が奏せられるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を構成するブロツク
図、第２図は第１図の詳細回路図である。 １…ポテンシヨメータ、２…バツフア回路、３
…一次遅れ回路、４…リミツタ回路、Ei…ポテン
シヨメータ印加電圧（直流電圧）、θ…回転角度、
Ｆ…故障検出信号。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 角度検出器の回転角に比例した電圧信号を入力
   するバツフア回路と、このバツフア回路の出力信
   号を入力する一次遅れ回路と、前記バツフア回路
   および前記一次遅れ回路の各出力信号を入力し、
   前記角度検出器の出力電圧信号の急変現象を検出
   する検出信号が予め設定された許容値を越えたと
   きに論理信号を出力するリミツタ回路とを具備し
   てなることを特徴とする角度検出器の故障検出回
   路。