JPH0368813A - Rotation angle sensor - Google Patents
Rotation angle sensorInfo
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- JPH0368813A JPH0368813A JP20586189A JP20586189A JPH0368813A JP H0368813 A JPH0368813 A JP H0368813A JP 20586189 A JP20586189 A JP 20586189A JP 20586189 A JP20586189 A JP 20586189A JP H0368813 A JPH0368813 A JP H0368813A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は回転角センサーに関し、特に、基台の上に複数
の関節をもち回転運動を行うロボッ1〜等の橘器などに
使用される回転角センサーに関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention relates to a rotation angle sensor, and is particularly used for robots such as robots 1 to 3 that have a plurality of joints on a base and make rotational movements. Regarding rotation angle sensor.
[従来の技術]
従来、この種の回転角センサーとしては、例えば、第1
0図に示すように、シャフト11を機械的変位させてワ
イパー12を動かし、該ワイパー12を、固定された抵
抗体13の上を移動させることによって、ワイパー12
の位置に対応した電圧を取り出して回転角を知るポテン
ショメータがある。第10図中符号14はワイパー12
及び抵抗体13の出力端子群である。[Prior Art] Conventionally, as this type of rotation angle sensor, for example, the first
As shown in FIG.
There is a potentiometer that extracts the voltage corresponding to the position of and determines the rotation angle. Reference numeral 14 in FIG. 10 is a wiper 12
and a group of output terminals of the resistor 13.
[発明が解決しようとする課題]
黙しながら、上述した従来の回転角センサーにあっては
、ワイパー12と抵抗体13とを接触させているので、
接触不良による誤動作が生じることがあるという欠点が
あるとともに、一定方向の回転角しか検出できないとい
う欠点がある。また、大電力機器によるスイッチングな
どで発生する電界磁界ノイズの影3を受けやずいという
欠点がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional rotation angle sensor described above, since the wiper 12 and the resistor 13 are in contact with each other,
There is a drawback that malfunctions may occur due to poor contact, and there is also a drawback that rotation angles can only be detected in a certain direction. Further, it has the disadvantage that it is susceptible to the effects of electric and magnetic field noise generated by switching by high-power equipment.
[課題を解決するための手段コ
このような問題点を解決するための本発明の手段は、透
明材で作られた中空の球体の外面に球体内部に光を入力
する投光器を1個取り付け、他の外面には上記入力によ
る球体内部からの出力光を検出する複数個の受光器を取
り付け、投光器以外の光が球体内部に入力しない様球体
を不透明材で覆い、上記球体内部に該球体内部を移動可
能な重りを収容し、球体がどの方向を向いて位置しても
重りが常に最下部にあるようにし、この重りによってい
ずれの受光器への入力光が遮断されるかを判断すること
により回転角を検出できるようにした回転角センサーに
ある。[Means for Solving the Problems] The means of the present invention for solving these problems is to attach one projector to the outer surface of a hollow sphere made of a transparent material to input light into the sphere, A plurality of light receivers are attached to the other outer surface to detect the output light from the inside of the sphere due to the above input, and the sphere is covered with an opaque material so that no light other than the light source enters the inside of the sphere. contains a movable weight such that the weight is always at the bottom no matter which direction the sphere is facing, and determines which receiver the input light is blocked by this weight. The rotation angle sensor is capable of detecting the rotation angle.
[実施例]
以下、添付図面に基づいて本発明の実施例に係る回転角
センサーについて説明する。[Example] Hereinafter, a rotation angle sensor according to an example of the present invention will be described based on the accompanying drawings.
実施例に係る回転角センサーは、第1図乃至第3図に示
すように、透明材で作られた中空の球体1の外面に該球
体1内部に光を入力する投光器2を1四取り付け、他の
外面には上記入力による球体1内部からの光を検出する
複数個の受光器3を取り吋け、投光a2以外の光が球体
1内部に入力しない揉捏光器2及び受光器3の外側から
球体1を不透明材4で覆い、これらの要素で構成された
第1図に示すものを回転部6としである。また、回転部
6の球体1内部には、該内部で容易に回転可能な大きさ
の透明材でできた中空の内部球体7内部に不透明材で作
られた重り5を取り付けた重り部8を入れである。そし
て、回転部6がどの方向に回転し、即ち、どの方向を向
いて位置しても重り5が常に最下部にあり、重り5によ
っていずれの受光器3への光が遮断されたかを判断する
ことにより回転角を検出できるようにしである。As shown in FIGS. 1 to 3, the rotation angle sensor according to the embodiment includes a hollow sphere 1 made of a transparent material, and 14 projectors 2 for inputting light into the sphere 1 attached to the outer surface of the sphere. A plurality of light receivers 3 for detecting the light from inside the sphere 1 due to the above-mentioned input are installed on the other outer surface, and a light receiver 2 and a light receiver 3 are installed to prevent light other than the emitted light a2 from entering the inside of the sphere 1. The sphere 1 is covered from the outside with an opaque material 4, and the rotary part 6 shown in FIG. 1 is made up of these elements. Further, inside the sphere 1 of the rotating part 6, there is a weight part 8 in which a weight 5 made of an opaque material is attached to the inside of a hollow inner sphere 7 made of a transparent material large enough to be easily rotated inside the sphere 1. It is a container. Then, no matter which direction the rotating part 6 rotates, that is, which direction it faces, the weight 5 is always at the bottom, and it is determined which light receiver 3 the light is blocked by the weight 5. This allows the rotation angle to be detected.
次に、この回転角センサーにおいて、回転部6ど重り5
との位置関係について、その基本的態様を説明する。Next, in this rotation angle sensor, the rotating part 6 and the weight 5
The basic aspect of the positional relationship between the two will be explained.
第4図は静止時に投光器2が最下部になる径設定された
場合を示し、この場合には、すべての受光器3は光を検
出しない。第5図は重り5が投光器2から角度θを離れ
た受光器3上に位置した場合を示し、この場合には、投
光器2から入力された光の受光器3への出力が遮断され
る。第6図は垂り5が投光器2から角度部2離れた位置
にあり、2つの受光器3に跨って位置している場合を示
し、この場合には、投光器2から入力された光の受光器
3への入力が減衰されており、このときは、減衰量によ
って受光器3の遮断が判断される。FIG. 4 shows a case where the diameter of the projector 2 is set to be at the lowest position when the projector is stationary, and in this case, none of the light receivers 3 detect light. FIG. 5 shows a case where the weight 5 is located on the light receiver 3 at an angle θ from the light emitter 2, and in this case, the output of the light input from the light emitter 2 to the light receiver 3 is blocked. FIG. 6 shows a case where the hanging 5 is located at a position 2 apart from the emitter 2 by an angle part 2, and is located astride two light receivers 3. In this case, the light received from the emitter 2 is received. The input to the receiver 3 is attenuated, and at this time, the cutoff of the light receiver 3 is determined based on the amount of attenuation.
次に、この実施例に係る回転角センサーを、例えば、第
9図に示すような、多関節ロボット10に用いた場合に
ついて説明する。まず、第7図に示すように、例えば、
1つのアーム10aに、重り5が投光器2上に位置した
所を基準位置として、回転部6を固定する。この状態に
おいて、アーム10aが回転運動すると、これに追従し
て回転角センサーの回転部66回転する。Next, a case where the rotation angle sensor according to this embodiment is used in an articulated robot 10 as shown in FIG. 9, for example, will be described. First, as shown in Figure 7, for example,
A rotating part 6 is fixed to one arm 10a with the position where the weight 5 is located on the projector 2 as a reference position. In this state, when the arm 10a rotates, the rotating portion 66 of the rotation angle sensor rotates following this rotation.
この場合、重り部8は常に静止状態にあり、重りは常に
最下部に位置している。即ち、回転部6は重り5に対し
て相対回転することになる。そのため、今、第8図に示
すように、アーム10aが角度θだけ回転すると、垂り
5は投光器2から角度θ離れた受光器3上に至り、該受
光器3の入力が遮断され、この遮断を判断することによ
り、回転角θが検出される。即ち、投光器2と受光器3
との間の角度θがアーム10aの回転角度となりこの回
転角の検出が可能になる。In this case, the weight part 8 is always in a stationary state, and the weight is always located at the lowest position. That is, the rotating part 6 rotates relative to the weight 5. Therefore, as shown in FIG. 8, when the arm 10a rotates by an angle θ, the sag 5 reaches the receiver 3 which is away from the emitter 2 by an angle θ, and the input to the receiver 3 is cut off. By determining the interruption, the rotation angle θ is detected. That is, the emitter 2 and the receiver 3
The angle θ between the two ends becomes the rotation angle of the arm 10a, and this rotation angle can be detected.
[発明の効果]
以上説明したように本発明の回転角センサーによれば、
重りを球体内で移動させることにより角度検出を行なう
ので、機械的な接点を使用していないため接触不良等に
よる誤動作がなく、また、非磁性体で構成されているの
で、大電力機器によるスイッチングなどで発生する電界
磁界ノイズの影響を受けにくいという効果がある。又ポ
テンショメータの様に一定方向の回転角を検出するので
なく透明材球体の外部に取り付けた受光器の方向すべて
において回転角を検出することが可能になり、汎用性が
増すという効果がある。[Effects of the Invention] As explained above, according to the rotation angle sensor of the present invention,
Since the angle is detected by moving the weight within the sphere, no mechanical contacts are used, so there is no malfunction due to poor contact, etc. Also, since it is made of non-magnetic material, switching with high-power equipment is not possible. This has the effect of being less susceptible to the effects of electric and magnetic field noise generated by, etc. Also, instead of detecting the rotation angle in a fixed direction like a potentiometer, it is possible to detect the rotation angle in all directions using a light receiver attached to the outside of the transparent sphere, which has the effect of increasing versatility.
第1図は本発明の実施例に係る回転角センサーの要部を
示す正面図、第2図は実施例に係る回転角センサーの他
の要部を示す正面図、第3図は実施例に係る回転角セン
サーを組み立てた状態を示す正面図、第4図は回転角セ
ンサーの重りの位置の一例を示し投光器が静止状態で最
下部にある場合の例を示す部分正面図、第5図は回転角
センサーの重りの位置の一例を示し1つの受光器が最下
部にある場合の例を示す部分正面図、第6図は回転角セ
ンサーの重りの位置の一例を示し2つの受光器が最下部
にある場合の例を示す部分正面図、第7図は回転角セン
サーの取付状態の一例をその取付部の静止状態中の例で
示す図、第8図は静止状態から回転運動を生じたとき取
付部の回転角を検知するときの状態を示す図、第9図は
回転角センサーが利用される回転運動し得る関節を多数
もったロボットを示す斜視図、第10図は従来の回転角
センサーの一例であるポテンショメータの原理図である
。
1:球体 2:投光器
3:受光器 4:不透明材
5:重り 6:回転部
7:内部球体 8:重り部FIG. 1 is a front view showing main parts of a rotation angle sensor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view showing other main parts of a rotation angle sensor according to an embodiment, and FIG. 3 is a front view showing main parts of a rotation angle sensor according to an embodiment. FIG. 4 is a front view showing an assembled state of the rotation angle sensor, FIG. 4 is a partial front view showing an example of the position of the weight of the rotation angle sensor, and FIG. Fig. 6 is a partial front view showing an example of the position of the weight of the rotation angle sensor and showing an example where one light receiver is at the bottom. Fig. 7 is a partial front view showing an example of the case where the rotation angle sensor is installed at the bottom, Fig. 7 is a view showing an example of the mounting state of the rotation angle sensor when the mounting part is in a stationary state, and Fig. 8 is a diagram showing an example of a case where the rotation angle sensor is in a stationary state. Fig. 9 is a perspective view showing a robot with a large number of rotary joints in which a rotation angle sensor is used, and Fig. 10 shows a conventional rotation angle detection state. FIG. 2 is a principle diagram of a potentiometer that is an example of a sensor. 1: Sphere 2: Emitter 3: Receiver 4: Opaque material 5: Weight 6: Rotating part 7: Internal sphere 8: Weight part
Claims (1)
力する投光器を1個取り付け、他の外面には上記入力に
よる球体内部からの出力光を検出する複数個の受光器を
取り付け、投光器以外の光が球体内部に入力しないよう
に上記球体を不透明材で覆い、上記球体内部に該球体内
部を移動可能な重りを収容し、球体がどの方向を向いて
位置しても重りが常に最下部にあるようにし、この重り
によっていずれの受光器への入力光が遮断されるかを判
断することにより回転角を検出できるようにしたことを
特徴とする回転角センサー。One light emitter that inputs light into the sphere is attached to the outer surface of a hollow sphere made of transparent material, and a plurality of light receivers are attached to the other outer surface to detect the output light from the inside of the sphere due to the above input, The sphere is covered with an opaque material to prevent light from sources other than the projector from entering the sphere, and a weight that can be moved inside the sphere is housed so that the weight remains constant no matter which direction the sphere faces. A rotation angle sensor characterized in that the rotation angle can be detected by placing the weight at the bottom and determining which of the light receivers input light is blocked by the weight.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20586189A JPH0368813A (en) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | Rotation angle sensor |
Applications Claiming Priority (1)
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JP20586189A JPH0368813A (en) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | Rotation angle sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0368813A true JPH0368813A (en) | 1991-03-25 |
Family
ID=16513935
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20586189A Pending JPH0368813A (en) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | Rotation angle sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0368813A (en) |
-
1989
- 1989-08-09 JP JP20586189A patent/JPH0368813A/en active Pending
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