JPH04370407A - Actuator controller - Google Patents

Actuator controller

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Publication number
JPH04370407A
JPH04370407A JP14604791A JP14604791A JPH04370407A JP H04370407 A JPH04370407 A JP H04370407A JP 14604791 A JP14604791 A JP 14604791A JP 14604791 A JP14604791 A JP 14604791A JP H04370407 A JPH04370407 A JP H04370407A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
actuator
pressure
pressure chamber
volume
elastic body
Prior art date
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Pending
Application number
JP14604791A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takafumi Matsumaru
松丸 隆文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH04370407A publication Critical patent/JPH04370407A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide an actuator controller capable of detecting the state of an actuator in contact with an article without providing the actuator itself with any sensor. CONSTITUTION:Using an actuator 1 comprising a cylindrical elasticbody 8 whose interior is divided into a plurality of pressure chambers 14 to 16 by bulkheads, a means to detect the pressure in the pressure chambers 14 to 16 and a means to detect the volumes of the pressure chambers 14 to 16 are provided. The resultant pressure P and volume V are detected, and the detected values are compared with the predetermined curved line PV of the actuator 1. Any possible difference between them suggests that the actuator 1 is brought into contact with some article.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は流体の圧力エネルギによ
って湾曲・伸縮などの動作を行うアクチュエータを制御
するためのアクチュエータの制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an actuator control device for controlling an actuator that performs operations such as bending, expansion and contraction using fluid pressure energy.

【0002】0002

【従来の技術】隔壁によって内部が複数の圧力室に分離
された筒状弾性体からなり、この筒状弾性体の圧力室に
流体圧を供給することによって湾曲・伸縮などの任意の
動作を行うアクチュエータとしては、例えば特開平1−
247809号に記載されたものが知られている。
[Prior Art] It consists of a cylindrical elastic body whose interior is separated into a plurality of pressure chambers by a partition wall, and arbitrary movements such as bending, expansion and contraction are performed by supplying fluid pressure to the pressure chambers of this cylindrical elastic body. As an actuator, for example, JP-A-1-
The one described in No. 247809 is known.

【0003】上記アクチュエータは、筒状弾性体内部に
形成される圧力室の任意の1つに大なる圧力を加えるこ
とによりその圧力室が伸長する。つまり、各圧力室に加
える圧力の差によって、筒状弾性体を任意の方向に湾曲
させることができる。また、各圧力室の圧力を同時に大
きくすれば筒状弾性体は伸直し、小さくすれば縮小する
。つまり、筒状弾性体に加える圧力の全体量によって、
筒状弾性体を任意の方向に伸縮させることができる。
[0003] In the above-mentioned actuator, by applying a large pressure to any one of the pressure chambers formed inside the cylindrical elastic body, the pressure chamber is expanded. That is, the cylindrical elastic body can be curved in any direction by the difference in pressure applied to each pressure chamber. Furthermore, if the pressure in each pressure chamber is simultaneously increased, the cylindrical elastic body will expand again, and if it is decreased, it will contract. In other words, depending on the total amount of pressure applied to the cylindrical elastic body,
The cylindrical elastic body can be expanded and contracted in any direction.

【0004】このようなアクチュエータは弾性部材から
構成されているので、物体に接触しても物体を傷付けた
り無理な力を与えたりすることがないという特徴がある
。しかしながらその反面、アクチュエータが物体と接触
した状態を正確に検出するためにはアクチュエータの先
端に触角センサを取り付けなければならなかった。この
ような場合、物体に対して直接触角センサを当接させる
必要があるので、アクチュエータの弾性特性を生かすこ
とができなくなってしまう恐れがあった。
[0004] Since such an actuator is made of an elastic member, it has the characteristic that even if it comes into contact with an object, it will not damage the object or apply excessive force. However, on the other hand, in order to accurately detect the state in which the actuator is in contact with an object, it is necessary to attach a tactile sensor to the tip of the actuator. In such a case, since it is necessary to bring the tactile sensor into direct contact with the object, there is a risk that the elastic characteristics of the actuator cannot be utilized.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のア
クチュエータは弾性部材から構成されているので、物体
に接触しても物体を傷付けたり無理な力を与えたりする
ことがないという特徴がある。しかしながらアクチュエ
ータが物体と接触した状態を正確に検出するためにはア
クチュエータの先端に触角センサを取り付けなければな
らず、このような場合には、物体に対して直接触角セン
サを当接させる必要があるので、アクチュエータの弾性
特性を生かすことができなくなってしまう恐れがあった
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, conventional actuators are composed of elastic members, so they have the characteristic that even when they come into contact with an object, they do not damage the object or apply excessive force. . However, in order to accurately detect when the actuator is in contact with an object, a tactile sensor must be attached to the tip of the actuator, and in such cases, it is necessary to directly contact the tactile sensor with the object. Therefore, there was a fear that the elastic properties of the actuator could not be utilized.

【0006】本発明はこういった従来の問題点を解決す
るためになされたものであり、アクチュエータ自体にセ
ンサを取り付けることなく物体との接触状態を検出する
ことのできるアクチュエータの制御装置の提供を目的と
している。
The present invention has been made to solve these conventional problems, and it is an object of the present invention to provide an actuator control device that can detect the state of contact with an object without attaching a sensor to the actuator itself. The purpose is

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明においては、隔壁によって内部が複数の圧力
室に分離された筒状弾性体からなるアクチュエータの前
記圧力室の各々の圧力を調整することにより前記アクチ
ュエータを駆動制御するアクチュエータの制御装置にお
いて、前記アクチュエータの変形状態を検出するために
、前記圧力室の少なくとも1つについて、圧力室の圧力
を検出する手段と、圧力室の体積を検出する手段とを設
ける構成とした。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, in the present invention, the pressure in each pressure chamber of an actuator is made of a cylindrical elastic body whose interior is separated into a plurality of pressure chambers by a partition wall. In an actuator control device that controls drive of the actuator by adjusting, in order to detect a deformed state of the actuator, means for detecting the pressure of at least one of the pressure chambers, and a volume of the pressure chamber. The configuration includes a means for detecting.

【0008】[0008]

【作用】アクチュエータは弾性部材から構成されている
ので、物体と接触(干渉)していない通常の状態では、
圧力室に供給される流体の圧力Pとそれに対応する圧力
室の体積Vとの間には一定の相関関係が存在する(図4
参照)。本発明によれば、アクチュエータ動作時の圧力
室の圧力と圧力室の体積とを検出することができるので
、これらと上記相関関係とを比較して両者に差異があれ
ばアクチュエータが物体と接触していることがわかる。 これにより、アクチュエータ自体にセンサを取り付ける
ことなくアクチュエータと物体とが接触していることを
把握できる。
[Operation] Since the actuator is composed of an elastic member, under normal conditions when it is not in contact with (interference with) an object,
There is a certain correlation between the pressure P of the fluid supplied to the pressure chamber and the corresponding volume V of the pressure chamber (Figure 4
reference). According to the present invention, it is possible to detect the pressure in the pressure chamber and the volume of the pressure chamber when the actuator is operating, so compare these with the above correlation and if there is a difference between the two, the actuator is in contact with an object. It can be seen that This makes it possible to determine whether the actuator is in contact with an object without attaching a sensor to the actuator itself.

【0009】[0009]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図1は本発明の実施例に係るアクチュエー
タの制御装置を示す構成図であり、図2および図3はア
クチュエータの分解斜視図および断面図、図4はアクチ
ュエータの動作説明図である。まず、図2,図3,図4
を用いて本発明に利用されるアクチュエータ1 につい
て説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a control device for an actuator according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are an exploded perspective view and a sectional view of the actuator, and FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of the actuator. First, Figure 2, Figure 3, Figure 4
The actuator 1 used in the present invention will be explained using the following.

【0010】同図に示すように、アクチュエータ1 は
外壁を形成する筒状弾性体8 、先端封止部9 、根元
封止部10,チューブ11から構成されている。そして
、同図からもわかるように、筒状弾性体8 は同一形状
からなる3つの単位筒状弾性体13a,13b,13c
 をその軸方向に並列に接着することにより一体成形し
たものである。このため、接着された部位により筒状弾
性体8 の軸方向に弾性隔壁5,6,7 が延設され、
これら弾性隔壁5,6,7 により2つの圧力室14,
15,16が形成される。前記単位筒状弾性体13a,
13b,13c は、図3の図面垂直方向を軸としてそ
れぞれ間隔を密にして螺旋状に巻装された繊維17を、
弾性材料であるシリコーンゴムにより被覆して形成され
ている。このため筒状弾性体8 は繊維17とゴムとの
複合による異方性弾性材料によって形成されることによ
り剛性の小さい方向は筒状弾性体8 の軸方向18と略
一致し、この軸方向18には伸びやすくなっている。ま
た軸方向18と直交する方向19には繊維17により剛
性が大のため伸びにくくなっている。
As shown in the figure, the actuator 1 is composed of a cylindrical elastic body 8 forming an outer wall, a tip sealing part 9, a root sealing part 10, and a tube 11. As can be seen from the figure, the cylindrical elastic body 8 is composed of three unit cylindrical elastic bodies 13a, 13b, 13c having the same shape.
These are integrally molded by adhering them in parallel in the axial direction. For this reason, elastic partition walls 5, 6, 7 are extended in the axial direction of the cylindrical elastic body 8 by the bonded parts,
These elastic partition walls 5, 6, 7 create two pressure chambers 14,
15 and 16 are formed. the unit cylindrical elastic body 13a,
13b and 13c are fibers 17 that are wound in a spiral shape with close spacing around the axis perpendicular to the drawing in FIG.
It is coated with silicone rubber, which is an elastic material. Therefore, since the cylindrical elastic body 8 is formed of an anisotropic elastic material made of a composite of fibers 17 and rubber, the direction of low rigidity approximately coincides with the axial direction 18 of the cylindrical elastic body 8. It becomes easier to stretch. Further, in the direction 19 perpendicular to the axial direction 18, the fibers 17 have high rigidity, making it difficult to stretch.

【0011】前記先端封止部9 は、金属などにより形
成され前記単位筒状弾性体13a,13b,13c に
形成された圧力室14,15,16を封止する扇形状の
上蓋9a,9b,9cの一端を単位筒状弾性体13a,
13b,13c に挿入して接着することにより構成さ
れている。
The tip sealing portion 9 includes fan-shaped upper lids 9a, 9b formed of metal or the like and sealing the pressure chambers 14, 15, 16 formed in the unit cylindrical elastic bodies 13a, 13b, 13c. One end of 9c is connected to unit cylindrical elastic body 13a,
13b, 13c and is constructed by inserting and adhering them.

【0012】前記根元封止部10は、先端封止部9 と
同様なる扇形状の下蓋10a,10b,10c と、こ
の下蓋10a,10b,10c の一端を単位筒状弾性
体13a,13b,13c に挿入して接着封止するこ
とにより構成されている。
The root sealing part 10 has fan-shaped lower lids 10a, 10b, 10c similar to the tip sealing part 9, and one end of the lower lids 10a, 10b, 10c is connected to unit cylindrical elastic bodies 13a, 13b. , 13c and adhesively sealed.

【0013】また、下蓋10a,10b,10c には
、前記チューブ11a,11b,11c が挿入固着さ
れる挿入穴20a,20b,20c がそれぞれ設けら
れている。前記チューブ11a,11b,11c は接
着剤により挿入穴20a,20b,20c に密封状に
固着されるものである。
Further, the lower lids 10a, 10b, 10c are provided with insertion holes 20a, 20b, 20c, respectively, into which the tubes 11a, 11b, 11c are inserted and fixed. The tubes 11a, 11b, 11c are hermetically fixed to the insertion holes 20a, 20b, 20c with adhesive.

【0014】このように構成されたアクチュエータ1 
において、例えばチューブ11a から作動流体を送り
込んで圧力室14の圧力を高めたとする。このようにす
ると、圧力室14は軸方向に伸び、筒状弾性体8 がA
方向に湾曲して鎖線で示した状態になる。この状態でさ
らにチューブ11c を介して圧力室16の圧力を高め
れば、筒状弾性体8はB方向に湾曲することになる。こ
のようにして3つの圧力室14,15,16に与える圧
力の組み合わせにより、筒状弾性体8 を任意の方向へ
湾曲させることができる。
Actuator 1 configured as described above
For example, assume that the pressure in the pressure chamber 14 is increased by feeding working fluid from the tube 11a. In this way, the pressure chamber 14 extends in the axial direction, and the cylindrical elastic body 8
It curves in the direction shown by the chain line. In this state, if the pressure in the pressure chamber 16 is further increased via the tube 11c, the cylindrical elastic body 8 will curve in the B direction. In this way, by combining the pressures applied to the three pressure chambers 14, 15, and 16, the cylindrical elastic body 8 can be bent in any direction.

【0015】また、3つの圧力室14,15,16の圧
力を等しく増加させれば筒状弾性体8 は軸方向18に
伸直し、等しく減少させれば軸方向18に縮小する。つ
まり、筒状弾性体8に加える圧力の全体量によって、筒
状弾性体8 を伸縮させることができる。次に、アクチ
ュエータの制御装置について説明する。
Furthermore, if the pressures in the three pressure chambers 14, 15, and 16 are increased equally, the cylindrical elastic body 8 will expand in the axial direction 18, and if it is decreased equally, it will contract in the axial direction 18. In other words, the cylindrical elastic body 8 can be expanded or contracted depending on the total amount of pressure applied to the cylindrical elastic body 8. Next, the actuator control device will be explained.

【0016】図1に示すように、アクチュエータ1 か
ら延設されたチューブ11a,11b,11c は、各
種の計器(後述する)を介してシリンダ21a,21b
,21c とそれぞれ連結している。シリンダ21a,
21b,21c 内部にはピストン22a,22b,2
2c が配置され、ロッド23a,23b,23c の
直線駆動によりシリンダ21a,21b,21c 内部
を移動することができる。 なお、ピストン22a,22b,22c とシリンダ2
1a,21b,21c 、およびロッド23a,23b
,23c とシリンダ21a,21b,21c との摺
動部位には、それぞれ十分なシールがなされ、シリンダ
21a,21b,21c の内部は気密に保たれている
As shown in FIG. 1, tubes 11a, 11b, 11c extending from the actuator 1 are connected to cylinders 21a, 21b via various instruments (described later).
, 21c, respectively. cylinder 21a,
21b, 21c Inside there are pistons 22a, 22b, 2
2c are arranged and can be moved inside the cylinders 21a, 21b, 21c by linearly driving the rods 23a, 23b, 23c. In addition, the pistons 22a, 22b, 22c and the cylinder 2
1a, 21b, 21c, and rods 23a, 23b
, 23c and the cylinders 21a, 21b, 21c are sufficiently sealed, and the interiors of the cylinders 21a, 21b, 21c are kept airtight.

【0017】ロッド23a,23b,23c の他端に
はこれらロッド23a,23b,23c を直線駆動す
るための駆動部24a,24b,24c が配置されて
いる。駆動部24a,24b,24c は、回転モータ
 24a’,24b’,24c’と、この回転モータ 
24a’,24b’,24c’の回転運動を直線運動に
変換するためのボールスクリュー 24a”,24b”
,24c”とから構成されている。
Driving portions 24a, 24b, 24c for linearly driving these rods 23a, 23b, 23c are arranged at the other ends of the rods 23a, 23b, 23c. The drive units 24a, 24b, 24c are rotary motors 24a', 24b', 24c' and
Ball screws 24a'', 24b'' for converting rotational motion of 24a', 24b', 24c' into linear motion
, 24c''.

【0018】駆動部24a,24b,24c の回転モ
ータ 24a’,24b’,24c’には、回転モータ
 24a’,24b’,24c’を駆動することにより
アクチュエータ1 を所望の変形状態にするためのドラ
イバ26a,26b,26c が接続している。ドライ
バ26a,26b,26c には、コントローラ31か
らの信号が入力されるようになっている。
The rotary motors 24a', 24b', 24c' of the drive units 24a, 24b, 24c are used to bring the actuator 1 into a desired deformation state by driving the rotary motors 24a', 24b', 24c'. Drivers 26a, 26b, and 26c are connected. Signals from the controller 31 are input to the drivers 26a, 26b, and 26c.

【0019】また、ロッド23a,23b,23c の
軸方向への移動長さを検出するためにポテンショメータ
25a,25b,25c が配置されており、その出力
がコントローラ31に入力されるようになっている。ポ
テンショメータ25a,25b,25c はシリンダ2
1a,21b,21cの容積、言い換えれば圧力室14
,15,16の体積Vを検出する手段として動作する。
Further, potentiometers 25a, 25b, 25c are arranged to detect the length of movement of the rods 23a, 23b, 23c in the axial direction, and their outputs are input to the controller 31. . Potentiometers 25a, 25b, 25c are cylinder 2
1a, 21b, 21c, in other words, the pressure chamber 14
, 15, 16.

【0020】一方、アクチュエータ1 はその大部分が
弾性部材からなっているので、長期間の使用や高頻度の
使用によっては亀裂が発生して流体が漏れてしまうこと
も考えられる。これを防止するためにアクチュエータ1
 とシリンダ21a,21b,21c とを連結するチ
ューブ11a,11b,11c には、それぞれ圧力計
27a,27b,27c 、チェック弁28a,28b
,28c 、作動流体溜め29a,29b,29c 、
圧力リミット弁30a,30b,30c が介在してい
る。つまり、これらはアククチュエータ1 の機能を保
持するために用いられている。 圧力計27a,27b,27c はチューブ11a,1
1b,11c 内の流体の圧力、言い換えれば圧力室1
4,15,16の圧力Pを検出する手段として動作する
On the other hand, since most of the actuator 1 is made of elastic members, it is conceivable that cracks may occur and fluid may leak due to long-term use or frequent use. To prevent this, actuator 1
The tubes 11a, 11b, 11c connecting the cylinders 21a, 21b, 21c are equipped with pressure gauges 27a, 27b, 27c and check valves 28a, 28b, respectively.
, 28c, working fluid reservoirs 29a, 29b, 29c,
Pressure limit valves 30a, 30b, 30c are interposed. That is, these are used to maintain the functions of the actuator 1. Pressure gauges 27a, 27b, 27c are connected to tubes 11a, 1
1b, 11c, in other words, pressure chamber 1
It operates as means for detecting pressures P of 4, 15, and 16.

【0021】チェック弁28a,28b,28c には
予備の流体が所定の圧力で確保された作動流体溜め29
a,29b,29c が接続しており、アクチュエータ
1 から流体漏れが発生しても、その漏れ分を補給して
圧力を増加させることができるようになっている。なお
、作動流体溜め29a,29b,29c として高圧作
動流体源を接続することもできる。
The check valves 28a, 28b, 28c have working fluid reservoirs 29 in which reserve fluid is secured at a predetermined pressure.
a, 29b, and 29c are connected, so that even if fluid leaks from the actuator 1, the leakage can be replenished and the pressure can be increased. Note that a high-pressure working fluid source can also be connected as the working fluid reservoirs 29a, 29b, and 29c.

【0022】このようにすると、チェック弁28a,2
8b,28c が開放されている状態でも圧力室14,
15,16の圧力は圧力計27a,27b,27c で
検出される。そして、圧力室14,15,16の圧力が
所定の圧力に達した場合は、今度は圧力室14,15,
16が過剰に加圧されるのを防止するために、圧力リミ
ット弁30a,30b,30c を開放して作動流体が
排気されるように制御される。以上のような構成からな
る本実施例の動作について説明する。
[0022] In this way, the check valves 28a, 2
Even when the pressure chambers 8b and 28c are open, the pressure chambers 14 and
The pressures at 15 and 16 are detected by pressure gauges 27a, 27b, and 27c. Then, when the pressure in the pressure chambers 14, 15, 16 reaches a predetermined pressure, the pressure chambers 14, 15, 16,
In order to prevent the pressure limit valves 30a, 30b, and 30c from being excessively pressurized, the working fluid is controlled to be exhausted by opening the pressure limit valves 30a, 30b, and 30c. The operation of this embodiment having the above configuration will be explained.

【0023】今、図1に示すようにピストン22a,2
2b,22c がシリンダ21a,21b,21c 内
の軸方向中間位置にあり、この状態でアクチュエータ1
 がその軸方向に伸直しているが湾曲はしていないもの
とする。ここでコントローラ31を用いてアクチュエー
タ1の任意の変形状態を入力する。コントローラ31は
この入力信号をドライバ26a,26b,26c に与
え、回転モータ 24a’,24b’,24c’を所定
量だけ回転駆動するための電流を出力する。この回転運
動はボールスクリュー 24a”,24b”,24c”
によって直線運動に変換され、結果としてシリンダ21
a,21b,21c 内のピストン22a,22b,2
2c が所定量だけ直線移動することになる。ピストン
22a,22b,22c が直線移動することによって
シリンダ21a,21b,21c 内の空間の圧力が変
化すると、この圧力変化がアクチュエータ1 の各圧力
室14,15,16に及ぶことにより、アクチュエータ
1 が湾曲・伸縮動作を行う。つまりコントローラ31
に湾曲・伸縮量などを入力し、この情報が電気信号,圧
力信号となってアクチュエータ1 の実際の変形状態と
して実現する。
Now, as shown in FIG.
2b, 22c are located at intermediate positions in the axial direction within the cylinders 21a, 21b, 21c, and in this state, the actuator 1
Assume that it has been stretched back in its axial direction but is not curved. Here, an arbitrary deformation state of the actuator 1 is input using the controller 31. The controller 31 applies this input signal to the drivers 26a, 26b, and 26c, and outputs a current for rotating the rotary motors 24a', 24b', and 24c' by a predetermined amount. This rotational movement is performed by ball screws 24a", 24b", 24c"
As a result, the cylinder 21
Pistons 22a, 22b, 2 inside a, 21b, 21c
2c will move in a straight line by a predetermined amount. When the pressure in the space inside the cylinders 21a, 21b, 21c changes due to the linear movement of the pistons 22a, 22b, 22c, this pressure change extends to each pressure chamber 14, 15, 16 of the actuator 1. Performs bending and expansion/contraction movements. In other words, the controller 31
The amount of curvature, expansion and contraction, etc. is input into the actuator 1, and this information becomes an electric signal and a pressure signal and is realized as the actual deformation state of the actuator 1.

【0024】アクチュエータ1 の変形状態を変更する
場合は、コントローラ31への入力を変更する。これに
よってシリンダ21a,21b,21c 内の空間の圧
力が変化し、アクチュエータ1 に異なる変形状態が実
現する。
When changing the deformation state of the actuator 1, the input to the controller 31 is changed. As a result, the pressure in the space inside the cylinders 21a, 21b, 21c changes, and different deformation states are realized in the actuator 1.

【0025】図5には、アクチュエータの通常の状態(
物体と接触していない状態)における圧力室に作用する
圧力Pに対する圧力室の体積Vの関係を示してある。 (本アクチュエータ1 においては、それぞれの圧力室
14,15,16にて同図に実線で示すような関係が成
り立っている。)なお、同図で原点は大気圧での体積を
示している。このような相関関係は、基準値としてあら
かじめコントローラ31内に入力され、コントローラ3
1によって実測値Pm ,Vm との比較が行われる。
FIG. 5 shows the normal state of the actuator (
The relationship between the pressure P acting on the pressure chamber and the volume V of the pressure chamber in a state in which the pressure chamber is not in contact with an object is shown. (In this actuator 1, the relationships shown by the solid lines in the figure are established in the respective pressure chambers 14, 15, and 16.) In the figure, the origin indicates the volume at atmospheric pressure. Such a correlation is input into the controller 31 in advance as a reference value, and
1, a comparison with the measured values Pm and Vm is performed.

【0026】例えばアクチュエータ1 が、圧力P1 
,体積V1 の状態から変形して物体に接触したような
場合、図5に鎖線で示すようにPとVとの相関関係が崩
れることになる。これは、アクチュエータ1 が物体と
接触することにより、加圧力に対する体積増加の割合が
抑制されてしまうためである。このように、上記圧力計
27a,27b,27c によりPm を検出し、上記
ポテンショメータ25a,25b,25c によりVm
 を検出し、これらの検出結果をもとにしてコントロー
ラ31内で基準値との比較を行うことにより、アクチュ
エータ1 と物体とが接触したことを知ることができる
[0026] For example, when the actuator 1
, volume V1 and comes into contact with an object, the correlation between P and V will collapse, as shown by the chain line in FIG. This is because when the actuator 1 comes into contact with an object, the ratio of volume increase to pressing force is suppressed. In this way, Pm is detected by the pressure gauges 27a, 27b, 27c, and Vm is detected by the potentiometers 25a, 25b, 25c.
By detecting these and comparing them with reference values within the controller 31 based on these detection results, it is possible to know that the actuator 1 has come into contact with an object.

【0027】さらに、基準値と実測値との差を利用する
ことにより、アクチュエータと物体との接触圧を求める
こともできる。この場合、両者の差異が大きい場合には
接触圧が大きく、両者の差異が小さい場合には接触圧が
小さいことになる。
Furthermore, by using the difference between the reference value and the actual measurement value, the contact pressure between the actuator and the object can be determined. In this case, when the difference between the two is large, the contact pressure is large, and when the difference between the two is small, the contact pressure is small.

【0028】また、アクチュエータが弾性部材であるこ
とから、圧力室への加圧時と減圧時とではヒステリシス
が影響してPとVとの関係が一致しないこともある。こ
のような場合には、加圧時と減圧時とでそれぞれの基準
値曲線(例えば図5で実線および一点鎖線で示されるそ
れぞれの曲線)を用意しておくことが好ましい。
Furthermore, since the actuator is an elastic member, the relationship between P and V may not match when the pressure chamber is pressurized and when it is depressurized due to hysteresis. In such a case, it is preferable to prepare respective reference value curves (for example, the respective curves shown by the solid line and the dashed-dotted line in FIG. 5) for pressurization and depressurization.

【0029】なお、上記コントローラ31には、アクチ
ュエータ1 の変形状態とピストン22a,22b,2
2c の駆動量(回転モータ 24a’,24b’,2
4c’の回転量)との関係をあらかじめプログラムして
おくこともでき、またジョイスティックレバーなどを用
いてアクチュエータ1 を直接操縦することもできる。 また、コントローラ31が得た検出データを各ドライバ
26a,26b,26c に与えてアクチュエータ1 
のフィードバック制御をすることもできる。
Note that the controller 31 includes information on the deformation state of the actuator 1 and the pistons 22a, 22b, 2.
Drive amount of 2c (rotary motor 24a', 24b', 2
4c' rotation amount) can be programmed in advance, or the actuator 1 can be directly operated using a joystick lever or the like. Further, the detection data obtained by the controller 31 is given to each driver 26a, 26b, 26c to drive the actuator 1.
It is also possible to perform feedback control.

【0030】なお、本発明におけるアクチュエータは3
つの圧力室を有しているが、2つもしくは4つ以上の圧
力室を有するアクチュエータを用いることももちろん可
能である。また、上記ポテンショメータ25a,25b
,25c の代わりに流量計などを用いて体積Vを検出
することもできる。
[0030] The actuator in the present invention has three
Although the actuator has one pressure chamber, it is of course also possible to use an actuator with two or more pressure chambers. In addition, the potentiometers 25a and 25b
, 25c, the volume V can also be detected using a flow meter or the like.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
クチュエータ自体にセンサを取り付けることなくアクチ
ュエータと物体とが接触していることを把握できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to determine whether an actuator is in contact with an object without attaching a sensor to the actuator itself.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】  本発明の実施例に係るアクチュエータの制
御装置を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an actuator control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】  本発明に係るアクチュエータの分解斜視図
FIG. 2 is an exploded perspective view of an actuator according to the present invention.

【図3】  本発明に係るアクチュエータの断面図。FIG. 3 is a sectional view of an actuator according to the present invention.

【図4】  本発明に係るアクチュエータの動作説明図
FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of the actuator according to the present invention.

【図5】  アクチュエータの圧力室に作用する圧力P
に対する圧力室の体積Vの関係を示す図。
[Figure 5] Pressure P acting on the pressure chamber of the actuator
The figure which shows the relationship of the volume V of a pressure chamber with respect to V.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  アクチュエータ 14,15,16  圧力室 21  シリンダ 22  ピストン 25  ポテンショメータ 26  ドライバ 27  圧力計 31  コントローラ 1 Actuator 14, 15, 16 Pressure chamber 21 Cylinder 22 Piston 25 Potentiometer 26 Driver 27 Pressure gauge 31 Controller

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  隔壁によって内部が複数の圧力室に分
離された筒状弾性体からなるアクチュエータの前記圧力
室の各々の圧力を調整することにより前記アクチュエー
タを駆動制御するアクチュエータの制御装置において、
前記アクチュエータの変形状態を検出するために、前記
圧力室の少なくとも1つについて、圧力室の圧力を検出
する手段と、圧力室の体積を検出する手段とを設けてな
ることを特徴とするアクチュエータの制御装置。
1. An actuator control device for driving and controlling an actuator by adjusting the pressure in each of the pressure chambers of an actuator made of a cylindrical elastic body whose interior is separated into a plurality of pressure chambers by a partition wall, comprising:
In order to detect the deformation state of the actuator, at least one of the pressure chambers is provided with means for detecting the pressure of the pressure chamber and means for detecting the volume of the pressure chamber. Control device.
【請求項2】  隔壁によって内部が複数の圧力室に分
離された筒状弾性体からなるアクチュエータの前記圧力
室の各々の圧力を調整することにより前記アクチュエー
タを駆動制御するアクチュエータの制御装置において、
前記圧力室の少なくとも1つについて、圧力室の圧力を
検出する手段と、圧力室の体積を検出する手段と、これ
らの手段から得られた圧力と体積とを用いて前記アクチ
ュエータの変形状態を検出する手段とを具備してなるこ
とを特徴とするアクチュエータの制御装置。
2. An actuator control device that controls the actuator by adjusting the pressure of each pressure chamber of the actuator, which is made of a cylindrical elastic body whose interior is separated into a plurality of pressure chambers by a partition wall,
For at least one of the pressure chambers, a deformation state of the actuator is detected using means for detecting the pressure in the pressure chamber, means for detecting the volume of the pressure chamber, and the pressure and volume obtained from these means. 1. An actuator control device comprising: means for controlling an actuator.
【請求項3】  前記圧力室と連結する容積室を設け、
この容積室の容積を検出することによって前記圧力室の
体積を検出するようにしたことを特徴とする請求項1乃
至2記載のアクチュエータの制御装置。
3. A volume chamber connected to the pressure chamber is provided,
3. The actuator control device according to claim 1, wherein the volume of said pressure chamber is detected by detecting the volume of said volume chamber.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1998017986A1 (en) * 1996-10-21 1998-04-30 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Method for representing a hydraulically working pressure fluid receptor
WO2001072479A1 (en) * 2000-03-28 2001-10-04 Seiko Epson Corporation Pump-integrated flexible actuator
JP2017526543A (en) * 2014-08-22 2017-09-14 プレジデント アンド フェローズ オブ ハーバード カレッジ Sensors for soft robots and soft actuators
US10792807B2 (en) 2014-08-22 2020-10-06 President And Fellows Of Harvard College Flexible and stretchable electronic strain-limited layer for soft actuators

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