JPH05118842A - 方向センサ装置 - Google Patents
方向センサ装置Info
- Publication number
- JPH05118842A JPH05118842A JP30568991A JP30568991A JPH05118842A JP H05118842 A JPH05118842 A JP H05118842A JP 30568991 A JP30568991 A JP 30568991A JP 30568991 A JP30568991 A JP 30568991A JP H05118842 A JPH05118842 A JP H05118842A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- contact pin
- rubber film
- contact
- conductive rubber
- sensor
- 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.)
- Pending
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 中空球体内部の転動球は自由状態では常に最
下部に位置を占めることを利用して、転動球によりどの
接触ピンが最下部にあるかを検出することにより回転方
向を検出する。 【構成】 中空球体１１内部に等間隔の半球状凹部１３
を設け、凹部の接触ピン１，２には９個の電源からの電
圧を供給し隣接するピンには異種の電源からの電圧を供
給する様に配置し、導電性ゴム膜体５とどの接触ピンが
接触したかを検出することにより方向をセンサする装
置。
下部に位置を占めることを利用して、転動球によりどの
接触ピンが最下部にあるかを検出することにより回転方
向を検出する。 【構成】 中空球体１１内部に等間隔の半球状凹部１３
を設け、凹部の接触ピン１，２には９個の電源からの電
圧を供給し隣接するピンには異種の電源からの電圧を供
給する様に配置し、導電性ゴム膜体５とどの接触ピンが
接触したかを検出することにより方向をセンサする装
置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回動する物体の位置お
よび姿勢を検出するセンサ装置、特に回転運動する構造
物に装着され該構造物の回転した方向あるいは回転角度
位置を検出する方向センサ装置に関する。
よび姿勢を検出するセンサ装置、特に回転運動する構造
物に装着され該構造物の回転した方向あるいは回転角度
位置を検出する方向センサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の回動物体の回転角度検出
は回転型ポテンショメータ等を利用して行なわれてい
た。例えば図４の従来のポテンショメータを用いたロボ
ットアームの例の図に示すようなロボットアーム１０の
上下回転運動は、アーム基部に複数のポテンショメータ
７，８を組み込み、これらのポテンショメータの出力値
を演算器に入力してその３次元位置あるいは姿勢を検出
していた。
は回転型ポテンショメータ等を利用して行なわれてい
た。例えば図４の従来のポテンショメータを用いたロボ
ットアームの例の図に示すようなロボットアーム１０の
上下回転運動は、アーム基部に複数のポテンショメータ
７，８を組み込み、これらのポテンショメータの出力値
を演算器に入力してその３次元位置あるいは姿勢を検出
していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たポテンショメータによる回転構造物の方向検出は、単
純な一方向回転あるいは往復回転の角度検出しかでき
ず、ロボットアームのように複雑な関節運動を行う場合
の方向検出は複数のポテンショメータを用いなければな
らず、またこれら複数のポテンショメータの出力値によ
り複雑な演算処理を行わなければならない課題がある。
たポテンショメータによる回転構造物の方向検出は、単
純な一方向回転あるいは往復回転の角度検出しかでき
ず、ロボットアームのように複雑な関節運動を行う場合
の方向検出は複数のポテンショメータを用いなければな
らず、またこれら複数のポテンショメータの出力値によ
り複雑な演算処理を行わなければならない課題がある。
【０００４】本発明は上述の課題を解消すべく１つのセ
ンサ本体で多次元の運動姿勢、角度位置を検出できる方
向センサ装置を提供することを目的とする。
ンサ本体で多次元の運動姿勢、角度位置を検出できる方
向センサ装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の方向センサ装置
は、中空の球体から成るセンサ本体と、前記センサ球体
の内壁に等間隔に形成された複数個の半球状凹部と、前
記凹部の各々の内部に設けられた９個の電源から電圧を
供給し隣接するピンには異種の電源から電圧を供給する
様に配置した接触ピンと、前記接触ピンに対して所定の
間隔を有して前記球体内壁に装着された導電性ゴム膜体
と、前記センサ本体球体内に転動可能に設けられかつ自
重で前記ゴム膜体を押圧して前記接触ピンに接触させる
荷重球と、前記ゴム膜体に接続されるアース端子と、前
記センサ本体の回動に応じて前記荷重球により最下部の
前記ゴム膜体とこれに対応した接触ピンが接触し該接触
ピンと前記アース端子間の９種の前記異種供給電圧から
電圧変化を検出し前記センサ本体の回転角度を検出する
電圧変化検出器とを備えている。
は、中空の球体から成るセンサ本体と、前記センサ球体
の内壁に等間隔に形成された複数個の半球状凹部と、前
記凹部の各々の内部に設けられた９個の電源から電圧を
供給し隣接するピンには異種の電源から電圧を供給する
様に配置した接触ピンと、前記接触ピンに対して所定の
間隔を有して前記球体内壁に装着された導電性ゴム膜体
と、前記センサ本体球体内に転動可能に設けられかつ自
重で前記ゴム膜体を押圧して前記接触ピンに接触させる
荷重球と、前記ゴム膜体に接続されるアース端子と、前
記センサ本体の回動に応じて前記荷重球により最下部の
前記ゴム膜体とこれに対応した接触ピンが接触し該接触
ピンと前記アース端子間の９種の前記異種供給電圧から
電圧変化を検出し前記センサ本体の回転角度を検出する
電圧変化検出器とを備えている。
【０００６】
【作用】上記の構成によれば、それぞれ別々に９種の異
なる電圧が印加されている接触ピンが設けられた、セン
サ本体中空球の内壁に等間隔に形成された半球状凹部
に、センサ本体が回動すると荷重球が転動し荷重球の自
重で導電性ゴム膜体を押圧してゴム膜と凹部内の接触ピ
ンとを短絡させ、その短絡点の電圧変化を検出するの
で、接触ピン位置を特定してセンサ本体の回転角度を検
出できる。
なる電圧が印加されている接触ピンが設けられた、セン
サ本体中空球の内壁に等間隔に形成された半球状凹部
に、センサ本体が回動すると荷重球が転動し荷重球の自
重で導電性ゴム膜体を押圧してゴム膜と凹部内の接触ピ
ンとを短絡させ、その短絡点の電圧変化を検出するの
で、接触ピン位置を特定してセンサ本体の回転角度を検
出できる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図を参照し
て説明する。
て説明する。
【０００８】図１は、本発明の一実施例による方向セン
サ装置の接触ピン１の場合の垂直断面図である。
サ装置の接触ピン１の場合の垂直断面図である。
【０００９】図において、１，２は夫々異種の電圧が供
給されている接触ピンであり、接触ピン１が水平線上で
特定されるピン位置に在る場合が示されている。３は導
電性ゴム膜のアース端子であり、動作時この間に電流が
流れる、４はセンサの回動によってセンサ内を転動する
荷重金属球である。５は接触ピン１，２…に対して所定
の間隔を持って、センサ内壁に装着される導電性ゴム
膜、６は方向センサ装置、１１は中空球体で内部を荷重
金属球４が転動するセンサ本体、１３はセンサ本体１１
の内壁に等間隔に形成されて内部に各接触ピン１，２…
が設けられている半球状凹部である。１２は接触ピン電
圧検出位置の水平線を示す。
給されている接触ピンであり、接触ピン１が水平線上で
特定されるピン位置に在る場合が示されている。３は導
電性ゴム膜のアース端子であり、動作時この間に電流が
流れる、４はセンサの回動によってセンサ内を転動する
荷重金属球である。５は接触ピン１，２…に対して所定
の間隔を持って、センサ内壁に装着される導電性ゴム
膜、６は方向センサ装置、１１は中空球体で内部を荷重
金属球４が転動するセンサ本体、１３はセンサ本体１１
の内壁に等間隔に形成されて内部に各接触ピン１，２…
が設けられている半球状凹部である。１２は接触ピン電
圧検出位置の水平線を示す。
【００１０】図２は、図１の方向センサ装置において接
触ピン２の場合を示す垂直断面図である。
触ピン２の場合を示す垂直断面図である。
【００１１】図３は、本発明の方向センサ装置における
電圧変化検出器の説明図である。
電圧変化検出器の説明図である。
【００１２】図において、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，
Ｇ，Ｈ，Ｉ，は各接触ピンに供給される９種の異種電圧
電源である。（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），
（Ｅ），（Ｆ），（Ｇ），（Ｈ），（Ｉ）は電圧が供給
される接触ピンであり、１５はＥ電源が供給されている
接触ピンを表わし、１６は電圧変化の取り出し端子であ
る。
Ｇ，Ｈ，Ｉ，は各接触ピンに供給される９種の異種電圧
電源である。（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），
（Ｅ），（Ｆ），（Ｇ），（Ｈ），（Ｉ）は電圧が供給
される接触ピンであり、１５はＥ電源が供給されている
接触ピンを表わし、１６は電圧変化の取り出し端子であ
る。
【００１３】次に動作について説明する。
【００１４】方向センサ６が回動すると、金属球４も転
動して丁度水平線上１２にあたる最下部で凹部１３に収
まりその重量で導電性ゴム膜５が変形し図１のように導
電性ゴム膜５とその下方の接触ピン１が接触する。接触
ピン１には隣接する接触ピン２…とは異種の電源から一
定の電圧がかけられているので、導電性ゴム膜５のアー
ス３と接触ピン１との間に電流が流れ、この時の電圧変
化を検出すれば水平線上１２に位置する接触ピン１が特
定でき、方向センサ装置６の方向データが出力される。
動して丁度水平線上１２にあたる最下部で凹部１３に収
まりその重量で導電性ゴム膜５が変形し図１のように導
電性ゴム膜５とその下方の接触ピン１が接触する。接触
ピン１には隣接する接触ピン２…とは異種の電源から一
定の電圧がかけられているので、導電性ゴム膜５のアー
ス３と接触ピン１との間に電流が流れ、この時の電圧変
化を検出すれば水平線上１２に位置する接触ピン１が特
定でき、方向センサ装置６の方向データが出力される。
【００１５】さらにセンサ本体１１が回転して図２に示
す位置、すなわち水平線位置１２に接触ピン２が位置す
ると同様に接触ピン２には接触ピン１とは異なる電圧が
供給されているから導電性ゴム膜５のアース３と接触ピ
ン２の間に電流が流れ接触ピン２が特定され、データ出
力となる。
す位置、すなわち水平線位置１２に接触ピン２が位置す
ると同様に接触ピン２には接触ピン１とは異なる電圧が
供給されているから導電性ゴム膜５のアース３と接触ピ
ン２の間に電流が流れ接触ピン２が特定され、データ出
力となる。
【００１６】つぎに、図３を参照して接触ピンへの異種
電圧の供給について説明する。
電圧の供給について説明する。
【００１７】図３に示すようにＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，
Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉは夫々異った電源であり各々一定の電圧
を各接触ピンに供給する。いまセンサ本体１１の丁度最
下部の水平線１２の位置のピンがＥ電源から電圧が供給
されている接触ピン１５だとすると、Ｅ電圧の変化が電
圧取出し端子１６からデータとして検出されてピン１５
が特定され、つぎにセンサ本体１１が回動して金属球４
が隣の凹部１３へ移動すると、今度はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉの電圧のどれかが変化するのでこれ
によって接触ピン位置が特定され、方向センサ装置６が
どの方向へどれだけ回転したかが検出できるものであ
る。
Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉは夫々異った電源であり各々一定の電圧
を各接触ピンに供給する。いまセンサ本体１１の丁度最
下部の水平線１２の位置のピンがＥ電源から電圧が供給
されている接触ピン１５だとすると、Ｅ電圧の変化が電
圧取出し端子１６からデータとして検出されてピン１５
が特定され、つぎにセンサ本体１１が回動して金属球４
が隣の凹部１３へ移動すると、今度はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉの電圧のどれかが変化するのでこれ
によって接触ピン位置が特定され、方向センサ装置６が
どの方向へどれだけ回転したかが検出できるものであ
る。
【００１８】図４は本発明の方向センサ装置を組み込ん
だロボットアームの一部を分断した斜視図である。
だロボットアームの一部を分断した斜視図である。
【００１９】図４に示すロボットアーム１０の中空基盤
１４内に装着した方向センサ装置６によって基部の動き
に応じて基部とともに方向センサ装置６が回転し、アー
ム１０の任意方向の上下回転運動の方向検出が可能とな
る。
１４内に装着した方向センサ装置６によって基部の動き
に応じて基部とともに方向センサ装置６が回転し、アー
ム１０の任意方向の上下回転運動の方向検出が可能とな
る。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、回転体に
設置した中空球体内部の金属球は自由状態では常に最下
部に位置を占めることを利用して回転角度を容易に検出
できるので、回転の移動方向を簡単な構成で実現できる
効果がある。
設置した中空球体内部の金属球は自由状態では常に最下
部に位置を占めることを利用して回転角度を容易に検出
できるので、回転の移動方向を簡単な構成で実現できる
効果がある。
【図１】本発明の一実施例による方向センサ装置の接触
ピン１の場合の垂直断面図である。
ピン１の場合の垂直断面図である。
【図２】本発明の一実施例による方向センサ装置の接触
ピン２の場合の垂直断面図である。
ピン２の場合の垂直断面図である。
【図３】本発明の方向センサ装置における電圧変化検出
器の説明図である。
器の説明図である。
【図４】本発明の方向センサ装置を組み込んだロボット
アームの一部を分断した斜視図である。
アームの一部を分断した斜視図である。
【図５】従来のポテンショメータを用いたロボットアー
ムの例を示す図である。
ムの例を示す図である。
１，２ 接触ピン ３ アース端子 ４ 金属球 ５ 導電性ゴム膜 ６ 方向センサ装置 １１ センサ本体 １２ 水平線位置 １３ 半球体凹部 １４ 中空基盤 １５ Ｅ電源接触ピン １６ 電圧取り出し端子
Claims (1)
- 【請求項１】 中空の球体から成るセンサ本体と、前記
センサ本体球体の内壁に等間隔に形成された複数個の半
球状凹部と、前記凹部の各々の内部に設けられた９個の
電源から電圧を供給し隣接するピンには異種の電源から
の電圧を供給する様に配置した接触ピンと、前記接触ピ
ンに対して所定の間隔を有して前記球体内壁に装着され
た導電性ゴム膜体と、前記センサ本体球体内に転動可能
に設けられかつ自重で前記導電性ゴム膜体を押圧して前
記接触ピンに接触させる荷重球と、前記導電性ゴム膜体
に接続されるアース端子と、前記センサ本体の回動に応
じて前記荷重球により最下部の前記導電性ゴム膜体とこ
れに対応した接触ピンが接触し該接触ピンと前記アース
端子間の９種の前記異種供給電圧による電圧変化を検出
し、これによって前記センサ本体の回転角度を検出する
電圧変化検出器とを備えたことを特徴とする方向センサ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30568991A JPH05118842A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 方向センサ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30568991A JPH05118842A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 方向センサ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05118842A true JPH05118842A (ja) | 1993-05-14 |
Family
ID=17948178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30568991A Pending JPH05118842A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 方向センサ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05118842A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8575919B2 (en) | 2009-07-27 | 2013-11-05 | Seiko Epson Corporation | Inclination detection method and inclination detection apparatus |
-
1991
- 1991-10-25 JP JP30568991A patent/JPH05118842A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8575919B2 (en) | 2009-07-27 | 2013-11-05 | Seiko Epson Corporation | Inclination detection method and inclination detection apparatus |
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