JPH0594737U - Torque sensor for robot hand - Google Patents

Torque sensor for robot hand

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JPH0594737U
JPH0594737U JP3531892U JP3531892U JPH0594737U JP H0594737 U JPH0594737 U JP H0594737U JP 3531892 U JP3531892 U JP 3531892U JP 3531892 U JP3531892 U JP 3531892U JP H0594737 U JPH0594737 U JP H0594737U
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JP
Japan
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tension
frame
adjusting
main frame
torque sensor
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Application number
JP3531892U
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Inventor
和雄 伊藤
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、媒介節の張力調整時の作業性を向
上し、且つロボットハンドの構造の簡素化、小型化を可
能としたトルクセンサを提供する。 【構成】 駆動プーリ3と従動プーリ4との間に巻掛け
られている媒介節5の往復両側を同時に対向する方向に
押圧し得る一対のテンションプーリ7、8と、それらが
夫々枢着された主フレーム9、調整用フレーム10と、
該調整用フレーム10を前記主フレーム9に一体的に固
定する固定手段13と、前記一対のテンションプーリ
7、8の中心軸線上に設けられ、前記主フレーム9に対
して前記調整用フレーム10をスライド移動させる調整
手段14と、前記主フレーム9、及び調整用フレーム1
0を固定体16に支持するはり15と、該はり15の歪
みを検出する歪み検出部材17、18と、を備えてい
る。
(57) [Summary] [Object] The present invention provides a torque sensor that improves workability when adjusting the tension of a medial joint, and that simplifies and downsizes the structure of the robot hand. [Structure] A pair of tension pulleys 7 and 8 capable of simultaneously pressing both reciprocating sides of a medial node 5 wound between a drive pulley 3 and a driven pulley 4 in opposite directions, and these are respectively pivotally mounted. Main frame 9, adjustment frame 10,
Fixing means 13 for integrally fixing the adjusting frame 10 to the main frame 9 and the central axes of the pair of tension pulleys 7 and 8 are provided to fix the adjusting frame 10 to the main frame 9. Adjusting means 14 for sliding movement, the main frame 9, and the adjusting frame 1
A beam 15 that supports 0 on a fixed body 16 and strain detection members 17 and 18 that detect the strain of the beam 15 are provided.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、巻掛け動力伝達系において、従動プーリのトルクを検出するトルク センサに関し、詳しくはロボットハンドの駆動におけるロボットハンド用トルク センサに関するものである。 The present invention relates to a torque sensor for detecting a torque of a driven pulley in a winding power transmission system, and more particularly to a torque sensor for a robot hand in driving a robot hand.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

ロボットハンドの駆動は精密な位置制御、及び力制御が必要となるため、巻掛 け動力伝達系の従動プーリのトルクの精密な測定が要求されている。 Since driving the robot hand requires precise position control and force control, precise measurement of the torque of the driven pulley of the wrapping power transmission system is required.

【0003】 このため、最近では特開平1−131423号公報にて、張力差動形のトルク センサが提案されている。図3に、ロボットハンド駆動に適用した張力差動形ト ルクセンサの概略断面図を示す。Therefore, a tension differential type torque sensor has recently been proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-131423. FIG. 3 shows a schematic sectional view of a tension differential type torque sensor applied to drive a robot hand.

【0004】 次に、図3を用いて張力差動形トルクセンサの基本原理を説明する。Next, the basic principle of the tension differential type torque sensor will be described with reference to FIG.

【0005】 図に示すように、駆動プーリ31と従動プーリ32との間に媒介節としてのワ イヤ33が巻掛けられて、動力伝達系34が形成されている。As shown in the figure, a power transmission system 34 is formed by winding a wire 33 as an intermediary node between a drive pulley 31 and a driven pulley 32.

【0006】 このため、駆動プーリ31がモータ(図示せず)によって駆動されると、駆動 プーリ31のトルクがワイヤ33によって、従動プーリ32に伝達される。Therefore, when the drive pulley 31 is driven by a motor (not shown), the torque of the drive pulley 31 is transmitted to the driven pulley 32 by the wire 33.

【0007】 そして、従動プーリ32に取付けられている指先部35が、従動プーリ32の 運動によって動き、作業対象物(図示せず)に対して仕事をする。Then, the fingertip portion 35 attached to the driven pulley 32 moves due to the movement of the driven pulley 32 to work on a work target (not shown).

【0008】 ここで、従動プーリ32両端のワイヤ33の張力をT1、T2とすると、従動プ ーリ31に作用するトルクMは、次式で表される。ここで、Rは従動プーリの半 径を表している。Here, when the tensions of the wires 33 at both ends of the driven pulley 32 are T 1 and T 2 , the torque M acting on the driven pulley 31 is expressed by the following equation. Here, R represents the half diameter of the driven pulley.

【0009】[0009]

【数1】 [Equation 1]

【0010】 また、トルクセンサ36は、テンションプーリ部37と、歪みゲージ部38か ら構成されており、従動プーリ32にトルクが作用すると、各テンションプーリ 37,37にはワイヤ33からの反力F1,F2がそれぞれ作用することになる。The torque sensor 36 is composed of a tension pulley part 37 and a strain gauge part 38. When torque is applied to the driven pulley 32, the reaction force from the wire 33 is applied to each tension pulley 37, 37. F 1 and F 2 will act respectively.

【0011】 よって、数1におけるトルクMは、次式で表すことができる。ここで、kは比 例定数、Vは歪みゲージ部38の出力を表している。Therefore, the torque M in Equation 1 can be expressed by the following equation. Here, k represents a constant constant, and V represents the output of the strain gauge unit 38.

【0012】[0012]

【数2】 [Equation 2]

【0013】 従って、従動プーリ32のトルクMは歪みゲージ部38の出力に比例して求め られることになる。Therefore, the torque M of the driven pulley 32 is obtained in proportion to the output of the strain gauge section 38.

【0014】[0014]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

しかしながら、上記張力差動形トルクセンサの検出感度は、ワイヤ33の初期 張力に依存しているため、この調整のために従来は、駆動プーリ31と従動プー リ32との中心間距離を調整したり、両プーリ31、32間に新たに張力調整プ ーリを設けたりしていた。 However, since the detection sensitivity of the tension differential type torque sensor depends on the initial tension of the wire 33, conventionally, for this adjustment, the center distance between the drive pulley 31 and the driven pulley 32 is adjusted. Alternatively, a new tension adjusting pulley is provided between the pulleys 31 and 32.

【0015】 このため、ロボットハンドの構造が複雑、大型化すると共に、ワイヤ33の張 力を調整する度にロボットハンド全体を分解、調整しなければならなかった。Therefore, the structure of the robot hand becomes complicated and large, and the entire robot hand must be disassembled and adjusted every time the tension of the wire 33 is adjusted.

【0016】 本考案は斯かる問題点に鑑みてなされたものであって、媒介節の張力調整時の 作業性を向上し、且つロボットハンドの構造の簡素化、小型化を可能としたトル クセンサを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and improves the workability when adjusting the tension of the intermediate joint, and simplifies and downsizes the structure of the robot hand. The purpose is to provide.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案は、駆動プーリと従動プーリとの間に巻掛けられている媒介節の往復両 側を同時に対向する方向に押圧し得る一対のテンションプーリと、該一対のテン ションプーリのうち一方のテンションプーリが枢着された主フレームと、前記一 対のテンションプーリのうち他方のテンションプーリが枢着された調整用フレー ムと、該調整用フレームを前記主フレームに一体的に固定する固定手段と、前記 一対のテンションプーリの中心軸線上に設けられ、前記主フレームに対して前記 調整用フレームをスライド移動させる調整手段と、前記主フレーム、及び調整用 フレームを固定体に支持するはりと、該はりの歪みを検出する歪み検出部材と、 を備えるロボットハンド用トルクセンサである。 The present invention is directed to a pair of tension pulleys capable of pressing both reciprocating sides of an intermediate node wound between a driving pulley and a driven pulley in opposite directions at the same time, and a tension of one of the pair of tension pulleys. A main frame to which a pulley is pivotally attached, an adjustment frame to which the other tension pulley of the pair of tension pulleys is pivotally attached, and a fixing means for integrally fixing the adjustment frame to the main frame. Adjusting means for slidingly moving the adjusting frame with respect to the main frame, the beam being provided on the central axes of the pair of tension pulleys; and a beam for supporting the main frame and the adjusting frame on a fixed body, A torque sensor for a robot hand, comprising: a strain detecting member that detects the strain of the beam.

【0018】[0018]

【作用】[Action]

本考案によれば、トルクセンサに設けられた調整手段により、一対のテンショ ンプーリの中心間距離が、その中心軸線上に沿って所望の値に設定でき、媒介節 の張力が正確に設定される。 According to the present invention, the adjusting means provided in the torque sensor can set the center-to-center distance of the pair of tension pulleys to a desired value along the center axis, and the tension of the intermediate node can be set accurately. ..

【0019】[0019]

【実施例】【Example】

以下、本考案をその一実施例を示す図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings showing an embodiment thereof.

【0020】 図1は、本考案のトルクセンサを用いたロボットハンドの概略断面図である。 図2は図1実施例におけるI−I線断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a robot hand using the torque sensor of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along the line II in FIG. 1 embodiment.

【0021】 図1において、1は指先部、2は指先部1を駆動する動力伝達系であり、駆動 プーリ3、従動プーリ4、及び両プーリ3、4間に巻掛られた媒介節としてのワ イヤ5などから構成されている。In FIG. 1, reference numeral 1 is a fingertip portion, 2 is a power transmission system for driving the fingertip portion 1, and serves as a drive pulley 3, a driven pulley 4, and an intermediate node wound between both pulleys 3 and 4. It is composed of a wire 5 and the like.

【0022】 駆動プーリ3はモータ(図示せず)によって駆動され、駆動プーリ3のトルク がワイヤ5によって従動プーリ4に伝達される。The drive pulley 3 is driven by a motor (not shown), and the torque of the drive pulley 3 is transmitted to the driven pulley 4 by the wire 5.

【0023】 そして、従動プーリ4に取付られた指先部1が、従動プーリ4の回転により動 き、作業対象物(図示せず)に対して仕事を行う。Then, the fingertip portion 1 attached to the driven pulley 4 moves due to the rotation of the driven pulley 4, and performs work on a work target (not shown).

【0024】 また、動力伝達系2にはトルクセンサ6が設けられ、このトルクセンサ6の出 力に基づいて、駆動プーリ3の回転を制御して指先部1の位置制御、及び力制御 を行っている。Further, the power transmission system 2 is provided with a torque sensor 6, and based on the output of the torque sensor 6, the rotation of the drive pulley 3 is controlled to perform the position control of the fingertip portion 1 and the force control. ing.

【0025】 トルクセンサ6は、図1、及び図2に示すように、2個のテンションプーリ7 、8を備えており、一方のテンションプーリ7は主フレーム9に枢着され、他方 のテンションプーリ8は、主フレーム9に取付けられた調整用フレーム10に枢 着されている。As shown in FIGS. 1 and 2, the torque sensor 6 is provided with two tension pulleys 7 and 8, one tension pulley 7 being pivotally attached to the main frame 9 and the other tension pulley 7. The reference numeral 8 is pivotally connected to an adjusting frame 10 attached to the main frame 9.

【0026】 そして、テンションプーリ7、8はワイヤ5の往路側、及び復路側の両方が互 いに接近する方向、即ち外側から内側に向けて押圧している。The tension pulleys 7 and 8 press the wire 5 in a direction in which both the outward path side and the return path side approach each other, that is, from the outside to the inside.

【0027】 主フレーム9には、両テンションプーリ7、8の中心軸線と平行に延びる長孔 11と、テンションプーリ8が挿通される長孔12が設けられ、長孔11に嵌合 された固定用ネジ13により調整用フレーム10が主フレーム9に螺着されてい る。The main frame 9 is provided with an elongated hole 11 extending parallel to the central axes of the tension pulleys 7 and 8 and an elongated hole 12 into which the tension pulley 8 is inserted, and fixed in the elongated hole 11. The adjusting frame 10 is screwed onto the main frame 9 by means of screws 13 for use.

【0028】 また、トルクセンサ6は、固定用ネジ13をゆるめた後、両テンションプーリ 7、8の中心軸線上に設けられた調整用ネジ14を回動させることにより、主フ レーム9に対して調整用フレーム10がスライド可能な構造となっている。The torque sensor 6 is rotated relative to the main frame 9 by loosening the fixing screw 13 and then rotating the adjusting screw 14 provided on the central axes of the tension pulleys 7 and 8. The adjusting frame 10 is slidable.

【0029】 更に、主フレーム9は、曲げ歪み検出のはり部15を介して固定体16に固着 されており、そのはり部15の両側にはその歪みを検出するための歪みゲージ1 7、18が貼付けられている。Further, the main frame 9 is fixed to a fixed body 16 via a beam portion 15 for detecting bending strain, and strain gauges 17 and 18 for detecting the strain are provided on both sides of the beam portion 15. Is attached.

【0030】 従って、この歪みゲージ17、18の出力から従動プーリ4のトルク値を求め 、そのトルク値に基づいて駆動プーリ3の回転を制御して指先部1の位置制御、 及び力制御を行っている。Therefore, the torque value of the driven pulley 4 is obtained from the outputs of the strain gauges 17 and 18, and the rotation of the drive pulley 3 is controlled based on the torque value to perform the position control of the fingertip portion 1 and the force control. ing.

【0031】 次に、ワイヤ5の初期張力設定作業について説明する。Next, the work of setting the initial tension of the wire 5 will be described.

【0032】 まず、固定用ネジ13を一旦ゆるめた後、調整用ネジ14により調整用フレー ム10を長孔11、12に沿った方向(図2中、矢印T方向)に移動させ、両テ ンションプーリ7、8の中心間距離を調整してワイヤ5に所望の張力を付与し、 その状態で固定用ネジ13を締付けることによりワイヤ5の初期張力設定を行う ことができる。First, after loosening the fixing screw 13 once, the adjusting frame 14 is moved by the adjusting screw 14 in the direction along the elongated holes 11 and 12 (direction of arrow T in FIG. 2), and both adjusting screws 14 are moved. The initial tension of the wire 5 can be set by adjusting the distance between the centers of the option pulleys 7 and 8 to apply a desired tension to the wire 5, and then tightening the fixing screw 13 in that state.

【0033】 ここで、調整用ネジ14が両テンションプーリ7、8の中心軸線上に設けられ ているので、両テンションプーリ7、8の中心間距離をその中心軸線に沿って設 定でき、ワイヤ5の初期張力調整を容易にしかも正確に行うことができる。Since the adjusting screw 14 is provided on the center axis of both tension pulleys 7 and 8, the distance between the centers of both tension pulleys 7 and 8 can be set along the center axis, and The initial tension adjustment of No. 5 can be performed easily and accurately.

【0034】 また、トルクセンサ6の検出感度を調整する場合には、上述の初期張力設定作 業と同様に両テンションプーリ7、8の中心間距離を調整し、ワイヤ5の張力設 定を行うことにより、トルクセンサ6の検出感度を所望の値にすることができる 。When the detection sensitivity of the torque sensor 6 is adjusted, the center-to-center distance between the tension pulleys 7 and 8 is adjusted and the tension of the wire 5 is set, as in the initial tension setting operation described above. As a result, the detection sensitivity of the torque sensor 6 can be set to a desired value.

【0035】 すなわち、トルクセンサ6の検出感度を高くする場合には、両テンションプー リ7、8の中心間距離を短くしてワイヤ5の張力を高め、逆にトルクセンサ6の 検出感度を低くする場合には、両テンションプーリ7、8の中心間距離を長くし てワイヤ5の張力を低くすることにより、トルクセンサ6の検出感度調整を行う ことができる。That is, when increasing the detection sensitivity of the torque sensor 6, the distance between the centers of the tension pulleys 7 and 8 is shortened to increase the tension of the wire 5, and conversely the detection sensitivity of the torque sensor 6 is decreased. In this case, the detection sensitivity of the torque sensor 6 can be adjusted by increasing the center distance between the tension pulleys 7 and 8 and lowering the tension of the wire 5.

【0036】 尚、上記実施例では駆動プーリ3、従動プーリ4間に巻掛られた媒介節として ワイヤを用いた場合について説明したが、この他の媒介節、例えばベルトなどを 用いても構わない。In the above embodiment, the wire is used as the intermediate node wound between the drive pulley 3 and the driven pulley 4, but other intermediate nodes such as a belt may be used. ..

【0037】[0037]

【考案の効果】[Effect of the device]

以上述べた通り本考案によれば、トルクセンサに設けられた調整手段により、 一対のテンションプーリの中心間距離が、その中心軸線上に沿って所望の値に設 定できる。 As described above, according to the present invention, the center-to-center distance between the pair of tension pulleys can be set to a desired value along the center axis by the adjusting means provided in the torque sensor.

【0038】 従って、媒介節の初期張力設定、及びトルクセンサの検出感度調整のための媒 介節の張力設定を容易に、且つ正確に設定することができる。Therefore, it is possible to easily and accurately set the initial tension of the medium joint and the tension of the medium joint for adjusting the detection sensitivity of the torque sensor.

【0039】 また、トルクセンサに設けられた調整手段により媒介節の張力設定できるので 、そのための機構をロボットハンド内に新たに設ける必要がなく、ロボットハン ドの構造の簡素化、小型化が可能となる。Further, since the tension of the intermediate joint can be set by the adjusting means provided in the torque sensor, it is not necessary to newly provide a mechanism therefor in the robot hand, and the structure of the robot hand can be simplified and downsized. Becomes

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

【図1】本考案のトルクセンサを用いたロボットハンド
の概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a robot hand using a torque sensor of the present invention.

【図2】図1実施例におけるI−I線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line I-I in FIG. 1 embodiment.

【図3】従来のトルクセンサを用いたロボットハンドの
概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a robot hand using a conventional torque sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 動力伝達系 3 駆動プーリ 4 従動プーリ 5 ワイヤ(媒介節) 6 トルクセンサ 7,8 テンションプーリ 9 主フレーム 10 調整用フレーム 13 固定用ネジ 14 調整用ネジ 15 はり部 16 固定体 17,18 歪みゲージ 2 power transmission system 3 drive pulley 4 driven pulley 5 wire (medium node) 6 torque sensor 7, 8 tension pulley 9 main frame 10 adjustment frame 13 fixing screw 14 adjustment screw 15 beam portion 16 fixed body 17, 18 strain gauge

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】駆動プーリと従動プーリとの間に巻掛けら
れている媒介節の往復両側を同時に対向する方向に押圧
し得る一対のテンションプーリと、 該一対のテンションプーリのうち一方のテンションプー
リが枢着された主フレームと、 前記一対のテンションプーリのうち他方のテンションプ
ーリが枢着された調整用フレームと、 該調整用フレームを前記主フレームに一体的に固定する
固定手段と、 前記一対のテンションプーリの中心軸線上に設けられ、
前記主フレームに対して前記調整用フレームをスライド
移動させる調整手段と、 前記主フレーム、及び調整用フレームを固定体に支持す
るはりと、 該はりの歪みを検出する歪み検出部材と、 を備えることを特徴とするロボットハンド用トルクセン
サ。
1. A pair of tension pulleys capable of simultaneously pressing both reciprocating sides of an intermediate node wound between a drive pulley and a driven pulley in opposite directions, and one of the pair of tension pulleys. A main frame to which is pivotally attached; an adjustment frame to which the other tension pulley of the pair of tension pulleys is pivotally attached; fixing means for integrally fixing the adjustment frame to the main frame; Is provided on the center axis of the tension pulley of
Adjusting means for slidingly moving the adjusting frame with respect to the main frame; a beam for supporting the main frame and the adjusting frame on a fixed body; and a strain detecting member for detecting a strain of the beam. A torque sensor for robot hands characterized by.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110069222A (en) * 2009-12-17 2011-06-23 삼성전자주식회사 Apparatus and method for measuring torque of cable actuator

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