JPH06126672A - ロボットの関節温度制御装置 - Google Patents
ロボットの関節温度制御装置Info
- Publication number
- JPH06126672A JPH06126672A JP28256392A JP28256392A JPH06126672A JP H06126672 A JPH06126672 A JP H06126672A JP 28256392 A JP28256392 A JP 28256392A JP 28256392 A JP28256392 A JP 28256392A JP H06126672 A JPH06126672 A JP H06126672A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- joint
- motor
- temperature
- heater
- joint temperature
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 関節を待機温度から動作温度まで昇温する時
間を短縮し、同時に加熱電力を低減することのできる宇
宙用ロボットの関節温度制御装置を提供する。 【構成】 待機時には関節１０をヒ−タ１３により加熱
し、関節１０の稼働開始時には上記ヒ−タ加熱の他にヒ
ータ電源の直流電圧をモ−タ１１のコイルに印加してモ
−タ１１を内部から加熱し、温度センサ１４により所定
の温度に達したことを検知してモ−タ１１をモータ駆動
回路３０側に切り替えるようにする。
間を短縮し、同時に加熱電力を低減することのできる宇
宙用ロボットの関節温度制御装置を提供する。 【構成】 待機時には関節１０をヒ−タ１３により加熱
し、関節１０の稼働開始時には上記ヒ−タ加熱の他にヒ
ータ電源の直流電圧をモ−タ１１のコイルに印加してモ
−タ１１を内部から加熱し、温度センサ１４により所定
の温度に達したことを検知してモ−タ１１をモータ駆動
回路３０側に切り替えるようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、宇宙用ロボットの関節
制御装置に関り、とくに関節を起動前の温度から動作温
度まで短時間で昇温することのできる宇宙用ロボットの
関節温度制御装置に関する。
制御装置に関り、とくに関節を起動前の温度から動作温
度まで短時間で昇温することのできる宇宙用ロボットの
関節温度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】宇宙用ロボットは宇宙曝露空間に置かれ
るため、非稼働時には各部の温度は非常な低温になるた
め電力リソースの制約の範囲内でヒータにより所定の温
度以上に保温して機器を保護し、稼働直前に温度を動作
温度にまで上げるようにしている。また、関節は構造が
複雑であるため、温度制御の対象となる回転部のモー
タ、軸受、減速機等にヒータを直接付けることができ
ず、図２に示す関節１０のハウジングにヒータ１３を付
けてモータ１１や減速機の軸受等１２等を間接的に加熱
するようにしていた。
るため、非稼働時には各部の温度は非常な低温になるた
め電力リソースの制約の範囲内でヒータにより所定の温
度以上に保温して機器を保護し、稼働直前に温度を動作
温度にまで上げるようにしている。また、関節は構造が
複雑であるため、温度制御の対象となる回転部のモー
タ、軸受、減速機等にヒータを直接付けることができ
ず、図２に示す関節１０のハウジングにヒータ１３を付
けてモータ１１や減速機の軸受等１２等を間接的に加熱
するようにしていた。
【０００３】また、特開昭６３−１２７８８５号公報に
は、ロボットア−ム駆動用モ−タに温度制御用の第２励
磁巻線を設けて加熱し、昇温時間を早めることが開示さ
れている。
は、ロボットア−ム駆動用モ−タに温度制御用の第２励
磁巻線を設けて加熱し、昇温時間を早めることが開示さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、特に宇宙空間では図２に示す関節１０のハウジング
に貼ったヒータ１３の熱は伝熱効率が悪いため、モータ
１１、減速機／軸受１２の熱制御対象機器に伝わる分よ
りも、宇宙空間に放射される分の方が多くなり、目標の
温度までに昇温する時間が非常に長く、また電力量も多
く消費するという問題があった。また、上記特開昭６３
−１２７８８５号公報の方法でも、モータの動作開始化
しからの昇温時間を短縮する効果は薄かった。本発明の
目的は、上記関節の加熱時間を短縮し、同じ消費電力を
低減することのできる宇宙用ロボットの関節温度制御装
置を提供することにある。
は、特に宇宙空間では図２に示す関節１０のハウジング
に貼ったヒータ１３の熱は伝熱効率が悪いため、モータ
１１、減速機／軸受１２の熱制御対象機器に伝わる分よ
りも、宇宙空間に放射される分の方が多くなり、目標の
温度までに昇温する時間が非常に長く、また電力量も多
く消費するという問題があった。また、上記特開昭６３
−１２７８８５号公報の方法でも、モータの動作開始化
しからの昇温時間を短縮する効果は薄かった。本発明の
目的は、上記関節の加熱時間を短縮し、同じ消費電力を
低減することのできる宇宙用ロボットの関節温度制御装
置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、待機時には関節１０をヒ−タ１３により加熱し、関
節１０の稼働開始時には上記ヒ−タ加熱の他にヒータ電
源の直流電圧をモ−タ１１のコイルに印加してモ−タ１
１を内部から加熱し、温度センサ１４により所定の温度
に達したことを検知してモ−タ１１をモータ駆動回路３
０側に切り替えるようにする。
に、待機時には関節１０をヒ−タ１３により加熱し、関
節１０の稼働開始時には上記ヒ−タ加熱の他にヒータ電
源の直流電圧をモ−タ１１のコイルに印加してモ−タ１
１を内部から加熱し、温度センサ１４により所定の温度
に達したことを検知してモ−タ１１をモータ駆動回路３
０側に切り替えるようにする。
【０００６】
【作用】関節１０は、待機時には従来装置と同様に関節
１０のハウジングに取付けられたヒ−タ１３により加熱
され、稼働開始時には上記ヒ−タ加熱の他にヒータ電源
の直流電圧により関節１０内のモ−タ１１の巻線も加熱
する。モータ１１はＤＣブラシレスタイプであるため、
上記直流電圧によりトルクは発生しない。また、温度セ
ンサ１４は関節１０の温度がモ−タ１１の稼働可能温度
に達したことを検知し、モ−タ１１の入力を上記ヒータ
電源からモータ駆動回路３０側に切り替える。
１０のハウジングに取付けられたヒ−タ１３により加熱
され、稼働開始時には上記ヒ−タ加熱の他にヒータ電源
の直流電圧により関節１０内のモ−タ１１の巻線も加熱
する。モータ１１はＤＣブラシレスタイプであるため、
上記直流電圧によりトルクは発生しない。また、温度セ
ンサ１４は関節１０の温度がモ−タ１１の稼働可能温度
に達したことを検知し、モ−タ１１の入力を上記ヒータ
電源からモータ駆動回路３０側に切り替える。
【０００７】
【実施例】図１は本発明による宇宙用ロボット関節の温
度制御装置実施例の斜視図である。関節１０の動作時に
はモータ駆動回路３０より切替装置２０を介してモータ
１１に電力を供給する。また、関節１０の停止時にはモ
ータ駆動回路３０をＯＦＦにしてモータ１１の駆動電流
を遮断し、ヒータ用電線１よりヒータ１３に電力を供給
して保温する。温度センサ１４は関節１０の温度データ
を温度データ線２に出力する。
度制御装置実施例の斜視図である。関節１０の動作時に
はモータ駆動回路３０より切替装置２０を介してモータ
１１に電力を供給する。また、関節１０の停止時にはモ
ータ駆動回路３０をＯＦＦにしてモータ１１の駆動電流
を遮断し、ヒータ用電線１よりヒータ１３に電力を供給
して保温する。温度センサ１４は関節１０の温度データ
を温度データ線２に出力する。
【０００８】制御線３よりウォームアップ開始指令が送
られると、切替制御回路２３はリレー２１の切替信号を
出力してモータ１１の巻線をモータ１１保護用の電流リ
ミタ２２を介してヒータ用電力線１に接続してモータ１
１及び減速機／軸受等１２を加熱する。ヒータ用電力線
１の電源は直流なので、これによりモ−タ１１は回転せ
ず、その巻線に消費される電力はすべて熱に変換され
る。次いで、温度センサ１４がモータ１１及び減速機／
軸受１２等が動作可能温度に達したことを検知すると、
切替制御回路２３はリレー２１に切替信号を出力してモ
ータ１１をモ−タ駆動回路３０に接続し、関節１０を動
作可能にする。
られると、切替制御回路２３はリレー２１の切替信号を
出力してモータ１１の巻線をモータ１１保護用の電流リ
ミタ２２を介してヒータ用電力線１に接続してモータ１
１及び減速機／軸受等１２を加熱する。ヒータ用電力線
１の電源は直流なので、これによりモ−タ１１は回転せ
ず、その巻線に消費される電力はすべて熱に変換され
る。次いで、温度センサ１４がモータ１１及び減速機／
軸受１２等が動作可能温度に達したことを検知すると、
切替制御回路２３はリレー２１に切替信号を出力してモ
ータ１１をモ−タ駆動回路３０に接続し、関節１０を動
作可能にする。
【０００９】図３は上記図１に示した本発明装置のウォ
ームアップ時間を図２の従来装置と比較して示したデ−
タである。本発明ではモ−タ待機時にヒ−タ１３以外に
モ−タ１１もヒ−タ用電力線からの電力により加熱する
ので、ウォームアップ時間は従来装置に比べておおよそ
１／２に短縮されることがわかる。また、ヒータ用電力
線１よりモ−タ１１に供給された上記発熱用の電力はモ
−関節１０を内部から加熱するので、外部に逃げる熱量
はヒ−タ１１に比べて相対的に少なく、このためモ−タ
巻線に消費される電力は従来装置に比べて半減する。
ームアップ時間を図２の従来装置と比較して示したデ−
タである。本発明ではモ−タ待機時にヒ−タ１３以外に
モ−タ１１もヒ−タ用電力線からの電力により加熱する
ので、ウォームアップ時間は従来装置に比べておおよそ
１／２に短縮されることがわかる。また、ヒータ用電力
線１よりモ−タ１１に供給された上記発熱用の電力はモ
−関節１０を内部から加熱するので、外部に逃げる熱量
はヒ−タ１１に比べて相対的に少なく、このためモ−タ
巻線に消費される電力は従来装置に比べて半減する。
【００１０】図４は上記本発明の関節温度制御装置を取
付けた宇宙用小型ロボットアーム外観図である。宇宙用
小型ロボットアーム１００は、６つの関節１０ａ〜１０
ｆとエンドエフェクタ１０２等から構成され、各関節１
０ａ〜１０ｆのハウジングにはそれぞれヒータ１３ａ〜
１０ｆが貼付られている。関節１０の内部には図１に示
した関節１０が収容され、各関節はヒータ用電力線１、
温度データ線２、制御線３、モータ電力線４等を収容す
るハーネス１０１によりモータ駆動回路３０、切替装置
２０に接続される。なお、上記本発明の関節温度制御装
置は宇宙用ロボットの他にドッキング機構や装置交換機
構のアクチュエータにも接続して同様の効果を得ること
ができる。
付けた宇宙用小型ロボットアーム外観図である。宇宙用
小型ロボットアーム１００は、６つの関節１０ａ〜１０
ｆとエンドエフェクタ１０２等から構成され、各関節１
０ａ〜１０ｆのハウジングにはそれぞれヒータ１３ａ〜
１０ｆが貼付られている。関節１０の内部には図１に示
した関節１０が収容され、各関節はヒータ用電力線１、
温度データ線２、制御線３、モータ電力線４等を収容す
るハーネス１０１によりモータ駆動回路３０、切替装置
２０に接続される。なお、上記本発明の関節温度制御装
置は宇宙用ロボットの他にドッキング機構や装置交換機
構のアクチュエータにも接続して同様の効果を得ること
ができる。
【００１１】
【発明の効果】本発明により、ロボットの関節を待機温
度から動作可能温度まで短時間で昇温し、同時に加熱用
電力を節減することのできる宇宙用ロボットの関節温度
制御装置を提供することができる。
度から動作可能温度まで短時間で昇温し、同時に加熱用
電力を節減することのできる宇宙用ロボットの関節温度
制御装置を提供することができる。
図１ 本発明による宇宙用ロボットの関節温度制御装置実施例
のブロック図である。 図２ 従来の宇宙用ロボットの関節温度制御装置実施例のブロ
ック図である。 図３ 本発明装置のウォームアップ時間を従来装置と比較して
示したデ−タである。 図４ 本発明の関節温度制御装置を装着した宇宙用ロボットの
外観図である。
のブロック図である。 図２ 従来の宇宙用ロボットの関節温度制御装置実施例のブロ
ック図である。 図３ 本発明装置のウォームアップ時間を従来装置と比較して
示したデ−タである。 図４ 本発明の関節温度制御装置を装着した宇宙用ロボットの
外観図である。
１…ヒータ用電力線、２…温度データ線、３…制御線、
４…モータ電力線、１０…関節、１１…モータ、１２…
減速機／軸受、１３…ヒータ、１４…温度センサ、２０
…切替装置、２１…リレー、２２…電流リミタ、２３…
切替制御回路、３０…モータ駆動回路、１００…宇宙用
小型ロボットアーム、１０１…ハーネス、１０２…エン
ドエフェクタ。
４…モータ電力線、１０…関節、１１…モータ、１２…
減速機／軸受、１３…ヒータ、１４…温度センサ、２０
…切替装置、２１…リレー、２２…電流リミタ、２３…
切替制御回路、３０…モータ駆動回路、１００…宇宙用
小型ロボットアーム、１０１…ハーネス、１０２…エン
ドエフェクタ。
Claims (4)
- 【請求項１】 関節を加熱するヒータを備えたロボット
の関節温度制御装置において、ヒータ電源とモ−タ駆動
回路の出力を切りかえる切替回路を備えたことを特徴と
するロボットの関節温度制御装置。 - 【請求項２】 請求項１において、関関節温度測定手段
と、関節温度測定手段の出力により上記切替回路を制御
することのできる切替制御回路とを備えたことを特徴と
するロボットの関節温度制御装置。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載のロボットの関
節温度熱制御装置を備えた宇宙用のロボットの関節温度
制御装置。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
上記関節を少なくともモータと減速機を備えたものとし
たことを特徴とするロボットの関節温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28256392A JPH06126672A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | ロボットの関節温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28256392A JPH06126672A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | ロボットの関節温度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06126672A true JPH06126672A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=17654113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28256392A Pending JPH06126672A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | ロボットの関節温度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06126672A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011095182A1 (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-11 | Abb Ag | Method and system for heating of robots in cold environments |
| CN104942798A (zh) * | 2014-03-28 | 2015-09-30 | 佳能株式会社 | 机器人装置和机器人装置的控制方法 |
-
1992
- 1992-10-21 JP JP28256392A patent/JPH06126672A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011095182A1 (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-11 | Abb Ag | Method and system for heating of robots in cold environments |
| CN102741021A (zh) * | 2010-02-05 | 2012-10-17 | Abb股份有限公司 | 用于加热冷环境中的机器人的方法和系统 |
| US8618759B2 (en) | 2010-02-05 | 2013-12-31 | Abb Ag | Method and system for heating of robots in cold environments |
| CN104942798A (zh) * | 2014-03-28 | 2015-09-30 | 佳能株式会社 | 机器人装置和机器人装置的控制方法 |
| US9405288B2 (en) | 2014-03-28 | 2016-08-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Robot apparatus and controlling method of the robot apparatus |
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