JPH07115398A - 3次元移動機械用光空間通信装置 - Google Patents

3次元移動機械用光空間通信装置

Info

Publication number
JPH07115398A
JPH07115398A JP5258798A JP25879893A JPH07115398A JP H07115398 A JPH07115398 A JP H07115398A JP 5258798 A JP5258798 A JP 5258798A JP 25879893 A JP25879893 A JP 25879893A JP H07115398 A JPH07115398 A JP H07115398A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical space
moving
space communication
light beam
moving body
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.)
Granted
Application number
JP5258798A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3022711B2 (ja
Inventor
Kazuyuki Hiraoka
和志 平岡
Takayoshi Oka
隆義 岡
Masazumi Takashima
正純 高島
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.)
Hitachi Zosen Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Zosen Corp filed Critical Hitachi Zosen Corp
Priority to JP5258798A priority Critical patent/JP3022711B2/ja
Publication of JPH07115398A publication Critical patent/JPH07115398A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3022711B2 publication Critical patent/JP3022711B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可動体との距離が離れても通信が可能であ
り、また可動体の追尾を容易に安価に行える3次元移動
機械用光空間通信装置を提供する。 【構成】 両光空間通信装置1,6間の通信に光ビーム
Aを使用し、第1移動体3に、光ビームAをx方向とy
方向に沿って反射する第1反射鏡7を設け、第2移動体
4に、光ビームAをy方向とz方向に沿って反射する第
2反射鏡8を設けて構成する。 【効果】 反射鏡7,8を設けたことにより、移動体3
〜5が移動中でも光空間通信装置1,6間で通信を行う
ことができる。また、拡散しない光ビームAを使用する
ことにより距離が長くなっても通信でき、さらに電磁ノ
イズに強い通信系を構成することができる。また反射鏡
7,8を設けるだけであることから、配線工事が不要と
なり、安価に容易に構成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、3次元に移動する可動
体を備えた工作機械やロボットにおいて、前記可動体と
の通信に使用される3次元移動機械用光空間通信装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の移動する可動体に対して通信を行
う光空間通信装置としては、たとえば家庭用電気機器に
使用される光リモコン装置のように、光ビームを広げる
ことにより、3次元空間の任意の位置で通信を行うも
の、特公平1−33792 号公報に開示されているように、
移動体を追尾しながら通信を行うものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記光ビーム
を広げることにより通信を行う装置では、可動体との距
離が離れると、急激に光量が低下するため、狭い空間で
しか使用できないという問題があった。
【0004】また、移動体を追尾しながら通信を行う装
置では、高価な追尾装置が必要であり、また移動体が遮
光物に隠れ、その状態で移動してしまうと、追尾できな
くなり、通信不良になるという問題があった。
【0005】また、上記従来の装置ではいずれも3次元
空間の任意の場所に光路を確保する必要があった。本発
明は上記問題を解決するものであり、可動体との距離が
離れても通信が可能であり、また可動体の移動に際して
確実に通信が行え、しかも安価な3次元移動機械用光空
間通信装置を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第1発明の3次元移動機械用光空間通信装置は、架
台と、この架台上を一定方向に移動自在な第1移動体
と、前記第1移動体上を一定方向に移動自在な第2移動
体と、前記第2移動体に沿ってこの第2移動体の移動方
向とは垂直な一定方向に移動自在な第3移動体から3次
元移動機械を構成し、前記架台上に前記第1移動体の移
動方向に対向して設けた第1光空間通信装置と前記第3
移動体に設けた第2光空間通信装置間で光通信を行う3
次元移動機械用光空間通信装置であって、前記両光空間
通信装置間の通信に光ビームを使用し、前記第1移動体
に、前記光ビームを第1移動体の移動方向と前記第2移
動体の移動方向に沿って反射する第1反射鏡を設け、前
記第2移動体に、前記光ビームを第2移動体の移動方向
と前記第3移動体の移動方向に沿って反射する第2反射
鏡を設けたことを特徴とするものである。
【0007】また第2発明の3次元移動機械用光空間通
信装置は、架台と、この架台上を一定方向に移動自在な
移動体と、前記移動体上に垂直に支持された第1回動体
と、前記第1回動体の先端に支持され、この第1回動体
の先端を支点として回転する第2回動体から3次元移動
機械を構成し、前記架台上に前記移動体の移動方向に対
向して設けた第1光空間通信装置と前記第2回動体の先
端に設けた第2光空間通信装置間で光通信を行う3次元
移動機械用光空間通信装置であって、前記両光空間通信
装置間の通信に光ビームを使用し、前記移動体に、前記
光ビームを移動体の移動方向と前記第1回動体の回転軸
方向に沿って反射する第1反射鏡を設け、前記第2回動
体の支点回転部に、第2回動体の回動角度の2分の1の
角度で回動し、前記光ビームを前記第1回動体の回転軸
方向と前記第2回動体先端方向へ反射する第2反射鏡を
設けたことを特徴とするものである。
【0008】
【作用】上記第1発明の構成によると、第1光空間通信
装置から出射された光ビームは、第1移動体に設けた第
1反射鏡により第2移動体の移動方向に反射され、さら
にこの第1反射鏡により導かれた光ビームは、第2移動
体に設けた第2反射鏡により第3移動体の移動方向に反
射され、第3移動体の第2光空間通信装置へ入射され
る。また、第2光空間通信装置から出射された光ビーム
は、第2移動体に設けた第2反射鏡により第2移動体の
移動方向に反射され、さらにこの第2反射鏡により導か
れた光ビームは、第1移動体に設けた第1反射鏡により
第1移動体の移動方向に反射され、第1光空間通信装置
へ入射される。
【0009】また、上記第2発明の構成によると、第1
光空間通信装置から出射された光ビームは、移動体に設
けた第1反射鏡により第1回動体の回転軸方向に反射さ
れ、さらにこの第1反射鏡により導かれた光ビームは、
第2回動体の支点回転部に設けた第2反射鏡により第2
回動体の先端方向に反射され、第2回動体の第2光空間
通信装置へ入射される。また、第2光空間通信装置から
出射された光ビームは、第2回動体の支点回転部に設け
た第2反射鏡により第1回動体の回転軸方向に反射さ
れ、さらにこの第2反射鏡により導かれた光ビームは、
移動体に設けた第1反射鏡により移動体の水平方向に反
射され、第1光空間通信装置へ入射される。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明の第1の実施例における3次元移
動機械用光空間通信装置の構成図である。
【0011】図1において、1は架台2上に設けた地上
側の第1光空間通信装置であり、架台2上に、この光空
間通信装置1から出射し、また光空間通信装置1へ入射
される光ビームAの方向(以下、x方向とする)に沿っ
て移動自在な第1移動体3を設け、この第1移動体3に
沿ってy方向に移動自在な第2移動体4を設け、第2移
動体4に沿ってz方向に移動自在な第3移動体5を設け
て3次元移動機械Nを構成している。また、第3移動体
5に地上側の第1光空間通信装置1と光ビームAにより
通信を行う可動側の第2光空間通信装置6を設けてい
る。上記移動体3〜5は、たとえばリニアモータにより
駆動されて移動する。
【0012】また、第1移動体3上に、上記光ビームA
を第1移動体3の移動方向(x方向)と第2移動体4の
移動方向(y方向)に沿って反射する、すなわち光ビー
ムAを45度の角度で入射し、45度の角度で出射する
第1反射鏡7を設け、第2移動体4に光ビームAを第2
移動体4の移動方向(y方向)と第3移動体5の移動方
向(z方向)に沿って反射する、すなわち光ビームAを
45度の角度で入射し、45度の角度で出射する第2反
射鏡8を設けている。
【0013】上記構成による作用を説明する。第1光空
間通信装置1から出射された光ビームAは第1移動体3
に設けた第1反射鏡7により第2移動体4方向に反射し
て曲げられ、またこの第1反射鏡7により導かれた光ビ
ームAは第2反射鏡8により第3移動体5方向に反射し
て曲げられ、第3移動体5の第2光空間通信装置6へ入
射される。
【0014】また、第2光空間通信装置6から出射され
た光ビームAは逆方向へ第2反射鏡8と第1反射鏡7を
介して第1光空間通信装置1へ入射される。このよう
に、反射鏡7,8を設けたことにより、移動体3〜5が
移動中でも光空間通信装置1,6間で通信を行うことが
できる。また、拡散しない光ビームAを使用することに
より距離が長くなっても通信でき、さらに電磁ノイズに
強い通信系を構成することができる。また反射鏡7,8
を設けるだけであることから、配線工事が不要となり、
安価に容易に構成することができ、また配線がないこと
により、移動体3〜5の移動に伴う疲労破壊がなく、長
寿命で高い信頼性を得ることができ、さらに移動体3〜
5の高速移動に対応することができる。また、光ビーム
Aの光路の変更を容易に行うことができる。さらに、光
路が一定であり、従来のように可動体を見失い、通信不
良となる不具合を解消することができる。
【0015】本発明の第2の実施例を図2〜図5に基づ
いて説明する。図2において、11は架台12上に設けた地
上側の第1光空間通信装置であり、架台12上に、この光
空間通信装置11から出射し、あるいは光空間通信装置11
へ入射される光ビームAの方向に沿って移動自在な移動
体13を設け、この移動体13上に光ビームAの光路を開口
した筒状の支持体14を設け、この支持体14に前記開口部
14Aより上方に支持され、その回転軸15Aを移動体13に
垂直とした筒状の第1回動体15を設け、第1回動体15の
先端に、この第1回動体15の先端を固定部とし、この固
定部の水平軸を支点として上下方向に回転する筒状の第
2回動体16とを設け、第2回動体16の先端にフィンガー
17を設けて3次元移動機械Pを構成している。また、第
2回動体16の先端に地上側の第1光空間通信装置11と通
信を行う可動側の第2光空間通信装置18を設けている。
移動体13は、たとえばリニアモータにより駆動されて移
動し、また第1回動体15は、たとえばモータに連結され
て駆動されて回転する。
【0016】また、移動体13上で前記回転軸15Aの中心
位置に、地上側の第1光空間通信装置11から出射し、あ
るいは第1光空間通信装置11へ入射される光ビームA
を、移動体13の移動方向と第1回動体15の回転軸15A方
向に沿って反射する、すなわち光ビームAを45度の角
度で入射し、45度の角度で出射する第1反射鏡19を設
け、第2回動体16の支点回転部にこの第2回動体16の回
動角度の2分の1の角度で回動し、第1反射鏡19により
導かれた光ビームAを第2回動体16の先端へ反射し、第
2光空間通信装置18から出射された光ビームAを第1反
射鏡19へ反射する第2反射鏡20を設けている。この第2
反射鏡20は両面に反射面を有している。
【0017】第2反射鏡20を第2回動体16の回動角度の
2分の1の角度で回動する駆動機構の一例を図3に示
す。21A,22Aは回転中心を同じくしたウォーム・ホイ
ールであり、第1ウォーム・ホイール21Aに第2回動体
16の端部が同一軸上に固定され、また第2ウォーム・ホ
イール22Aの回転軸を中心として第2反射鏡20が固定さ
れている。また、第1ウォーム・ホイール21Aのウォー
ム21Bの回転軸と、第2ウォーム・ホイール22Aのウォ
ーム22Bの回転軸は、それぞれ回転モータ23の回転軸
に、無端回動体、たとえばベルト24により連結されてい
る。また、第2ウォーム・ホイール22Aとウォーム22B
の減速比は、第1ウォーム・ホイール21Aとウォーム21
Bの減速比の2倍としている。
【0018】上記構成により、回転モータ23の駆動によ
る第1ウォーム・ホイール21Aの1回転時に、第2ウォ
ーム・ホイール22Aは1/2回転し、よって第2反射鏡
20の回転角度Θm を第2回動体16の回転角度Θの1/2
とすることができる。
【0019】第2反射鏡20を第2回動体16の回動角度の
2分の1の角度で回動する駆動機構の他の例を図4に示
す。31は中心を第1回動体15の固定部の中心に固定した
歯数Za の太陽歯車であり、その回りに第2回動体16に
軸支された歯数Zg の3個の遊星歯車32が設けられ、こ
の遊星歯車32の外周に遊星歯車32により回動される歯数
b の内歯車33が設けられている。この内歯車33に回転
軸を中心として第2反射鏡20が固定されている。また、
歯数Za =Zb /2 としている。また第2回動体16に
は外周に、回転モータ34の回転軸に連結された歯車35に
噛み合う歯36が設けられている。
【0020】上記構成により、回転モータ34の駆動によ
る第2回動体16の1回転時に、内歯車33は1/2回転
し、よって第2反射鏡20の回転角度Θm を第2回動体16
の回転角度Θの1/2とすることができる。
【0021】上記構成による作用を説明する。第1光空
間通信装置11から出射された光ビームAは移動体13に設
けた第1反射鏡19により第1回動体15の回転軸15A方向
に反射して曲げられ、またこの第1反射鏡19により導か
れた光ビームAは第2反射鏡20により第2回動体16の先
端方向に反射して曲げられ、第2回動体16の第2光空間
通信装置18へ入射される。このとき、図5に示すよう
に、第2反射鏡20の回転角度Θm を第2回動体16の回転
角度Θの1/2としていることにより、第2回動体16が
回転しても常に光ビームAは第2光空間通信装置18へ入
射される。なお、第2回動体16の回転角度Θが零の場合
は、第2反射鏡20に光ビームAは入射しないが、第2反
射鏡20は薄く、光ビームAは一定の太さを有しているた
め、光ビームAは第1反射鏡19より直接第2光空間通信
装置18へ入射される。
【0022】また、第2光空間通信装置18から出射され
た光ビームAも同様に第2反射鏡20と第1反射鏡19を介
して第1光空間通信装置11へ入射される。このように、
反射鏡19,20を設け、常に第2反射鏡20の回転角度Θm
を第2回動体16の回転角度Θの1/2とすることによ
り、移動体13、回動体14,16が移動、あるいは回動中で
も光空間通信装置11,18間で通信を行うことができる。
また、拡散しない光ビームAを使用することにより距離
が長くなっても通信でき、さらに電磁ノイズに強い通信
系を構成することができる。また配線工事が不要とな
り、従来の追尾式と比較して安価に容易に構成すること
ができ、また配線がないことにより、移動体13、回動体
14,16の移動、あるいは回動に伴う疲労破壊がなく、長
寿命で高い信頼性を得ることができ、さらに移動体13、
回動体14,16の高速稼動に対応することができる。ま
た、光ビームAの光路の変更を容易に行うことができ
る。さらに、光路が一定であり、従来のように可動体を
見失い、通信不良となる不具合を解消することができ
る。
【0023】なお、本実施例では、光空間通信装置を備
えた可動体を1台とした場合について説明しているが、
可動体が複数台の場合、反射鏡を増すことで対処するこ
とができる。その一例を図6に示す。図6では、第2移
動体4に沿ってz方向に移動する移動体5’を増設し、
この移動体5’に光空間通信装置6’を設けて、第1光
空間通信装置1と通信を行う場合の例であり、第1移動
体3に同様の反射鏡7’、第2移動体4に同様の反射鏡
8’を増設することにより、通信を行うことができる。
【0024】また、本実施例では、xyz方向に移動す
る移動体を備えた3次元移動機械について説明している
が、このように移動方向を水平・垂直な方向に限ること
なく、所定の方向へ移動する移動体を備えた3次元移動
機械に同様に適用することができる。たとえば、第1移
動体3、あるいは移動体13の移動方向を地面に対して垂
直な方向とした3次元移動機械に適用できる。
【0025】
【発明の効果】以上のように第1発明によれば、第1,
第2反射鏡を設けたことにより、移動体が移動中でも第
1,第2光空間通信装置間で通信を行うことができる。
また、拡散しない光ビームを使用することにより距離が
長くなっても通信でき、さらに電磁ノイズに強い通信系
を構成することができる。また反射鏡を設けるだけであ
ることから、配線工事が不要となり、安価に容易に構成
することができ、また配線がないことにより、移動体の
移動に伴う疲労破壊がなく、長寿命で高い信頼性を得る
ことができ、さらに移動体の高速移動に対応することが
できる。また、光ビームの光路の変更を容易に行うこと
ができる。さらに、光路が一定であり、従来のように可
動体を見失い、通信不良となる不具合を解消することが
できる。
【0026】また、第2発明によれば、第1,第2反射
鏡を設け、常に第2反射鏡の回転角度を第2回動体の回
転角度の1/2とすることにより、移動体、第1,第2
回動体が移動、あるいは回動中でも第1,第2光空間通
信装置間で通信を行うことができる。また、拡散しない
光ビームを使用することにより距離が長くなっても通信
でき、さらに電磁ノイズに強い通信系を構成することが
できる。また配線工事が不要となり、従来の追尾式と比
較して安価に容易に構成することができ、また配線がな
いことにより、移動体、第1,第2回動体の移動、ある
いは回動に伴う疲労破壊がなく、長寿命で高い信頼性を
得ることができ、さらに移動体、第1,第2回動体の高
速稼動に対応することができる。また、光ビームの光路
の変更を容易に行うことができる。さらに、光路が一定
であり、従来のように可動体を見失い、通信不良となる
不具合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における3次元移動機械用光
空間通信装置の概略斜視図である。
【図2】本発明の他の実施例における3次元移動機械用
光空間通信装置の概略斜視図である。
【図3】同3次元移動機械用光空間通信装置の第2反射
鏡と第2回動体の駆動機構の構成図である。
【図4】同3次元移動機械用光空間通信装置の第2反射
鏡と第2回動体の駆動機構の構成図である。
【図5】同3次元移動機械用光空間通信装置の第2反射
鏡と第2回動体の動作説明図である。
【図6】本発明の他の実施例における3次元移動機械用
光空間通信装置の概略斜視図である。
【符号の説明】 1,11 第1光空間通信装置 2,12 架台 3 第1移動体 4 第2移動体 5,5’ 第3移動体 6,6’,18 第2光空間通信装置 7,7’,19 第1反射鏡 8,8’,20 第2反射鏡 13 移動体 14 支持体 15 第1回動体 16 第2回動体 17 フィンガー 21A,22A ウォーム・ホイール 21B,22B ウォーム 23 回転モータ 24 無端回動体 31 太陽歯車 32 遊星歯車 33 内歯車 34 回転モータ 35 歯車 A 光ビーム N,P 3次元移動機械

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 架台と、この架台上を一定方向に移動自
    在な第1移動体と、前記第1移動体上を一定方向に移動
    自在な第2移動体と、前記第2移動体に沿ってこの第2
    移動体の移動方向とは垂直な一定方向に移動自在な第3
    移動体から3次元移動機械を構成し、前記架台上に前記
    第1移動体の移動方向に対向して設けた第1光空間通信
    装置と前記第3移動体に設けた第2光空間通信装置間で
    光通信を行う3次元移動機械用光空間通信装置であっ
    て、 前記両光空間通信装置間の通信に光ビームを使用し、前
    記第1移動体に、前記光ビームを第1移動体の移動方向
    と前記第2移動体の移動方向に沿って反射する第1反射
    鏡を設け、前記第2移動体に、前記光ビームを第2移動
    体の移動方向と前記第3移動体の移動方向に沿って反射
    する第2反射鏡を設けたことを特徴とする3次元移動機
    械用光空間通信装置。
  2. 【請求項2】 架台と、この架台上を一定方向に移動自
    在な移動体と、前記移動体上に垂直に支持された第1回
    動体と、前記第1回動体の先端に支持され、この第1回
    動体の先端を支点として回転する第2回動体から3次元
    移動機械を構成し、前記架台上に前記移動体の移動方向
    に対向して設けた第1光空間通信装置と前記第2回動体
    の先端に設けた第2光空間通信装置間で光通信を行う3
    次元移動機械用光空間通信装置であって、 前記両光空間通信装置間の通信に光ビームを使用し、前
    記移動体に、前記光ビームを移動体の移動方向と前記第
    1回動体の回転軸方向に沿って反射する第1反射鏡を設
    け、前記第2回動体の支点回転部に、第2回動体の回動
    角度の2分の1の角度で回動し、前記光ビームを前記第
    1回動体の回転軸方向と前記第2回動体先端方向へ反射
    する第2反射鏡を設けたことを特徴とする3次元移動機
    械用光空間通信装置。
JP5258798A 1993-10-18 1993-10-18 3次元移動機械用光空間通信装置 Expired - Fee Related JP3022711B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5258798A JP3022711B2 (ja) 1993-10-18 1993-10-18 3次元移動機械用光空間通信装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5258798A JP3022711B2 (ja) 1993-10-18 1993-10-18 3次元移動機械用光空間通信装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07115398A true JPH07115398A (ja) 1995-05-02
JP3022711B2 JP3022711B2 (ja) 2000-03-21

Family

ID=17325215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5258798A Expired - Fee Related JP3022711B2 (ja) 1993-10-18 1993-10-18 3次元移動機械用光空間通信装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3022711B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009100027A (ja) * 2007-10-12 2009-05-07 Hitachi Plant Technologies Ltd 光通信機器とそれを用いたペースト塗布機

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009100027A (ja) * 2007-10-12 2009-05-07 Hitachi Plant Technologies Ltd 光通信機器とそれを用いたペースト塗布機

Also Published As

Publication number Publication date
JP3022711B2 (ja) 2000-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3333054B2 (ja) レーザ距離測定装置
EP1929354A1 (en) Energy signal processing system
US4574655A (en) Wrist mechanism for industrial robot
US5274213A (en) Electric welding robot and a method for welding by using the robot
US5765443A (en) Joint mechanism and robot having the joint mechanism
US4743763A (en) Article mounting and position adjustment stage
US5825493A (en) Compact high resolution interferometer with short stroke reactionless drive
JPH07115398A (ja) 3次元移動機械用光空間通信装置
US4256279A (en) Powered gimbal system
KR20210066981A (ko) 멀티 자유도를 가지는 로봇의 어깨 구조체
EP0478880A1 (en) Two-beam interferometer
JPH10216981A (ja) 光軸移動型レーザー加工装置
US4597642A (en) Articulate joint in laser processing machines
KR102120791B1 (ko) 로봇 암의 하박 구조체
US6693401B1 (en) Precision positioning tilt device
JP4464073B2 (ja) ロボットの関節構造
CN210427801U (zh) 测距云台及装置
JPH1110576A (ja) 産業ロボット装置
JPH05228673A (ja) レ−ザ−加工装置
JP3139467B2 (ja) 高精度回転駆動装置
JP2824170B2 (ja) ロボット用レーザ加工装置
JP2672994B2 (ja) レーザ加工ヘッド
JP3327638B2 (ja) 回転型干渉計
JP2858447B2 (ja) 産業用多関節ロボット
JPH02295696A (ja) レーザ加工用ロボット

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees