JPH0765908B2 - 斜交縞による回転軸間の相対変位角検出装置 - Google Patents
斜交縞による回転軸間の相対変位角検出装置Info
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- JPH0765908B2 JPH0765908B2 JP17849584A JP17849584A JPH0765908B2 JP H0765908 B2 JPH0765908 B2 JP H0765908B2 JP 17849584 A JP17849584 A JP 17849584A JP 17849584 A JP17849584 A JP 17849584A JP H0765908 B2 JPH0765908 B2 JP H0765908B2
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
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- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
- G01D5/38—Forming the light into pulses by diffraction gratings
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は斜交縞を利用した駆動、被駆動の両軸間を連結
する捩れ軸の相対変位角の検出に関するものである。
する捩れ軸の相対変位角の検出に関するものである。
従来、角度の変位の検出は機械的、電磁気的あるいは光
学的などによる種々な方法が知られ、行なわれてきた
が、これらは一般に静止した基点に対する回動体の回動
角度に対してである。
学的などによる種々な方法が知られ、行なわれてきた
が、これらは一般に静止した基点に対する回動体の回動
角度に対してである。
しかし、回転状態にある二つの回転体相互の相対変位角
の検出を行なう場合には、その基点とこれに対する回動
体も同時に回転する回転体であり、その相互の相対変位
角に対応する信号を取り出すためには刷子や滑動環のよ
うな機械的の接触構造が一般に必要となる。これを避け
て非接触機構とするためには、電磁気的、光学的などの
構造が採られる。
の検出を行なう場合には、その基点とこれに対する回動
体も同時に回転する回転体であり、その相互の相対変位
角に対応する信号を取り出すためには刷子や滑動環のよ
うな機械的の接触構造が一般に必要となる。これを避け
て非接触機構とするためには、電磁気的、光学的などの
構造が採られる。
これを実現するための一例として回転軸相互間に捩れ軸
を設け、その両側より同心状に、且つ重ね合わせた円筒
体表面上の斜交縞で生ずる明／暗信号の計数処理で、前
記両軸間の相対変位角の検出装置（本願発明者による特
許第1709243号）の開発が行なわれたが、本願は更にこ
のような装置の簡素化を計り機能を多葉化させたもので
ある。
を設け、その両側より同心状に、且つ重ね合わせた円筒
体表面上の斜交縞で生ずる明／暗信号の計数処理で、前
記両軸間の相対変位角の検出装置（本願発明者による特
許第1709243号）の開発が行なわれたが、本願は更にこ
のような装置の簡素化を計り機能を多葉化させたもので
ある。
即ち駆動、非駆動の両回転軸間を連結する捩れ軸の両端
の夫々に同心状の円筒を重ね合わせて装架し、軸心方向
で僅かな角度で互いに交叉する斜交縞を前記円筒面上の
一部のみに設け、前記縞の非交叉部又は交叉部で前記円
筒の相対変位によって円周方向に生ずる一部の明／暗帯
が、軸方向に移動することを軸方向に並べて配置した複
数の受光素子で検出するようにしたものである。
の夫々に同心状の円筒を重ね合わせて装架し、軸心方向
で僅かな角度で互いに交叉する斜交縞を前記円筒面上の
一部のみに設け、前記縞の非交叉部又は交叉部で前記円
筒の相対変位によって円周方向に生ずる一部の明／暗帯
が、軸方向に移動することを軸方向に並べて配置した複
数の受光素子で検出するようにしたものである。
ここで、前記一対の円筒面上の斜交縞による明／暗帯の
信号は超低速度の微動回転の場合を除き、１回転中の総
ての位置で完全に出力信号を出し続ける必要はなく、回
転中の一部で生ずるパルス的の出力信号であっても、変
位角の計測を行なうのには差し支えることはないもので
ある。
信号は超低速度の微動回転の場合を除き、１回転中の総
ての位置で完全に出力信号を出し続ける必要はなく、回
転中の一部で生ずるパルス的の出力信号であっても、変
位角の計測を行なうのには差し支えることはないもので
ある。
従って、前記一対の円筒の円周面の一部のみに斜交縞を
相互に対応させて刻んだものである。
相互に対応させて刻んだものである。
次に斜交縞による相対変位角の分解能を高め、検出を容
易にさせるためには先ず、（イ）斜交縞巾と相互の縞と
の間隔とを等しくした方がよい。（ロ）斜交縞巾は狭い
方がよい。（ハ）縞の相互の交叉角の最小を縞巾の２倍
とする。（ニ）明／暗帯を検出する受光体数を２個以上
の複数個であることなどであり、更に前記一対の円筒に
おいて斜交縞の刻まれていない部分より前記斜交縞によ
る出力信号に対して影響を与えることのないようにする
ことで例えば明の信号を利用する場合には残りのこの部
分を暗の状態になるような、光の透過、又は反射の行な
われないようにすること、また、回転の同期化信号で、
この部分を除去してしまうようなことである。これは他
に回転速度の計測信号としても利用できる。次に軸方向
に並べて配置された複数の受光素子からの信号は表示装
置内で演算し、相対変位角が表示される。
易にさせるためには先ず、（イ）斜交縞巾と相互の縞と
の間隔とを等しくした方がよい。（ロ）斜交縞巾は狭い
方がよい。（ハ）縞の相互の交叉角の最小を縞巾の２倍
とする。（ニ）明／暗帯を検出する受光体数を２個以上
の複数個であることなどであり、更に前記一対の円筒に
おいて斜交縞の刻まれていない部分より前記斜交縞によ
る出力信号に対して影響を与えることのないようにする
ことで例えば明の信号を利用する場合には残りのこの部
分を暗の状態になるような、光の透過、又は反射の行な
われないようにすること、また、回転の同期化信号で、
この部分を除去してしまうようなことである。これは他
に回転速度の計測信号としても利用できる。次に軸方向
に並べて配置された複数の受光素子からの信号は表示装
置内で演算し、相対変位角が表示される。
然し、変位角の分解能を高めるために前記諸項目を徒に
最高値に選択することは、他の項目に支障を及ぼす場合
もあり、却って測定値の不安定を招くおそれもある。各
項相互の釣合を保つように選定をすることが必要であ
る。
最高値に選択することは、他の項目に支障を及ぼす場合
もあり、却って測定値の不安定を招くおそれもある。各
項相互の釣合を保つように選定をすることが必要であ
る。
以上を図について説明する。第１図は捩れ軸の両端に、
夫々同心状の円筒が取り付けられ、それらの円周面には
互いに対応して斜交縞の刻まれた１対の円筒の展開図で
ある。
夫々同心状の円筒が取り付けられ、それらの円周面には
互いに対応して斜交縞の刻まれた１対の円筒の展開図で
ある。
Ａを駆動軸側とすれば、Ｂは被駆動軸側で、（１）はＡ
側の斜交縞、（２）はＢ側の斜交縞で、その縞巾と相互
の間隔は等しく刻まれる。斜交縞の斜交角は図では縞巾
X2の場合である。実際は重ね合わされた一対の円筒であ
るから、内、外円筒に刻まれる縞巾は軸心に対して等角
度の円弧巾となる。但し、図は展開図のために両者の縞
巾は等しい巾で描かれる。
側の斜交縞、（２）はＢ側の斜交縞で、その縞巾と相互
の間隔は等しく刻まれる。斜交縞の斜交角は図では縞巾
X2の場合である。実際は重ね合わされた一対の円筒であ
るから、内、外円筒に刻まれる縞巾は軸心に対して等角
度の円弧巾となる。但し、図は展開図のために両者の縞
巾は等しい巾で描かれる。
円筒の円周をＬとすれば斜交縞はその一部の１の部分に
刻まれる。残りの（Ｌ−１）の部分（３）は前述のよう
に斜交縞１よりの信号に影響を及ぼさないように（Ｌ−
１）の部分に表面処理を行なうとか、同期信号でこの部
分を除去してしまえばよい。
刻まれる。残りの（Ｌ−１）の部分（３）は前述のよう
に斜交縞１よりの信号に影響を及ぼさないように（Ｌ−
１）の部分に表面処理を行なうとか、同期信号でこの部
分を除去してしまえばよい。
次に軸心方向に並べて等間隔で配置される複数の受光素
子の位置をr1、r2…とすれば、この位置に受光素子R1、
R2…が取りつけられる。受光素子よりの出力信号は１の
部分の斜交縞巾でパルスが発生し、Ｌ−１では休止す
る。その間の平均値の最大値の受光素子を出力信号と
し、あるいは最大値のパルス発生の受光素子を出力信号
としてもよく、これにより表示装置内の歩進計数回路を
正負に駆動させる。このように受光素子列の数の増加は
理論的には変位角の分解能を高めることになるが、前記
のように歩進計数回路の駆動に不安定化の生ずることも
あり、その数も制約される。斜交縞の斜交角、斜交縞巾
についても同様である。図２の（イ）でr1が受光素子の
パルス出力とすれば▲▼はその否定出力で（ロ）は
出力が０の場合、（ハ）は他の受光素子の出力である。
子の位置をr1、r2…とすれば、この位置に受光素子R1、
R2…が取りつけられる。受光素子よりの出力信号は１の
部分の斜交縞巾でパルスが発生し、Ｌ−１では休止す
る。その間の平均値の最大値の受光素子を出力信号と
し、あるいは最大値のパルス発生の受光素子を出力信号
としてもよく、これにより表示装置内の歩進計数回路を
正負に駆動させる。このように受光素子列の数の増加は
理論的には変位角の分解能を高めることになるが、前記
のように歩進計数回路の駆動に不安定化の生ずることも
あり、その数も制約される。斜交縞の斜交角、斜交縞巾
についても同様である。図２の（イ）でr1が受光素子の
パルス出力とすれば▲▼はその否定出力で（ロ）は
出力が０の場合、（ハ）は他の受光素子の出力である。
第３図は相対変位角検出装置の略図で、（４）は駆動
軸、（５）は被駆動軸、（６）は捩れ軸、（７）、
（８）は斜交縞の刻まれた一対の同心の円筒、R1、R2は
受光素子、（９）は表示装置である。
軸、（５）は被駆動軸、（６）は捩れ軸、（７）、
（８）は斜交縞の刻まれた一対の同心の円筒、R1、R2は
受光素子、（９）は表示装置である。
次に、Ｌ−１部分の影響の削除のための同期化回路の同
期信号は単位時間における回転数Ｎとなる。相対変位角
θと捩れ軸定数Ｋとの積の演算より軸トルクＴ、回転数
Ｎと相対変位角θと捩れ軸定数Ｋとの積の演算より軸伝
達動力ＰがＰ＝KNθとして、表示装置には相対変位角
θ、回転数Ｎ、軸トルクＴ、軸動力Ｐなどが表示され
る。従って表示装置内には歩進計数回路、記憶回路、演
算回路、表示回路等が組込まれることになるが、既知の
回路のために省略する。
期信号は単位時間における回転数Ｎとなる。相対変位角
θと捩れ軸定数Ｋとの積の演算より軸トルクＴ、回転数
Ｎと相対変位角θと捩れ軸定数Ｋとの積の演算より軸伝
達動力ＰがＰ＝KNθとして、表示装置には相対変位角
θ、回転数Ｎ、軸トルクＴ、軸動力Ｐなどが表示され
る。従って表示装置内には歩進計数回路、記憶回路、演
算回路、表示回路等が組込まれることになるが、既知の
回路のために省略する。
本発明は以上説明のように構成したので回転中における
二軸間の相対変位角の外に回転速度、軸トルク、軸動力
等が一個のセンサーよりの出力で表示させることができ
るものである。
二軸間の相対変位角の外に回転速度、軸トルク、軸動力
等が一個のセンサーよりの出力で表示させることができ
るものである。
第１図は斜交縞を一部に設けた一対の重ねられた円筒面
の展開図で、第２図は受光素子の出力特性曲線、第３図
は用例としての軸動力計で、Ａ、Ｂは円筒面の展開図、
１は斜交縞、r1、r2…は受光素子の取付位置、R1、R2…
は受光素子、５は駆動、被駆動の回転軸、６は捩れ軸、
７、８は斜交縞の刻まれた円筒、９は演算表示装置。
の展開図で、第２図は受光素子の出力特性曲線、第３図
は用例としての軸動力計で、Ａ、Ｂは円筒面の展開図、
１は斜交縞、r1、r2…は受光素子の取付位置、R1、R2…
は受光素子、５は駆動、被駆動の回転軸、６は捩れ軸、
７、８は斜交縞の刻まれた円筒、９は演算表示装置。
Claims (1)
- 【請求項１】駆動、被駆動の両回転軸間を連結する捩れ
軸の両端の夫々に同心状に円筒を重ね合せて装架し、軸
心方向で僅かな角度で互いに交叉する斜交縞を前記円筒
周面上の一部のみに設け、前記縞の非交叉部又は交叉部
で構成され、前記円筒の相対的変位によって円周方向に
生ずる一部の明／暗帯が軸方向に移動することを軸方向
に並べて配置した複数の受光素子で検出することを特徴
とする斜交縞による回転軸間の相対変位角検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17849584A JPH0765908B2 (ja) | 1984-08-29 | 1984-08-29 | 斜交縞による回転軸間の相対変位角検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17849584A JPH0765908B2 (ja) | 1984-08-29 | 1984-08-29 | 斜交縞による回転軸間の相対変位角検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6157813A JPS6157813A (ja) | 1986-03-24 |
| JPH0765908B2 true JPH0765908B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=16049449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17849584A Expired - Lifetime JPH0765908B2 (ja) | 1984-08-29 | 1984-08-29 | 斜交縞による回転軸間の相対変位角検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0765908B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8915692B2 (en) | 2008-02-21 | 2014-12-23 | Harvest Automation, Inc. | Adaptable container handling system |
| US8937410B2 (en) | 2012-01-17 | 2015-01-20 | Harvest Automation, Inc. | Emergency stop method and system for autonomous mobile robots |
| US9568917B2 (en) | 2011-10-31 | 2017-02-14 | Harvest Automation, Inc. | Methods and systems for automated transportation of items between variable endpoints |
-
1984
- 1984-08-29 JP JP17849584A patent/JPH0765908B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8915692B2 (en) | 2008-02-21 | 2014-12-23 | Harvest Automation, Inc. | Adaptable container handling system |
| US9568917B2 (en) | 2011-10-31 | 2017-02-14 | Harvest Automation, Inc. | Methods and systems for automated transportation of items between variable endpoints |
| US8937410B2 (en) | 2012-01-17 | 2015-01-20 | Harvest Automation, Inc. | Emergency stop method and system for autonomous mobile robots |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6157813A (ja) | 1986-03-24 |
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