JPS5832435B2 - 産業用ロボットにおける触覚情報の伝送方式 - Google Patents

産業用ロボットにおける触覚情報の伝送方式

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JPS5832435B2
JPS5832435B2 JP52010889A JP1088977A JPS5832435B2 JP S5832435 B2 JPS5832435 B2 JP S5832435B2 JP 52010889 A JP52010889 A JP 52010889A JP 1088977 A JP1088977 A JP 1088977A JP S5832435 B2 JPS5832435 B2 JP S5832435B2
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JP
Japan
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tactile
counter
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JP52010889A
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和夫 山羽
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KOGYO GIJUTSUIN KIKAI GIJUTSU KENKYUSHOCHO
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KOGYO GIJUTSUIN KIKAI GIJUTSU KENKYUSHOCHO
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02Sensing devices
    • B25J19/021Optical sensing devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00Controls for manipulators
    • B25J13/08Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00Controls for manipulators
    • B25J13/08Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/081Touching devices, e.g. pressure-sensitive
    • B25J13/084Tactile sensors

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、産業用ロボットの触覚についてのアナログの
多情報を伝送する方式に関するものである。
例えば従来の産業用ロボットにおける触覚情報は、その
触覚センサの個数に応じた情報線によってコンピュータ
等と結線することによりその処理を行っている。
本発明は、この種の多くの情報を伝送するための配線を
、クロックパルス用信号線、出力信号線、電子回路駆動
用電源線等のわずかな線により極めて簡単に構成したこ
とを特徴とするものである。
さらに、本発明は配線の簡単化やゲート数の減少により
産業用ロボットの触覚についてのアナログの多情報を伝
送する場合に適した構成をもたせたことを特徴とするも
のである。
また、本発明は上記配線を通じて伝送されるアナログ情
報を比較的に簡単に処理できるように構成し、コンピュ
ータを用いたソフトウェアばかりでなく、ハードウェア
処理も可能な情報として伝送するようにしたことを特徴
とするものである。
而して、本発明は産業用ロボットの触覚を利用したパタ
ーン認識を実現する場合等において極めて有効であるば
かりでなく、義手、ロボットの足等の触覚部における情
報の検出等にも有利に利用できるものである。
以下、図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
第1図は、−例として産業用ロボットにおける対向形ハ
ンドの構成を示すもので、互いに対向するハンド把握部
1,1の内側対向面2,2にそれぞれ多数の触覚センサ
3,3.・・・・・・を配列設置している。
この触覚センサは、アナログのゲージ、ポテンショメー
タ等によって構成し、触覚をアナログ出力として得られ
るものである。
上記対向形ハンドは、一対のハンド把握部1,1を互い
に接離する方向に駆動することにより物体の把持を行う
ものであるが、本発明はかかる形式のハンドはかりでな
く、他の形式のハンドにおける触覚情報の伝送、さらに
はそれに類するディジタル情報の伝送に利用できること
は勿論である。
触覚情報を伝送する場合、上記ハンド把握部1における
各触覚センサ3 、3 、+−・・・・は、第2図に示
す触覚マトリックス部の縦線A1〜Anと横線B、〜B
mの線の交差する各点上において画線間に位置するもの
とし、それを第3図に示すように縦線A i (i=1
、2、−−n)及び横線Bj(j=1.2.・・・・
・・m)間に接続したnXm個の触覚センサSJiによ
って構成することができる。
これらの触覚センサは、ハンドが物体を把握したときに
、その触覚センサの内部インピーダンスが変化し、それ
によって接触状態信号を出すものである。
上記各縦線A1〜A、 nは、それぞれ縦線選択ゲート
回路のアナログスイッチ用電界効果トランジスタFET
−A1〜FET−Anのドレイン側に接続し、これらの
電界効果トランジスタFET・A1〜FET−Anには
抵抗Rを介して任意の一定基準電圧■を印加しておく。
電界効果トランジスタFET−A1−FET−Anにお
ける各ゲートGA、〜GAnは、後述する縦線位置指定
回路のカウンタからのパルス信号によってオン・オフす
るものである。
また、上記各横組B1〜Bmはそれぞれ横線選択ゲート
回路のアナログスイッチ用電界効果トランジスタFET
−B1−FET−Bmのドレイン側に接続し、そのソー
ス側は一つに結線して一本の出力信号線に接続している
電界効果トランジスタFET−B、〜FET−Bmにお
ける各ゲートGB、〜GBmも、同様に後述の横線位置
指定回路のカウンタからのパルス信号によってオン・オ
フするものである。
上記両選択ゲート回路は、メカニカルスイッチで代行す
ることもできる。
第4図は本発明に基づいて情報伝送を行う装置の概要を
示すもので、クロックパルス発生回路、ゲート回路、A
/D変換回路及びコンピュータを備え装置部と、上述し
た触覚マl−IJラック部、上記電界効果トランジスタ
FET−A1−FET・An等からなる縦線選択ゲート
回路、それに対してパルス信号を出力するクロックパル
ス用カウンタを用いた縦線位置指定回路、上記電界効果
トランジスタFET−B1〜FET−Bm等からなる横
線選択ゲート回路、それに対してパルス信号を出力する
横線位置指定回路としてのフレームパルス用カウンタを
備えたマニピユレータ部とによって構成されている。
いま、クロックパルス発生回路において任意の周波数の
クロックパルス列を発生させ、適当な時点にコンビ1−
りからのゲート信号によりゲート回路をオープンさせる
と、そのクロックパルス列はクロックパルス用信号線を
通して縦線位置指定回路中のクロックパルス用カウンタ
に加えられる。
このクロックパルス用カウンタはリングカウンタによっ
て構成するのが適し、この場合初期状態では全て零出力
であることが必要である。
上記カウンタからは、最初のクロックパルスによってF
ETゲートGA、にパルス信号が出力され、第2番目の
クロ゛ンクパルスによりFETゲ゛−トGA2に、以下
順次第3,4.・・・・・・n番目のクロックパルスに
よりFETゲートG A3 、G A、i、”・”・
G A nにパルス信号が出力され、さらに第(n+1
)番目のクロ゛ンクパルスでは再びFETゲ゛−トGA
にパルス信号が出力され、以後は上記順序によるパルス
信号の出力が繰返される。
すなわち、クロックパルス用カウンタ回路ではFETゲ
゛−1−GA1〜GAnに対して一種のシーケンス信号
を出力していることになる。
また、このクロックパルス用カウンタからは、横線位置
指定回路中のフレームパルス用カウンタにもフレーム同
期用のパルスが送られるが、このフレーム同期用パルス
はFETゲ゛−1−GAl 〜GAnに対するパルス信
号の1シーケンスごとに1パルスだけ送られるもので、
クロックパルス用カウンタからFETゲートGA1へ送
られるパルス信号をそのまま利用している。
フレームパルス用カウンタでは、最初のフレーム同期用
パルスによりFETゲートGB1にパルルス信号を出力
する。
この最初のフレーム同期用パルスは、最初のクロックパ
ルスと同じタイミングであることが必要である。
第2番目のフレーム同期用パルスがフレームパルス用カ
ウンタに入ルと、FETゲートGB2にパルス信号が出
力され、以下順次第3,4.−・・・・・m番目のフレ
ーム同期用パルスによりFETゲートGB3 、GB4
、・・・・・・GBmにパルス信号が出力され、さら
に第(m+1)番目のフレーム同期用パルスでは再びF
ETゲー)GB、にパルス信号が出力され、以後は上記
順序によるパルス信号の出力が繰返される。
すなわち、クロックパルス用カウンタの場合と同様に、
フレームパルス用カウンタでもFETゲ゛−トGB、〜
GBmに対して一種のシーケンス信号を出力することに
なる。
従って、クロックパルス発生回路からの最初のクロック
パルスでは、FETゲートGA、 にクロックパルス
用カウンタからのパルス信号によるゲート電圧が印加さ
れると共に、FETゲートGB1にフレームパルス用カ
ウンタからのパルス信号によるゲート電圧が印加され、
電界効果トランジスタFET−A1−触覚センサs、
1 −電界効果トランジスタFET−B1の回路構成に
よりその触覚センサの情報が出力信号線を通じて出力さ
れる。
また、第2番目のクロックパルスでは、FETゲートG
A2及びGBlにゲート電圧が印加され、電界効果トラ
ンジスタFET−A2−触覚センサ81□ −電界効果
トランジスタFET−B、の回路構成によりその触覚セ
ンサS12の情報が出力される。
以下、同様にして第3,4.・・・・・・n番目のクロ
ックパルスにより触覚センサS13 1 St4+・・
・・・・S1nの情報が出力され、さらに第(n+1)
番目のクロックパルスではFETゲートGA1及びGB
2にゲート電圧が印加されることになるので、電界効果
トランジスタFET−A、 −触覚センサS21−電
界効果トランジスタFET−B2の世[路構成によりそ
の触覚センサS2□の情報が出力され、以後、クロック
パルスにより順次触覚センサS22 1823 ”’
−82n t B31 ? S32 、・・・・・・
S3r++・−・・・・Sm 、Sm2 +・・・
・・・Smnの情報が出力され、最後の触覚センサSm
nの情報が出力されると初期状態に戻る。
このようにして、順次触覚センサの一つを選択してその
情報を取出すことにより、全ての触覚センサの状態を知
ることができ、これらの触覚センサの情報は全触覚セン
サの状態を伝送する出力信号線を通じて順次装置部のA
/D変換回路に伝送される。
各触覚センサの選択時間はクロックパルス発生回路の発
生周波数により決定され、全触覚センサについての情報
を取出すのに要する時間も上記周波数により一義的に決
定される。
このクロックパルスの周波数は、電界効果トランジスタ
等のスイッチング時間の影響を受けるので、そのスイッ
チング時間を考慮して決定する必要がある。
而してA/D変換回路の出力については、コンピュータ
において上記クロックパルスにより作動する出力情報ネ
ーミング用カウンタ回路の出力と同期して出力信号線上
の出力情報のネーミングを行い、どの触覚センサが作動
しているかを判定してマニピユレータ部における触覚情
報をマニピユレータ部からコンピュータのメモリ等に転
送することができる。
以上に詳述した本発明の情報伝送方式によれば、多数の
情報を伝送するための結線を、クロックパルス用信号線
、出力信号線、電子回路1駆動用電源線及び必要に応じ
て用いるアース線の3〜4線により極めて簡素化するこ
とができ、また多情報を簡単に処理できる出力信号とし
て伝送するため、その信号処理を極めて簡単に行うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の情報伝送方式を適用するのに適した多
数の触覚センサを有する対向形ハンドの要部斜視図、第
2図は上記触覚セ、ンサの配列によって構成される触覚
マトリックス部及びそれに接続したFETゲート回路の
構成図、第3図は上記触覚マl−IJラックスおける触
覚センサの説明図、第4図は本発明に基づいて情報伝送
を行う装置の構成図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 縦横に並設した多数の縦線及び多数の横線の交差す
    る各点上において画線間にアナログ出力が得られる触覚
    センサを結線し、これらの各縦線及び各横線に縦線選択
    ゲート回路並びに横線選択ゲート回路のアナログスイッ
    チを接続し、クロックパルスにより順次信号を出力する
    縦線位置指定回路中のクロックパルス用カウンタにより
    縦線選択ゲート回路のゲート選択を行うと共に、上記縦
    線選択ゲート回路の1シーケンスごとに1パルスだけ送
    られて横線選択ゲート回路のゲートに順次信号を出力す
    る横線位置指定回路中のフレームパルス用カウンタによ
    り横線選択ゲート回路のゲート選択を行い、而して上記
    センサの動作による多情報を1本の出力信号線に時系列
    的に分配して出力させると共に、出力情報を取り込む装
    置部内に上記クロックパルスにより作動する出力情報ネ
    ーミング用カウンタ回路を設け、その出力情報ネーミン
    グ用カウンタ回路出力と同期して出力情報のネーミング
    を行い、どの触覚センサが動作しているかを判定して、
    触覚についてのアナログの多情報伝送を行うことを特徴
    とする産業用ロボットにおける触覚情報の伝送方式。
JP52010889A 1977-02-03 1977-02-03 産業用ロボットにおける触覚情報の伝送方式 Expired JPS5832435B2 (ja)

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JPS5396648A JPS5396648A (en) 1978-08-24
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS606592A (ja) * 1983-06-24 1985-01-14 日立建機株式会社 クレ−ンの吊荷重検出装置
JPS606591A (ja) * 1983-06-24 1985-01-14 日立建機株式会社 クレ−ンのモ−メント検出装置

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