JPS61172008A - 姿勢検出センサ - Google Patents
姿勢検出センサInfo
- Publication number
- JPS61172008A JPS61172008A JP18519884A JP18519884A JPS61172008A JP S61172008 A JPS61172008 A JP S61172008A JP 18519884 A JP18519884 A JP 18519884A JP 18519884 A JP18519884 A JP 18519884A JP S61172008 A JPS61172008 A JP S61172008A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrodes
- container
- change
- sensor
- dielectric
- 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.)
- Pending
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、例えばロボット等の各種装置の傾きを検出す
るのに使用する姿勢検出センサに関するものである。
るのに使用する姿勢検出センサに関するものである。
従来、ロボットのように移動したり複雑な姿勢変化を行
う機能を持つ機械、装置の傾きは、その機械、装置が水
平床面等の基準面に対して有してい゛る傾きから検出す
るのが一般的であるが、その構造が複雑で必ずしも正確
な検出を行うことができないという問題がある。また、
ジャイロスコープ等を用いて１１３１きを検出するよう
にした装置もあるが、構成が複雑で高価であるだけでな
く、取扱いにも十分な注意を必要とするなどの難点があ
る。
う機能を持つ機械、装置の傾きは、その機械、装置が水
平床面等の基準面に対して有してい゛る傾きから検出す
るのが一般的であるが、その構造が複雑で必ずしも正確
な検出を行うことができないという問題がある。また、
ジャイロスコープ等を用いて１１３１きを検出するよう
にした装置もあるが、構成が複雑で高価であるだけでな
く、取扱いにも十分な注意を必要とするなどの難点があ
る。
ンサは、細長い容器の対向壁に長さ方向の座標の関数と
して与えられる幅をもった電極をそれぞれ設けると共に
、その容器の内部に、容器の傾きに応じて上記電極間の
誘電率分布を変化させる流動性誘電体を流動可能に収容
し、上記誘電率分布の変化を静電容量の変化として検出
するための手段を上記電極間に設けることにより構成し
ている。
して与えられる幅をもった電極をそれぞれ設けると共に
、その容器の内部に、容器の傾きに応じて上記電極間の
誘電率分布を変化させる流動性誘電体を流動可能に収容
し、上記誘電率分布の変化を静電容量の変化として検出
するための手段を上記電極間に設けることにより構成し
ている。
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳述する。
本発明に係る姿勢検出センサの一例を示す第１図におい
て、ｌはリング状の密閉された容器で、その内部に水等
の流動性誘電体２を流動可能に収容すると共に、その上
方の空間３を真空状態とし、この容器１における対向壁
即ち内周壁１ａ及び外周壁１ｂのそれぞれに、細長い三
角片状等の一対の電極４．５を対向状態に設けることに
より、コンデンサを構成させている。上記コンデンサは
、容器１をその中心軸縄文のまわりに回転させて電極４
．５間に挟まれる流動性誘電体２の量を変えることによ
り、その容器ｌの傾きに応じて電極４．５間の誘電率分
布が変化し、それに伴って静電容量が変化するものであ
り、両電極間には、図示しないが、その静電容量変化を
検出するための手段が設けられ、る。
て、ｌはリング状の密閉された容器で、その内部に水等
の流動性誘電体２を流動可能に収容すると共に、その上
方の空間３を真空状態とし、この容器１における対向壁
即ち内周壁１ａ及び外周壁１ｂのそれぞれに、細長い三
角片状等の一対の電極４．５を対向状態に設けることに
より、コンデンサを構成させている。上記コンデンサは
、容器１をその中心軸縄文のまわりに回転させて電極４
．５間に挟まれる流動性誘電体２の量を変えることによ
り、その容器ｌの傾きに応じて電極４．５間の誘電率分
布が変化し、それに伴って静電容量が変化するものであ
り、両電極間には、図示しないが、その静電容量変化を
検出するための手段が設けられ、る。
上記構成を有する姿勢検出センサを、第１図に示すよう
に、その中心を通る軸線文が水平になるように配設し、
その状態で上記センサを軸線文のまわりに傾けると、容
器１の傾きに応じてその内部の流動性誘電体２が重力に
より移動し、そのためコンデンサを構成する一対の電極
４．５間に挟まれる誘電体２の量が変化し、それに伴う
誘電率分布の変化が一対の電極４．５間の静電容量の変
化とルで検出される。
に、その中心を通る軸線文が水平になるように配設し、
その状態で上記センサを軸線文のまわりに傾けると、容
器１の傾きに応じてその内部の流動性誘電体２が重力に
より移動し、そのためコンデンサを構成する一対の電極
４．５間に挟まれる誘電体２の量が変化し、それに伴う
誘電率分布の変化が一対の電極４．５間の静電容量の変
化とルで検出される。
また、上記姿勢検出センサにおける電極４．５の形状を
適切なものとしてそれを軸線文が鉛直方向を向くように
配設した場合には、そのセンサの傾き、即ち軸線文の鉛
直線からのずれと方向がコンデンサの静電容量の変化と
して検出される。
適切なものとしてそれを軸線文が鉛直方向を向くように
配設した場合には、そのセンサの傾き、即ち軸線文の鉛
直線からのずれと方向がコンデンサの静電容量の変化と
して検出される。
なお、このようにして検出される静電容量即ちセンサの
姿勢は、例えば発振器における時定数を決める一要素と
して使用され、その発振器からの出力信号によってロボ
ット等の装置の姿勢制御等が行われる。
姿勢は、例えば発振器における時定数を決める一要素と
して使用され、その発振器からの出力信号によってロボ
ット等の装置の姿勢制御等が行われる。
上記姿勢検出センサは、上述したように、コンデンサを
構成する一対の電極４，５間の誘電率分布がその傾きに
対応して変化するように構成すればよく、従って容器ｌ
及び電極４，５の形状は上記のものに限らず、各種形状
をもたせることができる。即ち、上記容器ｌとしては、
リング状である必要はなく、棒状その他の細長い形状と
することができ、また上記電極４．５は容器ｌの対向壁
にそれぞれ長さ方向の座標の関数として与えられる幅を
もたせた状態で設ければよい。
構成する一対の電極４，５間の誘電率分布がその傾きに
対応して変化するように構成すればよく、従って容器ｌ
及び電極４，５の形状は上記のものに限らず、各種形状
をもたせることができる。即ち、上記容器ｌとしては、
リング状である必要はなく、棒状その他の細長い形状と
することができ、また上記電極４．５は容器ｌの対向壁
にそれぞれ長さ方向の座標の関数として与えられる幅を
もたせた状態で設ければよい。
さらに、上記容器１として、例えば楕円形に湾曲させた
ものなど１曲率半径が部分的に異なるものを用いれば、
曲率半径の大きい所ではその方向の傾きが精度良く検出
され、曲率半径の小さい所では精度が低くなることから
、制御対象に適した精度分布のセンサを簡単に構成する
ことができる。また、容器１及び電極４．５の形状を適
切なものとすることにより、その出力を単に傾きの一次
関数としてだけでなく、その他の任意の関数として得る
ことができ、従って上記のような関数を得るための演算
器等を通すことなく、制御に適した信号を直接的に得る
ことができる。
ものなど１曲率半径が部分的に異なるものを用いれば、
曲率半径の大きい所ではその方向の傾きが精度良く検出
され、曲率半径の小さい所では精度が低くなることから
、制御対象に適した精度分布のセンサを簡単に構成する
ことができる。また、容器１及び電極４．５の形状を適
切なものとすることにより、その出力を単に傾きの一次
関数としてだけでなく、その他の任意の関数として得る
ことができ、従って上記のような関数を得るための演算
器等を通すことなく、制御に適した信号を直接的に得る
ことができる。
一方、容器ｌ内に収容する水等の流動性誘電体２はの上
方の空間３に油を収納する如く、容器ｌ内に比重及び誘
電率の異なる複数の流体あるいは画体−等を流動可能な
状態に収容することもできる・ さらに、容器ｌ内に収容する物質の比重、粘性、容器１
の内壁面との親和性、容器１の形状、及び容器１の断面
形状等を適当なものとすることによリセンサとしての応
答特性を調節することができる。
方の空間３に油を収納する如く、容器ｌ内に比重及び誘
電率の異なる複数の流体あるいは画体−等を流動可能な
状態に収容することもできる・ さらに、容器ｌ内に収容する物質の比重、粘性、容器１
の内壁面との親和性、容器１の形状、及び容器１の断面
形状等を適当なものとすることによリセンサとしての応
答特性を調節することができる。
第２図は、上記構成の姿勢検出センサにおけるコンデン
サの静電容量がどのような値として得られるかを説明す
るための異なる構成のコンデンサの模式図である。同図
に示すコンデンサ１１は、誘電体１２を一対の電極１３
．１４で挟むことにより構成され、上記誘電体１２はＸ
軸に沿った長さが見、Ｘ軸に沿った厚さがｄの略直方体
状のものとして構成され、そのＸ軸に沿った誘電率分布
は変数Ｘの関数ε（ｘ）として得られるものとする。ま
た、電極１３ 、１４はｙ＝±Ｈｆ （Ｘ）及びＸ＝文
の三つの線で囲まれた形状のものとして構成されるもの
とする。このように構成されたコンデンサにおける静電
容量は、本発明者の研究から、 ′Ｃ＝ ｆ （１／ｄ） ε（ｒ） ｆ Ｃｘ） ｄ
ｘとして得られるのが明らかとされた。上記式は誘電体
１２の形状如何に拘わらず適用でき、従って誘電体が円
、多角形等の任意の形状の横断面を備えたものとして構
成されていても、またその誘電体が棒状ではなく円弧状
、円環状あるいは螺旋状等の一般の空間曲線に沿う形状
のものとして構成されても上記式によって静電容量が得
られる。さらに、上記誘電体を挟む一対の電極が相対し
ながら誘電体に捲回した状態にあってもそれらの電極間
の静電容量は上記式によって得られる。従って。
サの静電容量がどのような値として得られるかを説明す
るための異なる構成のコンデンサの模式図である。同図
に示すコンデンサ１１は、誘電体１２を一対の電極１３
．１４で挟むことにより構成され、上記誘電体１２はＸ
軸に沿った長さが見、Ｘ軸に沿った厚さがｄの略直方体
状のものとして構成され、そのＸ軸に沿った誘電率分布
は変数Ｘの関数ε（ｘ）として得られるものとする。ま
た、電極１３ 、１４はｙ＝±Ｈｆ （Ｘ）及びＸ＝文
の三つの線で囲まれた形状のものとして構成されるもの
とする。このように構成されたコンデンサにおける静電
容量は、本発明者の研究から、 ′Ｃ＝ ｆ （１／ｄ） ε（ｒ） ｆ Ｃｘ） ｄ
ｘとして得られるのが明らかとされた。上記式は誘電体
１２の形状如何に拘わらず適用でき、従って誘電体が円
、多角形等の任意の形状の横断面を備えたものとして構
成されていても、またその誘電体が棒状ではなく円弧状
、円環状あるいは螺旋状等の一般の空間曲線に沿う形状
のものとして構成されても上記式によって静電容量が得
られる。さらに、上記誘電体を挟む一対の電極が相対し
ながら誘電体に捲回した状態にあってもそれらの電極間
の静電容量は上記式によって得られる。従って。
第１図に示すセンナにおけるコンデンサの静電容量も上
記式によって得られ、而して例えば容器１を水平とした
軸線又のまわりに傾けて電極４，５間に挟まれる水２の
量を変化させることは関数ε（！、）を変化させること
につながり、この場合において静電容量が変化するのは
上式から明らかであ６−。
記式によって得られ、而して例えば容器１を水平とした
軸線又のまわりに傾けて電極４，５間に挟まれる水２の
量を変化させることは関数ε（！、）を変化させること
につながり、この場合において静電容量が変化するのは
上式から明らかであ６−。
−このように本発明によれば、傾きの変化を一対の電極
間の静電容量の変化として得ることのできる姿勢検出セ
ンナを、構成が簡単で安価に製造でき、且つ取扱いが容
易なものとして得ることができる。
間の静電容量の変化として得ることのできる姿勢検出セ
ンナを、構成が簡単で安価に製造でき、且つ取扱いが容
易なものとして得ることができる。
第１図は本発明の実施例の使用状態の斜視図、第２図は
静電容量の検出値を説明するための説明図である。 １・争容器、 ４，５ ・・電極。 指定代理人 工業技術院製品科学研究所長 手続補正書（昼） 昭和６１年２月２／日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 ｌ、事件の表示 昭和５９年特許願第１８５１９８号 ２、発明の名称 姿勢検出センサ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区霞が関１丁目３番１号（１１４
）名 称 工業技術院長 等 々 力 達４、指定代
理人 〒３０５ 住所 茨城県筑波郡谷田部町東１丁目１番４号６、補正
の対象 補正の内容 （１）明細書第８頁第１７行〜第９頁第１行に記載の「
第１図は・・拳説明図である。」を「第１図は本発明の
実施例の使用状態の斜視図である。」と補正する。 指定代理人 工業技術院製品科学研究所長 高ｊＲ教司
静電容量の検出値を説明するための説明図である。 １・争容器、 ４，５ ・・電極。 指定代理人 工業技術院製品科学研究所長 手続補正書（昼） 昭和６１年２月２／日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 ｌ、事件の表示 昭和５９年特許願第１８５１９８号 ２、発明の名称 姿勢検出センサ ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区霞が関１丁目３番１号（１１４
）名 称 工業技術院長 等 々 力 達４、指定代
理人 〒３０５ 住所 茨城県筑波郡谷田部町東１丁目１番４号６、補正
の対象 補正の内容 （１）明細書第８頁第１７行〜第９頁第１行に記載の「
第１図は・・拳説明図である。」を「第１図は本発明の
実施例の使用状態の斜視図である。」と補正する。 指定代理人 工業技術院製品科学研究所長 高ｊＲ教司
Claims (1)
- １、細長い容器の対向壁に長さ方向の座標の関数として
与えられる幅をもった電極をそれぞれ設けると共に、そ
の容器の内部に、容器の傾きに応じて上記電極間の誘電
率分布を変化させる流動性誘電体を流動可能に収容し、
上記誘電率分布の変化を静電容量の変化として検出する
ための手段を上記電極間に設けたことを特徴とする姿勢
検出センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18519884A JPS61172008A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | 姿勢検出センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18519884A JPS61172008A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | 姿勢検出センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61172008A true JPS61172008A (ja) | 1986-08-02 |
Family
ID=16166576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18519884A Pending JPS61172008A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | 姿勢検出センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61172008A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0306321A2 (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-08 | Etak, Inc. | Two-axis inclinometer |
| JPS6473215A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-17 | Japan Broadcasting Corp | Clinometer |
| EP0616275A2 (en) * | 1993-03-16 | 1994-09-21 | Francis M. Fulton | Adaptive control man-augmentation system for a suspended work station |
| US5852878A (en) * | 1997-07-14 | 1998-12-29 | The Fredericks Company | Electrolytic tilt sensing device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5038562A (ja) * | 1973-08-06 | 1975-04-10 |
-
1984
- 1984-09-04 JP JP18519884A patent/JPS61172008A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5038562A (ja) * | 1973-08-06 | 1975-04-10 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0306321A2 (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-08 | Etak, Inc. | Two-axis inclinometer |
| JPS6473215A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-17 | Japan Broadcasting Corp | Clinometer |
| EP0616275A2 (en) * | 1993-03-16 | 1994-09-21 | Francis M. Fulton | Adaptive control man-augmentation system for a suspended work station |
| EP0616275A3 (en) * | 1993-03-16 | 1995-04-19 | Francis M Fulton | Adaptive control with a human interactive system for a suspended workstation. |
| US5852878A (en) * | 1997-07-14 | 1998-12-29 | The Fredericks Company | Electrolytic tilt sensing device |
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