JPH0368813A - 回転角センサー - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は回転角センサーに関し、特に、基台の上に複数
の関節をもち回転運動を行うロボッ１〜等の橘器などに
使用される回転角センサーに関する。

［従来の技術］ 従来、この種の回転角センサーとしては、例えば、第１
０図に示すように、シャフト１１を機械的変位させてワ
イパー１２を動かし、該ワイパー１２を、固定された抵
抗体１３の上を移動させることによって、ワイパー１２
の位置に対応した電圧を取り出して回転角を知るポテン
ショメータがある。第１０図中符号１４はワイパー１２
及び抵抗体１３の出力端子群である。

［発明が解決しようとする課題］ 黙しながら、上述した従来の回転角センサーにあっては
、ワイパー１２と抵抗体１３とを接触させているので、
接触不良による誤動作が生じることがあるという欠点が
あるとともに、一定方向の回転角しか検出できないとい
う欠点がある。また、大電力機器によるスイッチングな
どで発生する電界磁界ノイズの影３を受けやずいという
欠点がある。

［課題を解決するための手段コ このような問題点を解決するための本発明の手段は、透
明材で作られた中空の球体の外面に球体内部に光を入力
する投光器を１個取り付け、他の外面には上記入力によ
る球体内部からの出力光を検出する複数個の受光器を取
り付け、投光器以外の光が球体内部に入力しない様球体
を不透明材で覆い、上記球体内部に該球体内部を移動可
能な重りを収容し、球体がどの方向を向いて位置しても
重りが常に最下部にあるようにし、この重りによってい
ずれの受光器への入力光が遮断されるかを判断すること
により回転角を検出できるようにした回転角センサーに
ある。

［実施例］ 以下、添付図面に基づいて本発明の実施例に係る回転角
センサーについて説明する。

実施例に係る回転角センサーは、第１図乃至第３図に示
すように、透明材で作られた中空の球体１の外面に該球
体１内部に光を入力する投光器２を１四取り付け、他の
外面には上記入力による球体１内部からの光を検出する
複数個の受光器３を取り吋け、投光ａ２以外の光が球体
１内部に入力しない揉捏光器２及び受光器３の外側から
球体１を不透明材４で覆い、これらの要素で構成された
第１図に示すものを回転部６としである。また、回転部
６の球体１内部には、該内部で容易に回転可能な大きさ
の透明材でできた中空の内部球体７内部に不透明材で作
られた重り５を取り付けた重り部８を入れである。そし
て、回転部６がどの方向に回転し、即ち、どの方向を向
いて位置しても重り５が常に最下部にあり、重り５によ
っていずれの受光器３への光が遮断されたかを判断する
ことにより回転角を検出できるようにしである。

次に、この回転角センサーにおいて、回転部６ど重り５
との位置関係について、その基本的態様を説明する。

第４図は静止時に投光器２が最下部になる径設定された
場合を示し、この場合には、すべての受光器３は光を検
出しない。第５図は重り５が投光器２から角度θを離れ
た受光器３上に位置した場合を示し、この場合には、投
光器２から入力された光の受光器３への出力が遮断され
る。第６図は垂り５が投光器２から角度部２離れた位置
にあり、２つの受光器３に跨って位置している場合を示
し、この場合には、投光器２から入力された光の受光器
３への入力が減衰されており、このときは、減衰量によ
って受光器３の遮断が判断される。

次に、この実施例に係る回転角センサーを、例えば、第
９図に示すような、多関節ロボット１０に用いた場合に
ついて説明する。まず、第７図に示すように、例えば、
１つのアーム１０ａに、重り５が投光器２上に位置した
所を基準位置として、回転部６を固定する。この状態に
おいて、アーム１０ａが回転運動すると、これに追従し
て回転角センサーの回転部６６回転する。

この場合、重り部８は常に静止状態にあり、重りは常に
最下部に位置している。即ち、回転部６は重り５に対し
て相対回転することになる。そのため、今、第８図に示
すように、アーム１０ａが角度θだけ回転すると、垂り
５は投光器２から角度θ離れた受光器３上に至り、該受
光器３の入力が遮断され、この遮断を判断することによ
り、回転角θが検出される。即ち、投光器２と受光器３
との間の角度θがアーム１０ａの回転角度となりこの回
転角の検出が可能になる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の回転角センサーによれば、
重りを球体内で移動させることにより角度検出を行なう
ので、機械的な接点を使用していないため接触不良等に
よる誤動作がなく、また、非磁性体で構成されているの
で、大電力機器によるスイッチングなどで発生する電界
磁界ノイズの影響を受けにくいという効果がある。又ポ
テンショメータの様に一定方向の回転角を検出するので
なく透明材球体の外部に取り付けた受光器の方向すべて
において回転角を検出することが可能になり、汎用性が
増すという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る回転角センサーの要部を
示す正面図、第２図は実施例に係る回転角センサーの他
の要部を示す正面図、第３図は実施例に係る回転角セン
サーを組み立てた状態を示す正面図、第４図は回転角セ
ンサーの重りの位置の一例を示し投光器が静止状態で最
下部にある場合の例を示す部分正面図、第５図は回転角
センサーの重りの位置の一例を示し１つの受光器が最下
部にある場合の例を示す部分正面図、第６図は回転角セ
ンサーの重りの位置の一例を示し２つの受光器が最下部
にある場合の例を示す部分正面図、第７図は回転角セン
サーの取付状態の一例をその取付部の静止状態中の例で
示す図、第８図は静止状態から回転運動を生じたとき取
付部の回転角を検知するときの状態を示す図、第９図は
回転角センサーが利用される回転運動し得る関節を多数
もったロボットを示す斜視図、第１０図は従来の回転角
センサーの一例であるポテンショメータの原理図である
。 １：球体　　　　　　２：投光器 ３：受光器　　　　　４：不透明材 ５：重り　　　　　　６：回転部 ７：内部球体　　　　８：重り部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透明材で作られた中空の球体の外面に球体内部に光を入
   力する投光器を１個取り付け、他の外面には上記入力に
   よる球体内部からの出力光を検出する複数個の受光器を
   取り付け、投光器以外の光が球体内部に入力しないよう
   に上記球体を不透明材で覆い、上記球体内部に該球体内
   部を移動可能な重りを収容し、球体がどの方向を向いて
   位置しても重りが常に最下部にあるようにし、この重り
   によっていずれの受光器への入力光が遮断されるかを判
   断することにより回転角を検出できるようにしたことを
   特徴とする回転角センサー。