特開 2023-59194 非対称リングデルタパターン偏移センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023059194

(43)【公開日】2023-04-26

(54)【発明の名称】非対称リングデルタパターン偏移センサ

(51)【国際特許分類】

   G01L 3/10 20060101AFI20230419BHJP

   G01L 5/00 20060101ALI20230419BHJP

【ＦＩ】

G01L3/10 317

G01L5/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2021182169

(22)【出願日】2021-10-14

(71)【出願人】

【識別番号】520433388

【氏名又は名称】株式会社アイドゥス企画

(72)【発明者】

【氏名】椚 砂土詩

【テーマコード（参考）】

2F051

【Ｆターム（参考）】

2F051AA24

2F051AB01

2F051AB03

2F051AB06

(57)【要約】      （修正有）

【課題】構造が簡単かつ小型の、センサ一体のハイブリットモータを実現する。
【解決手段】非対称リングデルタパターンＡ１０を物体１（親回転軸）、非対称デルタパターンＢ１１を物体２（子回転軸）に取付ける。非対称リングデルタパターンＡ、非対称リングデルタパターンＢの合成値をＡｘ＋Ｂｘ＝１として、非対称リングデルタパターンＡ、非対称リングデルタパターンＢのズレは、Ａｘ＋Ｂｘ＝Ｘ、Ｃｘ＋Ｄｘ＝Ｙ、Ｘ，Ｙの１の補数と成る為、非対称リングデルタパターンＡ、非対称リングデルタパターンＢを機械的、電気的、光学的センサ６、７、８、９で、ＡＢ同時、ＡＢ分離で読み取り、その合成値から偏移量を求め、連結する歪体３の歪特性と偏移量から回転軸トルクを導く。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

非対称リングデルタパターンは、１：Ｎの長方形を対角線で切断した、非対称の２つの三角形を円形に変形した円形三角形、それぞれを非対称リングデルタパターンＡ（１０）、Ｂ（１１）とし、非対称リングデルタパターンＡ（１０）、Ｂ（１１）が並行して向き合って居る状態をＡｘ＋Ｂｘ＝１として、非対称リングデルタパターンＡ（１０）、Ｂ（１１）にズレが生ずると Ａｘ＋Ｂｘ＝Ｘは、Ｘ≒１と成り、Ｘの１の補数は、非対称リングデルタパターンＡ（１０）、Ｂ（１１）の偏移量と成ります、物体１（１）に非対称リングデルタパターンＡ（１０）を物体２（２）に非対称デルタパターンＢ（１１）を取付、Ａｘ＋Ｂｘ＝Ｘの１の補数から、物体１（１）物体２（２）の偏移量を導く非対称リングデルタパターン偏移センサ。

【請求項2】

非対処リングデルタパターンＡ（１０）を物体１（親回転軸）（１）に、非対称リングデルタパターンＢ（１１）を物体２（子回転軸）（２）に取付、機械的、電気的、光学的センサ（６）（７）、（８）（９）で、ＡＢ同時、ＡＢ分離で読み取り、非対称リングデルタパターンＡ（１０）、Ｂ（１１）の合成値から物体１（親回転軸）（１）と物体２（子回転軸）（２）の偏移量を求め、物体１（１）と物体２（２）を連結する歪体（３）の歪特性から回転軸トルクを導く非対称リングデルタパターン偏移センサ。

【請求項3】

非対称リングデルタパターンの折返し付近は、合成値、Ａｘ＋Ｂｘ＝１が成り立たない為、センサ位置Ａ（１２）に配置した、機械的、電気的、光学的センサ（６）（７）Ａｘ＋Ｂｘ＝Ｘ、センサ位置Ｂ（１３）に配置した、機械的、電気的、光学的センサ（８）（９）Ｃｘ＋Ｄｘ＝Ｙを、同時に読み取り連続的に偏移量を測定する、非対称リングデルタパターン偏移センサ。

【請求項4】

非対称リングデルタパターンは、物理的、電気的、光学的、アナログ、ディジタル情報で、０から１から０、０から１から０に変化する、１個又は複数個の非対称リングデルタパターン情報で、非対称リングデルタパターンＡ（１０）Ｂ（１１）の合成値Ａｘ＋Ｂｘ＝１として、Ａ（１０）Ｂ（１１）のズレにより生ずるＡｘ＋Ｂｘ＝Ｘ Ｘの１の補数を持って偏移量を測定する非対称リングデルタパターン偏移センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

回転トルクセンサ等において物体１（親回転軸）（１）と物体２（子回転軸）（２）の偏移を静止状態から動作状態まで、接触又は非接触で安定して測定する為、非対称リングデルタパターンＡ（１０）を物体１（親回転軸）（１）に、非対称リングデルタパターンＢ（１１）を物体２（子回転軸）（２）取り付け、センサ位置Ａ（１２）に設置した機械的、電気的、光学的センサ（６）（７）、センサ位置Ｂ（１３）に設置した機械的、電気的、光学的センサ（８）（９）で、非対称リングデルタパターンＡ（１０）非対称リングデルタパターンＢ（１１）をＡＢ同時又はＡＢ分離で読み取り、Ａｘ＋Ｂｘ＝Ｘ、Ｃｘ＋Ｄｘ＝Ｙを求め、Ｘ，Ｙの１の補数から偏移量を算出する。
物体１（１）と物体２（２）を連結する歪体（３）の歪特性と偏移量ＸＹから回転軸トルクを導きます。

【技術背景】

【0002】

回転トルクセンサ等において、負荷トルク等により生じる偏移を静止状態ら動作状態まで連続して、非対称リングデルタパターンＡ（１０）Ｂ（１０）を、接触又は非接触で読み取り、非対称デルタパターンＡ（１０）Ｂ（１１）の合成値から偏移量を測定する事で、回転体に内部に測定回路等を持たない、小型高精度な偏移センサを実現出来ます。

【発明の概要】

【発明が解消しようとする課題】

【0003】

ロボットハンド等、物体を保持する機構は、モータ停止状態の静止トルクを測定する必要が有ります、モータ停止状態では電流が発生しない為、トルク曲線を用いてトルクを導く事が出来ず、専用のトルクセンサ必要と成ります、モータとトルクセンサを一体化したハイブリッドモータは、ロボット時代の技術発展に寄与します。

【課題を解決する為の手段】

【0004】

非対称リングデルタパターンＡ（１０）を物体１（親回転軸）（１）に非対称リングデルタパターンＢ（１１）を物体２（子回転軸）（２）に取付、センサ位置Ａ（１２）、センサ位置Ｂ（１３）に設置した機械的、電気的、光学的センサ（６）（７）、（８）（９）で、ＡＢ同時又はＡＢ分離で読み取り、非対称リングデルタパターンＡ（１０）Ｂ（１１）の合成値Ａｘ＋Ｂｘ＝Ｘ、Ｃｘ＋Ｄｘ＝Ｙ Ｘ，Ｙの１の補数から偏移量を求め、物体１（親回転軸）（１）と物体２（子回転軸）（２）を連結する歪体（３）の歪特性と偏移量から回転軸トルク等を算出します。

【0005】

非対称リングデルタパターンの折り返し部分は、Ａｘ＋Ｂｘ＝１、Ｃｘ＋Ｄｘ＝１が成立しません、センサ位置Ａ（１２）に機械的、電気的、光学的センサ（６）（７）を設置、一定間隔を置いて、センサ位置Ｂ（１３）に機械的、電気的、光学的センサ（８）（９）を設置 Ａｘ＋Ｂｘ＝Ｘ、Ｃｘ＋Ｄｘ＝Ｙを同時に読み取り、非対称リングデルタパターンの折り返し部分で発生する問題を回避して、連続的に偏移量を測定します。

【発明の効果】

【0006】

位置制御はモータ並びにシリンダによって行われます、モータが動作している状態では電流値から負荷トルクが分かりますが、停止している状態は電流値がゼロとなり、別途トルクセンサが必要です、ロボットハンドの様に小型な機器では、回転トルクセンサは、モータより大きくなってしまいます。
非対称リングデルタパターン偏移センサは、回転体内部に測定回路を含まず、外部から接触又は非接触で偏移を測定する事が出来、構造が簡単な事からモータに組み込める為、静止状態から動作状態まで連続してトルクを測定しながら軸トルクを制御出来るハイブリッドモータを実現出来ます。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】 この出願に係る発明の第一の実施の形態を示す原理図である。

【図2】 この出願に係る発明の第一の実施の形態を示す動作図である。

【図3】 この出願に係る発明の第一の実施の形態を示す施工図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

物体１（親回転軸）（１）物体２（子回転軸）（２）をスリップ構造（４）で連結し、歪体（３）で固定する、物体１（１）に非対称デルタパターンＡ（１０）を物体２（２）に非対称デルタパターンＢ（１１）を取付、センサ位置Ａ（１２）に物理的、電気的、光学的センサ（６）（７）を設置、センサ位置Ｂ（１３）物理的、電気的、光学的センサ（８）（９）を設置、ＡＢ同時又はＡＢ分離で、非対称リングデルタパターンＡ（１０）Ｂ（１１）を読み取り、小型コンピュータ（５）で合成値Ａｘ＋Ｂｘ＝Ｘ、Ｃｘ＋Ｄｘ＝Ｙ Ｘ，Ｙの１の補数を計算し偏移量を算出し歪体（３）の歪特性から回転軸トルク等を導きます。

【符号の説明】

【0009】

１ 物体１（親回転軸）
２ 物体２（子回転軸）
３ 連結固定歪体
４ 連結スリップ構造
５ 小型コンピュータ
６、７ 機械的、電気的、光学的センサ
８、９ 機械的、電気的、光学的センサ
１０ 非対称デルタパターン１
１１ 非対称デルタパターン２
１２ センサ位置Ａ
１３ センサ位置Ｂ

【図1】

【図2】

【図3】