[发明专利]机械臂中的转轴的速度检测装置

说明书

提供一种机械臂中的转轴(25)的速度检测装置，该速度检测装置应用于驱动机构。该速度检测装置包括：第一旋转传感器和第二旋转传感器，第一旋转传感器和第二旋转传感器设置在机械臂的转轴的一侧上，并输出具有90度相位差的第一旋转位置信号和第二旋转位置信号；第一微分器和第二微分器，第一微分器和第二微分器对第一旋转位置信号和第二旋转位置信号进行微分；以及速度计算器(31)，速度计算器(31)通过计算第一微分信号和第二微分信号的平方和来获得机械臂的转速。

技术领域

本公开涉及用于检测机械臂的转轴的速度的装置。

背景技术

专利文献1：JP 2015-142948A

旋转传感器(如旋转编码器)附接到电机，该电机驱动机械臂的每个轴。机械臂由与电机的转轴连接的减速机构驱动。为了在操作这种机器人时确保安全，例如，可在臂的与减速机构(即其输出侧)连接的转轴上设置旋转传感器，以直接检测臂的操作速度，并在操作速度超过上限值时停止电机的驱动。

发明内容

本公开的目的是提供一种机械臂中转轴的速度检测装置，即使当设置在机械臂的轴的一侧的旋转传感器的分辨率低时，该装置也能够提高检测转速的精度。

根据本公开的一个方面，提供了一种机械臂中的转轴的速度检测装置，该速度检测装置应用于驱动机构，该驱动机构包括电机、与所述电机的转轴连接的减速机构以及所述机械臂的经由所述减速机构驱动的转轴。所述速度检测装置包括：第一旋转传感器，所述第一旋转传感器设置在所述机械臂的所述转轴的一侧上并输出第一旋转位置信号；第二旋转传感器，所述第二旋转传感器设置在所述机械臂的所述转轴的所述一侧上并输出第二旋转位置信号，所述第二旋转位置信号相对于由所述第一旋转传感器输出的所述第一旋转位置信号具有90度的相位差；第一微分器，所述第一微分器对从所述第一旋转传感器输出的所述第一旋转位置信号进行微分；第二微分器，所述第二微分器对从所述第二旋转传感器输出的所述第二旋转位置信号进行微分；以及速度计算器，所述速度计算器通过计算从所述第一微分器输出的第一微分信号和从所述第二微分器输出的第二微分信号的平方和来获得所述机械臂的转速。

即使当从两个旋转传感器获得的旋转位置信号具有低的分辨率以给出轴的近似旋转位置时，通过对旋转位置信号进行微分得到的信号的变化也小于由旋转位置的立即值所指示的变化。因此，即使低分辨率的旋转传感器也可以得到具有比当通过从旋转传感器输出的旋转位置信号得到旋转位置从而得到速度时的精度更高的精度的转速。

附图说明

从参照附图所作的以下详细描述中，本公开的上述及其他目的、特征和优点将更加明显。在图中：

图1是示出机器人的每个轴周围的配置以及与该机器人的每个轴周围的配置相关的控制器的控制部的配置的模型的实施例的示意图；

图2是示出控制器的一部分的功能框图；

图3是示出机械人系统的配置的示意图；

图4是示出由控制微型计算机执行以消除减速机构的齿隙(backlash)的处理的流程图；

图5是示出由速度微型计算机执行以获得转轴的速度的处理的流程图；

图6是示出霍尔传感器信号的微分值的曲线图；

图7是示出通过将两个微分值结合而得到的速度的曲线图；

图8是示出机器人的每个轴周围的配置的模型的示意图；

图9是示出两相霍尔传感器信号的曲线图；

图10是示出霍尔传感器信号的A/D转换值的曲线图；

图11是示出从霍尔传感器信号得到的角度的曲线图；以及

图12是示出从该角度得到的转轴的速度的曲线图。