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6軸センサ

国内特許コード P06A009512
整理番号 KANDAI-78
掲載日 2006年12月1日
出願番号 特願2004-255841
公開番号 特開2006-071485
登録番号 特許第4719443号
出願日 平成16年9月2日(2004.9.2)
公開日 平成18年3月16日(2006.3.16)
登録日 平成23年4月8日(2011.4.8)
発明者
  • 倉田 純一
  • 内山 寛信
  • 入江 健一
出願人
  • 学校法人 関西大学
発明の名称 6軸センサ
発明の概要

【課題】 簡単な構造で実現可能で、6つの独立した情報を得ることができ、6軸成分の算出方法も容易な6軸センサを提供する。
【解決手段】 本発明は、多角柱のセンサベース1と、その各側面に貼り付けるセンサ2とを備えてなる6軸センサ10であって、前記センサベース1は対向する側面が平行ではないことを特徴とする。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


ロボットの手先の6軸力測定や、仮想現実への情報入力又はマニピュレータ制御のための空間マウスなど、空間の直交3軸とそれぞれの軸まわりの成分からなる6軸成分の力、変位、角度、速度、加速度など種々の物理量を計測するセンサは、その需要の拡大から多くの製品が開発されている。



例えば、従来の6軸成分を検出する装置として、ロボットアームとロボットハンドとの間に介装する平板状の起歪体がある。この起歪体に複数組のひずみゲージを貼着することにより、起歪体に働く6軸成分(3軸方向の力及び軸まわりのモーメント)を検出することができる(例えば、引用文献1参照)。



また、最低6つの自由度があれば、空間上のあらゆる位置、姿勢を表すことができ、6軸成分を満足することができることから、パラレルリンクの中でも広範に用いられているスチュワートプラットフォーム(図4)を参考にして設計した6軸成分の検出装置がある(例えば、引用文献2,3参照)。スチュワートプラットフォームとは、図4に示すようにベースプレート53及びエンドプレート52が伸縮自在な6本のリンク51,…により連結された構成を有し、リンク51,…の先端とベースプレート53又はエンドプレート52とは、球面軸受54,…により接続されて方向自在に動かすことができる。そして、ベースプレート53を固定させた場合、6本のリンク51,…の長さを変えることによって、エンドプレート52の位置及び姿勢をさまざまに変化させることができる。



引用文献2及び3の検出装置は、このように6本のリンク51,…が伸縮するので、エンドプレート52がベースプレート53に対し6自由度の位置、姿勢変化を自由自在に行うことができる。そして、このリンク51,…の伸縮データから、xyz方向とそれぞれの回転角のデータに変形し、6軸成分を計測することができる。



つまり、エンドプレート52に与えられる6軸の成分は、リンク51のストローク変位と、検出装置の幾何学的な形状寸法で決まる6×6個の定数行列により求めることができる。しかし、6軸成分相互の干渉を軽減するためには、リンク51のストロークにより定数行列の修正が必要である。




【特許文献1】特開平5-149811号公報

【特許文献2】特開平9-105706号公報

【特許文献3】特開平9-131690号公報

産業上の利用分野


本発明は、力、速度、加速度などの種々の物理量を計測する6軸センサに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
角柱のセンサベースと、その各側面に貼り付けるセンサとを備えてなる6軸センサであって、前記センサベースは対向する側面が平行ではないことを特徴とする6軸センサ。

【請求項2】
前記6角柱は、上面の形状が二つの正三角形を重ね合わせてできる面の形状を有することを特徴とする請求項記載の6軸センサ。

【請求項3】
前記6角柱は、上面の形状が二つの正三角形の重心を重ね合わせてできる面の形状を有し、且つ対向する頂点と重心とを結ぶ線が20.22度で交わることを特徴とする請求項記載の6軸センサ。

【請求項4】
前記センサは、底面に対して45度の角度で貼り付けられることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の6軸センサ。
産業区分
  • 測定
  • 工業用ロボット
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004255841thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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