JP3022711B2 - Optical space communication device for 3D mobile machine - Google Patents
Optical space communication device for 3D mobile machineInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、３次元に移動する可動
体を備えた工作機械やロボットにおいて、前記可動体と
の通信に使用される３次元移動機械用光空間通信装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical space communication device for a three-dimensional mobile machine used for communication with a movable body in a machine tool or a robot having a three-dimensionally movable body. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の移動する可動体に対して通信を行
う光空間通信装置としては、たとえば家庭用電気機器に
使用される光リモコン装置のように、光ビームを広げる
ことにより、３次元空間の任意の位置で通信を行うも
の、特公平１−33792 号公報に開示されているように、
移動体を追尾しながら通信を行うものが知られている。2. Description of the Related Art A conventional optical space communication device for communicating with a moving movable body is a three-dimensional space communication device by expanding a light beam like an optical remote control device used in household electric appliances. Communication at an arbitrary position, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-37922,
A device that performs communication while tracking a moving object is known.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記光ビーム
を広げることにより通信を行う装置では、可動体との距
離が離れると、急激に光量が低下するため、狭い空間で
しか使用できないという問題があった。However, in the above-described apparatus for performing communication by expanding the light beam, the light amount rapidly decreases when the distance from the movable body increases, so that it can be used only in a narrow space. there were.
【０００４】また、移動体を追尾しながら通信を行う装
置では、高価な追尾装置が必要であり、また移動体が遮
光物に隠れ、その状態で移動してしまうと、追尾できな
くなり、通信不良になるという問題があった。Further, an apparatus that performs communication while tracking a moving object requires an expensive tracking device. If the moving object is hidden by a light-shielding object and moves in that state, tracking cannot be performed, and communication failure occurs. There was a problem of becoming.
【０００５】また、上記従来の装置ではいずれも３次元
空間の任意の場所に光路を確保する必要があった。本発
明は上記問題を解決するものであり、可動体との距離が
離れても通信が可能であり、また可動体の移動に際して
確実に通信が行え、しかも安価な３次元移動機械用光空
間通信装置を提供することを目的とするものである。In each of the above-mentioned conventional apparatuses, it is necessary to secure an optical path at an arbitrary place in a three-dimensional space. The present invention solves the above-mentioned problem, and enables communication even when the distance to the movable body is large, and ensures reliable communication when the movable body moves, and also provides inexpensive optical space communication for a three-dimensional mobile machine. It is intended to provide a device.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第１発明の３次元移動機械用光空間通信装置は、架
台と、この架台上を一定方向に移動自在な移動体と、前
記移動体上に垂直に支持された第１回動体と、前記第１
回動体の先端に支持され、この第１回動体の先端を支点
として回転する第２回動体から３次元移動機械を構成
し、前記架台上に前記移動体の移動方向に対向して設け
た第１光空間通信装置と前記第２回動体の先端に設けた
第２光空間通信装置間で光通信を行う３次元移動機械用
光空間通信装置であって、前記両光空間通信装置間の通
信に光ビームを使用し、前記移動体に、前記光ビームを
移動体の移動方向と前記第１回動体の回転軸方向に沿っ
て反射する第１反射鏡を設け、前記第２回動体の支点回
転部に、第２回動体の回動角度の２分の１の角度で回動
し、前記光ビームを前記第１回動体の回転軸方向と前記
第２回動体先端方向へ反射する第２反射鏡を設け、前記
第２反射鏡を回動する手段として、前記第２回動体の端
部が同一軸上に固定された第１ウォーム・ホイールと、
前記第１ウォーム・ホイールと回転中心を同じくし、回
転軸を中心として前記第２反射鏡が固定された第２ウォ
ーム・ホイールを設け、前記第２ウォーム・ホイールと
ウォームの減速比を、前記第１ウォーム・ホイールとウ
ォームの減速比の２倍とし、前記第１ウォーム・ホイー
ルのウォームの回転軸と、前記第２ウォーム・ホイール
のウォームの回転軸にそれぞれ、その回転軸が連結され
た回転モータを設けたことを特徴とするものである。In order to solve the above problems SUMMARY OF THE INVENTION The three-dimensional moving mechanical optical space communication apparatus of the first invention comprises a frame, a movable mobile on the frame in a predetermined direction, the movement A first rotating body vertically supported on a body;
It is supported by the tip of the rotating body, and the tip of the first rotating body is a fulcrum.
A three-dimensional moving machine is constructed from the second rotating body that rotates as
And provided on the gantry so as to face the moving direction of the moving body.
An optical space communication device for a three-dimensional mobile machine, which performs optical communication between the first space optical communication device and the second space optical communication device provided at the tip of the second rotating body. A light beam is used for communication between spatial communication devices , and the light beam is
A first reflecting mirror that reflects along a moving direction of the moving body and a rotation axis direction of the first rotating body;
Rotation of the rotating part at half the rotation angle of the second rotating body
The light beam is transmitted to the rotation axis direction of the first rotating body and
A second reflecting mirror that reflects toward the tip of the second rotating body ;
As means for rotating the second reflecting mirror, an end of the second rotating body
A first worm wheel whose part is fixed on the same axis;
The rotation center is the same as that of the first worm wheel,
A second wall to which the second reflecting mirror is fixed with respect to the axis of rotation;
A worm wheel, and the second worm wheel
The reduction ratio of the worm is adjusted by the first worm wheel and the worm.
2 times the gear ratio of the first worm wheel
Axis of rotation of the worm and the second worm wheel
The rotation axis of the worm is connected to the rotation axis of
The rotation motor provided is provided .
【０００７】また第２発明の３次元移動機械用光空間通
信装置は、架台と、この架台上を一定方向に移動自在な
移動体と、前記移動体上に垂直に支持された第１回動体
と、前記第１回動体の先端に支持され、この第１回動体
の先端を支点として回転する第２回動体から３次元移動
機械を構成し、前記架台上に前記移動体の移動方向に対
向して設けた第１光空間通信装置と前記第２回動体の先
端に設けた第２光空間通信装置間で光通信を行う３次元
移動機械用光空間通信装置であって、前記両光空間通信
装置間の通信に光ビームを使用し、前記移動体に、前記
光ビームを移動体の移動方向と前記第１回動体の回転軸
方向に沿って反射する第１反射鏡を設け、前記第２回動
体の支点回転部に、第２回動体の回動角度の２分の１の
角度で回動し、前記光ビームを前記第１回動体の回転軸
方向と前記第２回動体先端方向へ反射する第２反射鏡を
設け、前記第２反射鏡を回動する手段として、中心を前
記第１回動体の固定部の中心に固定した太陽歯車と、前
記太陽歯車の回りに前記第２回動体に軸支された３個の
遊星歯車と、前記遊星歯車の外周に設けられ、遊星歯車
により回動され、回転軸を中心として前記第２反射鏡が
固定された歯数が前記太陽歯車の歯数の２倍の内歯車と
を備え、前記第２回動体を回動する回転モータを設けた
ことを特徴とするものである。The optical space communication device for a three-dimensional mobile machine according to the second invention is a gantry, a movable body movable on the gantry in a fixed direction, and a first rotating body vertically supported on the movable body. And a second rotating body supported by the distal end of the first rotating body and rotating around the distal end of the first rotating body to form a three-dimensional moving machine, which is opposed to the gantry in the moving direction of the movable body. An optical space communication device for a three-dimensional mobile machine that performs optical communication between a first optical space communication device provided as described above and a second optical space communication device provided at a tip of the second rotating body, Using a light beam for communication between communication devices, the moving body is provided with a first reflecting mirror that reflects the light beam along a moving direction of the moving body and a rotation axis direction of the first rotating body, The fulcrum rotating part of the two rotating body is rotated at half the rotating angle of the second rotating body, A second reflecting mirror for reflecting the light beam to the said the rotation axis direction of the first rotating body second rotating body distal direction
And means for rotating the second reflecting mirror, the center of which is
A sun gear fixed to the center of the fixed portion of the first rotating body;
Three sun gears are supported by the second rotating body around the sun gear.
A planetary gear, and a planetary gear provided on an outer periphery of the planetary gear;
And the second reflecting mirror is rotated about a rotation axis.
An internal gear whose fixed number of teeth is twice the number of teeth of the sun gear;
And a rotating motor for rotating the second rotating body is provided.
It is characterized by the following.
【０００８】[0008]
【作用】上記第１発明の構成によると、第１光空間通信
装置から出射された光ビームは、移動体に設けた第１反
射鏡により第１回動体の回転軸方向に反射され、さらに
この第１反射鏡により導かれた光ビームは、第２回動体
の支点回転部に設けた第２反射鏡により第２回動体の先
端方向に反射され、第２回動体の第２光空間通信装置へ
入射される。また、第２光空間通信装置から出射された
光ビームは、第２回動体の支点回転部に設けた第２反射
鏡により第１回動体の回転軸方向に反射され、さらにこ
の第２反射鏡により導かれた光ビームは、移動体に設け
た第１反射鏡により移動体の水平方向に反射され、第１
光空間通信装置へ入射される。According to the configuration of the first aspect of the invention, the light beam emitted from the first optical free space communication device is directed to the first counter beam provided on the moving body.
Reflected by the mirror in the direction of the rotation axis of the first rotating body,
The light beam guided by the first reflecting mirror is converted into a second rotating body.
Of the second rotating body by the second reflecting mirror provided in the fulcrum rotating portion of
The light is reflected in the end direction and enters the second optical space communication device of the second rotating body . Further, the light beam emitted from the second optical space communication device is reflected by the second reflection provided on the fulcrum rotating portion of the second rotating body.
The light is reflected by the mirror in the direction of the rotation axis of the first rotating body.
The light beam guided by the second reflecting mirror is provided on a moving body.
The first reflecting mirror is reflected in the horizontal direction of the moving body, the first
It is incident on the optical space communication device.
【０００９】また、上記第２発明の構成によると、第１
光空間通信装置から出射された光ビームは、移動体に設
けた第１反射鏡により第１回動体の回転軸方向に反射さ
れ、さらにこの第１反射鏡により導かれた光ビームは、
第２回動体の支点回転部に設けた第２反射鏡により第２
回動体の先端方向に反射され、第２回動体の第２光空間
通信装置へ入射される。また、第２光空間通信装置から
出射された光ビームは、第２回動体の支点回転部に設け
た第２反射鏡により第１回動体の回転軸方向に反射さ
れ、さらにこの第２反射鏡により導かれた光ビームは、
移動体に設けた第１反射鏡により移動体の水平方向に反
射され、第１光空間通信装置へ入射される。Further, according to the configuration of the second invention, the first
The light beam emitted from the optical space communication device is reflected in the direction of the rotation axis of the first rotating body by the first reflecting mirror provided on the moving body, and the light beam guided by the first reflecting mirror is:
The second reflecting mirror provided on the fulcrum rotating part of the second rotating body allows the second
The light is reflected toward the tip of the rotating body and is incident on the second optical space communication device of the second rotating body. The light beam emitted from the second optical space communication device is reflected in the direction of the rotation axis of the first rotating body by a second reflecting mirror provided at a fulcrum rotating portion of the second rotating body, and further, the second reflecting mirror is provided. The light beam guided by
The light is reflected in the horizontal direction of the moving body by the first reflecting mirror provided on the moving body, and enters the first optical space communication device.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の第１の実施例における３次元移
動機械用光空間通信装置の構成図である。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an optical space communication device for a three-dimensional mobile machine according to a first embodiment of the present invention.
【００１１】図１において、１は架台２上に設けた地上
側の第１光空間通信装置であり、架台２上に、この光空
間通信装置１から出射し、また光空間通信装置１へ入射
される光ビームＡの方向（以下、ｘ方向とする）に沿っ
て移動自在な第１移動体３を設け、この第１移動体３に
沿ってｙ方向に移動自在な第２移動体４を設け、第２移
動体４に沿ってｚ方向に移動自在な第３移動体５を設け
て３次元移動機械Ｎを構成している。また、第３移動体
５に地上側の第１光空間通信装置１と光ビームＡにより
通信を行う可動側の第２光空間通信装置６を設けてい
る。上記移動体３〜５は、たとえばリニアモータにより
駆動されて移動する。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a first space optical communication device on the ground provided on a gantry 2, which exits from the space optical communication device 1 and enters the space optical communication device 1 on the gantry 2. A first movable body 3 that is movable along the direction of the light beam A (hereinafter, referred to as an x direction) is provided, and a second movable body 4 that is movable in the y direction along the first movable body 3 is provided. A three-dimensional mobile machine N is provided by providing a third mobile unit 5 that is movable in the z direction along the second mobile unit 4. Further, a movable second space optical communication device 6 that communicates with the first space optical communication device 1 on the ground side by the light beam A is provided on the third mobile body 5. The moving bodies 3 to 5 move by being driven by, for example, a linear motor.
【００１２】また、第１移動体３上に、上記光ビームＡ
を第１移動体３の移動方向（ｘ方向）と第２移動体４の
移動方向（ｙ方向）に沿って反射する、すなわち光ビー
ムＡを４５度の角度で入射し、４５度の角度で出射する
第１反射鏡７を設け、第２移動体４に光ビームＡを第２
移動体４の移動方向（ｙ方向）と第３移動体５の移動方
向（ｚ方向）に沿って反射する、すなわち光ビームＡを
４５度の角度で入射し、４５度の角度で出射する第２反
射鏡８を設けている。On the first moving body 3, the light beam A
Is reflected along the moving direction (x direction) of the first moving body 3 and the moving direction (y direction) of the second moving body 4, that is, the light beam A is incident at an angle of 45 degrees, and is reflected at an angle of 45 degrees. A first reflecting mirror 7 for emitting light is provided, and the light beam A is
The light beam A is reflected along the moving direction (y direction) of the moving body 4 and the moving direction (z direction) of the third moving body 5, that is, the light beam A is incident at an angle of 45 degrees and emitted at an angle of 45 degrees. Two reflecting mirrors 8 are provided.
【００１３】上記構成による作用を説明する。第１光空
間通信装置１から出射された光ビームＡは第１移動体３
に設けた第１反射鏡７により第２移動体４方向に反射し
て曲げられ、またこの第１反射鏡７により導かれた光ビ
ームＡは第２反射鏡８により第３移動体５方向に反射し
て曲げられ、第３移動体５の第２光空間通信装置６へ入
射される。The operation of the above configuration will be described. The light beam A emitted from the first free-space optical communication device 1
The light beam A guided by the first reflecting mirror 7 is bent toward the third moving body 4 by the first reflecting mirror 7 provided in the second moving body 4. The light is reflected and bent, and is incident on the second optical space communication device 6 of the third moving body 5.
【００１４】また、第２光空間通信装置６から出射され
た光ビームＡは逆方向へ第２反射鏡８と第１反射鏡７を
介して第１光空間通信装置１へ入射される。このよう
に、反射鏡７，８を設けたことにより、移動体３〜５が
移動中でも光空間通信装置１，６間で通信を行うことが
できる。また、拡散しない光ビームＡを使用することに
より距離が長くなっても通信でき、さらに電磁ノイズに
強い通信系を構成することができる。また反射鏡７，８
を設けるだけであることから、配線工事が不要となり、
安価に容易に構成することができ、また配線がないこと
により、移動体３〜５の移動に伴う疲労破壊がなく、長
寿命で高い信頼性を得ることができ、さらに移動体３〜
５の高速移動に対応することができる。また、光ビーム
Ａの光路の変更を容易に行うことができる。さらに、光
路が一定であり、従来のように可動体を見失い、通信不
良となる不具合を解消することができる。The light beam A emitted from the second free-space optical communication device 6 is incident on the first free-space optical communication device 1 via the second reflecting mirror 8 and the first reflecting mirror 7 in the reverse direction. By providing the reflecting mirrors 7 and 8 in this manner, communication can be performed between the optical space communication devices 1 and 6 even when the moving bodies 3 to 5 are moving. In addition, by using the light beam A that does not spread, communication can be performed even when the distance is long, and a communication system that is resistant to electromagnetic noise can be configured. Also, reflecting mirrors 7 and 8
Wiring work is unnecessary,
It can be easily configured at low cost, and since there is no wiring, there is no fatigue destruction due to the movement of the moving bodies 3 to 5, long life and high reliability can be obtained.
5 high-speed movement. Further, the optical path of the light beam A can be easily changed. Further, since the optical path is constant, it is possible to eliminate the problem that the movable body is lost and the communication failure occurs as in the related art.
【００１５】本発明の第２の実施例を図２〜図５に基づ
いて説明する。図２において、11は架台12上に設けた地
上側の第１光空間通信装置であり、架台12上に、この光
空間通信装置11から出射し、あるいは光空間通信装置11
へ入射される光ビームＡの方向に沿って移動自在な移動
体13を設け、この移動体13上に光ビームＡの光路を開口
した筒状の支持体14を設け、この支持体14に前記開口部
14Ａより上方に支持され、その回転軸15Ａを移動体13に
垂直とした筒状の第１回動体15を設け、第１回動体15の
先端に、この第１回動体15の先端を固定部とし、この固
定部の水平軸を支点として上下方向に回転する筒状の第
２回動体16とを設け、第２回動体16の先端にフィンガー
17を設けて３次元移動機械Ｐを構成している。また、第
２回動体16の先端に地上側の第１光空間通信装置11と通
信を行う可動側の第２光空間通信装置18を設けている。
移動体13は、たとえばリニアモータにより駆動されて移
動し、また第１回動体15は、たとえばモータに連結され
て駆動されて回転する。A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a ground-side first optical space communication device provided on a gantry 12, which emits light from the space optical communication device 11 or
A movable body 13 is provided that is movable along the direction of the light beam A that is incident on the movable body 13, and a cylindrical support body 14 that opens the optical path of the light beam A is provided on the movable body 13. Aperture
A cylindrical first rotating body 15 supported above 14A and having its rotating shaft 15A perpendicular to the moving body 13 is provided, and the distal end of the first rotating body 15 is fixed to the distal end of the first rotating body 15. And a cylindrical second rotating body 16 that rotates vertically with the horizontal axis of the fixed portion as a fulcrum.
The three-dimensional mobile machine P is constituted by providing 17. A movable second space optical communication device 18 that communicates with the ground first space optical communication device 11 is provided at the tip of the second rotating body 16.
The moving body 13 moves by being driven by, for example, a linear motor, and the first rotating body 15 rotates by being connected to, for example, a motor.
【００１６】また、移動体13上で前記回転軸15Ａの中心
位置に、地上側の第１光空間通信装置11から出射し、あ
るいは第１光空間通信装置11へ入射される光ビームＡ
を、移動体13の移動方向と第１回動体15の回転軸15Ａ方
向に沿って反射する、すなわち光ビームＡを４５度の角
度で入射し、４５度の角度で出射する第１反射鏡19を設
け、第２回動体16の支点回転部にこの第２回動体16の回
動角度の２分の１の角度で回動し、第１反射鏡19により
導かれた光ビームＡを第２回動体16の先端へ反射し、第
２光空間通信装置18から出射された光ビームＡを第１反
射鏡19へ反射する第２反射鏡20を設けている。この第２
反射鏡20は両面に反射面を有している。A light beam A emitted from the first space optical communication device 11 on the ground side or incident on the first space optical communication device 11 is provided on the movable body 13 at the center of the rotation axis 15A.
Is reflected along the moving direction of the moving body 13 and the direction of the rotation axis 15A of the first rotating body 15, that is, the first reflecting mirror 19 which receives the light beam A at an angle of 45 degrees and emits the light beam A at an angle of 45 degrees. And the light beam A guided by the first reflecting mirror 19 is rotated by a half of the rotation angle of the second rotating body 16 at the fulcrum rotating portion of the second rotating body 16 to the second rotating body 16. A second reflector 20 is provided for reflecting the light beam A reflected from the tip of the rotating body 16 and emitted from the second optical space communication device 18 to the first reflector 19. This second
The reflecting mirror 20 has reflecting surfaces on both sides.
【００１７】第２反射鏡20を第２回動体16の回動角度の
２分の１の角度で回動する駆動機構の一例を図３に示
す。21Ａ，22Ａは回転中心を同じくしたウォーム・ホイ
ールであり、第１ウォーム・ホイール21Ａに第２回動体
16の端部が同一軸上に固定され、また第２ウォーム・ホ
イール22Ａの回転軸を中心として第２反射鏡20が固定さ
れている。また、第１ウォーム・ホイール21Ａのウォー
ム21Ｂの回転軸と、第２ウォーム・ホイール22Ａのウォ
ーム22Ｂの回転軸は、それぞれ回転モータ23の回転軸
に、無端回動体、たとえばベルト24により連結されてい
る。また、第２ウォーム・ホイール22Ａとウォーム22Ｂ
の減速比は、第１ウォーム・ホイール21Ａとウォーム21
Ｂの減速比の２倍としている。FIG. 3 shows an example of a driving mechanism for rotating the second reflecting mirror 20 at an angle of one half of the rotation angle of the second rotating body 16. Reference numerals 21A and 22A denote worm wheels having the same rotation center, and a second rotator is provided on the first worm wheel 21A.
16 are fixed on the same axis, and the second reflecting mirror 20 is fixed about the rotation axis of the second worm wheel 22A. The rotation axis of the worm 21B of the first worm wheel 21A and the rotation axis of the worm 22B of the second worm wheel 22A are connected to the rotation axis of the rotation motor 23 by an endless rotating body, for example, a belt 24. I have. Also, the second worm wheel 22A and the worm 22B
The reduction ratio of the first worm wheel 21A and the worm 21
B is twice the reduction ratio.
【００１８】上記構成により、回転モータ23の駆動によ
る第１ウォーム・ホイール21Ａの１回転時に、第２ウォ
ーム・ホイール22Ａは１／２回転し、よって第２反射鏡
20の回転角度Θm を第２回動体16の回転角度Θの１／２
とすることができる。With the above configuration, when the first worm wheel 21A makes one rotation by the driving of the rotary motor 23, the second worm wheel 22A makes a half turn, and thus the second reflecting mirror
The rotation angle Θ m of 20 is Θ of the rotation angle の of the second rotating body 16
It can be.
【００１９】第２反射鏡20を第２回動体16の回動角度の
２分の１の角度で回動する駆動機構の他の例を図４に示
す。31は中心を第１回動体15の固定部の中心に固定した
歯数Ｚa の太陽歯車であり、その回りに第２回動体16に
軸支された歯数Ｚg の３個の遊星歯車32が設けられ、こ
の遊星歯車32の外周に遊星歯車32により回動される歯数
Ｚb の内歯車33が設けられている。この内歯車33に回転
軸を中心として第２反射鏡20が固定されている。また、
歯数Ｚa ＝Ｚb ／２ としている。また第２回動体16に
は外周に、回転モータ34の回転軸に連結された歯車35に
噛み合う歯36が設けられている。FIG. 4 shows another example of a driving mechanism for rotating the second reflecting mirror 20 at an angle of one half of the rotation angle of the second rotating body 16. 31 is a sun gear of the number of teeth Z a fixed center to center of the fixed portion of the first rotating body 15, three planetary gears of the number of teeth Z g which is supported by a second rotary body 16 around it 32 is provided, the internal gear 33 of the number of teeth Z b to be rotated is provided by the planetary gear 32 to the outer periphery of the planetary gear 32. The second reflecting mirror 20 is fixed to the internal gear 33 around the rotation axis. Also,
The number of teeth is set to Z a = Z b / 2. The second rotating body 16 is provided on its outer periphery with teeth 36 that mesh with a gear 35 connected to a rotating shaft of a rotating motor 34.
【００２０】上記構成により、回転モータ34の駆動によ
る第２回動体16の１回転時に、内歯車33は１／２回転
し、よって第２反射鏡20の回転角度Θm を第２回動体16
の回転角度Θの１／２とすることができる。[0020] With this configuration, when one revolution of the second rotating body 16 by driving the rotary motor 34, the internal gear 33 is 1/2 turn, thus the rotation angle theta m of the second reflecting mirror 20 and the second rotating body 16
Of the rotation angle の.
【００２１】上記構成による作用を説明する。第１光空
間通信装置11から出射された光ビームＡは移動体13に設
けた第１反射鏡19により第１回動体15の回転軸15Ａ方向
に反射して曲げられ、またこの第１反射鏡19により導か
れた光ビームＡは第２反射鏡20により第２回動体16の先
端方向に反射して曲げられ、第２回動体16の第２光空間
通信装置18へ入射される。このとき、図５に示すよう
に、第２反射鏡20の回転角度Θm を第２回動体16の回転
角度Θの１／２としていることにより、第２回動体16が
回転しても常に光ビームＡは第２光空間通信装置18へ入
射される。なお、第２回動体16の回転角度Θが零の場合
は、第２反射鏡20に光ビームＡは入射しないが、第２反
射鏡20は薄く、光ビームＡは一定の太さを有しているた
め、光ビームＡは第１反射鏡19より直接第２光空間通信
装置18へ入射される。The operation of the above configuration will be described. The light beam A emitted from the first free-space optical communication device 11 is reflected and bent in the direction of the rotation axis 15A of the first rotating body 15 by the first reflecting mirror 19 provided on the moving body 13, and this first reflecting mirror is bent. The light beam A guided by 19 is reflected by the second reflecting mirror 20 toward the distal end of the second rotating body 16 and is bent, and is incident on the second optical space communication device 18 of the second rotating body 16. At this time, as shown in FIG. 5, the rotation angle Θ m of the second reflecting mirror 20 is set to １ ／ of the rotation angle の of the second rotating body 16, so that even if the second rotating body 16 rotates, The light beam A is incident on the second space optical communication device 18. When the rotation angle の of the second rotating body 16 is zero, the light beam A does not enter the second reflecting mirror 20, but the second reflecting mirror 20 is thin and the light beam A has a constant thickness. Therefore, the light beam A is directly incident on the second free-space optical communication device 18 from the first reflecting mirror 19.
【００２２】また、第２光空間通信装置18から出射され
た光ビームＡも同様に第２反射鏡20と第１反射鏡19を介
して第１光空間通信装置11へ入射される。このように、
反射鏡19，20を設け、常に第２反射鏡20の回転角度Θm
を第２回動体16の回転角度Θの１／２とすることによ
り、移動体13、回動体14，16が移動、あるいは回動中で
も光空間通信装置11，18間で通信を行うことができる。
また、拡散しない光ビームＡを使用することにより距離
が長くなっても通信でき、さらに電磁ノイズに強い通信
系を構成することができる。また配線工事が不要とな
り、従来の追尾式と比較して安価に容易に構成すること
ができ、また配線がないことにより、移動体13、回動体
14，16の移動、あるいは回動に伴う疲労破壊がなく、長
寿命で高い信頼性を得ることができ、さらに移動体13、
回動体14，16の高速稼動に対応することができる。ま
た、光ビームＡの光路の変更を容易に行うことができ
る。さらに、光路が一定であり、従来のように可動体を
見失い、通信不良となる不具合を解消することができ
る。Similarly, the light beam A emitted from the second space optical communication device 18 is incident on the first space optical communication device 11 via the second reflecting mirror 20 and the first reflecting mirror 19. in this way,
The reflecting mirrors 19 and 20 are provided, and the rotation angle of the second reflecting mirror 20 is always Θ m
Is set to Θ of the rotation angle の of the second rotating body 16, communication can be performed between the optical space communication devices 11 and 18 even while the moving body 13 and the rotating bodies 14 and 16 are moving or rotating. .
In addition, by using the light beam A that does not spread, communication can be performed even when the distance is long, and a communication system that is resistant to electromagnetic noise can be configured. In addition, wiring work is not required, and can be easily configured at low cost compared to the conventional tracking type.
There is no fatigue damage associated with the movement or rotation of 14, 16 and a long life and high reliability can be obtained.
High-speed operation of the rotating bodies 14 and 16 can be supported. Further, the optical path of the light beam A can be easily changed. Further, since the optical path is constant, it is possible to eliminate the problem that the movable body is lost and the communication failure occurs as in the related art.
【００２３】なお、本実施例では、光空間通信装置を備
えた可動体を１台とした場合について説明しているが、
可動体が複数台の場合、反射鏡を増すことで対処するこ
とができる。その一例を図６に示す。図６では、第２移
動体４に沿ってｚ方向に移動する移動体５’を増設し、
この移動体５’に光空間通信装置６’を設けて、第１光
空間通信装置１と通信を行う場合の例であり、第１移動
体３に同様の反射鏡７’、第２移動体４に同様の反射鏡
８’を増設することにより、通信を行うことができる。In this embodiment, the case where the number of movable bodies provided with the optical space communication device is one is described.
If there are a plurality of movable bodies, it can be dealt with by increasing the number of reflecting mirrors. An example is shown in FIG. In FIG. 6, a moving body 5 'that moves in the z direction along the second moving body 4 is added,
This is an example of a case in which an optical space communication device 6 ′ is provided in this mobile body 5 ′ to communicate with the first optical space communication device 1, and the same reflecting mirror 7 ′ as the first mobile body 3 and the second mobile body The communication can be performed by adding the same reflecting mirror 8 'to the communication device 4.
【００２４】また、本実施例では、ｘｙｚ方向に移動す
る移動体を備えた３次元移動機械について説明している
が、このように移動方向を水平・垂直な方向に限ること
なく、所定の方向へ移動する移動体を備えた３次元移動
機械に同様に適用することができる。たとえば、第１移
動体３、あるいは移動体13の移動方向を地面に対して垂
直な方向とした３次元移動機械に適用できる。In this embodiment, a three-dimensional moving machine having a moving body moving in the xyz directions is described. However, the moving direction is not limited to the horizontal and vertical directions, but may be a predetermined direction. The present invention can be similarly applied to a three-dimensional mobile machine provided with a moving body that moves to. For example, the present invention can be applied to a three-dimensional mobile machine in which the moving direction of the first moving body 3 or the moving body 13 is a direction perpendicular to the ground.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上のように第１発明によれば、第１，
第２反射鏡を設け、常に第２反射鏡の回転角度を第２回
動体の回転角度の１／２とすることにより、移動体、第
１，第２回動体が移動、あるいは回動中でも第１，第２
光空間通信装置間で通信を行うことができる。また、拡
散しない光ビームを使用することにより距離が長くなっ
ても通信でき、さらに電磁ノイズに強い通信系を構成す
ることができる。また配線工事が不要となり、従来の追
尾式と比較して安価に容易に構成することができ、また
配線がないことにより、移動体、第１，第２回動体の移
動、あるいは回動に伴う疲労破壊がなく、長寿命で高い
信頼性を得ることができ、さらに移動体、第１，第２回
動体の高速稼動に対応することができる。また、光ビー
ムの光路の変更を容易に行うことができる。さらに、光
路が一定であり、従来のように可動体を見失い、通信不
良となる不具合を解消することができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the first,
A second reflecting mirror is provided , and the rotation angle of the second reflecting mirror is always set to the second
By setting the rotation angle of the moving body to １ ／, the moving body
The first and second rotating bodies are moving or rotating while the first and second rotating bodies are moving.
Communication can be performed between the optical space communication devices. In addition, by using a light beam that does not spread, communication can be performed even when the distance is long, and a communication system that is resistant to electromagnetic noise can be configured . The wiring work is not required, conventional add
Compared to the tail type, it can be easily constructed at low cost, and because there is no wiring, the moving body and the first and second rotating bodies can be moved.
Dynamic or no fatigue fracture due to the rotation, it is possible to obtain high reliability and long life, further mobile, first, second times
High-speed operation of moving objects can be supported. Further, the optical path of the light beam can be easily changed. Further, since the optical path is constant, it is possible to eliminate the problem that the movable body is lost and the communication failure occurs as in the related art.
【００２６】また、第２発明によれば、第１，第２反射
鏡を設け、常に第２反射鏡の回転角度を第２回動体の回
転角度の１／２とすることにより、移動体、第１，第２
回動体が移動、あるいは回動中でも第１，第２光空間通
信装置間で通信を行うことができる。また、拡散しない
光ビームを使用することにより距離が長くなっても通信
でき、さらに電磁ノイズに強い通信系を構成することが
できる。また配線工事が不要となり、従来の追尾式と比
較して安価に容易に構成することができ、また配線がな
いことにより、移動体、第１，第２回動体の移動、ある
いは回動に伴う疲労破壊がなく、長寿命で高い信頼性を
得ることができ、さらに移動体、第１，第２回動体の高
速稼動に対応することができる。また、光ビームの光路
の変更を容易に行うことができる。さらに、光路が一定
であり、従来のように可動体を見失い、通信不良となる
不具合を解消することができる。According to the second aspect of the invention, the first and second reflecting mirrors are provided, and the angle of rotation of the second reflecting mirror is always 回 転 of the angle of rotation of the second rotating body. 1st, 2nd
Communication can be performed between the first and second optical space communication devices even while the rotating body is moving or rotating. In addition, by using a light beam that does not spread, communication can be performed even when the distance is long, and a communication system that is resistant to electromagnetic noise can be configured. In addition, wiring work is not required, and can be easily configured at low cost as compared with the conventional tracking type. Also, since there is no wiring, the moving body, the first and second rotating bodies are moved or rotated. There is no fatigue damage, a long life and high reliability can be obtained, and the moving body and the first and second rotating bodies can be operated at high speed. Further, the optical path of the light beam can be easily changed. Further, since the optical path is constant, it is possible to eliminate the problem that the movable body is lost and the communication failure occurs as in the related art.
【図１】本発明の一実施例における３次元移動機械用光
空間通信装置の概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view of an optical space communication device for a three-dimensional mobile machine according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の他の実施例における３次元移動機械用
光空間通信装置の概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view of an optical space communication device for a three-dimensional mobile machine according to another embodiment of the present invention.
【図３】同３次元移動機械用光空間通信装置の第２反射
鏡と第２回動体の駆動機構の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a driving mechanism for a second reflecting mirror and a second rotating body of the optical space communication device for the three-dimensional mobile machine.
【図４】同３次元移動機械用光空間通信装置の第２反射
鏡と第２回動体の駆動機構の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a driving mechanism of a second reflecting mirror and a second rotating body of the optical space communication device for the three-dimensional mobile machine.
【図５】同３次元移動機械用光空間通信装置の第２反射
鏡と第２回動体の動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory view of a second reflecting mirror and a second rotating body of the optical space communication device for the three-dimensional mobile machine.
【図６】本発明の他の実施例における３次元移動機械用
光空間通信装置の概略斜視図である。FIG. 6 is a schematic perspective view of an optical space communication device for a three-dimensional mobile machine according to another embodiment of the present invention.
１，11 第１光空間通信装置 ２，12 架台 ３ 第１移動体 ４ 第２移動体 ５，５’ 第３移動体 ６，６’，18 第２光空間通信装置 ７，７’，19 第１反射鏡 ８，８’，20 第２反射鏡 13 移動体 14 支持体 15 第１回動体 16 第２回動体 17 フィンガー 21Ａ，22Ａ ウォーム・ホイール 21Ｂ，22Ｂ ウォーム 23 回転モータ 24 無端回動体 31 太陽歯車 32 遊星歯車 33 内歯車 34 回転モータ 35 歯車 Ａ 光ビーム Ｎ，Ｐ ３次元移動機械 1,11 First space optical communication device 2,12 Stand 3 First mobile body 4 Second mobile body 5,5 'Third mobile body 6,6', 18 Second space optical communication device 7,7 ', 19 1 reflecting mirror 8, 8 ', 20 second reflecting mirror 13 moving body 14 support 15 first rotating body 16 second rotating body 17 fingers 21A, 22A worm wheel 21B, 22B worm 23 rotating motor 24 endless rotating body 31 sun Gear 32 Planetary gear 33 Internal gear 34 Rotary motor 35 Gear A Light beam N, P 3D moving machine
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−28493（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−134682（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−319090（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B25J 19/00 H04B 9/00 Continuation of the front page (56) References JP-A-58-28493 (JP, A) JP-A-59-134682 (JP, A) JP-A-4-319090 (JP, A) (58) Fields investigated (Int) .Cl. 7 , DB name) B25J 19/00 H04B 9/00
Claims (2)
在な移動体と、前記移動体上に垂直に支持された第１回
動体と、前記第１回動体の先端に支持され、この第１回
動体の先端を支点として回転する第２回動体から３次元
移動機械を構成し、前記架台上に前記移動体の移動方向
に対向して設けた第１光空間通信装置と前記第２回動体
の先端に設けた第２光空間通信装置間で光通信を行う３
次元移動機械用光空間通信装置であって、 前記両光空間通信装置間の通信に光ビームを使用し、前記移動体に、前記光ビームを移動体の移動方向と前記
第１回動体の回転軸方向に 沿って反射する第１反射鏡を
設け、前記第２回動体の支点回転部に、第２回動体の回動角度
の２分の１の角度で回動し、前記光ビームを前記第１回
動体の回転軸方向と前記第２回動体先端方向へ 反射する
第２反射鏡を設け、 前記第２反射鏡を回動する手段として、前記第２回動体
の端部が同一軸上に固定された第１ウォーム・ホイール
と、前記第１ウォーム・ホイールと回転中心を同じく
し、回転軸を中心として前記第２反射鏡が固定された第
２ウォーム・ホイールを設け、 前記第２ウォーム・ホイールとウォームの減速比を、前
記第１ウォーム・ホイールとウォームの減速比の２倍と
し、 前記第１ウォーム・ホイールのウォームの回転軸と、前
記第２ウォーム・ホイールのウォームの回転軸にそれぞ
れ、その回転軸が連結された回転モータを設けたこと を
特徴とする３次元移動機械用光空間通信装置。1. A gantry, a movable body movable on the gantry in a fixed direction, and a first unit vertically supported on the movable body.
A moving body, supported by a tip of the first rotating body;
Three-dimensional from the second rotating body that rotates around the tip of the moving body
A moving machine, and a moving direction of the moving body on the gantry;
First space optical communication device and the second rotating body provided opposite to each other
For optical communication between the second optical space communication devices provided at the tip of
An optical space communication device for a three-dimensional mobile machine, comprising: using a light beam for communication between the two optical space communication devices ;
A first reflecting mirror that reflects light along a rotation axis direction of the first rotating body is provided, and a rotation angle of the second rotating body is provided on a fulcrum rotating portion of the second rotating body.
And rotates the light beam at the half angle of the first time.
A second reflecting mirror is provided for reflecting in the direction of the rotation axis of the moving body and in the direction of the tip of the second rotating body, and the second rotating body serves as means for rotating the second reflecting mirror.
Worm wheel with its ends fixed on the same axis
And the same rotation center as the first worm wheel
And the second reflecting mirror is fixed around a rotation axis.
2 worm wheel, and the reduction ratio between the second worm wheel and the worm
Twice the reduction ratio of the first worm wheel and worm
And a rotation axis of the worm of the first worm wheel,
Each of the worm rotation axes of the second worm wheel
An optical space communication device for a three-dimensional mobile machine, comprising: a rotary motor connected to the rotary shaft .
在な移動体と、前記移動体上に垂直に支持された第１回
動体と、前記第１回動体の先端に支持され、この第１回
動体の先端を支点として回転する第２回動体から３次元
移動機械を構成し、前記架台上に前記移動体の移動方向
に対向して設けた第１光空間通信装置と前記第２回動体
の先端に設けた第２光空間通信装置間で光通信を行う３
次元移動機械用光空間通信装置であって、 前記両光空間通信装置間の通信に光ビームを使用し、 前記移動体に、前記光ビームを移動体の移動方向と前記
第１回動体の回転軸方向に沿って反射する第１反射鏡を
設け、 前記第２回動体の支点回転部に、第２回動体の回動角度
の２分の１の角度で回動し、前記光ビームを前記第１回
動体の回転軸方向と前記第２回動体先端方向へ反射する
第２反射鏡を設け、 前記第２反射鏡を回動する手段として、 中心を前記第１回動体の固定部の中心に固定した太陽歯
車と、 前記太陽歯車の回りに前記第２回動体に軸支された３個
の遊星歯車と、 前記遊星歯車の外周に設けられ、遊星歯車により回動さ
れ、回転軸を中心として前記第２反射鏡が固定された歯
数が前記太陽歯車の歯数の２倍の内歯車とを備え、 前記第２回動体を回動する回転モータを設けたこと を特
徴とする３次元移動機械用光空間通信装置。2. A gantry, a movable body movable on the gantry in a fixed direction, a first rotating body vertically supported on the movable body, and a tip supported by the first rotating body. A first optical space communication device, which comprises a second rotating body that rotates about the tip of the first rotating body as a fulcrum, and is provided on the gantry so as to face the moving direction of the moving body; Optical communication between the second optical space communication devices provided at the tip of the rotating body 3
An optical space communication device for a three-dimensional mobile machine, wherein a light beam is used for communication between the two optical space communication devices, and the light beam is applied to the moving body, and the moving direction of the moving body and the rotation of the first rotating body. A first reflecting mirror that reflects along the axial direction is provided, and the fulcrum rotating part of the second rotating body is rotated at a half angle of a rotating angle of the second rotating body, and the light beam is rotated. A second reflecting mirror is provided for reflecting in the direction of the rotation axis of the first rotating body and in the direction of the tip of the second rotating body. As means for rotating the second reflecting mirror, the center is the center of the fixed part of the first rotating body. Sun teeth fixed on
A car and three pieces pivotally supported by the second rotating body around the sun gear
A planetary gear, and provided around the planetary gear, and rotated by the planetary gear.
And a tooth to which the second reflecting mirror is fixed about a rotation axis.
An optical space communication device for a three-dimensional mobile machine , comprising: an internal gear having a number of teeth twice as large as the number of teeth of the sun gear; and a rotating motor for rotating the second rotating body .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5258798A JP3022711B2 (en) | 1993-10-18 | 1993-10-18 | Optical space communication device for 3D mobile machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5258798A JP3022711B2 (en) | 1993-10-18 | 1993-10-18 | Optical space communication device for 3D mobile machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07115398A JPH07115398A (en) | 1995-05-02 |
| JP3022711B2 true JP3022711B2 (en) | 2000-03-21 |
Family
ID=17325215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5258798A Expired - Fee Related JP3022711B2 (en) | 1993-10-18 | 1993-10-18 | Optical space communication device for 3D mobile machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3022711B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5018391B2 (en) * | 2007-10-12 | 2012-09-05 | 株式会社日立プラントテクノロジー | Paste applicator |
-
1993
- 1993-10-18 JP JP5258798A patent/JP3022711B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07115398A (en) | 1995-05-02 |
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