JP3147637B2 - Gripping device with gripping temperature control function - Google Patents
Gripping device with gripping temperature control functionInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、環境条件(特に温度条
件)が厳しい月面基地、惑星基地、宇宙ステーション等
において、その温度範囲が広い対象物把持部を把持する
把持装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gripping device for gripping an object gripping portion having a wide temperature range in a lunar base, a planetary base, a space station or the like where environmental conditions (particularly temperature conditions) are severe.
【0002】[0002]
【従来の技術】図8は本発明が適用される把持機構の概
要を示す説明図である。例えばロボットアーム等の先端
にとりつけられた把持装置10は、本体12の先端部に
第1の把持手段20を備える。この把持手段20は3本
の爪22を有し、爪22はリモートコントロールにより
開閉操作を行なう。把持装置10の本体12の外周部に
はTVカメラ14等が装備されて把持操作を監視する。
把持対象物50は、例えば宇宙空間にある人工衛星等で
あって、本体52の端部に第2の把持手段60を備え
る。第2の把持手段60は、例えば、第1の把持手段2
0の爪22が係合するスリット62を有し、このスリッ
ト62に対して、爪22を案内するテーパー状の案内面
63を備える。この種の把持装置は、特開平1−169
121号公報に開示されている。2. Description of the Related Art FIG. 8 is an explanatory view showing an outline of a gripping mechanism to which the present invention is applied. For example, the gripping device 10 attached to the tip of a robot arm or the like includes a first gripping means 20 at the tip of the main body 12. The gripping means 20 has three claws 22, and the claws 22 are opened and closed by remote control. A TV camera 14 and the like are provided on an outer peripheral portion of the main body 12 of the gripping device 10 to monitor a gripping operation.
The object 50 to be gripped is, for example, an artificial satellite or the like in outer space, and includes a second gripping means 60 at an end of the main body 52. The second gripping means 60 includes, for example, the first gripping means 2
There is a slit 62 with which the zero pawl 22 is engaged, and the slit 62 is provided with a tapered guide surface 63 for guiding the pawl 22. This type of gripping device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-169.
No. 121 discloses this.
【0003】対象物50を把持する際には、ロボットア
ーム等を操作して把持装置10を対象物50に近づけ、
第1の把持手段20の爪22を対象物50の第2の把持
手段60のスリット62に挿入し、両者の結合を行な
う。この結合により、把持装置10に設けた電気コネク
タ30,35は対象物50に設けた電気コネクタ32,
37に結合され、両者は電気的に接続される。必要に応
じて、把持装置10の中心部にシャフト24を設けてお
き、対象物50にも対応するシャフト64を設けること
により、把持装置10から対象物50にトルクの伝達を
行なうこともできる。宇宙空間等にあっては、地球上の
温度状態に比べて、温度状態の変動が大きくなるので、
宇宙航行物体の温度を測定し、温度制御するものは、例
えば、特開平3−57799号公報、特開平2−279
499号公報等に開示されている。同じく、宇宙空間で
使用する把持装置の把持部の温度状態と把持対象物の把
持部の温度状態が大きく異なる場合が生ずる。すなわ
ち、把持装置及び対象物把持部のうち熱的にクリティカ
ルな把持装置の許容温度範囲を設定し、機械的制条件
(材質、線膨張係数、はめあい等)から対象物把持部の
許容温度範囲が設定されている。When the object 50 is gripped, the gripping device 10 is brought close to the object 50 by operating a robot arm or the like.
The claws 22 of the first gripping means 20 are inserted into the slits 62 of the second gripping means 60 of the object 50, and the two are connected. By this connection, the electrical connectors 30 and 35 provided on the gripping device 10 become the electrical connectors 32 and
37 and both are electrically connected. If necessary, a shaft 24 is provided at the center of the gripping device 10 and a shaft 64 corresponding to the object 50 is also provided, so that torque can be transmitted from the gripping device 10 to the object 50. In space, etc., the temperature state fluctuates more than the temperature state on Earth,
A device that measures the temperature of a space navigation object and controls the temperature is disclosed in, for example, JP-A-3-57799 and JP-A-2-279.
No. 499, and the like. Similarly, there is a case where the temperature state of the gripping part of the gripping device used in the outer space is significantly different from the temperature state of the gripping part of the gripping object. That is, the allowable temperature range of the gripping device that is thermally critical among the gripping device and the object gripping portion is set, and the allowable temperature range of the object gripping portion is determined from the mechanical control conditions (material, linear expansion coefficient, fit, etc.). Is set.
【0004】図9は、この許容温度の設定を示す説明図
である。すなわち、対象物はその把持部が許容温度範囲
内となるよう熱設計を行う。しかし、対象物は受動的熱
制御が主となるため、対象物把持部の温度データが測定
不可能な場合が多い。そのため、この設計法は、環境条
件(特に温度条件)が既知で対象物温度が予測が可能な
人工衛星においては有効であるが、環境条件が著しく変
化したり、また、対象物温度が予期できないシステム
(月面基地、惑星基地等)においては、把持対象物の温
度が許容温度範囲外になる可能性があり、また把持対象
物の温度測定ができない場合には把持装置で対象物把持
部を把持可能か否かが判断できない不具合が生ずる。FIG. 9 is an explanatory diagram showing the setting of the allowable temperature. That is, thermal design is performed on the target object so that the grip portion is within the allowable temperature range. However, since passive heat control is mainly performed for an object, temperature data of the object gripping portion cannot be measured in many cases. Therefore, this design method is effective for an artificial satellite in which environmental conditions (particularly, temperature conditions) are known and the temperature of an object can be predicted, but the environmental conditions change significantly or the temperature of the object cannot be predicted. In systems (lunar base, planetary base, etc.), the temperature of the object to be gripped may be out of the allowable temperature range. There is a problem that it cannot be determined whether or not it is possible to hold.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】把持装置で把持対象物
を把持可能か否かを判断するためには、把持装置側で対
象物把持部の温度測定可能でなくてはならない。また、
実際対象物把持部が許容温度範囲外であっても、把持装
置と把持対象物の温度差が許容温度範囲内であれば把持
可能である。つまり、把持装置と把持対象物の温度が測
定できて、お互いの機械的条件(材質、線膨張係数、は
めあい等)がわかっていれば、把持装置が対象物把持部
を機械的に把持可能かの判断ができる。また、把持不可
能の判定がでても、許容温度差以内になれば把持可能で
ある。そこで、把持装置が把持対象物を把持できるよう
に、把持対象物または把持装置自身の温度を制御し把持
可能な温度差にする機能が必要となる。よって、本発明
の目的は、把持装置と対象物の温度を直接的または間接
的に測定でき、対象物または把持装置自身の温度を制御
し把持可能な温度差に収める機能を有する把持装置を提
供することにある。In order to determine whether or not the object to be grasped can be grasped by the grasping device, it is necessary that the temperature of the object grasping portion can be measured by the grasping device. Also,
Actually, even if the object gripping part is out of the allowable temperature range, the object can be gripped if the temperature difference between the gripping device and the object to be gripped is within the allowable temperature range. In other words, if the temperature of the gripping device and the object to be gripped can be measured and the mechanical conditions (material, coefficient of linear expansion, fit, etc.) of each other are known, whether the gripping device can mechanically grip the object gripping part Can be determined. Even if it is determined that gripping is not possible, gripping is possible if the temperature falls within the allowable temperature difference. Therefore, a function is required to control the temperature of the object to be grasped or the grasping device itself and to make the temperature difference achievable so that the grasping device can grasp the object to be grasped. Accordingly, an object of the present invention is to provide a gripping device that has a function of directly or indirectly measuring the temperature of the gripping device and the target object, and controlling the temperature of the target object or the gripping device itself to be within a temperature difference at which gripping is possible. Is to do.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達するため
に、把持装置と対象物の温度が測定可能とし、把持対象
物と把持装置自身の温度を直接的または間接的に測定す
るために温度センサまたは赤外線センサを用いる。次
に、対象物と把持装置の温度とお互いの機械的条件(材
質、線膨張係数、はめあい等)から、把持可能か否かの
判断または把持可能な温度差を算出する計算機能を持た
せる。また、対象物と把持装置の温度差を許容範囲に制
御するため把持装置に、対象物を温度制御する機能また
は把持装置自身を温度制御する機能を持たせる。前者と
して、例えばレイザー光等の放射光により対象物を加熱
する方法がある。後者として、把持装置を内臓ヒータに
より加熱したり、放熱面を増やすことにより冷却して温
度制御する。In order to achieve the above object, a temperature sensor is provided for measuring the temperature of the gripping device and the object, and for directly or indirectly measuring the temperature of the gripping object and the gripping device itself. Alternatively, an infrared sensor is used. Next, from the temperature of the object and the gripping device and the mechanical conditions (material, linear expansion coefficient, fit, etc.) of each other, a calculation function is provided for determining whether gripping is possible or for calculating a temperature difference capable of gripping. In order to control the temperature difference between the object and the gripping device within an allowable range, the gripping device is provided with a function of controlling the temperature of the object or a function of controlling the temperature of the gripping device itself. As the former, for example, there is a method of heating an object by radiation light such as razor light. As the latter, the gripping device is heated by a built-in heater, or cooled by increasing the heat radiation surface to control the temperature.
【0007】[0007]
【作用】本発明によれば、把持部は能動的に温度制御さ
れる。したがって、環境条件(特に温度条件)が著しく
変化し、把持対象物の温度が受動的な熱制御だけでは、
許容温度範囲に入れる事ができない場合においても、把
持装置の対象物把持が可能となる。According to the present invention, the temperature of the grip is actively controlled. Therefore, environmental conditions (especially temperature conditions) change remarkably, and the temperature of the object
Even when the temperature cannot be within the allowable temperature range, the object can be gripped by the gripping device.
【0008】[0008]
【実施例】図1は本発明の第1の実施例を示す説明図で
ある。全体を符号180で示すロボットアームは、例え
ば宇宙ステーション本体182より支持され、複数の間
接部184,188,192とロッド186,190を
備えて自由度の高い操作が可能である。ロボットアーム
180の先端に装備される把持装置100は、本体11
0の先端部に第1の把持手段20を備える。この第1の
把持手段20の構成は、図8で説明したものと同様の機
構を備えるものである。把持対象物50は、例えば人工
衛星であって、その本体52の端部には第2の把持手段
60を備える。この第2の把持手段60の構成も図8で
説明したものと同様の機構を備えるものである。FIG. 1 is an explanatory view showing a first embodiment of the present invention. The robot arm, generally designated by the reference numeral 180, is supported by, for example, the space station main body 182 and includes a plurality of joints 184, 188, 192 and rods 186, 190, so that a highly flexible operation is possible. The gripping device 100 provided at the tip of the robot arm 180 includes a main body 11
The first gripping means 20 is provided at the distal end of the “0”. The configuration of the first gripping means 20 includes the same mechanism as that described with reference to FIG. The object 50 to be gripped is, for example, an artificial satellite, and is provided with a second gripping means 60 at an end of the main body 52. The configuration of the second gripping means 60 also has the same mechanism as that described in FIG.
【0009】把持装置100は、その本体110の外周
部にヒータ120を備える。ヒータ120は、例えば電
気ヒータが用いられる。本体110内には、第1の温度
センサ112が装備されており、この第1の温度センサ
112は第1の把持手段20の把持部Aの温度状態を検
知する。本体110の第1の把持手段20を装備した先
端部には、第2の温度センサ132が設けられ、そのプ
ローブ130は、把持対象物50の第2の把持手段60
側へ突出している。制御部150は、制御装置152
と、電源154と、2個の制御部160,162と、ヒ
ータスイッチ170を有する。第1の温度センサ112
から送られてくる第1の把持手段20の把持部Aの温度
データは第1の処理部160で処理され、第1の温度情
報161として制御装置152へ送られる。The gripping device 100 has a heater 120 on the outer periphery of the main body 110 thereof. As the heater 120, for example, an electric heater is used. A first temperature sensor 112 is provided in the main body 110, and the first temperature sensor 112 detects a temperature state of the grip portion A of the first grip means 20. A second temperature sensor 132 is provided at the distal end of the main body 110 equipped with the first gripping means 20, and the probe 130 is provided for the second gripping means 60 of the gripping target 50.
It protrudes to the side. The controller 150 includes a controller 152
, A power supply 154, two control units 160 and 162, and a heater switch 170. First temperature sensor 112
The temperature data of the gripping portion A of the first gripping means 20 sent from the first processing section 160 is processed by the first processing section 160 and sent to the control device 152 as first temperature information 161.
【0010】把持装置100の先端部に設けられたプロ
ーブ130は、把持装置100が対象物50に接近する
と、対象物50の第2の把持手段60の把持部Bの温度
状態を検知し、そのデータは第2の温度センサ132か
ら制御部の第2の処理部162に送られる。第2の処理
部162で処理された第2の温度情報163は制御装置
152へ送られる。プローブ130は、把持部Bに接触
して温度を測定するか、または非接触で温度を測定する
赤外線センサのような手段を用いることができる。制御
装置152は、入力される第1の温度情報161と第2
の温度情報163に基づいて、後述するアルゴリズムに
よってヒータ信号153を出力する。このヒータ信号1
53はヒータスイッチ170をオン、オフして電源15
4から送られる電気エネルギー172をヒータ120へ
供給し、把持部A,Bの温度管理を実行する。The probe 130 provided at the tip of the gripping device 100 detects the temperature state of the gripping portion B of the second gripping means 60 of the target 50 when the gripping device 100 approaches the target 50. The data is sent from the second temperature sensor 132 to the second processing unit 162 of the control unit. The second temperature information 163 processed by the second processing unit 162 is sent to the control device 152. As the probe 130, a means such as an infrared sensor for measuring the temperature by contacting the grip portion B or by measuring the temperature without contact can be used. The control device 152 controls the input first temperature information 161 and the second temperature information 161.
Based on the temperature information 163, the heater signal 153 is output by an algorithm described later. This heater signal 1
53 turns on and off the heater switch 170 and turns off the power supply 15
4 supplies the electric energy 172 to the heater 120 to perform the temperature management of the gripping portions A and B.
【0011】図2は、把持部A及び把持部Bの温度と把
持可能温度範囲の関係を示す。同図(a)は把持部Aの
温度がtA、把持部Bの温度がtBである。把持部同志
は、基準温度条件下で製作、調整されており、両者に過
大な温度差が生ずると、材料の温度熱膨張/収縮により
ハメアイ部寸法が変化し、把持が困難になったり、把持
後のガタが大きくなったりする。また、把持後に把持部
A及び把持部Bの温度差が大きくなった場合は、把持解
除が困難となる場合がある。これらの条件から、把持性
能を保証するための許容温度範囲が求まる。把持部A及
び把持部Bの温度差をΔTとし、把持可能温度差をTと
すれば、下記の許容温度範囲となる。 |tA−tB|=ΔT≦T ─────────────── [1] tAmin≦tA≦tAmax ────────────────── [2] tBmin≦tB≦tBmax ────────────────── [3]FIG. 2 shows the relationship between the temperatures of the gripping portions A and B and the temperature range in which gripping is possible. In FIG. 3A, the temperature of the gripping portion A is tA, and the temperature of the gripping portion B is tB. The gripping parts are manufactured and adjusted under the reference temperature condition, and when an excessive temperature difference occurs between them, the size of the hameai part changes due to the thermal expansion / contraction of the material, which makes the gripping difficult or difficult. The backlash becomes bigger. In addition, when the temperature difference between the grip portion A and the grip portion B increases after gripping, it may be difficult to release the grip. From these conditions, an allowable temperature range for guaranteeing the grip performance is determined. Assuming that the temperature difference between the gripping portions A and B is ΔT and the temperature difference that can be gripped is T, the following allowable temperature range is obtained. | TA−tB | = ΔT ≦ T─────────────── [1] tAmin ≦ tA ≦ tAmaxmax [2] tBmin ≦ tB ≦ tBmax ────────────────── [3]
【0012】ここで、tAmin/tAmax、tBmin/tBmax
はそれぞれ把持部A、把持部Bの機械的強度、表面特性
が把持に適応しうる最高/最低温度である。また、同図
(b)に[1]式が成り立たない例を示す。この時、把
持部Aと把持部Bは把持不可能であり、把持可能にする
には、[1]式が成り立つように把持部Aまたは把持部
Bを温度制御する必要がある。Here, tAmin / tAmax, tBmin / tBmax
Is the maximum / minimum temperature at which the mechanical strength and the surface characteristics of the gripping portions A and B can be adapted to gripping. FIG. 2B shows an example in which the expression [1] does not hold. At this time, the gripper A and the gripper B cannot be gripped. To enable gripping, it is necessary to control the temperature of the gripper A or the gripper B so that the expression [1] is satisfied.
【0013】図3は、温度情報から把持可能か否かを判
断するアルゴリズムを示す。ステップ1000でスター
トした処理は、ステップ1010で把持装置側の把持部
Aの温度tAを測定し、処理部を介して制御装置へ送
る。同時に、ステップ1020で対象物側の把持部Bの
温度tBを測定し制御装置へ送る。ステップ1030で
は、温度tAと温度tBの差の絶対値と把持可能温度差T
との数値の大きさが比較される。tAとtBの温度差が把
持可能温度差以内であれば、ステップ1040へ進み、
把持可能と判断され、ステップ1050で把持装置10
0による対象物50の把持操作が実行され、ステップ1
200で処理を終了する。FIG. 3 shows an algorithm for judging from the temperature information whether or not a grip is possible. In the process started in step 1000, the temperature tA of the gripping unit A on the gripping device side is measured in step 1010 and sent to the control device via the processing unit. At the same time, in step 1020, the temperature tB of the grip portion B on the object side is measured and sent to the control device. In step 1030, the absolute value of the difference between the temperature tA and the temperature tB and the grippable temperature difference T
And the magnitudes of the numbers are compared. If the temperature difference between tA and tB is within the grippable temperature difference, the process proceeds to step 1040,
It is determined that gripping is possible, and in step 1050, the gripping device 10
0, the gripping operation of the object 50 is executed, and
The process ends at 200.
【0014】把持部Aと把持部Bとの温度差が把持可能
温度差以内になければ、ステップ1100へ進み、把持
が不可能と判断される。ステップ1110でヒータスイ
ッチのON/OFFが指令され、把持装置100側の加
温や加温停止が実行される。この状態でステップ101
0,1020へ戻り、再度把持部Aと把持部Bの温度測
定が行なわれ、以下の処理が継続される。このヒータに
よる加熱操作により、把持部Aと把持部Bの温度差を把
持可能温度差以内になるように温度制御を行なうことが
できる。If the temperature difference between the gripping portions A and B is not within the temperature range at which gripping is possible, the process proceeds to step 1100, where it is determined that gripping is impossible. In step 1110, ON / OFF of the heater switch is instructed, and heating or stopping of heating on the gripping device 100 side is executed. In this state, step 101
Returning to 0,1020, the temperature of the gripping portions A and B is measured again, and the following processing is continued. By the heating operation by the heater, the temperature control can be performed so that the temperature difference between the gripping portion A and the gripping portion B is within the grippable temperature difference.
【0015】図4は本発明の他の実施例に係る把持装置
の説明図である。把持装置200は、ロボットアーム1
80の先端にとりつけられ、対象物50を把持する手段
を有する。把持装置200の本体210は電気式サーマ
ルルーバ220を備える。この電気式サーマルルーバ2
20は、把持装置200側の把持部Aの放熱面積を調整
し、把持部Aの温度制御を行なう機能を有する。把持装
置200は、把持部Aの温度を測定する第1の温度セン
サ212と、プローブ230を介して対象物側の把持部
Bの温度を測定する第2の温度センサ232を有する。FIG. 4 is an explanatory view of a gripping device according to another embodiment of the present invention. The gripping device 200 includes the robot arm 1
It has means for holding the object 50 attached to the tip of the object 80. The main body 210 of the gripping device 200 includes an electric thermal louver 220. This electric thermal louver 2
Reference numeral 20 has a function of adjusting the heat radiation area of the holding unit A on the holding device 200 side and controlling the temperature of the holding unit A. The gripping device 200 has a first temperature sensor 212 that measures the temperature of the gripping portion A, and a second temperature sensor 232 that measures the temperature of the gripping portion B on the target object via the probe 230.
【0016】制御部250は、第1の温度センサ212
からの温度信号を処理する第1の処理部260と、第2
の温度センサ232からの温度信号を処理する第2の処
理部262を有し、それぞれの温度情報261,263
は制御装置252へ送られる。電源254は電気的サー
マルルーバスイッチ270を介して把持装置に装備され
たサーマルルーバ220を制御する。制御装置252
は、把持部Aと把持部Bの温度情報に基づいて、図3で
説明したアルゴリズムと同様のアルゴリズムによって、
電気式サーマルルーバスイッチ270へON/OFF信
号253を送り、把持部Aの温度制御を実行する。この
温度制御により、把持部Aと把持部Bの温度差を把持可
能温度差以内に制御した後に、把持操作を実行する。こ
れにより、機械的に確実な結合が達成できる。The control unit 250 includes a first temperature sensor 212
A first processing unit 260 for processing a temperature signal from
And a second processing unit 262 for processing a temperature signal from the temperature sensor 232 of each of them.
Is sent to the control device 252. The power supply 254 controls the thermal louver 220 provided in the gripping device via the electric thermal louver switch 270. Control device 252
Is based on the temperature information of the gripper A and the gripper B by the same algorithm as the algorithm described in FIG.
An ON / OFF signal 253 is sent to the electric thermal louver switch 270 to control the temperature of the gripper A. With this temperature control, the gripping operation is executed after controlling the temperature difference between the gripper A and the gripper B to be within the grippable temperature difference. Thereby, a mechanically reliable connection can be achieved.
【0017】図5は、把持対象物側の温度制御を可能と
する把持装置の実施例を示す。把持装置300がロボッ
トアーム180の先端部に装備されることは、前述の実
施例と同様である。把持装置300は、本体310の側
部に発光装置320を備える。この発光装置320は、
例えばレーザビームL等の光エネルギーを把持対象物5
0に向けて照射し、対象物50側の把持部Bを加熱する
機能を有する。把持装置300は、ロボットアーム18
0の先端にとりつけられ、対象物50を把持する手段を
有する。把持装置300の本体310は発光装置320
を備える。この発光装置320は、対象物50の把持部
Bにエネルギーを供給し、把持部Bの温度制御を行なう
機能を有する。把持装置300は、把持部Aの温度を測
定する第1の温度センサ312と、プローブ230を介
して対象物側の把持部Bの温度を測定する第2の温度セ
ンサ332を有する。FIG. 5 shows an embodiment of a gripping device capable of controlling the temperature of the gripping object. The grip device 300 is provided at the distal end of the robot arm 180 as in the above-described embodiment. The gripping device 300 includes a light emitting device 320 on a side of the main body 310. This light emitting device 320
For example, light energy such as a laser beam L
It has a function of irradiating toward 0 and heating the grip portion B on the object 50 side. The gripping device 300 includes the robot arm 18
It has means for holding the object 50 attached to the leading end of the object 50. The main body 310 of the gripping device 300 is a light emitting device 320
Is provided. The light emitting device 320 has a function of supplying energy to the grip portion B of the object 50 and controlling the temperature of the grip portion B. The gripping device 300 has a first temperature sensor 312 for measuring the temperature of the gripping portion A and a second temperature sensor 332 for measuring the temperature of the gripping portion B on the object side via the probe 230.
【0018】制御部350は、第1の温度センサ312
からの温度信号を処理する第1の処理部360と、第2
の温度センサ332からの温度信号を処理する第2の処
理部362を有し、それぞれの温度情報361,363
は制御装置352へ送られる。電源354は発光器スイ
ッチ370を介して把持装置に装備されたサーマルルー
バ220に電気エネルギーを供給する。制御装置352
は、把持部Aと把持部Bの温度情報に基づいて、図3で
説明したアルゴリズムと同様のアルゴリズムによって、
発光器スイッチ370へON/OFF信号を送り、把持
部Bの温度制御を実行する。この温度制御により、把持
部Aと把持部Bの温度差を把持可能温度差以内に制御し
た後に、把持操作を実行する。これにより、機械的に確
実な結合が達成できる。The control unit 350 includes a first temperature sensor 312
A first processing unit 360 for processing a temperature signal from
And a second processing unit 362 for processing a temperature signal from the temperature sensor 332, and the respective temperature information 361, 363
Is sent to the control device 352. The power supply 354 supplies electric energy to the thermal louver 220 mounted on the gripping device via the light switch 370. Control unit 352
Is based on the temperature information of the gripper A and the gripper B by the same algorithm as the algorithm described in FIG.
An ON / OFF signal is sent to the light emitter switch 370 to control the temperature of the gripper B. With this temperature control, the gripping operation is executed after controlling the temperature difference between the gripper A and the gripper B to be within the grippable temperature difference. Thereby, a mechanically reliable connection can be achieved.
【0019】また、図6において、把持後も温度制御を
行い、把持状態の維持が可能か否かを判断するものの実
施例について説明する。この構成は、図1において説明
したものと同じである。把持状態の維持が可能か否かを
判断する。すなわち、ロボットアーム180の先端にと
りつけられた把持装置100はその把持手段を対象物5
0の把持手段に係合して対象物50を把持する。この結
合状態にあっては、第1の温度センサ112は把持装置
100側の把持部Aの温度状態を測定し、第2の温度セ
ンサ132は対象物50の把持部に挿入されてプローブ
130を介して、対象物側の把持部Bの温度状態を測定
する。まず、把持後も、把持部Aの温度tA、把持部B
の温度tBを測定する。把持部A及び把持部Bの温度は
その温度差をΔTとし、把持可能温度差をTとすれば、
はずれなくなる前に対応しなくてはいけないためその温
度余裕をT1して、下記の許容温度範囲となる。 |tA−tB|=ΔT≦T−T1 ───────────── [4] tAmin≦tA≦tAmax ────────────────── [5] tBmin≦tB≦tBmax ────────────────── [6]Referring to FIG. 6, there will be described an embodiment in which temperature control is performed after gripping to determine whether the gripping state can be maintained. This configuration is the same as that described in FIG. It is determined whether the holding state can be maintained. That is, the gripping device 100 attached to the tip of the robot arm 180 changes its gripping means to the object 5
The target object 50 is gripped by engaging with the gripping means 0. In this coupled state, the first temperature sensor 112 measures the temperature state of the gripping portion A on the gripping device 100 side, and the second temperature sensor 132 is inserted into the gripping portion of the object 50 and , The temperature state of the grip portion B on the object side is measured. First, even after gripping, the temperature tA of the gripper A and the gripper B
Is measured. As for the temperature of the gripping part A and the gripping part B, if the temperature difference is ΔT and the temperature difference that can be gripped is T,
Since it is necessary to cope with the problem before it comes off, the temperature allowance is set to T1 to obtain the following allowable temperature range. | TA−tB | = ΔT ≦ T−T1───────────── [4] tAmin ≦ tA ≦ tAmaxmax [5] tBmin ≦ tB ≦ tBmax ────────────────── [6]
【0020】ここで、tAmin/tAmax、tBmin/tBmax
はそれぞれ把持部A、把持部Bの機械的強度、表面特性
が把持に適応しうる最高/最低温度である。[4]式が
成り立つときは、把持状態の維持が可能と判断し、
[4]式が成り立つように把持部Aまたは把持部Bを温
度制御を続ける。[4]式が成り立たないときは、把持
状態の維持が不可能と判断し、システムに対して警告を
出す。また、把持対象物であるペイロードを安全なとこ
ろまで持っていき、把持状態を解除する。Here, tAmin / tAmax, tBmin / tBmax
Is the maximum / minimum temperature at which the mechanical strength and the surface characteristics of the gripping portions A and B can be adapted to gripping. When equation [4] holds, it is determined that the holding state can be maintained,
The temperature control of the gripper A or the gripper B is continued so that the equation [4] holds. If the formula [4] does not hold, it is determined that the holding state cannot be maintained, and a warning is issued to the system. In addition, the payload to be gripped is brought to a safe place, and the gripping state is released.
【0021】図7は把持状態の維持が可能か否かを判断
するアルゴリズムの例を示す。ステップ2000でスタ
ートした処理は、ステップ2010で把持部Aの温度t
Aを測定するとともに、ステップ2020で把持部Bの
温度tBを測定する。ステップ2030では、tAとt
Bの温度差と把持可能温度差Tから温度余裕T1を差し
引いた温度△Tとを比較する。把持部Aと把持部Bの温
度差が△T以内であれば、ステップ2040へ進み、把
持状態の継続が可能と判断し、ステップ2050で現在
の温度制御の継続を指令して、ステップ2010,20
20へ戻る。ステップ2030で把持部A,Bの温度差
が△T以上となったときには、ステップ2100へ進
み、把持状態の継続が不可能と判断され、ステップ21
10で所定の警告が発せられる。FIG. 7 shows an example of an algorithm for determining whether or not the holding state can be maintained. The process started in step 2000 is similar to the process in step 2010 in which the temperature t
A is measured, and in step 2020, the temperature tB of the gripper B is measured. In step 2030, tA and t
The temperature difference of B is compared with the temperature ΔT obtained by subtracting the temperature margin T 1 from the grippable temperature difference T. If the temperature difference between the gripping part A and the gripping part B is within ΔT, the process proceeds to step 2040, where it is determined that the gripping state can be continued, and in step 2050, the continuation of the current temperature control is instructed. 20
Return to 20. When the temperature difference between the gripping portions A and B is equal to or more than ΔT in step 2030, the process proceeds to step 2100, where it is determined that the gripping state cannot be continued, and step 21 is performed.
At 10, a predetermined warning is issued.
【0022】ステップ2120ではオペレータの操作に
よるか、又は自動により把持部Aと把持部Bとの結合を
開放し、ステップ2200で処理を終了する。以上の処
理により、把持装置100が対象物を把持した後の温度
変化によって、把持状態の開放が不可能となる不都合を
確実に回避することができる。なお、図6及び図7は本
発明の第1の実施例の場合について説明したが、本発明
の他の実施例に係る把持装置の場合にも、同様のアルゴ
リズムにより、把持状態の管理を実行することができ
る。At step 2120, the connection between the gripper A and the gripper B is released by an operation of the operator or automatically, and the process is terminated at step 2200. With the above processing, it is possible to reliably avoid the inconvenience that the gripping state cannot be released due to a temperature change after the gripping device 100 grips the target object. Although FIGS. 6 and 7 describe the case of the first embodiment of the present invention, the management of the holding state is executed by the same algorithm in the case of the holding device according to another embodiment of the present invention. can do.
【0023】[0023]
【発明の効果】本発明によれば、環境条件(特に温度条
件)が著しく変化し、把持対象物の温度が受動的な熱制
御だけでは、許容温度範囲に入れる事ができない場合に
おいても、把持装置の対象物把持が可能となる。さら
に、把持装置及び対象物の温度を測定し、把持装置また
は把持対象物を温度制御することで熱的機械的に確実な
結合をすることができる。According to the present invention, even when environmental conditions (particularly, temperature conditions) are significantly changed and the temperature of the object to be gripped cannot be within the allowable temperature range only by passive thermal control, the gripping can be performed. The object of the apparatus can be gripped. Further, by measuring the temperatures of the gripping device and the object, and controlling the temperature of the gripping device or the object to be gripped, it is possible to perform a thermomechanical reliable connection.
【図1】本発明にかかるー実施例の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment according to the present invention.
【図2】本発明にかかるー実施例の把持部A及び把持部
Bの温度と把持可能温度範囲の関係図。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the temperatures of the gripping portions A and B and the temperature range in which gripping is possible in the embodiment of the present invention.
【図3】本発明にかかるー実施例の温度情報から把持可
能か否かを判断するアルゴリズムを示す図。FIG. 3 is a diagram showing an algorithm for judging whether or not gripping is possible from temperature information according to the embodiment of the present invention.
【図4】本発明にかかる他の実施例の構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of another embodiment according to the present invention.
【図5】本発明にかかる他の実施例の構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of another embodiment according to the present invention.
【図6】本発明にかかるの把持装置及び対象物把持部の
概観図。FIG. 6 is a schematic view of a gripping device and an object gripping portion according to the present invention.
【図7】把持装置及び対象物把持部の許容温度範囲を設
定法を示す説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a method of setting an allowable temperature range of a gripping device and a target object gripping portion.
【図8】本発明を適用する把持装置の概要図。FIG. 8 is a schematic diagram of a gripping device to which the present invention is applied.
【図9】従来の許容温度範囲の設定を示す説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram showing setting of a conventional allowable temperature range.
10 把持装置 20 第1の把持手段 50 対象物 60 第2の把持手段 100 把持装置 110 本体 112 第1の温度センサ 120 ヒータ 130 プローブ 132 第2の温度センサ 150 制御部 152 制御装置 154 電源 166 第1の処理部 162 第2の処理部 180 ロボットアーム 200 把持装置 220 電気式サーマルルーバ 300 把持装置 320 発光装置 Reference Signs List 10 gripping device 20 first gripping means 50 target object 60 second gripping means 100 gripping device 110 main body 112 first temperature sensor 120 heater 130 probe 132 second temperature sensor 150 control unit 152 control device 154 power supply 166 first Processing unit 162 second processing unit 180 robot arm 200 gripping device 220 electric thermal louver 300 gripping device 320 light emitting device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25J 3/00 - 3/10 B25J 9/10 - 9/22 B25J 13/00 - 13/08 B25J 15/00 - 15/12 B25J 19/02 - 19/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B25J 3/00-3/10 B25J 9/10-9/22 B25J 13/00-13/08 B25J 15 / 00-15/12 B25J 19/02-19/06
Claims (4)
持装置であって、把持装置は対象物に装備される第2の
把持手段を把持する第1の把持手段と、第1の把持手段
の把持部の温度を測定する第1の温度センサと、第2の
把持手段の把持部の温度を測定する第2の温度センサ
と、温度制御手段と、把持部の温度情報に基づいて温度
制御手段を制御する制御装置とを備えてなる把持温度制
御機能を有する把持装置。1. A gripping device for gripping an object in a three-dimensional space, wherein the gripping device includes a first gripping device for gripping a second gripping device mounted on the object, and a first gripping device. A first temperature sensor for measuring the temperature of the gripper, a second temperature sensor for measuring the temperature of the gripper of the second gripper, a temperature controller, and a temperature controller based on the temperature information of the gripper. A gripping device having a gripping temperature control function, comprising:
の温度情報により温度制御手段を操作して把持部の温度
差が把持可能温度差以内となるように温度制御するアル
ゴリズムを備える請求項1記載の把持温度制御機能を備
える把持装置。2. The control device according to claim 1, further comprising:
Operating the temperature control means based on the temperature information of
Temperature control so that the difference is within the grippable temperature difference
Bei grip temperature control function according to claim 1, further comprising a Gorizumu
Obtain gripping device.
度情報により温度制御手段を操作して把持状態継続可能
温度差以内になるように温度制御するアルゴリズムを備
える請求項1記載の把持温度制御機能を有する把持装
置。3. The control device according to claim 1 , wherein the temperature of the grip portion in the grip state is controlled.
Operation of temperature control means based on degree information enables continuation of gripping state
The gripping device having a gripping temperature control function according to claim 1, further comprising an algorithm for controlling the temperature so as to be within the temperature difference .
継続温度差をこえたときは警告を発し、把持状態を解除
するアルゴリズムを備える請求項1記載の把持温度制御
機能を有する把持装置。4. The control device according to claim 1 , wherein the temperature difference of the grip portion is a grip state.
When the continuous temperature difference is exceeded, a warning is issued and the gripping state is released
The gripping device having a gripping temperature control function according to claim 1, further comprising an algorithm for performing the gripping temperature control.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01041094A JP3147637B2 (en) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | Gripping device with gripping temperature control function |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01041094A JP3147637B2 (en) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | Gripping device with gripping temperature control function |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH07214486A JPH07214486A (en) | 1995-08-15 |
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Family Applications (1)
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| Country | Link |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4955166B2 (en) * | 2001-09-25 | 2012-06-20 | Nec東芝スペースシステム株式会社 | Space telescope |
| WO2023188993A1 (en) * | 2022-03-28 | 2023-10-05 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Temperature control device and temperature control method |
-
1994
- 1994-02-01 JP JP01041094A patent/JP3147637B2/en not_active Expired - Fee Related
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