JP3147637B2 - 把持温度制御機能を有する把持装置 - Google Patents
把持温度制御機能を有する把持装置Info
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Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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］
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］
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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］
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］
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図１】本発明にかかるー実施例の構成図。
【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。
Ｂの温度と把持可能温度範囲の関係図。
【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。
能か否かを判断するアルゴリズムを示す図。
【図４】本発明にかかる他の実施例の構成図。
【図５】本発明にかかる他の実施例の構成図。
【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。
概観図。
【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。
定法を示す説明図。
【図８】本発明を適用する把持装置の概要図。
【図９】従来の許容温度範囲の設定を示す説明図。
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
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (4)
- 【請求項１】 ３次元空間において対象物を把持する把
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。 - 【請求項２】 制御装置は、把持操作に先立って把持部
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。 - 【請求項３】 制御装置は、把持状態にある把持部の温
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。 - 【請求項４】 制御装置は、把持部の温度差が把持状態
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01041094A JP3147637B2 (ja) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | 把持温度制御機能を有する把持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01041094A JP3147637B2 (ja) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | 把持温度制御機能を有する把持装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07214486A JPH07214486A (ja) | 1995-08-15 |
| JP3147637B2 true JP3147637B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=11749384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01041094A Expired - Fee Related JP3147637B2 (ja) | 1994-02-01 | 1994-02-01 | 把持温度制御機能を有する把持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3147637B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4955166B2 (ja) * | 2001-09-25 | 2012-06-20 | Ｎｅｃ東芝スペースシステム株式会社 | 宇宙望遠鏡 |
| WO2023188993A1 (ja) * | 2022-03-28 | 2023-10-05 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 温度制御装置及び温度制御方法 |
-
1994
- 1994-02-01 JP JP01041094A patent/JP3147637B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07214486A (ja) | 1995-08-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |