JPH0637284Y2 - Motor rotation position detector - Google Patents
Motor rotation position detectorInfo
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- JPH0637284Y2 JPH0637284Y2 JP4404488U JP4404488U JPH0637284Y2 JP H0637284 Y2 JPH0637284 Y2 JP H0637284Y2 JP 4404488 U JP4404488 U JP 4404488U JP 4404488 U JP4404488 U JP 4404488U JP H0637284 Y2 JPH0637284 Y2 JP H0637284Y2
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- rotation
- rotor
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は減速機を介さずに駆動対象を直接駆動するダイ
レクト・ドライブ・モータ(以下、DDモータとする)の
絶対回転位置を検出する装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial field of application] The present invention is a device for detecting the absolute rotational position of a direct drive motor (hereinafter referred to as DD motor) that directly drives an object to be driven without passing through a speed reducer. It is about.
[従来の技術] 従来のDDモータとしては、例えば第4図に示すアウタロ
ータ型のものがあった。[Prior Art] As a conventional DD motor, for example, there is an outer rotor type shown in FIG.
このモータは、a部分に駆動対象を固着し、b部分の位
置は固定し、この状態で駆動対象に回転動力を与える。In this motor, the driven object is fixed to the portion a and the position of the portion b is fixed, and in this state, rotational power is applied to the driven object.
このモータに組込まれている回転角度センサとしての光
学式ロータリーエンコーダは、例えばモータが1回転し
たときに16万〜100万個のパルスを発生する高分解能の
ものであるが、パルスの増分を計測してモータの回転角
度を検出するインクリメンタル型であるため、1回転の
基準位置となる基準原点が必要になる。An optical rotary encoder as a rotation angle sensor incorporated in this motor is a high resolution one that generates 160,000 to 1,000,000 pulses when the motor makes one revolution, but measures the increment of the pulse. Since it is an incremental type that detects the rotation angle of the motor, a reference origin that is a reference position for one rotation is required.
この基準原点としては、機械式や光学式のリミットスイ
ッチが用いられ、ロボットへの電源投入時に、モータを
所定の方向に回転させ、前述のリミットスイッチで基準
原点を粗精度で検出した後にモータからの原点パルスが
発生した位置を正確な基準位置とすることが行なわれて
いる。この原点パルスは、エンコーダの符号板に、増分
位置出力とは別に設けられたスリットを用いて出力され
るもので、モータが、1回転すると60〜100個出力す
る。A mechanical or optical limit switch is used as the reference origin, and when the robot is powered on, the motor is rotated in a predetermined direction, and the limit origin is detected by the limit switch described above with coarse accuracy, and then the The position where the origin pulse is generated is used as an accurate reference position. This origin pulse is output to the code plate of the encoder by using a slit provided separately from the incremental position output. When the motor makes one rotation, 60 to 100 pulses are output.
このような位置検出装置を用いたモータをロボットへ応
用する場合、特に多関節型のロボットアームへの応用で
は、ロボットの電源をオンにしたときに、基準原点を検
出するまでモータを回そうとするとロボットアームが障
害物に当たってしまって原点検出動作をできないものが
ある。このため、多関節型ロボットアーム用の回転検出
装置としては、ロボットに電源を入れるとすぐにモータ
の絶対回転位置を検出できるものが望ましい。When a motor using such a position detection device is applied to a robot, particularly in the case of an articulated robot arm, when the power of the robot is turned on, the motor is rotated until the reference origin is detected. Then, the robot arm may hit an obstacle to perform the origin detection operation. Therefore, it is desirable that the rotation detecting device for the articulated robot arm be capable of detecting the absolute rotation position of the motor as soon as the robot is powered on.
このような要求に応えるために、第5図に示すように、
アウタロータ型DDモータのロータ1の外周面に歯車2を
固着し、小型ポテンショメータ3の回転軸に歯車2との
噛み合う小型の歯車4を取付け、ポテンショメータ3に
よりロータ1の絶対回転位置を検出するものが考えられ
る。In order to meet such demands, as shown in FIG.
In the outer rotor type DD motor, a gear 2 is fixed to the outer peripheral surface of the rotor 1, a small gear 4 meshing with the gear 2 is attached to the rotary shaft of a small potentiometer 3, and the absolute rotational position of the rotor 1 is detected by the potentiometer 3. Conceivable.
[考案が解決しようとする課題] しかし、この装置では、歯車2と4のギア比から、ロー
タ1の回転数に比較してポテンショメータ3は多く回転
するため、ポテンショメータが高価であり、また高速回
転ですぐ摩耗してしまうという問題点があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in this device, the potentiometer 3 rotates more than the rotation speed of the rotor 1 due to the gear ratio of the gears 2 and 4, so the potentiometer is expensive and the high-speed rotation is possible. There was a problem that it would wear out quickly.
摩耗を防止するために歯車4の歯数を多くすると歯車4
の径が大きくなって装置が大型化する。If the number of teeth of the gear 4 is increased to prevent wear, the gear 4
The diameter becomes larger and the device becomes larger.
本考案は上述した問題点を同時に解決したものであり、
モータの絶対回転位置を、構成を大がかりにすることな
く検出できるモータの回転位置検出装置を実現すること
を目的とする。The present invention solves the above problems at the same time,
An object of the present invention is to realize a motor rotation position detection device that can detect the absolute rotation position of a motor without making the structure large.
[課題を解決するための手段] 本考案は、 アウタロータ型のダイレクト・ドライブ・モータのロー
タ周面に固着されたリング歯車と、 このリング歯車と噛み合い、転位量を相違させることに
よって歯数を異ならせている2枚の同心歯車と、 ロータの回転による前記2枚の同心歯車の回転角度の差
をもとに前記ロータの絶対回転位置を検出する回転検出
手段、 を具備したモータの回転位置検出装置である。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a ring gear fixed to the rotor circumferential surface of an outer rotor type direct drive motor and a ring gear that meshes with the ring gear and changes the amount of dislocations so that the number of teeth is different. Rotational position detection of a motor comprising two concentric gears and a rotation detection means for detecting an absolute rotational position of the rotor based on a difference in rotation angle between the two concentric gears caused by rotation of the rotor. It is a device.
[実施例] 以下、図面を用いて本考案を説明する。[Embodiment] The present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本考案にかかるモータの回転位置検出装置の一
実施例の構成概略図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a motor rotational position detecting device according to the present invention.
図で、10はアウタロータ型のDDモータである。DDモータ
10で、11はロータ、12はステータ、13はロータ11の外周
面に篏合されたリング歯車である。なお、リング歯車13
はロータ11の外周面に切られたものであってもよい。In the figure, 10 is an outer rotor type DD motor. DD motor
Reference numeral 10 denotes a rotor, 12 denotes a stator, and 13 denotes a ring gear that is fitted on the outer peripheral surface of the rotor 11. The ring gear 13
May be cut on the outer peripheral surface of the rotor 11.
20はリング歯車13と噛み合う歯車を有するポテンショメ
ータである。第2図はこのポテンショメータの拡大構成
図である。Reference numeral 20 is a potentiometer having a gear that meshes with the ring gear 13. FIG. 2 is an enlarged configuration diagram of this potentiometer.
第2図で、21はリング歯車13と噛み合っていてポテンシ
ョメータの回転軸22に固定された歯車、23はリング歯車
13と噛み合っていてブッシュ24によりポテンショメータ
の本体25に固定された歯車である。In FIG. 2, 21 is a gear that meshes with the ring gear 13 and is fixed to the rotary shaft 22 of the potentiometer, and 23 is a ring gear.
A gear that meshes with 13 and is fixed to the main body 25 of the potentiometer by a bush 24.
歯車21と23は外径が等しく同時にリング歯車13と噛み合
うが、転位量を相違させることにより、歯数が異なって
いる。The gears 21 and 23 have the same outer diameter and mesh with the ring gear 13 at the same time, but the number of teeth is different by changing the dislocation amount.
次に、このような装置の動作を説明する。Next, the operation of such a device will be described.
歯車13,21,23の歯数をそれぞれN0,N1,N2とする。The numbers of teeth of gears 13, 21, and 23 are N 0 , N 1 , and N 2 , respectively.
ロータ11が1回転すると、歯車21と23の回転数はそれぞ
れN0/N1とN0/N2になる。これによって、ポテンショメ
ータ20は相対的に 回転する。例えばN0=100,N1=20,N2=21であると、ポ
テンショメータの相対的回転数は0.238回になる。従っ
て、ポテンショメータとしては、単回転で小型でしかも
安価なものでよい。また、回転速度もN0より小さいた
め、接触式ポテンショメータでも摩耗が少ない。When the rotor 11 makes one revolution, the rotation speeds of the gears 21 and 23 become N 0 / N 1 and N 0 / N 2 , respectively. This allows the potentiometer 20 to Rotate. For example, if N 0 = 100, N 1 = 20, N 2 = 21, the relative rotation number of the potentiometer becomes 0.238. Therefore, the potentiometer may be a single rotation, small size, and inexpensive. Further, since the rotation speed is also lower than N 0 , even the contact type potentiometer is less worn.
第3図は本考案にかかる装置の他の実施例の拡大構成図
である。FIG. 3 is an enlarged block diagram of another embodiment of the device according to the present invention.
第3図のうち(a)図は縦断面図、(b)図は要部の平
面図である。3 (a) is a longitudinal sectional view, and FIG. 3 (b) is a plan view of a main part.
これらの図で、31と32はリング歯車13と噛み合っている
歯車、33と34は歯車31と32の内側に組込まれた偏光板、
35は固定部に固定された軸、36と37は歯車31と32を軸35
に回転可能に取付ける軸受である。歯車31と32は第1図
の実施例と同様に、外径は等しいが、転位量を相違させ
ることによって歯数が異なっている。In these figures, 31 and 32 are gears meshing with the ring gear 13, 33 and 34 are polarizing plates incorporated inside the gears 31 and 32,
35 is the shaft fixed to the fixed part, 36 and 37 are the gears 31 and 32
It is a bearing that is rotatably attached to. The gears 31 and 32 have the same outer diameter as in the embodiment of FIG. 1, but differ in the number of teeth by changing the amount of dislocation.
38は光源、39は光源38の光を偏光板33と34に収束するレ
ンズ、40は偏光板33と34を通過した光を検出する受光素
子である。Reference numeral 38 is a light source, 39 is a lens that converges the light of the light source 38 onto the polarizing plates 33 and 34, and 40 is a light receiving element that detects the light that has passed through the polarizing plates 33 and 34.
このような装置で、絶対回転位置が0°のところで偏光
板33と34の偏光面の方向を一致させておく。In such a device, the polarization planes of the polarizing plates 33 and 34 are aligned at the absolute rotation position of 0 °.
この状態から、リング歯車13が所定の角度だけ回転した
ときの歯車31と32の回転角度をそれぞれθ1とθ2とする
と、2枚の偏光板33と34を通過した光量Iは、 I=cos(θ1−θ2) になる。従って、 θ1−θ2=cos-1I 隣り、Iを測定すれば、θ1−θ2すなわちロータ11の回
転角が求まる。From this state, when the rotation angles of the gears 31 and 32 when the ring gear 13 rotates by a predetermined angle are θ 1 and θ 2 , respectively, the light quantity I that has passed through the two polarizing plates 33 and 34 is I = It becomes cos (θ 1 −θ 2 ). Therefore, if θ 1 −θ 2 = cos −1 I is adjacent and I is measured, θ 1 −θ 2, that is, the rotation angle of the rotor 11 can be obtained.
第1図のようなポテンショメータを用いた検出装置で
は、ポテンショメータが回転して検出信号取出ケーブル
を振り回すが、第3図の装置では受光素子40は固定され
ているため、そのようなことがない特長がある。In the detection device using the potentiometer as shown in FIG. 1, the potentiometer rotates and swings the detection signal output cable, but in the device of FIG. 3, the light receiving element 40 is fixed, which is not the case. There is.
[効果] 本考案によれば、次の効果が得られる。[Effect] According to the present invention, the following effects can be obtained.
回転部分が多いアウタロータ型モータを利用して、ロ
ータに歯車1個を固着し、この歯車と噛み合う2枚の同
心歯車を追加するだけの簡単な構成でモータの絶対回転
位置を検出できる。By using an outer rotor type motor having many rotating parts, one gear is fixed to the rotor, and the absolute rotational position of the motor can be detected by a simple configuration in which two concentric gears that mesh with the gear are added.
第1図の実施例では、ポテンショメータの軸が回転す
るが、本体も回転する。これによって、ポテンショメー
タの実質的回転角度が小さくなる。これによって、単回
転の小型ポテンショメータと径の小さい同心歯車を用い
ることができ、構成を小型化できるとともに、ポテンシ
ョメータの回転速度の制約も緩和できる。In the embodiment of FIG. 1, the potentiometer shaft rotates, but the body also rotates. This reduces the effective rotation angle of the potentiometer. As a result, a single-rotation small potentiometer and a concentric gear having a small diameter can be used, the configuration can be downsized, and the restriction on the rotational speed of the potentiometer can be relaxed.
第3図の実施例では、2枚の回転角度の差を光学的に
検出しているため、非接触化が図られる。これによっ
て、2枚の歯車の角度差を検出する受光素子の位置が固
定され、検出信号取出線を振り回すことがない。In the embodiment shown in FIG. 3, since the difference between the two rotation angles is optically detected, it is possible to achieve non-contact. As a result, the position of the light receiving element that detects the angular difference between the two gears is fixed, and the detection signal output line is not swung.
第1図は本考案にかかるモータの回転位置検出装置の一
実施例の概略構成図、第2図は第1図の装置の拡大構成
図、第3図は本考案にかかるモータの回転位置検出装置
の他の実施例の要部構成図、第4図はダイレクト・ドラ
イブ・モータの構成例を示した図、第5図は従来におけ
るモータの回転位置検出装置の構成例を示した図であ
る。 10…DDモータ、11…ロータ、12…ステータ、13…リング
歯車、20…ポテンショメータ、21,23…歯車、22…回転
軸、25…本体、31,32…歯車、33,34…偏光板、35…固定
軸、36,37…軸受、38…光源、40…受光素子。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a motor rotation position detecting device according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged configuration diagram of the device of FIG. 1, and FIG. 3 is a motor rotation position detecting device according to the present invention. FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a main part of another embodiment of the device, FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a direct drive motor, and FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a conventional motor rotation position detecting device. . 10 ... DD motor, 11 ... Rotor, 12 ... Stator, 13 ... Ring gear, 20 ... Potentiometer, 21,23 ... Gear, 22 ... Rotating shaft, 25 ... Main body, 31,32 ... Gear, 33, 34 ... Polarizing plate, 35 ... fixed shaft, 36,37 ... bearing, 38 ... light source, 40 ... light receiving element.
Claims (1)
モータのロータ周面に固着されたリング歯車と、 このリング歯車と噛み合い、転位量を相違させることに
よって歯数を異ならせている2枚の同心歯車と、 ロータの回転による前記2枚の同心歯車の回転角度の差
をもとに前記ロータの絶対回転位置を検出する回転検出
手段、 を具備したモータの回転位置検出装置。1. An outer rotor type direct drive
A ring gear fixed to the rotor peripheral surface of the motor, two concentric gears that mesh with the ring gear and have different numbers of teeth by changing the dislocation amount, and the two concentric gears by rotation of the rotor. A rotation position detection device for a motor, comprising rotation detection means for detecting the absolute rotation position of the rotor based on the difference in the rotation angle of the motor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4404488U JPH0637284Y2 (en) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Motor rotation position detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4404488U JPH0637284Y2 (en) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Motor rotation position detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01146112U JPH01146112U (en) | 1989-10-09 |
| JPH0637284Y2 true JPH0637284Y2 (en) | 1994-09-28 |
Family
ID=31270421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4404488U Expired - Lifetime JPH0637284Y2 (en) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Motor rotation position detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0637284Y2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5093610A (en) * | 1990-02-12 | 1992-03-03 | Abb Robotics Inc. | Apparatus for absolute position measurement |
| JP2024134424A (en) * | 2023-03-20 | 2024-10-03 | 住友重機械工業株式会社 | Rotating device |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP4404488U patent/JPH0637284Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01146112U (en) | 1989-10-09 |
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