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JP2023070256A - Force detection device, force detection program, force detection method, and clothes processing device - Google Patents

Force detection device, force detection program, force detection method, and clothes processing device Download PDF

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JP2023070256A
JP2023070256A JP2021182310A JP2021182310A JP2023070256A JP 2023070256 A JP2023070256 A JP 2023070256A JP 2021182310 A JP2021182310 A JP 2021182310A JP 2021182310 A JP2021182310 A JP 2021182310A JP 2023070256 A JP2023070256 A JP 2023070256A
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憲司 難波
Kenji Namba
耕一 反田
Koichi Handa
和宏 王生
Kazuhiro Ikurumi
荘平 大賀
Sohei Oga
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Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Abstract

To improve the accuracy of detecting force.SOLUTION: A force detection device 40 includes: a movable portion that is placed by force applied from outside; a displacement sensor that detects a displacement amount of the movable portion; a relationship acquisition section 58 that acquires a relationship between the magnitude of the force applied from the outside and the displacement amount detected by the sensor on the basis of the displacement amount of the movable portion detected by the displacement sensor when quantitative force is applied from the outside; and a force calculation section 56 that calculates the magnitude of the force applied from the outside from the displacement amount of the movable portion detected by the displacement sensor on the basis of the relationship acquired by the relationship acquisition section 58.SELECTED DRAWING: Figure 14

Description

本開示は、力を検知するための力検知装置、力検知プログラム、力検知方法、及び力検知装置を利用可能な衣類処理装置に関する。 The present disclosure relates to a force sensing device for sensing force, a force sensing program, a force sensing method, and a clothing processing apparatus that can utilize the force sensing device.

弾性体の弾性変位を検知することにより力を検知する技術が利用されている。例えば、特許文献1には、被施療者を押圧する向きに突没自在に駆動される揉み玉に加わる体圧力を検知するために、揉み玉と揉み玉を駆動する駆動源との間に配設される伝達機構部に弾性体を設け、弾性体の弾性変位を検出することで体圧力を検知する技術が開示されている。 A technique for detecting force by detecting elastic displacement of an elastic body is used. For example, in Patent Document 1, in order to detect the body pressure applied to the massaging balls that are driven to push and retract in the direction of pressing the user, it is arranged between the massaging balls and a driving source that drives the massaging balls. A technique is disclosed in which body pressure is detected by providing an elastic body in a transmission mechanism provided and detecting elastic displacement of the elastic body.

特開2004-357944号公報JP 2004-357944 A

本発明者らは、特許文献1に記載された技術では、製造時のばらつきや、経年劣化や、環境変化などによって、力の検知精度が低下しうることを課題として認識し、本開示の技術に想到した。 The inventors of the present invention have recognized that the technology described in Patent Document 1 has a problem that the force detection accuracy may decrease due to variations in manufacturing, deterioration over time, environmental changes, etc., and the technology of the present disclosure. came to mind.

本開示は、力の検知精度を向上させるための技術を提供する。 The present disclosure provides techniques for improving force detection accuracy.

本開示の力検知装置は、外部から印加された力によって変位する可動物と、可動物の変位量を検知するセンサと、外部から定量的な力が印加されたときにセンサにより検知された可動物の変位量に基づいて、外部から印加された力の大きさとセンサにより検知される変位量との関係を取得する関係取得部と、関係取得部により取得された関係に基づいて、センサにより検知された可動物の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出する力算出部と、を備える。 The force detection device of the present disclosure includes a movable object that is displaced by an externally applied force, a sensor that detects the amount of displacement of the movable object, and a force detected by the sensor when a quantitative force is applied from the outside. A relationship acquisition unit that acquires the relationship between the magnitude of the externally applied force and the displacement detected by the sensor based on the amount of displacement of the animal, and detection by the sensor based on the relationship acquired by the relationship acquisition unit. and a force calculator that calculates the magnitude of the externally applied force from the displacement amount of the movable object.

本開示の力検知装置は、外部から印加された力によって変位する可動物と、可動物の変位量を検知するセンサと、外部から印加される力の大きさを検知する前に、検知する力の方向とは逆の方向の力を可動物に印加する予備動作制御部と、センサにより検知された可動物の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出する力算出部と、を備える。 The force detection device of the present disclosure includes a movable object that is displaced by an externally applied force, a sensor that detects the amount of displacement of the movable object, and a force that is detected before detecting the magnitude of the externally applied force. a preliminary motion control unit that applies a force in a direction opposite to the direction of to the movable object; a force calculation unit that calculates the magnitude of the externally applied force from the amount of displacement of the movable object detected by the sensor; Prepare.

本開示の力検知方法は、外部から定量的な力が印加されたときに、外部から印加された力によって変位する可動物の変位量を検知するセンサにより検知された可動物の変位量に基づいて、外部から印加された力の大きさとセンサにより検知される変位量との関係を取得するステップと、取得された関係に基づいて、センサにより検知された可動物の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出するステップと、を備える。 The force detection method of the present disclosure is based on the amount of displacement of a movable object detected by a sensor that detects the amount of displacement of a movable object that is displaced by an externally applied force when a quantitative force is applied from the outside. obtaining a relationship between the magnitude of an externally applied force and the amount of displacement detected by the sensor; and calculating the magnitude of the applied force.

本開示の力検知方法は、外部から印加される力の大きさを検知する前に、外部から印加された力によって変位する可動物に、検知する力の方向とは逆の方向の力を印加するステップと、可動物の変位量を検知するセンサにより検知された可動物の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出するステップと、を備える。 The force detection method of the present disclosure applies a force in a direction opposite to the direction of the force to be detected to the movable object that is displaced by the force applied from the outside before detecting the magnitude of the force applied from the outside. and calculating the magnitude of the externally applied force from the amount of displacement of the movable object detected by a sensor that detects the amount of displacement of the movable object.

本開示の衣類処理装置は、処理対象物を保持するための保持装置と、保持装置に力が印加されたときに変位する可動物と、保持装置に印加された力の大きさを検知する力検知装置と、を備える。力検知装置は、可動物の変位量を検知するセンサと、外部から定量的な力が印加されたときにセンサにより検知された可動物の変位量に基づいて、外部から印加された力の大きさとセンサにより検知される変位量との関係を取得する関係取得部と、関係取得部により取得された関係に基づいて、センサにより検知された可動物の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出する力算出部と、を備える。 The laundry processing apparatus of the present disclosure includes a holding device for holding an object to be processed, a movable object that is displaced when a force is applied to the holding device, and a force that detects the magnitude of the force applied to the holding device. and a sensing device. The force detection device includes a sensor that detects the amount of displacement of a movable object, and an amount of force applied from the outside based on the displacement amount of the movable object detected by the sensor when a quantitative force is applied from the outside. a relationship acquisition unit that acquires the relationship between the displacement amount detected by the sensor and the displacement amount of the movable object detected by the sensor based on the relationship acquired by the relationship acquisition unit; and a force calculation unit that calculates the magnitude.

本開示の衣類処理装置は、処理対象物を保持するための保持装置と、保持装置に力が印加されたときに変位する可動物と、保持装置に印加された力の大きさを検知する力検知装置と、を備える。力検知装置は、可動物の変位量を検知するセンサと、外部から印加される力の大きさを検知する前に、検知する力の方向とは逆の方向の力を可動物に印加する予備動作制御部と、センサにより検知された可動物の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出する力算出部と、を備える。 The laundry processing apparatus of the present disclosure includes a holding device for holding an object to be processed, a movable object that is displaced when a force is applied to the holding device, and a force that detects the magnitude of the force applied to the holding device. and a sensing device. The force detection device includes a sensor for detecting the amount of displacement of the movable object and a preliminary sensor for applying a force in the direction opposite to the direction of the force to be detected to the movable object before detecting the magnitude of the force applied from the outside. An operation control unit and a force calculation unit that calculates the magnitude of the externally applied force from the amount of displacement of the movable object detected by the sensor are provided.

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本開示の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described components and expressions of the present disclosure converted between methods, devices, systems, recording media, computer programs, etc. are also effective as aspects of the present disclosure.

本開示の技術によれば、力の検知精度を向上させることができる。 According to the technology of the present disclosure, it is possible to improve the force detection accuracy.

実施の形態1における衣類処理装置の斜視図1 is a perspective view of the clothes processing apparatus according to Embodiment 1 実施の形態1における衣類処理装置の正面概略構成図Schematic front configuration diagram of the clothes processing apparatus according to Embodiment 1 実施の形態1における衣類処理装置の側面概略構成図Schematic side view of the clothes processing apparatus according to Embodiment 1 実施の形態1に係る力検知装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a force detection device according to Embodiment 1 ウォームギヤの斜視図Worm gear perspective view 板ばねの正面図と側面図Front view and side view of leaf spring フランジと板ばねの接触部の概略水平断面図Schematic horizontal sectional view of contact area between flange and leaf spring 可動部が変位したときのフランジと板ばねの状態を概略的に示す図A diagram schematically showing the state of the flange and leaf spring when the movable part is displaced. 可動部が変位したときのフランジと板ばねの状態を概略的に示す図A diagram schematically showing the state of the flange and leaf spring when the movable part is displaced. 可動部が変位したときのフランジと板ばねの状態を概略的に示す図A diagram schematically showing the state of the flange and leaf spring when the movable part is displaced. 可動部の変位量と可動部に印加された外力との関係を示す図The figure which shows the relationship between the displacement amount of a movable part, and the external force applied to the movable part. 可動部の変位量と可動部に印加された外力との関係を模式的に示す図FIG. 4 is a diagram schematically showing the relationship between the amount of displacement of the movable portion and the external force applied to the movable portion; アーム部を回転させた状態を示す図Diagram showing the state in which the arm is rotated 予備動作の方法を示す図Diagram showing the method of preliminary operation 予備動作の方法を示す図Diagram showing the method of preliminary operation 予備動作を実施するための構成の例を示す図A diagram showing an example of a configuration for performing a preliminary operation 実施の形態1に係る力検知装置の機能構成図Functional configuration diagram of the force detection device according to the first embodiment 予備動作の方法を示す図Diagram showing the method of preliminary operation 予備動作の方法を示す図Diagram showing the method of preliminary operation

(本開示の基礎となった知見等)
本開示に係る衣類処理装置は、衣類などの処理対象物を保持する保持部を備える。保持部は、移動機構により移動を制御される。保持部により処理対象物を把持して引っ張っているときなどには、処理対象物にかかっている力を迅速かつ精確に検知して、保持部を適切に制御する必要がある。また、保持部を移動させているときに別の部品に接触した場合などには、保持部に印加された外力を迅速かつ精確に検知して、保持部や別の部品の異常を的確に検知する必要がある。
(Knowledge, etc. on which this disclosure is based)
A clothing processing apparatus according to the present disclosure includes a holding section that holds an object to be processed such as clothing. The movement of the holding part is controlled by a movement mechanism. When the object to be processed is being gripped and pulled by the holding part, it is necessary to detect the force acting on the object to be processed quickly and accurately and appropriately control the holding part. In addition, if the holder contacts another part while it is being moved, the external force applied to the holder is quickly and accurately detected, and an abnormality in the holder or another part is accurately detected. There is a need to.

このような課題を発明者らは発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。本開示に係る衣類処理装置及び力検知装置は、外部から印加された力によって変位する可動物と、可動物の変位量を検知するセンサと、外部から定量的な力が印加されたときにセンサにより検知された可動物の変位量に基づいて、外部から印加された力の大きさとセンサにより検知される変位量との関係を取得する関係取得部と、関係取得部により取得された関係に基づいて、センサにより検知された可動物の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出する力算出部と、を備える。また、本開示に係る衣類処理装置及び力検知装置は、外部から印加された力によって変位する可動物と、可動物の変位量を検知するセンサと、外部から印加される力の大きさを検知する前に、検知する力の方向とは逆の方向の力を可動物に印加する予備動作制御部と、センサにより検知された可動物の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出する力算出部と、を備える。これにより、力の検知精度を向上させることができる。 The inventors have discovered such a problem and have come to constitute the subject matter of the present disclosure in order to solve the problem. A clothes processing apparatus and a force detection apparatus according to the present disclosure include a movable object that is displaced by an externally applied force, a sensor that detects the amount of displacement of the movable object, and a sensor that detects when a quantitative force is applied from the outside. a relationship acquisition unit for acquiring the relationship between the magnitude of the externally applied force and the displacement amount detected by the sensor based on the displacement amount of the movable object detected by the relationship acquisition unit; and based on the relationship acquired by the relationship acquisition unit and a force calculator that calculates the magnitude of the externally applied force from the amount of displacement of the movable object detected by the sensor. Further, the clothes processing apparatus and the force detection apparatus according to the present disclosure include a movable object that is displaced by an externally applied force, a sensor that detects the amount of displacement of the movable object, and a sensor that detects the magnitude of the externally applied force. A pre-operation control unit that applies a force in the direction opposite to the direction of the force to be detected to the movable object, and a displacement amount of the movable object detected by the sensor is used to determine the magnitude of the externally applied force. and a force calculation unit for calculating. Thereby, the force detection accuracy can be improved.

以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, more detailed description than necessary may be omitted. For example, detailed descriptions of well-known matters or redundant descriptions of substantially the same configurations may be omitted.

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。 It should be noted that the accompanying drawings and the following description are provided to allow those skilled in the art to fully understand the present disclosure and are not intended to limit the claimed subject matter thereby.

(実施の形態1)
以下、図1~図15Bを用いて、実施の形態1を説明する。なお、衣類処理装置1の3方向について、前側正面から見て、左右の幅方向を矢印で示すX方向(左方向X1、右方向X2)、前後の奥行き方向を矢印で示すY方向(前方向Y1、後方向Y2)、上下の高さ方向を矢印で示すZ方向(上方向Z1、下方向Z2)として説明する。
(Embodiment 1)
Embodiment 1 will be described below with reference to FIGS. 1 to 15B. Regarding the three directions of the clothes processing apparatus 1, when viewed from the front, the left and right width directions are indicated by arrows in the X direction (left direction X1 and right direction X2), and the front and rear depth directions are indicated by arrows in the Y direction (forward direction). Y1, backward direction Y2), and vertical height directions are described as Z directions (upward direction Z1, downward direction Z2) indicated by arrows.

[1-1.構成]
[1-1-1.衣類処理装置の全体構成]
衣類処理装置1は、変形性薄物としての処理対象物Tを保持、認識、折り畳み、及び、収納する装置である。図1に示されるように、衣類処理装置1は、筐体100、及び、筐体100内に構成される、受入部200と、保持装置300と、作業板装置400と、撮像装置500と、支持部600と、収納装置700と、制御装置900と、を備える。なお、受入部200及びその上方の処理空間が1つの筐体に構成され、収納装置700などは別の筐体内に構成されて、それぞれの筐体が連結されて一体となるように構成されてもよい。
[1-1. composition]
[1-1-1. Overall configuration of clothes processing apparatus]
The clothes processing apparatus 1 is a device that holds, recognizes, folds, and stores an object T to be processed, which is a deformable thin object. As shown in FIG. 1, the clothes processing apparatus 1 includes a housing 100, and a receiving section 200, a holding device 300, a work plate device 400, an imaging device 500, and a housing 100. It includes a support section 600 , a storage device 700 and a control device 900 . In addition, the receiving unit 200 and the processing space above it are configured in one housing, and the storage device 700 and the like are configured in another housing, and the respective housings are connected to be integrated. good too.

処理対象物Tは、例えば、衣類及びタオル類などの布地、フィルム、紙ならびにシートなどに代表される変形性薄物である。その形状は、タオル類のように矩形であってもよいし、Tシャツやランニングシャツ、長袖シャツ、ズボンのような略矩形であってもよい。 The processing object T is a deformable thin object typified by, for example, fabrics such as clothes and towels, films, paper, sheets, and the like. The shape may be rectangular like towels, or substantially rectangular like T-shirts, running shirts, long-sleeved shirts, and trousers.

筐体100は、直方体の枠を形成するフレーム110と、直方体の所定の面に外郭120が設けられて構成される。フレーム110と外郭120とは、一体に形成されてもよい。 The housing 100 includes a frame 110 forming a rectangular parallelepiped frame and an outer shell 120 provided on a predetermined surface of the rectangular parallelepiped. The frame 110 and the shell 120 may be integrally formed.

受入部200は、処理対象物Tを外部から受け入れる収容部である。図1から図3に示されるように、受入部200は、上面が開口した箱型形状を有する。受入部200は、ユーザがアクセスし易いように、衣類処理装置1における底部に配設され、奥行き方向(Y方向)に出し入れ可能に配設される。例えば、受入部200は、下部にガイドレール210が設けられ、前方向Y1に引き出される。処理対象物Tは、引き出された受入部200に上方から入れられる。受入部200は、処理対象物Tが入れられると、ガイドレール210に沿って後方向Y2に戻され、筐体100内に収められる。 The receiving part 200 is a receiving part that receives the processing target T from the outside. As shown in FIGS. 1 to 3, the receiving portion 200 has a box-like shape with an open top. The receiving part 200 is arranged at the bottom of the clothes processing apparatus 1 so as to be easily accessible by the user, and is arranged so that it can be taken in and out in the depth direction (Y direction). For example, the receiving portion 200 is provided with a guide rail 210 at its lower portion and is pulled forward in the Y1 direction. The object to be processed T is put into the pulled-out receiving section 200 from above. The receiving part 200 is returned in the rearward direction Y2 along the guide rails 210 and housed in the housing 100 when the processing object T is put therein.

保持装置300は、処理対象物Tを処理するために、処理対象物Tを保持する装置である。保持装置300は、処理対象物Tを保持する保持部310と、保持部310を幅方向(X方向)、奥行き方向(Y方向)、高さ方向(Z方向)の3方向に移動させる移動機構320と、を含む。保持装置300は、複数設けられ、受入部200内に入れられた処理対象物Tを保持して持ち上げるとともに、処理対象物Tを一時的に載置できる作業板装置400と協働して、処理対象物Tを持ち替えながら展開及び折り畳みを行う。 The holding device 300 is a device that holds a processing object T in order to process the processing object T. As shown in FIG. The holding device 300 includes a holding section 310 that holds the processing target T, and a moving mechanism that moves the holding section 310 in three directions: width direction (X direction), depth direction (Y direction), and height direction (Z direction). 320 and. A plurality of holding devices 300 are provided, and hold and lift the processing object T placed in the receiving part 200, and cooperate with the work plate device 400 on which the processing object T can be placed temporarily to perform processing. Unfolding and folding are performed while changing the grip of the object T.

衣類処理装置1は、図1から図3に示されるように、保持装置300として2基の保持装置300A,300Bを備える。保持装置300Aは、保持部310として1つの保持部310Aを有し、保持部310Aを3方向に移動させる移動機構320Aを有する。保持装置300Bは、保持部310として2基の保持部310B,311Bを有し、保持部310B,311Bをそれぞれ3方向に移動させる移動機構320Bを有する。 As shown in FIGS. 1 to 3, the clothes processing apparatus 1 includes two holding devices 300A and 300B as holding devices 300. As shown in FIGS. The holding device 300A has one holding portion 310A as the holding portion 310, and a moving mechanism 320A for moving the holding portion 310A in three directions. The holding device 300B has two holding portions 310B and 311B as the holding portion 310, and a moving mechanism 320B for moving the holding portions 310B and 311B in three directions.

保持部310A,310B,311Bは、後述する作業板装置400の作業板410に対して、幅方向、奥行き方向、高さ方向にそれぞれ相対移動可能である。例えば、移動機構320A、320Bは、保持部310A,310B,311Bが作業板410の縁部に沿って一列に並ぶように位置させることができる。 The holding portions 310A, 310B, and 311B are relatively movable in the width direction, the depth direction, and the height direction with respect to a work plate 410 of a work plate device 400, which will be described later. For example, the moving mechanisms 320A, 320B can be positioned such that the retainers 310A, 310B, 311B are aligned along the edge of the working plate 410. FIG.

保持装置300A、300Bは、後述する制御装置900と有線又は無線により通信可能に接続される。そして、制御装置900により、保持部310A、310B,311B及び移動機構320A、320Bの動作が制御される。 The holding devices 300A and 300B are communicably connected to a control device 900, which will be described later, by wire or wirelessly. The controller 900 controls the operations of the holding units 310A, 310B, 311B and the moving mechanisms 320A, 320B.

保持装置300A,300Bに用いられる移動機構320A,320Bについて、保持装置300Aの移動機構320Aの構成を用いて説明する。保持装置300Bの移動機構320Bの構成は、保持部の数を除いて保持装置300Aの構成と基本的に同じである。よって、保持装置300Bは、保持装置300Aの符号中「A」を「B」に置き換えた符号を用いればよく、その説明を省略する。 Moving mechanisms 320A and 320B used in holding devices 300A and 300B will be described using the configuration of moving mechanism 320A of holding device 300A. The configuration of the moving mechanism 320B of the holding device 300B is basically the same as that of the holding device 300A except for the number of holding portions. Therefore, for the holding device 300B, the reference numeral "A" in the reference numeral for the holding device 300A is replaced with "B", and the description thereof is omitted.

移動機構320Aは、図2に示されるように、幅方向移動機構330Aと、高さ方向移動機構340Aと、奥行き方向移動機構350Aと、を備える。 The movement mechanism 320A, as shown in FIG. 2, includes a width direction movement mechanism 330A, a height direction movement mechanism 340A, and a depth direction movement mechanism 350A.

幅方向移動機構330Aは、保持部310Aを幅方向(X方向)に移動させる。幅方向移動機構330Aは、保持部310Aを移動させるための駆動力源となる幅方向駆動部332A、及び、移動のガイドとなるXガイド334Aを有する。詳細は図示しないが、幅方向駆動部332Aは、正転及び逆転が可能なモータであり、ピニオンギアを有する。Xガイド334Aは、幅方向駆動部332Aの動力がピニオンギアを介して伝達されるラックギア及びレールであり、その長手方向が幅方向に沿うように配置される。幅方向駆動部332Aは、通電により、Xガイド334Aに沿ってスライド移動する。幅方向駆動部332AがXガイド334Aに沿って幅方向に移動すると、幅方向駆動部332Aに固定された保持部310Aも幅方向に移動する。 The width direction moving mechanism 330A moves the holding portion 310A in the width direction (X direction). The width direction moving mechanism 330A has a width direction driving portion 332A that serves as a driving force source for moving the holding portion 310A, and an X guide 334A that serves as a movement guide. Although not shown in detail, the width direction driving section 332A is a motor capable of forward and reverse rotation and has a pinion gear. The X guide 334A is a rack gear and a rail to which the power of the width direction driving portion 332A is transmitted via a pinion gear, and is arranged such that its longitudinal direction is along the width direction. The width direction driving portion 332A slides along the X guide 334A when energized. When the width direction driving portion 332A moves in the width direction along the X guide 334A, the holding portion 310A fixed to the width direction driving portion 332A also moves in the width direction.

高さ方向移動機構340Aは、幅方向移動機構330Aとともに保持部310Aを高さ方向(Z方向)に移動させる。高さ方向移動機構340Aは、幅方向移動機構330Aを移動させるための駆動力源となる高さ方向駆動部342A、及び、移動のガイドとなるZガイド344Aを有する。高さ方向駆動部342Aは、正転及び逆転が可能なモータである。詳細は図示しないが、高さ方向駆動部342Aは、幅方向移動機構330Aの枠体の左端に固定され、右端へ駆動力を伝達する伝動シャフトを有する。左右2本のZガイド344Aは、ラック・アンド・ピニオンを含み、その長手方向が高さ方向に沿うようにして配置される。左右2本のZガイド344Aは、上端で連結され、アーチ型に構成される。高さ方向駆動部342Aへの通電により、幅方向移動機構330Aが高さ方向に沿って移動する。 The height direction moving mechanism 340A moves the holding portion 310A in the height direction (Z direction) together with the width direction moving mechanism 330A. The height direction moving mechanism 340A has a height direction driving portion 342A that serves as a driving force source for moving the width direction moving mechanism 330A, and a Z guide 344A that serves as a movement guide. The height direction drive unit 342A is a motor capable of forward and reverse rotation. Although not shown in detail, the height direction driving portion 342A has a transmission shaft that is fixed to the left end of the frame of the width direction movement mechanism 330A and transmits driving force to the right end. The two left and right Z guides 344A include a rack and pinion and are arranged such that their longitudinal direction extends along the height direction. The two left and right Z guides 344A are connected at their upper ends and configured in an arch shape. By energizing the height direction driving portion 342A, the width direction moving mechanism 330A moves along the height direction.

奥行き方向移動機構350Aは、保持装置300A全体(高さ方向移動機構340A、幅方向移動機構330A及び保持部310A)を奥行き方向(Y方向)に移動させる。奥行き方向移動機構350Aは、高さ方向移動機構340Aを移動させるための動力源となる奥行き方向駆動部352A、及び、移動のガイドとなる複数のYガイド354を有する。詳細は図示しないが、奥行き方向駆動部352Aは、正転及び逆転が可能なモータであり、ピニオンギアを有する。奥行き方向駆動部352Aは、高さ方向移動機構340Aの枠体上部の連結部左端に固定され、右端へ駆動力を伝達する伝動シャフトを有する。Yガイド354は、奥行き方向駆動部352Aの動力が伝達されるラックギア及びレールであり、その長手方向が奥行き方向に沿うようにして、左右のZガイド344Aそれぞれの上下端に配置される。 The depth direction moving mechanism 350A moves the entire holding device 300A (the height direction moving mechanism 340A, the width direction moving mechanism 330A and the holding section 310A) in the depth direction (Y direction). The depth direction moving mechanism 350A has a depth direction driving section 352A that serves as a power source for moving the height direction moving mechanism 340A, and a plurality of Y guides 354 that serve as movement guides. Although not shown in detail, the depth direction driving section 352A is a motor capable of forward and reverse rotation and has a pinion gear. The depth direction driving portion 352A is fixed to the left end of the connecting portion on the top of the frame of the height direction moving mechanism 340A, and has a transmission shaft that transmits driving force to the right end. The Y guides 354 are rack gears and rails to which the power of the depth direction driving portion 352A is transmitted, and are arranged at the upper and lower ends of the left and right Z guides 344A so that the longitudinal direction of the Y guides 354 extends along the depth direction.

Yガイド354への駆動力の伝達について、上部のYガイド354には、上述したように、奥行き方向駆動部352Aの動力が伝動シャフトで伝達される。そして、下部のYガイド354には、高さ方向移動機構340Aの枠体内に設けられるギアベルトを介して上部に設けられる伝動シャフトから駆動力が伝達される。奥行き方向駆動部352Aへの通電により、アーチ型の高さ方向移動機構340Aが奥行き方向に沿って平行に移動し、幅方向移動機構330A及び保持部310Aも同じく移動する。 Regarding transmission of driving force to the Y guide 354, the power of the depth direction driving portion 352A is transmitted to the upper Y guide 354 through the transmission shaft, as described above. Driving force is transmitted to the lower Y guide 354 from a transmission shaft provided in the upper portion via a gear belt provided in the frame body of the height direction movement mechanism 340A. By energizing the depth direction driving portion 352A, the arch-shaped height direction moving mechanism 340A moves parallel along the depth direction, and the width direction moving mechanism 330A and the holding portion 310A also move.

なお、本実施の形態において、2基の保持装置300A,300Bは、奥行き方向(Y方向)に移動するために上下左右4本のYガイド354を共用する。このため、常に保持装置300Aは保持装置300Bより後側に位置する。また、保持装置300Bにおいて、2つの保持部310B,311Bは幅方向(X方向)に移動するためにXガイド334Bを共用する。このため、常に保持部310Bは保持部311Bより左側に位置する。 In the present embodiment, the two holding devices 300A and 300B share four vertical and horizontal Y guides 354 in order to move in the depth direction (Y direction). Therefore, the holding device 300A is always located behind the holding device 300B. In addition, in the holding device 300B, the two holding portions 310B and 311B share the X guide 334B in order to move in the width direction (X direction). Therefore, the holding portion 310B is always located on the left side of the holding portion 311B.

本実施の形態では、移動機構としてラック&ピニオン式で、駆動部のモータも移動する構成としたが、これに限られない。例えば、ボールねじを利用し、モータは移動しない構成などでもよい。 In the present embodiment, the moving mechanism is of a rack and pinion type, and the motor of the drive unit is also moved, but the present invention is not limited to this. For example, a configuration in which a ball screw is used and the motor does not move may be used.

作業板装置400は、認識処理や折り畳み処理の際に処理対象物Tを載置する作業板410を回転及び移動させる装置である。作業板装置400は、移動機構320と同様の移動機構を備える。作業板410は、図2に示されるように、作業平面の角部を面取りされた略矩形の板材である。作業板410は、角部の角がないように形成されることにより、布類などの処理対象物Tが引っ掛かる不具合が抑制される。作業板410は、作業板410の長手方向、つまり、長辺の2つの縁部がそれぞれ回転軸と平行になるように回転軸に固定される。 The work plate device 400 is a device that rotates and moves a work plate 410 on which the processing object T is placed during recognition processing and folding processing. The work plate device 400 has a moving mechanism similar to the moving mechanism 320 . The working plate 410 is, as shown in FIG. 2, a substantially rectangular plate with chamfered corners on the working plane. Since the working plate 410 is formed so as to have no corners, it is possible to suppress the problem that the processing target T such as cloth is caught. The working plate 410 is fixed to the rotating shaft so that the longitudinal direction of the working plate 410, that is, the two edges of the long sides are parallel to the rotating shaft.

撮像装置500は、処理対象物Tを受け入れた後の掴み処理、認識処理及び折り畳み処理する際に、当該処理対象物Tの端点等を検出する装置である。図2及び図3に示されるように、撮像装置500は、第1撮像部510と、第2撮像部520と、第3撮像部530と、を含む。第1撮像部510及び第2撮像部520は、例えばデジタルスチルカメラが使用され、端点検出や、処理対象物Tの種類の判別などに使用される。第3撮像部530は、例えばステレオカメラが使用され、端点検出のための奥行き方向の距離や処理対象物Tの幅を測定するために使用される。いずれの撮像部も正面内壁側のフレームに設けられ、レンズの向きは後方向Y2である。 The imaging device 500 is a device that detects end points and the like of the processing target T when the processing target T is received and then subjected to gripping processing, recognition processing, and folding processing. As shown in FIGS. 2 and 3 , imaging device 500 includes first imaging section 510 , second imaging section 520 , and third imaging section 530 . For example, a digital still camera is used for the first imaging unit 510 and the second imaging unit 520, and used for end point detection, discrimination of the type of the processing object T, and the like. The third imaging unit 530 uses, for example, a stereo camera, and is used to measure the distance in the depth direction and the width of the processing object T for edge point detection. Both imaging units are provided on the frame on the front inner wall side, and the orientation of the lens is the rearward direction Y2.

支持部600は、処理対象物Tの折り畳みの際に、折り畳みラインを押さえておいたり、処理対象物Tの皺を伸ばしたりなど、処理対象物Tを支持する壁面である。例えば、支持部600は、作業板410の前方に設けられる正面側支持部610及び後方に設けられる背面側支持部620のうち少なくともいずれか一方を含む。 The support part 600 is a wall surface that supports the object T to be processed, such as holding down the folding line and smoothing wrinkles of the object T when the object T is folded. For example, the support part 600 includes at least one of a front side support part 610 provided in front of the working plate 410 and a rear side support part 620 provided in the rear thereof.

収納装置700は、処理された処理対象物Tを保持装置300から受け取って収納する。収納装置700は、図1及び図2に示されるように、複数の収納部710を備える。収納装置700は、処理対象物Tを受け取り各収納部710に格納する運搬部を含んでもよい。収納装置700は、受入部200及び保持装置300などが収納される処理空間の横に隣接して配設されており、処理空間と収納装置700とを合わせて、衣類処理装置1が構成される。 The storage device 700 receives and stores the processed processing object T from the holding device 300 . The storage device 700 includes a plurality of storage units 710, as shown in FIGS. Storage device 700 may include a transporter for receiving and storing workpieces T in respective storages 710 . The storage device 700 is arranged adjacent to the processing space in which the receiving part 200 and the holding device 300 are stored. .

制御装置900は、衣類処理装置1における各部の制御を統括する。制御装置900は、主として、ROM、RAM、演算装置、及び入出力インターフェイスから構成される。ROMには、オペレーティングシステム、衣類処理装置1の各部を制御するための制御プログラム、及び、制御プログラムの実行に必要なデータが格納されている。また、演算装置は、ROMに格納されている制御プログラムをRAMにロードしたり、ROMから直接実行したりするために設けられる。つまり、制御装置900は、演算装置が制御プログラムを実行することにより、衣類処理装置1を制御できる。そして、演算装置が処理したデータは、入出力インターフェイスを介して、衣類処理装置1の各部(保持装置300、作業板装置400等)へ送信される。演算装置の処理に必要なデータは、衣類処理装置1の各部(撮像装置500等)から入出力インターフェイスを介して受信される。 The control device 900 supervises the control of each section in the clothing processing apparatus 1 . The control device 900 is mainly composed of a ROM, a RAM, an arithmetic unit, and an input/output interface. The ROM stores an operating system, a control program for controlling each part of the clothes processing apparatus 1, and data necessary for executing the control program. Further, the arithmetic unit is provided for loading the control program stored in the ROM into the RAM or executing it directly from the ROM. In other words, the control device 900 can control the clothes processing device 1 by the execution of the control program by the arithmetic device. The data processed by the arithmetic device is transmitted to each part (holding device 300, work plate device 400, etc.) of the clothes processing apparatus 1 via the input/output interface. Data required for processing by the arithmetic unit is received from each unit (such as the imaging device 500) of the clothing processing apparatus 1 via an input/output interface.

[1-1-2.力検知装置の詳細]
上述した衣類処理装置1において、保持部310などに印加された力の大きさを検知する技術について説明する。
[1-1-2. Details of Force Detector]
A technique for detecting the magnitude of the force applied to the holding portion 310 or the like in the above-described clothes processing apparatus 1 will be described.

図4は、実施の形態1に係る力検知装置の構成を概略的に示す。保持部310は、処理対象物Tを把持するためのHand部315と、Hand部315の姿勢を制御するためのアーム部318とを備える。力検知装置40は、アーム部318を回転させるための姿勢軸に設けられ、保持部310に外力が加わったことを検知する。図4に示す例では、力検知装置40は、水平方向のX軸(Pitch軸)又はY軸(Yaw軸)の周りでアーム部318を回転させるための機構に設けられる。力検知装置40は、アーム部318を鉛直方向のZ軸(Roll軸)の周りで回転させるための機構に設けられてもよいし、保持部310を水平又は垂直に移動させるための駆動軸のウォーム減速機などに設けられてもよい。 FIG. 4 schematically shows the configuration of the force detection device according to the first embodiment. The holding section 310 includes a hand section 315 for gripping the processing target T and an arm section 318 for controlling the attitude of the hand section 315 . The force detection device 40 is provided on a posture axis for rotating the arm portion 318 and detects that an external force is applied to the holding portion 310 . In the example shown in FIG. 4, the force detection device 40 is provided in a mechanism for rotating the arm portion 318 around the horizontal X-axis (Pitch axis) or Y-axis (Yaw axis). The force detection device 40 may be provided in a mechanism for rotating the arm portion 318 around the vertical Z-axis (Roll axis), or may be provided in a drive shaft for moving the holding portion 310 horizontally or vertically. It may be provided in a worm speed reducer or the like.

ウォームギヤ41は、ウォーム42と、ウォームホイール43を含む。図5は、ウォームギヤ41の斜視図を示す。モータなどによりウォーム42を回転させると、ウォームホイール43の歯が送られて、ウォームホイール43が回転する。これにより、アーム部318及びHand部315が水平方向の軸の周りで回転する。 Worm gear 41 includes a worm 42 and a worm wheel 43 . 5 shows a perspective view of the worm gear 41. FIG. When the worm 42 is rotated by a motor or the like, the teeth of the worm wheel 43 are fed and the worm wheel 43 rotates. This causes the arm portion 318 and the hand portion 315 to rotate about the horizontal axis.

ウォーム42は、ねじ部の両外側のシャフトにおいて、2つの転がり軸受44により、回転軸の周りに回転可能に支持される。それぞれの転がり軸受44の外側に、フランジ46が設けられる。滑り軸受45は、ウォーム42、ウォームホイール43、転がり軸受44、及びフランジ46を、ウォーム42の回転軸に平行な方向に摺動可能に支持する。回転しているウォームホイール43に外力が印加されてウォームホイール43にトルクがかかると、ウォームホイール43が回転しにくくなり、その反力でウォーム42、転がり軸受44、及びフランジ46が滑り軸受45に対して一体的に摺動する。また、停止中のウォームホイール43に外力が印加されてウォームホイール43にトルクがかかると、ウォームホイール43がわずかに回転し、ウォーム42、転がり軸受44、及びフランジ46が滑り軸受45に対して一体的に摺動する。このように、保持部310に外力が印加されると、その外力がウォーム42、転がり軸受44、及びフランジ46を含む可動部に伝達される。 The worm 42 is rotatably supported about the axis of rotation by two rolling bearings 44 on the shafts on both outer sides of the threaded portion. A flange 46 is provided on the outside of each rolling bearing 44 . The sliding bearing 45 supports the worm 42 , the worm wheel 43 , the rolling bearing 44 and the flange 46 so as to be slidable in the direction parallel to the rotation axis of the worm 42 . When an external force is applied to the rotating worm wheel 43 and torque is applied to the worm wheel 43 , the worm wheel 43 becomes difficult to rotate, and the reaction force causes the worm 42 , the rolling bearing 44 and the flange 46 to move to the sliding bearing 45 . It slides integrally against the When an external force is applied to the stopped worm wheel 43 and torque is applied to the worm wheel 43 , the worm wheel 43 rotates slightly, and the worm 42 , the rolling bearing 44 and the flange 46 are integrated with the sliding bearing 45 . slides. Thus, when an external force is applied to holding portion 310 , the external force is transmitted to the movable portion including worm 42 , rolling bearing 44 and flange 46 .

力検知装置40は、板ばね47と、変位センサ48とを備える。板ばね47は、一体的に摺動するウォーム42、転がり軸受44、及びフランジ46を含む可動部に外力が印加されて可動部が変位するときに、変位を抑える方向に可動部を付勢する弾性体の一例である。板ばね47に代えて、円錐ばねなどが用いられてもよい。 The force sensing device 40 has a leaf spring 47 and a displacement sensor 48 . The plate spring 47 urges the movable portion in a direction to suppress the displacement when an external force is applied to the movable portion including the worm 42, the rolling bearing 44, and the flange 46 that slide integrally and the movable portion is displaced. It is an example of an elastic body. A conical spring or the like may be used instead of the leaf spring 47 .

変位センサ48は、可動部の変位量を検知する。本実施の形態では、変位センサ48は、ウォーム42のシャフトとの間の距離を検知する。変位センサ48により検知された可動部の変位量と、可動部を付勢する板ばね47のばね定数から、可動部に印加された外力の大きさを算出することができる。 A displacement sensor 48 detects the amount of displacement of the movable portion. In this embodiment, the displacement sensor 48 detects the distance between the worm 42 and the shaft. The magnitude of the external force applied to the movable portion can be calculated from the amount of displacement of the movable portion detected by the displacement sensor 48 and the spring constant of the leaf spring 47 that biases the movable portion.

図6は、板ばね47の正面図と側面図を示す。板ばね47は、取付孔49と、弱ばね部50と、強ばね部51と、接触部52を備える。弱ばね部50は、ばね定数が強ばね部51よりも小さくなるように構成される。強ばね部51は、ばね定数が弱ばね部50よりも大きくなるように構成される。すなわち、板ばね47は、剛性の異なる複数の部分を有する。接触部52は、可動部が変位したときにフランジ46と当接する。接触部52は、接触部52以外の部位がフランジ46と当接しないようにするために、フランジ46側に突出した形状を有する。本実施の形態では、1枚の板ばねに、ばね定数の異なる複数の部分を設けるので、製造コストを低減させることができる。また、変位方向に薄くすることができるので、サイズを低減させることができる。 6 shows a front view and a side view of the leaf spring 47. FIG. The leaf spring 47 includes a mounting hole 49 , a weak spring portion 50 , a strong spring portion 51 and a contact portion 52 . The weak spring portion 50 is configured to have a smaller spring constant than the strong spring portion 51 . The strong spring portion 51 is configured to have a spring constant greater than that of the weak spring portion 50 . That is, the leaf spring 47 has a plurality of portions with different rigidity. The contact portion 52 contacts the flange 46 when the movable portion is displaced. The contact portion 52 has a shape protruding toward the flange 46 so that the portion other than the contact portion 52 does not come into contact with the flange 46 . In the present embodiment, one leaf spring is provided with a plurality of portions having different spring constants, so the manufacturing cost can be reduced. Moreover, since it can be made thin in the displacement direction, the size can be reduced.

図7は、フランジ46と板ばね47の接触部52の水平断面を概略的に示す。図7は、可動部に外力が印加されていない状態を示す。フランジ46は、弱ばね部50が当接する部位53と弱ばね部50の接触部52との間の距離d1と、強ばね部51が当接する部位54と強ばね部51の接触部52との間の距離d2とが異なるように構成される。これにより、可動部が変位するときに、可動部を付勢する板ばね47の部分が変化して、板ばね47のばね定数が変化するように構成することができる。フランジ46は、可動部が変位したときに弱ばね部50の接触部52に当接する部位53と、強ばね部51の接触部52に当接する部位54とが段差を有するように構成される。これにより、弱ばね部50と強ばね部51に段差をつける必要がないので、製造コストやばらつきを抑えることができる。なお、可動部に外力が印加されていない状態であっても、弱ばね部50がフランジ46に当接するように構成されてもよい。これにより、フランジ46と板ばね47との間ががたつくのを抑えることができる。 FIG. 7 schematically shows a horizontal cross-section of the contact portion 52 between the flange 46 and the leaf spring 47 . FIG. 7 shows a state in which no external force is applied to the movable portion. The flange 46 has a distance d1 between a portion 53 with which the weak spring portion 50 abuts and the contact portion 52 of the weak spring portion 50, and a distance d1 between a portion 54 with which the strong spring portion 51 abuts and the contact portion 52 of the strong spring portion 51. are configured to be different from the distance d2 between them. Thereby, when the movable portion is displaced, the portion of the leaf spring 47 that biases the movable portion changes, and the spring constant of the leaf spring 47 can be changed. The flange 46 is configured such that a portion 53 that abuts the contact portion 52 of the weak spring portion 50 and a portion 54 that abuts the contact portion 52 of the strong spring portion 51 when the movable portion is displaced have a step. As a result, there is no need to provide a step between the weak spring portion 50 and the strong spring portion 51, so manufacturing costs and variations can be suppressed. Note that the weak spring portion 50 may be configured to contact the flange 46 even when no external force is applied to the movable portion. Thereby, rattling between the flange 46 and the plate spring 47 can be suppressed.

図8A、図8B、及び図8Cは、可動部が変位したときのフランジ46と板ばね47の状態を概略的に示す。図8Aに示すように、弱ばね部50も強ばね部51もフランジ46に当接していないときには、弱ばね部50も強ばね部51も可動部を付勢しない。距離d1が距離d2よりも短くなるようにフランジ46が構成されているので、図8Bに示すように、可動部の変位量が小さい範囲では、弱ばね部50のみが先にフランジ46に当接して可動部を付勢する。可動部の変位量が大きくなると、図8Cに示すように、弱ばね部50に加えて強ばね部51もフランジ46に当接し、弱ばね部50と強ばね部51の双方が可動部を付勢する。 8A, 8B, and 8C schematically show the state of the flange 46 and leaf spring 47 when the movable portion is displaced. As shown in FIG. 8A, when neither the weak spring portion 50 nor the strong spring portion 51 is in contact with the flange 46, neither the weak spring portion 50 nor the strong spring portion 51 biases the movable portion. Since the flange 46 is configured so that the distance d1 is shorter than the distance d2, as shown in FIG. 8B, only the weak spring portion 50 contacts the flange 46 first in the range where the displacement amount of the movable portion is small. to energize the moving part. When the amount of displacement of the movable portion increases, as shown in FIG. 8C, not only the weak spring portion 50 but also the strong spring portion 51 come into contact with the flange 46, and both the weak spring portion 50 and the strong spring portion 51 attach the movable portion. force.

図9は、可動部の変位量と可動部に印加された外力との関係を示す。可動部の変位量xがx1以下である範囲では、弱ばね部50のみがフランジ46に当接して可動部を付勢する。このとき、弱ばね部50のばね定数をk1とすると、可動部に印加された外力Fの大きさは、F=k1×xで表される。このように、外力がk1x1以下である範囲では、板ばね47のばね定数を小さくすることにより、検知の分解能を高めることができる。可動部の変位量xがx1以上である範囲では、弱ばね部50に加えて強ばね部51もフランジ46に当接して可動部を付勢する。このとき、弱ばね部50と強ばね部51の全体のはね定数をk2(≒k1+強ばね部51のばね定数)とすると、可動部に印加された外力Fの大きさは、F=k2×x+(k1-k2)x1で表される。このように、外力がk1x1以上である範囲では、板ばね47のばね定数を大きくすることにより、外力の検知範囲を広くすることができる。また、大きな外力が印加された場合でも、可動部を付勢して変位量を抑えることができるので、可動部を適切に保護することができるとともに、可動部が他の部品に接触して他の部品が損傷するのを抑えることができる。なお、別の例では、外力がk1x1以上である範囲では、強ばね部51のみがフランジ46に当接して可動部を付勢するように構成されてもよい。 FIG. 9 shows the relationship between the amount of displacement of the movable portion and the external force applied to the movable portion. In the range where the displacement amount x of the movable portion is x1 or less, only the weak spring portion 50 contacts the flange 46 and biases the movable portion. At this time, if the spring constant of the weak spring portion 50 is k1, the magnitude of the external force F applied to the movable portion is represented by F=k1×x. Thus, in the range where the external force is k1x1 or less, the detection resolution can be increased by reducing the spring constant of the leaf spring 47 . In the range where the displacement amount x of the movable portion is x1 or more, the strong spring portion 51 in addition to the weak spring portion 50 abuts against the flange 46 to bias the movable portion. At this time, if the overall spring constant of the weak spring portion 50 and the strong spring portion 51 is k2 (≈k1+spring constant of the strong spring portion 51), the magnitude of the external force F applied to the movable portion is F=k2 xx+(k1-k2)x1. As described above, the detection range of the external force can be widened by increasing the spring constant of the leaf spring 47 in the range where the external force is k1x1 or more. In addition, even when a large external force is applied, the movable part can be biased to suppress the amount of displacement. parts can be prevented from being damaged. In another example, only the strong spring portion 51 may contact the flange 46 to bias the movable portion within a range where the external force is k1x1 or more.

図10は、可動部の変位量と可動部に印加された外力との関係を模式的に示す。図9では、ヒステリシスがない理想的な場合の可動部の変位量と外力との関係を例示したが、実際には、図10において破線矢印で示すように、静止している可動部に外力が印加されても、可動部の静止摩擦力などに起因して、外力が所定値を超えるまでは可動部が変位しない。外力が所定値を超えると、図10において実線矢印で示すように、外力の増大に応じて変位量が増大するが、外力が減少すると、同様に、外力が所定値を下回るまでは可動部が変位しない。このように、可動部の変位量と外力との関係には、図10に示すようなヒステリシスが生じる。可動部の変位量と外力との関係は、可動部の表面状態の変化などに伴って変化しうるので、精確な力の大きさを検知することができなくなる可能性がある。 FIG. 10 schematically shows the relationship between the amount of displacement of the movable portion and the external force applied to the movable portion. FIG. 9 illustrates the relationship between the amount of displacement of the movable portion and the external force in an ideal case without hysteresis. Even if it is applied, due to the static frictional force of the movable part, etc., the movable part is not displaced until the external force exceeds a predetermined value. When the external force exceeds a predetermined value, the amount of displacement increases as the external force increases, as indicated by the solid arrow in FIG. No displacement. Thus, hysteresis as shown in FIG. 10 occurs in the relationship between the amount of displacement of the movable portion and the external force. Since the relationship between the amount of displacement of the movable portion and the external force can change with changes in the surface state of the movable portion, there is a possibility that the magnitude of the force cannot be detected accurately.

このような課題を解決するために、実施の形態1に係る力検知装置40では、可動部の変位量と外力との関係を随時取得して較正する。具体的には、力検知装置40は、外部から定量的な力が印加されたときに変位センサ48により検知された可動部の変位量に基づいて、外部から印加された力の大きさと変位センサ48により検知される変位量との関係を取得する。そして、取得された関係に基づいて、変位センサ48により検知された可動部の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出する。これにより、製造のばらつきや、構成部品の経年変化や、力検知装置40の周囲の環境の変化などの影響を抑え、可動部に印加される力をより精確に検知することができる。 In order to solve such a problem, the force detection device 40 according to Embodiment 1 acquires and calibrates the relationship between the displacement amount of the movable portion and the external force as needed. Specifically, the force detection device 40 detects the magnitude of the externally applied force and the displacement sensor based on the amount of displacement of the movable portion detected by the displacement sensor 48 when a quantitative force is applied from the outside. A relationship with the amount of displacement sensed by 48 is obtained. Then, based on the acquired relationship, the magnitude of the externally applied force is calculated from the displacement amount of the movable portion detected by the displacement sensor 48 . As a result, the effects of variations in manufacturing, aging of components, and changes in the environment around the force detection device 40 can be suppressed, and the force applied to the movable portion can be detected more accurately.

可動部の変位量と外力との関係を取得する際には、大きさを定量的に把握可能であり、検知範囲において可変な力を可動部に印加する必要がある。実施の形態1では、力検知装置40は、保持部310のアーム部318を回転させるための機構に設けられているが、保持部310の自重によりウォームホイール43に印加される力の大きさは、アーム部318を水平方向の軸の周りで回転させることにより変化し、アーム部318の角度と保持部310の自重から算出することが可能である。したがって、可動部の変位量と外力との関係を取得する際に、保持部310の自重を利用して可変な力を可動部に印加する。これにより、構成を追加することなく力検知装置40を較正することができるので、力検知装置40の部品数を抑えることができ、安価で小型な力検知装置40を実現することができる。 When acquiring the relationship between the amount of displacement of the movable part and the external force, it is necessary to be able to grasp the magnitude quantitatively and to apply a variable force to the movable part within the detection range. In Embodiment 1, force detection device 40 is provided in a mechanism for rotating arm portion 318 of holding portion 310, but the magnitude of the force applied to worm wheel 43 by the weight of holding portion 310 is , changes by rotating the arm portion 318 around the horizontal axis, and can be calculated from the angle of the arm portion 318 and the weight of the holding portion 310 . Therefore, when acquiring the relationship between the amount of displacement of the movable portion and the external force, the self weight of the holding portion 310 is used to apply a variable force to the movable portion. As a result, the force detection device 40 can be calibrated without adding a configuration, so the number of parts of the force detection device 40 can be suppressed, and the inexpensive and compact force detection device 40 can be realized.

図11は、アーム部318を回転させた状態を示す。保持部310の自重によりウォームホイール43に印加される力の大きさは、アーム部318を回転させることにより変化する。可動部に印加される力の大きさは、アーム部318の回転角から算出することができる。可動部に印加される力の大きさは、アーム部318を回転させるためのモータの電流値などから算出してもよい。実施の形態1では、水平方向の軸の周りで回転可能な保持部310を利用して可変な力を印加するが、鉛直方向以外の任意の角度の軸の周りで回転可能な回転物を利用して可変な力を印加してもよい。 FIG. 11 shows a state in which the arm portion 318 is rotated. The magnitude of the force applied to the worm wheel 43 by the weight of the holding portion 310 changes by rotating the arm portion 318 . The magnitude of the force applied to the movable portion can be calculated from the rotation angle of arm portion 318 . The magnitude of the force applied to the movable portion may be calculated from the current value of the motor for rotating the arm portion 318, or the like. In Embodiment 1, a variable force is applied using the holding part 310 rotatable around a horizontal axis, but a rotating object that can rotate around an axis at any angle other than the vertical direction is used. to apply a variable force.

保持部310の自重よりも大きな力を検知する場合は、保持部310のHand部315により既知の荷重を把持してから上記の較正を実施してもよい。これにより、保持部310の自重よりも大きな力を可動部に印加することができるので、より大きな力まで力検知装置40により精確に検知することができる。 When detecting a force greater than the self weight of the holding part 310, the above calibration may be performed after gripping a known load with the hand part 315 of the holding part 310. FIG. As a result, a force greater than the weight of the holding portion 310 can be applied to the movable portion, so even a greater force can be accurately detected by the force detection device 40 .

図10に示したように、可動部に外力が印加されても可動部が変位しない範囲(不感帯)では、外力を検知することができない。このような課題を解決するために、実施の形態1に係る力検知装置40では、可動物に印加される力の大きさを検知する前に、予備動作として、検知する力の方向とは逆の方向の力を可動物に印加する。 As shown in FIG. 10, the external force cannot be detected in a range (dead zone) in which the movable portion does not displace even when an external force is applied to the movable portion. In order to solve such a problem, in the force detection device 40 according to Embodiment 1, before detecting the magnitude of the force applied to the movable object, as a preliminary operation, the direction of the force to be detected is opposite to the direction of the force to be detected. A force in the direction of is applied to the movable object.

例えば、正方向の外力の大きさを検知する前に、図12Aに示すように、いったん負方向に外力を印加し、可動部を負方向に変位させた後、外力をゼロに戻して待機させる。このとき、外力がゼロになる前に不感帯を脱して可動部が正方向に変位するように、予め負方向に外力を印加しておく。これにより、検知対象となる外力が正方向に印加されたときに、不感帯を生じることなく、外力の大きさに応じて可動部を変位させることができるので、微小な外力も精確に検知することができる。また、負方向の外力の大きさを検知する前に、図12Bに示すように、いったん正方向に外力を印加し、可動部を正方向に変位させた後、外力のゼロに戻して待機させる。このとき、外力がゼロになる前に不感帯を脱して可動部が負方向に変位するように、予め正方向に外力を印加しておく。これにより、検知対象となる外力が負方向に印加されたときに、不感帯を生じることなく、外力の大きさに応じて可動部を変位させることができるので、微小な外力も精確に検知することができる。このように、実施の形態1の力検知装置40によれば、不感帯に依存することなく力を検知することができるので、構成部品の経年変化などの影響を受けにくくすることができる。 For example, before detecting the magnitude of the external force in the positive direction, as shown in FIG. 12A, an external force is once applied in the negative direction, the movable portion is displaced in the negative direction, and then the external force is returned to zero and waited. . At this time, an external force is applied in the negative direction in advance so that the movable portion escapes from the dead zone before the external force becomes zero and the movable portion is displaced in the positive direction. As a result, when the external force to be detected is applied in the positive direction, the movable portion can be displaced according to the magnitude of the external force without creating a dead zone, so even minute external forces can be accurately detected. can be done. Also, before detecting the magnitude of the external force in the negative direction, as shown in FIG. 12B, an external force is once applied in the positive direction, the movable portion is displaced in the positive direction, and then the external force is returned to zero and waited. . At this time, an external force is applied in advance in the positive direction so that the movable portion escapes from the dead zone before the external force becomes zero and the movable portion is displaced in the negative direction. As a result, when the external force to be detected is applied in the negative direction, the movable portion can be displaced according to the magnitude of the external force without creating a dead zone, so even minute external forces can be accurately detected. can be done. As described above, according to the force detection device 40 of the first embodiment, it is possible to detect force without depending on the dead zone, so that it is possible to reduce the influence of aging of components.

予備動作において、既知の荷重を利用して可変された力が可動物に印加されてもよい。例えば、力検知装置40を較正するときと同様に、アーム部318を回転させることにより可変された力が可動物に印加されてもよい。これにより、力検知装置40の部品数を抑えることができ、安価で小型な力検知装置40を実現することができる。不感帯の幅が大きい場合など、保持部310の自重よりも大きい力を印加する必要がある場合は、保持部310のHand部315により既知の荷重を把持してから逆方向の力を可動物に印加してもよい。これにより、保持部310の自重よりも大きな力を可動部に印加することができる。 In a preliminary motion, a variable force may be applied to the movable object using a known load. For example, a variable force may be applied to the movable object by rotating the arm portion 318, similar to when calibrating the force sensing device 40. FIG. As a result, the number of components of the force detection device 40 can be reduced, and the force detection device 40 can be inexpensive and small. When it is necessary to apply a force larger than the weight of the holding part 310, such as when the width of the dead zone is large, the hand part 315 of the holding part 310 holds a known load and then applies a force in the opposite direction to the movable object. may be applied. Thereby, a force greater than the weight of the holding part 310 can be applied to the movable part.

予備動作において、保持部310を回転させるためのウォームホイール43に設けられたトルクリミッターや、保持部310の回転を停止させるためのストッパーなどを利用して可変された力が可動部に印加されてもよい。例えば、図13に示すように、保持部310をストッパー65に押し当てることにより、逆方向の力を可動部に印加してもよい。保持部310をストッパー65に押し当てる速度を変更することにより、可動部に印加する力を変更してもよい。ウォームホイール43に設けられたトルクリミッターが作動するまで保持部310をストッパー65に押し当てることにより、予備動作のたびに一定の力を可動部に印加することができる。これにより、構成部品の自重を利用して可動部に力を印加することが困難であるような場合であっても、可動部に力を印加して予備動作を実施することができる。 In the preliminary operation, a variable force is applied to the movable part using a torque limiter provided on the worm wheel 43 for rotating the holding part 310, a stopper for stopping the rotation of the holding part 310, or the like. good too. For example, as shown in FIG. 13, by pressing the holding portion 310 against the stopper 65, a force in the opposite direction may be applied to the movable portion. The force applied to the movable portion may be changed by changing the speed at which the holding portion 310 is pressed against the stopper 65 . By pressing the holding part 310 against the stopper 65 until the torque limiter provided on the worm wheel 43 is activated, a constant force can be applied to the movable part in each preliminary operation. As a result, even if it is difficult to apply force to the movable portion using the weight of the constituent parts, it is possible to apply force to the movable portion to perform the preliminary operation.

図14は、実施の形態1に係る力検知装置40の機能構成を示す。力検知装置40のうち、保持部310などに印加された外力の大きさを算出するための構成は、制御装置900に備えられる。力検知装置40は、変位量取得部55、力算出部56、検知結果出力部57、関係取得部58、及び予備動作制御部59を備える。 FIG. 14 shows the functional configuration of the force detection device 40 according to the first embodiment. The control device 900 is provided with the configuration for calculating the magnitude of the external force applied to the holding portion 310 and the like in the force detection device 40 . The force detection device 40 includes a displacement amount acquisition section 55 , a force calculation section 56 , a detection result output section 57 , a relationship acquisition section 58 and a preliminary movement control section 59 .

変位量取得部55は、変位センサ48により検知された可動部の変位量を取得する。力算出部56は、可動部の変位量と外力との関係に基づいて、変位量取得部55により取得された可動部の変位量から外力の大きさを算出する。検知結果出力部57は、力算出部56により算出された外力の大きさを出力する。 The displacement amount acquisition unit 55 acquires the displacement amount of the movable portion detected by the displacement sensor 48 . The force calculator 56 calculates the magnitude of the external force from the displacement amount of the movable portion acquired by the displacement amount acquirer 55 based on the relationship between the displacement amount of the movable portion and the external force. A detection result output unit 57 outputs the magnitude of the external force calculated by the force calculation unit 56 .

関係取得部58は、外部から定量的な力が印加されたときに変位センサ48により検知された可動部の変位量に基づいて、外部から印加された力の大きさと変位センサ48により検知される変位量との関係を取得する。関係取得部58は、外力を検知するたびに可動部の変位量と外力との関係を取得してもよいし、所定期間ごとに、又は所定回数の検知ごとに可動部の変位量と外力との関係を取得してもよい。 The relationship acquisition unit 58 detects the magnitude of the externally applied force and the displacement sensor 48 based on the amount of displacement of the movable portion detected by the displacement sensor 48 when a quantitative force is applied from the outside. Get the relationship with the amount of displacement. The relationship acquisition unit 58 may acquire the relationship between the displacement amount of the movable portion and the external force each time the external force is detected, or may acquire the relationship between the displacement amount of the movable portion and the external force at predetermined intervals or at predetermined times of detection. You can get the relationship of

予備動作制御部59は、可動物に印加される力の大きさを検知する前に、予備動作として、検知する力の方向とは逆の方向の力を可動物に印加する。 Before detecting the magnitude of the force applied to the movable object, the preliminary operation control section 59 applies force to the movable object in a direction opposite to the direction of the force to be detected as a preliminary operation.

力検知装置40は、可動部の変位量と外力との関係の較正のみを実施してもよいし、予備動作のみを実施してもよい。前者の場合、力検知装置40は、予備動作制御部59を備えなくてもよい。後者の場合、力検知装置40は、関係取得部58を備えなくてもよい。更に、前者と後者を組み合わせてもよい。その場合、図15A及び図15Bに示すように、可動部の変位量と外力との関係の較正結果から、予備動作において不感帯を脱するために逆方向に印加することが必要な最低限の力の大きさを把握することができるので、必要以上の力を加えなくて済むという効果がある。また、予備動作において逆方向に加える力が小さ過ぎて不感帯を脱することができない事態を防ぐことができるという効果がある。 The force detection device 40 may perform only the calibration of the relationship between the displacement amount of the movable portion and the external force, or may perform only the preliminary operation. In the former case, the force detection device 40 does not have to include the preliminary motion controller 59 . In the latter case, the force detection device 40 does not have to include the relationship acquisition section 58 . Furthermore, the former and the latter may be combined. In that case, as shown in FIGS. 15A and 15B, the minimum force required to be applied in the opposite direction in order to get out of the dead zone in the preliminary operation from the calibration result of the relationship between the displacement amount of the movable portion and the external force Since the size can be grasped, there is an effect that it is not necessary to apply excessive force. In addition, it is possible to prevent a situation in which the force applied in the opposite direction in the preliminary operation is too small to get out of the dead zone.

[1-2.動作]
以上のように構成された衣類処理装置1について、以下その動作、作用を説明する。
[1-2. motion]
The operation and function of the clothes processing apparatus 1 configured as described above will be described below.

制御装置900は、保持部310を制御して、処理対象物Tの展開や折り畳みなどの処理を進める。力検知装置40は、保持部310にかかる外力を検知する。保持部310に外力がかかると、保持部310の移動機構に備えられたウォームホイール43にトルクがかかり、可動部が変位する。変位量取得部55は、変位センサ48により検知された可動部の変位量を取得する。力算出部56は、可動部の変位量と外力との関係に基づいて、変位量取得部55により取得された可動部の変位量から外力の大きさを算出する。検知結果出力部57は、力算出部56により算出された外力の大きさを出力する。関係取得部58は、必要に応じて、可動部の変位量と外力との関係を取得する。予備動作制御部59は、必要に応じて、予備動作を実施する。 The control device 900 controls the holding unit 310 to advance processing such as unfolding and folding of the processing target T. FIG. The force detection device 40 detects an external force applied to the holding portion 310 . When an external force is applied to the holding portion 310, torque is applied to the worm wheel 43 provided in the moving mechanism of the holding portion 310, displacing the movable portion. The displacement amount acquisition unit 55 acquires the displacement amount of the movable portion detected by the displacement sensor 48 . The force calculator 56 calculates the magnitude of the external force from the displacement amount of the movable portion acquired by the displacement amount acquirer 55 based on the relationship between the displacement amount of the movable portion and the external force. A detection result output unit 57 outputs the magnitude of the external force calculated by the force calculation unit 56 . The relationship acquiring unit 58 acquires the relationship between the displacement amount of the movable part and the external force as necessary. The preliminary operation control unit 59 performs preliminary operations as necessary.

制御装置900は、例えば、保持部310が処理対象物Tを把持してピンと張るような動作をするときの力を検知して力加減を制御したり、保持部310が動作中に他の構成などに接触したときの力を検知して異常が発生したと判断して保持部310を停止させたりする。これにより、処理対象物Tを引っ張り過ぎて処理対象物Tが伸びたり破れたりしてしまわないようにしたり、保持部310に異常な力が加わったりしないようにすることができる。 For example, the control device 900 detects the force when the holding unit 310 grips the processing object T and performs an operation such as holding the processing object T and controls the force adjustment, or controls other components while the holding unit 310 is in operation. For example, the force of contact is detected, and it is determined that an abnormality has occurred, and the holding portion 310 is stopped. As a result, it is possible to prevent the processing object T from being stretched or broken due to excessive pulling of the processing object T, and to prevent an abnormal force from being applied to the holding part 310 .

また、上述したように、停止中の保持部310に動作中の別の保持部310が接触するなどして外力が加わった場合にも、保持部310にかかる外力を検知することができるので、制御装置900は、停止中の保持部310からも異常の発生を検知することができる。 In addition, as described above, even when an external force is applied such as another holding portion 310 in operation coming into contact with the holding portion 310 in motion, the external force applied to the holding portion 310 can be detected. Control device 900 can also detect the occurrence of an abnormality from holding unit 310 that is stopped.

このように、力検知装置40は、ウォームホイール43に発生する力を検知する。これにより、衣類処理装置1は、処理対象物Tを破損したり、保持部310などの機構を壊したりしないよう、安全に動作することができる。 Thus, the force detection device 40 detects the force generated on the worm wheel 43 . As a result, the clothes processing apparatus 1 can operate safely without damaging the processing target T or breaking the mechanism such as the holding section 310 .

[1-3.効果等]
以上のように、本実施の形態において、力検知装置40は、外部から印加された力によって変位する可動部と、可動部の変位量を検知する変位センサ48と、外部から定量的な力が印加されたときに変位センサ48により検知された可動部の変位量に基づいて、外部から印加された力の大きさとセンサにより検知される変位量との関係を取得する関係取得部58と、関係取得部58により取得された関係に基づいて、変位センサ48により検知された可動部の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出する力算出部56と、を備える。これにより、製造のばらつきや、構成部品の経年変化や、力検知装置40の周囲の環境の変化などの影響を抑え、可動部に印加される力をより精確に検知することができる。
[1-3. effects, etc.]
As described above, in the present embodiment, the force detection device 40 includes a movable portion that is displaced by an externally applied force, a displacement sensor 48 that detects the amount of displacement of the movable portion, and an external quantitative force. a relationship acquiring unit 58 that acquires the relationship between the magnitude of the externally applied force and the amount of displacement detected by the sensor based on the amount of displacement of the movable portion detected by the displacement sensor 48 when the force is applied; A force calculation unit 56 that calculates the magnitude of the externally applied force from the displacement amount of the movable portion detected by the displacement sensor 48 based on the relationship acquired by the acquisition unit 58 . As a result, the effects of variations in manufacturing, aging of components, and changes in the environment around the force detection device 40 can be suppressed, and the force applied to the movable portion can be detected more accurately.

また、本実施の形態において、定量的な力として、既知の荷重を利用して可変された力が可動部に伝達される。これにより、可動部に印加される力をより精確に検知することができる。 Further, in the present embodiment, as a quantitative force, a force that is varied using a known load is transmitted to the movable portion. Thereby, the force applied to the movable portion can be detected more accurately.

また、本実施の形態において、鉛直方向以外の方向の軸を中心に回転可能な既知の荷重を回転させることにより可変された力が可動部に伝達される。これにより、構成を追加することなく力検知装置40を較正することができるので、力検知装置40の部品数を抑えることができ、安価で小型な力検知装置40を実現することができる。 In addition, in the present embodiment, a force that is varied by rotating a known load that is rotatable around an axis in a direction other than the vertical direction is transmitted to the movable portion. As a result, the force detection device 40 can be calibrated without adding a configuration, so the number of parts of the force detection device 40 can be suppressed, and the inexpensive and compact force detection device 40 can be realized.

また、本実施の形態において、既知の荷重を可動部又は可動部に力を伝達可能な構成に保持させることにより可変された力が可動部に伝達される。これにより、より大きな力の範囲まで力検知装置40を較正することができるので、可動部に印加される力をより精確に検知することができる。 Further, in the present embodiment, a variable force is transmitted to the movable portion by holding a known load in a structure capable of transmitting force to the movable portion or the movable portion. As a result, the force detection device 40 can be calibrated to a larger force range, so that the force applied to the movable portion can be detected more accurately.

また、本実施の形態において、力検知装置40は、外部から印加された力によって変位する可動部と、可動部の変位量を検知する変位センサ48と、外部から印加される力の大きさを検知する前に、検知する力の方向とは逆の方向の力を可動部に印加する予備動作制御部59と、変位センサ48により検知された可動部の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出する力算出部56と、を備える。これにより、外力が印加されたときに、不感帯によらず、外力の大きさに応じて可動部を変位させることができるので、可動部に印加される力をより精確に検知することができる。 Further, in the present embodiment, the force detection device 40 includes a movable portion that is displaced by an externally applied force, a displacement sensor 48 that detects the amount of displacement of the movable portion, and a sensor that detects the magnitude of the externally applied force. Before detection, the externally applied force is determined from the displacement amount of the movable portion detected by the preliminary operation control unit 59 and the displacement sensor 48, which applies a force in the direction opposite to the direction of the force to be detected to the movable portion. and a force calculation unit 56 that calculates the magnitude of Accordingly, when an external force is applied, the movable portion can be displaced according to the magnitude of the external force without depending on the dead zone, so the force applied to the movable portion can be detected more accurately.

また、本実施の形態において、逆の方向の力として、既知の荷重を利用して可変された力が可動部に伝達される。これにより、可動部に印加される力をより精確に検知することができる。 Further, in this embodiment, as the force in the opposite direction, a force that is varied using a known load is transmitted to the movable portion. Thereby, the force applied to the movable portion can be detected more accurately.

また、本実施の形態において、鉛直方向以外の方向の軸を中心に回転可能な既知の荷重を回転させることにより可変された力が可動部に伝達される。これにより、構成を追加することなく力検知装置40を較正することができるので、力検知装置40の部品数を抑えることができ、安価で小型な力検知装置40を実現することができる。 In addition, in the present embodiment, a force that is varied by rotating a known load that is rotatable around an axis in a direction other than the vertical direction is transmitted to the movable portion. As a result, the force detection device 40 can be calibrated without adding a configuration, so the number of parts of the force detection device 40 can be suppressed, and the inexpensive and compact force detection device 40 can be realized.

また、本実施の形態において、既知の荷重を可動部又は可動部に力を伝達可能な構成に保持させることにより可変された力が可動部に伝達される。これにより、保持部310の自重よりも大きな力を可動部に印加して予備動作を実施することができる。 Further, in the present embodiment, a variable force is transmitted to the movable portion by holding a known load in a structure capable of transmitting force to the movable portion or the movable portion. As a result, it is possible to apply a force larger than the self weight of the holding part 310 to the movable part to perform the preliminary operation.

また、本実施の形態において、可動部は、回転物を回転させるための機構を含み、回転物が回転されているときに回転物に設けられたトルクリミッターを作動させることにより一定の力が可動部に伝達される。これにより、構成部品の自重を利用して可動部に力を印加することが困難であるような場合であっても、可動部に力を印加して予備動作を実施することができる。 In addition, in the present embodiment, the movable part includes a mechanism for rotating the rotating object, and when the rotating object is rotated, a certain force is movable by operating a torque limiter provided on the rotating object. is communicated to the department. As a result, even if it is difficult to apply force to the movable portion using the weight of the constituent parts, it is possible to apply force to the movable portion to perform the preliminary operation.

また、本実施の形態において、可動部は、回転物を回転させるための機構を含み、回転物が回転されているときに回転物の回転を停止させるストッパー65を働かせることにより力が可動部に伝達される。これにより、構成部品の自重を利用して可動部に力を印加することが困難であるような場合であっても、可動部に力を印加して予備動作を実施することができる。 Further, in the present embodiment, the movable part includes a mechanism for rotating the rotating object, and when the rotating object is being rotated, a force is applied to the movable part by activating the stopper 65 that stops the rotation of the rotating object. transmitted. As a result, even if it is difficult to apply force to the movable portion using the weight of the constituent parts, it is possible to apply force to the movable portion to perform the preliminary operation.

また、本実施の形態において、力検知プログラムは、コンピュータを、外部から定量的な力が印加されたときに、外部から印加された力によって変位する可動部の変位量を検知するセンサにより検知された可動部の変位量に基づいて、外部から印加された力の大きさとセンサにより検知される変位量との関係を取得する関係取得部と、関係取得部により取得された関係に基づいて、センサにより検知された可動部の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出する力算出部と、として機能させる。これにより、製造のばらつきや、構成部品の経年変化や、力検知装置40の周囲の環境の変化などの影響を抑え、可動部に印加される力をより精確に検知することができる。 Further, in the present embodiment, the force detection program causes the computer to detect, when a quantitative force is applied from the outside, a displacement amount of a movable portion that is displaced by the force applied from the outside. a relationship acquisition unit that acquires the relationship between the magnitude of the externally applied force and the displacement amount detected by the sensor based on the displacement amount of the movable unit; and a force calculation unit that calculates the magnitude of the externally applied force from the amount of displacement of the movable portion detected by . As a result, the effects of variations in manufacturing, aging of components, and changes in the environment around the force detection device 40 can be suppressed, and the force applied to the movable portion can be detected more accurately.

また、本実施の形態において、力検知プログラムは、コンピュータを、外部から印加される力の大きさを検知する前に、外部から印加された力によって変位する可動部に、検知する力の方向とは逆の方向の力を印加する予備動作制御部59と、可動部の変位量を検知する変位センサ48により検知された可動部の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出する力算出部56と、として機能させる。これにより、外力が印加されたときに、不感帯によらず、外力の大きさに応じて可動部を変位させることができるので、可動部に印加される力をより精確に検知することができる。 Further, in the present embodiment, the force detection program causes the computer, before detecting the magnitude of the force applied from the outside, to detect the direction of the force to be detected and the direction of the force to be detected. calculates the magnitude of the externally applied force from the amount of displacement of the movable portion detected by the preliminary operation controller 59 that applies force in the opposite direction and the displacement sensor 48 that detects the amount of displacement of the movable portion. It functions as the force calculation unit 56 . Accordingly, when an external force is applied, the movable portion can be displaced according to the magnitude of the external force without depending on the dead zone, so the force applied to the movable portion can be detected more accurately.

また、本実施の形態において、力検知方法は、外部から定量的な力が印加されたときに、外部から印加された力によって変位する可動部の変位量を検知する変位センサ48により検知された可動部の変位量に基づいて、外部から印加された力の大きさと変位センサ48により検知される変位量との関係を取得するステップと、取得された関係に基づいて、変位センサ48により検知された可動部の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出するステップと、を備える。これにより、製造のばらつきや、構成部品の経年変化や、力検知装置40の周囲の環境の変化などの影響を抑え、可動部に印加される力をより精確に検知することができる。 Further, in the present embodiment, the force detection method is such that when a quantitative force is applied from the outside, the displacement sensor 48 detects the amount of displacement of the movable portion that is displaced by the force applied from the outside. acquiring a relationship between the magnitude of the externally applied force and the displacement detected by the displacement sensor 48 based on the displacement of the movable portion; and calculating the magnitude of the externally applied force from the displacement amount of the movable portion. As a result, the effects of variations in manufacturing, aging of components, and changes in the environment around the force detection device 40 can be suppressed, and the force applied to the movable portion can be detected more accurately.

また、本実施の形態において、外部から印加される力の大きさを検知する前に、外部から印加された力によって変位する可動部に、検知する力の方向とは逆の方向の力を印加するステップと、可動部の変位量を検知する変位センサ48により検知された可動部の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出するステップと、を備える。これにより、外力が印加されたときに、不感帯によらず、外力の大きさに応じて可動部を変位させることができるので、可動部に印加される力をより精確に検知することができる。 Further, in the present embodiment, before the magnitude of the externally applied force is detected, a force in the direction opposite to the direction of the force to be detected is applied to the movable portion that is displaced by the externally applied force. and calculating the magnitude of the externally applied force from the amount of displacement of the movable portion detected by a displacement sensor 48 that detects the amount of displacement of the movable portion. Accordingly, when an external force is applied, the movable portion can be displaced according to the magnitude of the external force without depending on the dead zone, so the force applied to the movable portion can be detected more accurately.

また、本実施の形態において、衣類処理装置1は、処理対象物Tを保持するための保持部310と、保持部310に力が印加されたときに変位する可動部と、保持部310に印加された力の大きさを検知する力検知装置40と、を備え、力検知装置40は、可動部の変位量を検知する変位センサ48と、外部から定量的な力が印加されたときに変位センサ48により検知された可動部の変位量に基づいて、外部から印加された力の大きさと変位センサ48により検知される変位量との関係を取得する関係取得部58と、関係取得部58により取得された関係に基づいて、変位センサ48により検知された可動部の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出する力算出部56と、を備える。これにより、製造のばらつきや、構成部品の経年変化や、力検知装置40の周囲の環境の変化などの影響を抑え、可動部に印加される力をより精確に検知することができる。 Further, in the present embodiment, the laundry processing apparatus 1 includes the holding portion 310 for holding the processing target T, the movable portion that is displaced when a force is applied to the holding portion 310, and the force applied to the holding portion 310. and a force detection device 40 for detecting the magnitude of the applied force. The force detection device 40 includes a displacement sensor 48 for detecting the amount of displacement of the movable portion, and a displacement when a quantitative force is applied from the outside. a relationship acquiring unit 58 that acquires the relationship between the magnitude of the externally applied force and the displacement amount detected by the displacement sensor 48 based on the displacement amount of the movable portion detected by the sensor 48; A force calculator 56 that calculates the magnitude of the externally applied force from the displacement amount of the movable portion detected by the displacement sensor 48 based on the acquired relationship. As a result, the effects of variations in manufacturing, aging of components, and changes in the environment around the force detection device 40 can be suppressed, and the force applied to the movable portion can be detected more accurately.

また、本実施の形態において、衣類処理装置1は、処理対象物Tを保持するための保持部310と、保持部310に力が印加されたときに変位する可動部と、保持部310に印加された力の大きさを検知する力検知装置40と、を備え、力検知装置40は、可動部の変位量を検知する変位センサ48と、外部から印加される力の大きさを検知する前に、検知する力の方向とは逆の方向の力を可動部に印加する予備動作制御部59と、変位センサ48により検知された可動部の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出する力算出部56と、を備える。これにより、外力が印加されたときに、不感帯によらず、外力の大きさに応じて可動部を変位させることができるので、可動部に印加される力をより精確に検知することができる。 Further, in the present embodiment, the laundry processing apparatus 1 includes the holding portion 310 for holding the processing target T, the movable portion that is displaced when a force is applied to the holding portion 310, and the force applied to the holding portion 310. and a force detection device 40 for detecting the magnitude of the applied force. Secondly, the magnitude of the externally applied force is determined from the amount of displacement of the movable portion detected by the preliminary operation control portion 59 and the displacement sensor 48, which applies a force in the direction opposite to the direction of the force to be detected. and a force calculation unit 56 that calculates . Accordingly, when an external force is applied, the movable portion can be displaced according to the magnitude of the external force without depending on the dead zone, so the force applied to the movable portion can be detected more accurately.

以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態1で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。 As described above, Embodiment 1 has been described as an example of the technology disclosed in the present application. However, the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to embodiments with modifications, replacements, additions, omissions, and the like. Also, it is possible to combine the constituent elements described in the first embodiment to form a new embodiment.

例えば、実施の形態1の技術は、任意の可動物に印加される力を検知するために利用可能である。 For example, the technique of Embodiment 1 can be used to detect force applied to any movable object.

なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。 Note that the above-described embodiment is for illustrating the technology in the present disclosure, and various changes, replacements, additions, omissions, etc. can be made within the scope of the claims or equivalents thereof.

本開示は、力を検知する力検知装置に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present disclosure is applicable to force sensing devices that sense force.

1 衣類処理装置
T 処理対象物
40 力検知装置
41 ウォームギヤ
42 ウォーム
43 ウォームホイール
44 転がり軸受
45 滑り軸受
46フランジ
47 板ばね
48 変位センサ
49 取付孔
50 弱ばね部
51 強ばね部
52 接触部
53 部位
54 部位
55 変位量取得部
56 力算出部
57 検知結果出力部
58 関係取得部
59 予備動作制御部
65 ストッパー
100 筐体
110 フレーム
120 外郭
200 受入部
210 ガイドレール
300、300A、300B 保持装置
310、310A、310B、311B 保持部
320、320A、320B 移動機構
330、330A、330B 幅方向移動機構
332A、332B 幅方向駆動部
334A、334B Xガイド
340A、340B 高さ方向移動機構
342A、342B 高さ方向駆動部
344A、344B Zガイド
350A、350B 奥行き方向移動機構
352A、352B 奥行き方向駆動部
354A、354B Yガイド
400 作業板装置
410 作業板
500 撮像装置
510 第1撮像部
520 第2撮像部
530 第3撮像部
600 支持部
610 正面側支持部
620 背面側支持部
700 収納装置
710 収納部
900 制御装置
X1 左方向
X2 右方向
Y1 前方向
Y2 後方向
Z1 上方向
Z2 下方向
Reference Signs List 1 clothes processing device T object to be processed 40 force detection device 41 worm gear 42 worm 43 worm wheel 44 rolling bearing 45 slide bearing 46 flange 47 leaf spring 48 displacement sensor 49 mounting hole 50 weak spring portion 51 strong spring portion 52 contact portion 53 portion 54 Part 55 Displacement amount acquisition unit 56 Force calculation unit 57 Detection result output unit 58 Relationship acquisition unit 59 Preliminary operation control unit 65 Stopper 100 Housing 110 Frame 120 Outer shell 200 Receiving unit 210 Guide rail 300, 300A, 300B Holding device 310, 310A, 310B, 311B Holding parts 320, 320A, 320B Moving mechanisms 330, 330A, 330B Width direction moving mechanisms 332A, 332B Width direction driving parts 334A, 334B X guides 340A, 340B Height direction moving mechanisms 342A, 342B Height direction driving part 344A , 344B Z guide 350A, 350B Depth direction moving mechanism 352A, 352B Depth direction driving unit 354A, 354B Y guide 400 Work plate device 410 Work plate 500 Imaging device 510 First imaging unit 520 Second imaging unit 530 Third imaging unit 600 Support Part 610 Front side support part 620 Back side support part 700 Storage device 710 Storage part 900 Control device X1 Left direction X2 Right direction Y1 Forward direction Y2 Rear direction Z1 Upward direction Z2 Downward direction

Claims (16)

外部から印加された力によって変位する可動物と、
前記可動物の変位量を検知するセンサと、
外部から定量的な力が印加されたときに前記センサにより検知された前記可動物の変位量に基づいて、外部から印加された力の大きさと前記センサにより検知される変位量との関係を取得する関係取得部と、
前記関係取得部により取得された関係に基づいて、前記センサにより検知された前記可動物の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出する力算出部と、
を備える
力検知装置。
a movable object that is displaced by an externally applied force;
a sensor that detects the amount of displacement of the movable object;
Acquiring the relationship between the magnitude of the externally applied force and the amount of displacement detected by the sensor based on the amount of displacement of the movable object detected by the sensor when a quantitative force is applied from the outside. a relationship acquisition unit that
a force calculation unit that calculates the magnitude of an externally applied force from the amount of displacement of the movable object detected by the sensor, based on the relationship acquired by the relationship acquisition unit;
A force sensing device comprising:
前記定量的な力として、既知の荷重を利用して可変された力が前記可動物に伝達される
請求項1に記載の力検知装置。
2. The force detection device according to claim 1, wherein the quantitative force is a force that is varied using a known load and is transmitted to the movable object.
鉛直方向以外の方向の軸を中心に回転可能な既知の荷重を回転させることにより可変された力が前記可動物に伝達される
請求項2に記載の力検知装置。
3. A force sensing device according to claim 2, wherein a variable force is transmitted to said movable object by rotating a known rotatable load about an axis in a direction other than vertical.
既知の荷重を前記可動物又は前記可動物に力を伝達可能な構成に保持させることにより可変された力が前記可動物に伝達される
請求項2に記載の力検知装置。
3. The force sensing device according to claim 2, wherein a variable force is transmitted to said movable object by holding a known load in said movable object or a configuration capable of transmitting force to said movable object.
外部から印加された力によって変位する可動物と、
前記可動物の変位量を検知するセンサと、
外部から印加される力の大きさを検知する前に、検知する力の方向とは逆の方向の力を前記可動物に印加する予備動作制御部と、
前記センサにより検知された前記可動物の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出する力算出部と、
を備える
力検知装置。
a movable object that is displaced by an externally applied force;
a sensor that detects the amount of displacement of the movable object;
a preliminary operation control unit that applies a force in a direction opposite to the direction of the force to be detected to the movable object before detecting the magnitude of the force applied from the outside;
a force calculation unit that calculates the magnitude of an externally applied force from the amount of displacement of the movable object detected by the sensor;
A force sensing device comprising:
前記逆の方向の力として、既知の荷重を利用して可変された力が前記可動物に伝達される
請求項5に記載の力検知装置。
6. The force detection device according to claim 5, wherein a force that is varied using a known load is transmitted to the movable object as the force in the opposite direction.
鉛直方向以外の方向の軸を中心に回転可能な既知の荷重を回転させることにより可変された力が前記可動物に伝達される
請求項6に記載の力検知装置。
7. A force sensing device according to claim 6, wherein a variable force is transmitted to said movable object by rotating a known rotatable load about an axis in a direction other than vertical.
既知の荷重を前記可動物又は前記可動物に力を伝達可能な構成に保持させることにより可変された力が前記可動物に伝達される
請求項6に記載の力検知装置。
7. The force sensing device according to claim 6, wherein a variable force is transmitted to said movable object by holding a known load in said movable object or in a configuration capable of transmitting force to said movable object.
前記可動物は、回転物を回転させるための機構を含み、
前記回転物が回転されているときに前記回転物に設けられたトルクリミッターを作動させることにより一定の力が前記可動物に伝達される
請求項5に記載の力検知装置。
The movable object includes a mechanism for rotating the rotating object,
6. A force detection device according to claim 5, wherein a constant force is transmitted to said movable object by operating a torque limiter provided on said rotating object while said rotating object is being rotated.
前記可動物は、回転物を回転させるための機構を含み、
前記回転物が回転されているときに前記回転物の回転を停止させる機構を働かせることにより力が前記可動物に伝達される
請求項5に記載の力検知装置。
The movable object includes a mechanism for rotating the rotating object,
6. A force detection device according to claim 5, wherein force is transmitted to said movable object by operating a mechanism for stopping rotation of said rotating object while said rotating object is being rotated.
コンピュータを、
外部から定量的な力が印加されたときに、外部から印加された力によって変位する可動物の変位量を検知するセンサにより検知された前記可動物の変位量に基づいて、外部から印加された力の大きさと前記センサにより検知される変位量との関係を取得する関係取得部と、
前記関係取得部により取得された関係に基づいて、前記センサにより検知された前記可動物の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出する力算出部と、
として機能させるための力検知プログラム。
the computer,
When a quantitative force is applied from the outside, the amount of displacement of the movable object that is displaced by the externally applied force is detected by a sensor that detects the amount of displacement of the movable object. a relationship acquisition unit that acquires the relationship between the magnitude of the force and the amount of displacement detected by the sensor;
a force calculation unit that calculates the magnitude of an externally applied force from the amount of displacement of the movable object detected by the sensor, based on the relationship acquired by the relationship acquisition unit;
Force detection program to function as
コンピュータを、
外部から印加される力の大きさを検知する前に、外部から印加された力によって変位する可動物に、検知する力の方向とは逆の方向の力を印加する予備動作制御部と、
前記可動物の変位量を検知するセンサにより検知された前記可動物の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出する力算出部と、
として機能させるための力検知プログラム。
the computer,
a preliminary operation control unit that applies a force in a direction opposite to the direction of the force to be detected to the movable object that is displaced by the force applied from the outside before the magnitude of the force applied from the outside is detected;
a force calculation unit that calculates the magnitude of an externally applied force from the amount of displacement of the movable object detected by a sensor that detects the amount of displacement of the movable object;
Force detection program to function as
外部から定量的な力が印加されたときに、外部から印加された力によって変位する可動物の変位量を検知するセンサにより検知された前記可動物の変位量に基づいて、外部から印加された力の大きさと前記センサにより検知される変位量との関係を取得するステップと、
取得された関係に基づいて、前記センサにより検知された前記可動物の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出するステップと、
を備える
力検知方法。
When a quantitative force is applied from the outside, the amount of displacement of the movable object that is displaced by the externally applied force is detected by a sensor that detects the amount of displacement of the movable object. obtaining a relationship between the magnitude of the force and the amount of displacement detected by the sensor;
calculating the magnitude of the externally applied force from the amount of displacement of the movable object detected by the sensor, based on the obtained relationship;
A force sensing method comprising:
外部から印加される力の大きさを検知する前に、外部から印加された力によって変位する可動物に、検知する力の方向とは逆の方向の力を印加するステップと、
前記可動物の変位量を検知するセンサにより検知された前記可動物の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出するステップと、
を備える
力検知方法。
applying a force in a direction opposite to the direction of the force to be detected to the movable object that is displaced by the force applied from the outside before detecting the magnitude of the force applied from the outside;
calculating the magnitude of the externally applied force from the amount of displacement of the movable object detected by a sensor that detects the amount of displacement of the movable object;
A force sensing method comprising:
処理対象物を保持するための保持装置と、
前記保持装置に力が印加されたときに変位する可動物と、
前記保持装置に印加された力の大きさを検知する力検知装置と、
を備え、
前記力検知装置は、
前記可動物の変位量を検知するセンサと、
外部から定量的な力が印加されたときに前記センサにより検知された前記可動物の変位量に基づいて、外部から印加された力の大きさと前記センサにより検知される変位量との関係を取得する関係取得部と、
前記関係取得部により取得された関係に基づいて、前記センサにより検知された前記可動物の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出する力算出部と、
を備える
衣類処理装置。
a holding device for holding an object to be processed;
a movable object that is displaced when a force is applied to the holding device;
a force sensing device that senses the magnitude of the force applied to the holding device;
with
The force sensing device is
a sensor that detects the amount of displacement of the movable object;
Acquiring the relationship between the magnitude of the externally applied force and the amount of displacement detected by the sensor based on the amount of displacement of the movable object detected by the sensor when a quantitative force is applied from the outside. a relationship acquisition unit that
a force calculation unit that calculates the magnitude of an externally applied force from the amount of displacement of the movable object detected by the sensor, based on the relationship acquired by the relationship acquisition unit;
A clothes processing apparatus comprising:
処理対象物を保持するための保持装置と、
前記保持装置に力が印加されたときに変位する可動物と、
前記保持装置に印加された力の大きさを検知する力検知装置と、
を備え、
前記力検知装置は、
前記可動物の変位量を検知するセンサと、
外部から印加される力の大きさを検知する前に、検知する力の方向とは逆の方向の力を前記可動物に印加する予備動作制御部と、
前記センサにより検知された前記可動物の変位量から、外部から印加された力の大きさを算出する力算出部と、
を備える
衣類処理装置。
a holding device for holding an object to be processed;
a movable object that is displaced when a force is applied to the holding device;
a force sensing device that senses the magnitude of the force applied to the holding device;
with
The force sensing device is
a sensor that detects the amount of displacement of the movable object;
a preliminary operation control unit that applies a force in a direction opposite to the direction of the force to be detected to the movable object before detecting the magnitude of the force applied from the outside;
a force calculation unit that calculates the magnitude of an externally applied force from the amount of displacement of the movable object detected by the sensor;
A clothes processing apparatus comprising:
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