CN108696178A - 压电驱动装置、电子部件输送装置、机器人、投影仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能使两构件以稳定的姿态相对移动的压电驱动装置、电子部件输送装置、机器人、投影仪。压电驱动装置其特征在于,具备第一构件、第二构件、相对于上述第一构件在第一方向上引导上述第二构件的引导机构、以及使上述第二构件相对于上述第一构件在上述第一方向上移动的压电致动器,上述引导机构具有第一轨道和相对于上述第一轨道在与上述第一方向正交的第二方向上分开配置的第二轨道,当从与上述第一方向和上述第二方向双方正交的第三方向观察时,上述压电致动器配置在上述第一轨道或其沿着上述第一方向的延长线与上述第二轨道或其沿着上述第一方向的延长线之间。
Description
技术领域
本发明涉及压电驱动装置、电子部件输送装置、机器人、投影仪以及打印机。
背景技术
以往,作为使用了通过压电元件使振动体振动来驱动被驱动构件的压电致动器的压电驱动装置,例如已知专利文献1中记载的台架那样的装置。
专利文献1中记载的台架具备:支承台;第一移动体,其载置于支承台上;第二移动体,其载置于第一移动体上;第一压电致动器,其与第一移动体的侧面抵接;以及第二压电致动器,其与第二移动体的侧面抵接。
在此,支承台和第一移动体通过设于支承台的两个导轨和与支承台的两个导轨对应地设于第一移动体的两个导槽而能沿规定方向被引导,从而相对移动,第一压电致动器在支承台的两个导轨间的区域的外侧以被压向第一移动体的状态设置在支承台上。同样地,第一移动体和第二移动体通过设于第一移动体的两个导轨和与第一移动体的两个导轨对应地设于第二移动体的两个导槽而能沿规定方向被引导,从而相对移动,第二压电致动器在第一移动体的两个导轨间的区域的外侧以被压向第二移动体的状态设置在第一移动体上。
专利文献1:特开平11-271480号公报
但是,专利文献1中记载的台架在两个导轨间的区域的外侧配置有压电致动器,因此,随着从压电致动器向移动体的按压而对移动体施加以该导轨为中心的力矩,存在移动体倾斜的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供能使两构件以稳定的姿态相对移动的压电驱动装置,并且提供具备该压电驱动装置的电子部件输送装置、机器人、投影仪以及打印机。
上述目的能通过下面的本发明来达到。
本发明的压电驱动装置的特征在于,具备:第一构件;第二构件;引导机构,相对于所述第一构件在第一方向上引导所述第二构件;以及压电致动器,使所述第二构件相对于所述第一构件在所述第一方向上移动,所述引导机构具有:第一轨道,沿着所述第一方向设于所述第一构件和所述第二构件中任一方构件上;以及第二轨道,在正交于所述第一方向的第二方向上与所述第一轨道分开地沿着所述第一方向设置于所述第一构件和所述第二构件中任一方构件上,当从与所述第一方向和所述第二方向双方正交的第三方向观察时,所述压电致动器配置在所述第一轨道或将所述第一轨道沿所述第一方向延长而得的延长线与所述第二轨道或将所述第二轨道沿所述第一方向延长而得的延长线之间。
根据这样的压电驱动装置,当从第三方向观察时,压电致动器配置在第一轨道(或其延长线)与第二轨道(或其延长线)之间,因此即使压电致动器在第一构件和第二构件之间被按压,也能够减少第二构件由于该按压力而相对于第一构件倾斜。
优选地,在本发明的压电驱动装置中,所述压电致动器在沿所述第三方向被压向所述第一构件或固定于所述第一构件的构件的状态下支承于所述第二构件。
由此,能将压电致动器的驱动力高效地传递到第一构件或固定于其的构件。
优选地,在本发明的压电驱动装置中,所述压电致动器设有多个,所述引导机构具有:第一滑块,设于所述第一构件和所述第二构件中与设有所述第一轨道的构件不同的构件,并能沿着所述第一轨道移动;以及第二滑块,设于所述第一构件和所述第二构件中与设有所述第二轨道的构件不同的构件,并能沿着所述第二轨道移动,当从所述第三方向观察时,从多个所述压电致动器对所述第一构件的按压力的中心位于所述第一滑块与所述第二滑块之间的区域内。
由此,即使压电致动器在第一构件和第二构件之间被按压,也能更可靠地减少第二构件由于该按压力而相对于第一构件倾斜。
优选地,在本发明的压电驱动装置中,所述第一轨道和所述第二轨道均设于所述第一构件或者均设于所述第二构件。
由此,能减少第一滑块与第二滑块之间的区域的形状和大小随着第一滑块和第二滑块相对于第一轨道和第二轨道的移动而变化。因此,能提高压电致动器的设置自由度。
优选地,在本发明的压电驱动装置中,所述第一滑块和所述第二滑块在所述第一方向上相互错开地配置。
由此,能减少第一构件与第二构件的位置关系的变动。另外,能抑制第一滑块和第二滑块在第一方向上的长度,并能在第一方向上延长第一滑块与第二滑块之间的区域,其结果,能提高压电致动器的设置自由度。
本发明的电子部件输送装置其特征在于,具备本发明的压电驱动装置。
根据这样的电子部件输送装置,能利用压电驱动装置可使两构件以稳定的姿态相对移动的作用、效果来进行电子部件输送装置的高精度的动作。
本发明的机器人其特征在于,具备本发明的压电驱动装置。
根据这样的机器人,能利用压电驱动装置可使两构件以稳定的姿态相对移动的作用、效果来进行机器人的高精度的动作。
本发明的投影仪其特征在于,具备本发明的压电驱动装置。
根据这样的投影仪,能利用压电驱动装置可使两构件以稳定的姿态相对移动的作用、效果来进行投影仪的高精度的动作。
本发明的打印机其特征在于,具备本发明的压电驱动装置。
根据这样的打印机,能利用压电驱动装置可使两构件以稳定的姿态相对移动的作用、效果来进行打印机的高精度的动作。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式涉及的压电驱动装置的截面图。
图2是图1所示的压电驱动装置的平面图(从Z轴方向观察时的图)。
图3是图1所示的压电驱动装置所具备的压电致动器的平面图。
图4是用于说明图3所示的压电致动器的动作的图。
图5是表示本发明的电子部件输送装置的实施方式的立体图。
图6是表示图5所示的电子部件输送装置所具备的压电驱动装置的概略构成的立体图。
图7是表示本发明的机器人的实施方式的立体图。
图8是表示本发明的投影仪的实施方式的概略图。
图9是表示本发明的打印机的实施方式的立体图。
附图标记说明
1:压电驱动装置、1X:压电驱动装置、1Y:压电驱动装置、1θ:压电驱动装置、2:第一构件、3:第二构件、4:引导机构、4θ:轴承、5:驱动部、5θ:驱动部、6:检测部、6θ:检测部、7:电路部、7θ:电路部、8:第一构件、9:第二构件、10:压电驱动装置、11:按压机构部、21:设置面、22:设置面、23:凹部、31:凹部、32:孔、41a:第一滑块、41b:第二滑块、42a:第一轨道、42b:第二轨道、43a:滚珠、43b:滚珠、51:被驱动构件、52:压电致动器、53:支承构件、61:光学尺、62:传感器、63:基板、521:振动部、522:支承部、523:连接部、524:突出部、1000:机器人、1010:基座、1020:臂、1030:臂、1040:臂、1050:臂、1060:臂、1070:臂、1080:控制部、1090:末端致动器、2000:电子部件输送装置、2100:基台、2110:上游侧台架、2120:下游侧台架、2130:检查台、2200:支承台、2210:Y台架、2220:X台架、2230:电子部件保持部、2233:保持部、3000:打印机、3010:装置主体、3011:托盘、3012:排纸口、3013:操作面板、3020:印刷机构、3021:头单元、3021a:头、3021b:墨盒、3021c:滑架、3022:滑架电机、3023:往复移动机构、3023a:滑架引导轴、3023b:正时带、3030:供纸机构、3031:从动辊、3032:驱动辊、3033:供纸电机、3040:控制部、4000:投影仪、4100B:蓝色光源、4100G:绿色光源、4100R:红色光源、4200B:透镜阵列、4200G:透镜阵列、4200R:透镜阵列、4300B:液晶光阀、4300G:液晶光阀、4300R:液晶光阀、4400:十字分色棱镜、4500:投射透镜、4600:屏幕、5211:压电元件、5212:压电元件、5213:压电元件、5214:压电元件、5215:压电元件、P:记录用纸、PC:中心、PF:载荷点、Q:电子部件、R:区域、X1:箭头、Y1:箭头、aZ:轴线、La:延长线、Lb:延长线、α:箭头、β:箭头、θ1:箭头。
具体实施方式
以下,基于附图所示的优选实施方式详细地说明本发明的压电驱动装置、电子部件输送装置、机器人、投影仪以及打印机。
1.压电驱动装置
图1是表示本发明的实施方式涉及的压电驱动装置的截面图。图2是图1所示的压电驱动装置的平面图(从Z轴方向观察时的图)。图3是图1所示的压电驱动装置具备的压电致动器的平面图。图4是用于说明图3所示的压电致动器的动作的图。
需要注意的是,以下为了便于说明,作为相互正交的3轴,适当使用X轴、Y轴和Z轴进行说明。另外,在以下说明的图中,以表示这些轴的箭头的前端侧为“+”,以基端侧为“-”。另外,将与X轴平行的方向称为“X轴方向”,将与Y轴平行的方向称为“Y轴方向”,将与Z轴平行的方向称为“Z轴方向”。另外,将与X轴和Y轴双方平行的平面(法线为Z轴方向的平面)称为“XY平面”,将与X轴和Z轴双方平行的平面(法线为Y轴方向的平面)称为“XZ平面”。将与Y轴和Z轴双方平行的平面(法线为X轴方向的平面)称为“YZ平面”。另外,还将+Z轴方向侧称为“上”,将-Z轴方向侧称为“下”。另外,将从Z轴方向观察时的状态称为“俯视观察”。另外,在图2中,为了便于说明,省略驱动部5和检测部6的一部分以及第二构件3的图示。
如图1所示,压电驱动装置1具有:第一构件2;第二构件3;引导机构4,引导第二构件3相对于第一构件2在X轴方向(图1中纸面进深方向)上相对移动;驱动部5,使第二构件3相对于第一构件2在X轴方向上相对移动;检测部6(编码器),检测第二构件3相对于第一构件2在X轴方向上的相对移动;以及电路部7,用于使驱动部5和检测部6进行动作。
第一构件2和第二构件3分别例如由金属材料、陶瓷材料等构成,具有沿着XY平面的大致板状的整体形状。另外,第一构件2和第二构件3在俯视观察时的外形分别是矩形(四边形),但不限于此,例如也可以是五边形等其它多边形、圆形、椭圆形等。
在此,如图1所示,在第一构件2的一(图1中的上侧)面上形成有凹部23。并且,凹部23的底面构成设置后述的驱动部5的被驱动构件51的设置面21。另外,在第一构件2的一(图1中的上侧)面上,于凹部23的外侧设有设置后述的检测部6的光学尺61的设置面22。如图2所示,凹部23沿着X轴方向延伸,与此相伴地,设置面21也沿着X轴方向延伸。
如图1所示,在第二构件3的一(图1中的上侧)面上形成有向与第一构件2相反一侧开放的凹部31。另外,在第二构件3上形成有在凹部31的底面开口并在第二构件3的厚度方向(Z轴方向)上贯通的孔32。
引导机构4是直线运动轴承,如图1所示,配置在上述第一构件2和第二构件3之间。该引导机构4具有:作为一对滑块的第一滑块41a和第二滑块41b;与第一滑块41a和第二滑块41b对应设置的作为一对轨道的第一轨道42a和第二轨道42b;设于第一滑块41a和第一轨道42a之间的多个滚珠43a;以及设于第二滑块41b和第二轨道42b之间的多个滚珠43b。
第一轨道42a和第二轨道42b分别沿着X轴方向延伸配置,例如使用螺丝、螺钉等固定于第二构件3。另外,第一轨道42a和第二轨道42b中的一方或双方也可以与第二构件3一体地形成。在本实施方式中,第一轨道42a和第二轨道42b分别设置在第二构件3的X轴方向上的整个范围内。需要注意的是,第一轨道42a和第二轨道42b只要在第一滑块41a和第二滑块41b移动所需的位置和范围内设置即可,也可以设于第二构件3在X轴方向上的局部。另外,也可以是,与图示不同,第一轨道42a和第二轨道42b中的一方固定于第一构件2,另一方固定于第二构件3。
第一滑块41a和第二滑块41b能分别沿着对应的第一轨道42a或第二轨道42b移动,例如使用螺丝、螺钉等固定于第一构件2。另外,第一滑块41a和第二滑块41b中的一方或双方也可以与第一构件2一体地形成。在本实施方式中,第一滑块41a和第二滑块41b分别设于第一构件2在X轴方向上的局部。另外,第一滑块41a和第二滑块41b按在X轴方向上相互错开的位置设于第一构件2。另外,第一滑块41a在X轴方向上的长度短于第一轨道42a在X轴方向上的长度,同样地,第二滑块41b在X轴方向上的长度短于第二轨道42b在X轴方向上的长度。需要注意的是,第一滑块41a和第二滑块41b只要在沿着第一轨道42a和第二轨道42b移动所需的位置和范围内设置即可。另外,也可以是,第一滑块41a和第二滑块41b中的一方固定于第一构件2,另一方固定于第二构件3。
这样的引导机构4构成为控制(限制)第一构件2和第二构件3在X轴方向以外的方向上的相对移动。需要注意的是,引导机构4也可以构成为将第一构件2和第二构件3在X轴方向上的相对移动控制(限制)在规定范围内。
驱动部5具有:被驱动构件51,设置(固定)于第一构件2;多个(图示中为3个)压电致动器52,将驱动力传递到被驱动构件51;以及多个(图示中为3个)支承构件53,将多个压电致动器52支承于第二构件3。
被驱动构件51设置于上述第一构件2的设置面21上,例如通过嵌合、借助粘合剂的粘合、螺丝紧固等固定于第一构件2。另外,被驱动构件51也可以一体地形成于第一构件2。该被驱动构件51呈板状或片状,例如由陶瓷材料等耐磨损性比较高的材料构成。另外,被驱动构件51如图4所示沿着X轴方向延伸。
多个压电致动器52沿着X轴方向排列配置。在本实施方式中,偏于第二构件3在Y轴方向上的一侧(图2中的左侧)而设置。特别是,在俯视观察时(从Z轴方向观察时),多个压电致动器52它们的载荷点PF的中心PC(以下也简称为“压电致动器52的中心PC”)位于上述引导机构4的第一滑块41a和第二滑块41b之间的区域R内。由此,如后所述,即使压电致动器52(突出部524)以规定压力接触(按压)被驱动构件51,也能减少第二构件3由于该按压力相对于第一构件2倾斜。
需要说明的是,若压电致动器52在俯视观察时配置在第一轨道42a或其沿着X轴方向(第一方向)的延长线La与第二轨道42b或其沿着X轴方向(第一方向)的延长线Lb之间(更优选是第一轨道42a与第二轨道42b之间),则与配置于其外侧的情况相比,可发挥减少第二构件3相对于第一构件2倾斜的效果。不过,若压电致动器52的中心PC在俯视观察时设于区域R内,则能特别显著地发挥其效果,多个压电致动器52的配置不限于图示的配置。
在此,如在图2中用虚线所示,区域R在俯视观察时呈四边形(图示中为平行四边形)。该区域R随着第一构件2和第二构件3在X轴方向上的相对移动(位置关系的变化)而相对于第二构件3移动。压电致动器52的中心PC与第一构件2和第二构件3的相对位置关系的变化无关地在俯视观察时位于区域R内。需要说明的是,“载荷点PF”是从各压电致动器52作用于被驱动构件51(第一构件2或固定于第一构件2的构件)的力(载荷)的中心(几何学),具体地,是后述的突出部524与被驱动构件51的接触部的中心。通过后述的弹性构件(未图示)的弹性变形带来从各压电致动器52作用于被驱动构件51的力(载荷)。另外,“中心PC”是多个载荷点PF的中心,并且是从多个(本实施方式中为3个)压电致动器52对被驱动构件51作用的力(载荷)的中心(总载荷的中心)。
如图3所示,压电致动器52具有振动部521、支承部522、连接振动部521和支承部522的一对连接部523、以及从振动部521突出的突出部524。
振动部521呈沿着XZ平面的板状。另外,振动部521呈沿着Z轴方向延伸的长条形状。该振动部521具有:压电元件5215,沿着振动部521的长边方向配置于振动部521的宽度方向(X轴方向)的中央部;两个压电元件5211、5212,沿着振动部521的长边方向,相对于压电元件5215配置于振动部521的宽度方向的一侧;以及两个压电元件5213、5214,沿着振动部521的长边方向,相对于压电元件5215配置于振动部521的宽度方向的另一侧。
虽未图示,但这样的振动部521例如具有硅基板等两个基板、配置在这些基板间的锆钛酸铅(PZT)等的压电体、以及适当设于压电体的表背的多个电极。在此,支承部522和一对连接部523分别例如具有与上述振动部521所具有的两个基板一体形成的两个基板。另外,在支承部522中,例如具有与上述振动部521所具有的压电体同等的厚度的绝缘性的衬垫介插于该两个基板之间。
在振动部521的长边方向(Z轴方向)上的一(图3中的下侧)端部(前端部)上,于其宽度方向的中央部突出地设置有突出部524。突出部524例如由陶瓷等耐磨损性优异的材料构成,其通过粘合剂等与振动部521接合。该突出部524具有通过摩擦滑动将振动部521的振动向被驱动构件51传递的功能,因此也可称为传递部。需要说明的是,突出部524(传递部)的形状只要能将振动部521的驱动力传递到被驱动构件51即可,不限于图示的形状。
支承构件53例如由金属材料、陶瓷材料等构成,例如使用螺丝等固定于支承部522和第二构件3各者上。在此,支承构件53和支承部522经由未图示的弹性构件连接,以使随着该弹性构件的弹性变形,突出部524以规定压力接触(按压)被驱动构件51的方式将支承部522经由支承构件53固定于第二构件3。
以上那样的驱动部5具有的压电致动器52通过从电路部7向压电元件5211~5215适当输入规定频率的驱动信号而进行动作。例如通过使对压电元件5211、5214的驱动信号与对压电元件5212、5213的驱动信号的相位差为180°、使对压电元件5211、5214的驱动信号与对压电元件5215的驱动信号的相位差为30°,从而如图4所示,通过各压电元件5211~5215伸缩,振动部521按S字形状弯曲振动,由此,突出部524的前端向图中用箭头α所示的方向进行椭圆运动。其结果,被驱动构件51从突出部524向一方向(图中用箭头β所示的方向)反复受到驱动力。由此,第一构件2和第二构件3在X轴方向上相对移动。
另外,在使第一构件2和第二构件3向与图4所示的情况相反的方向沿X轴方向相对移动的情况下,只要对压电元件5215施加驱动信号,以使与对压电元件5211、5214的驱动信号的相位差成为210°即可。需要注意的是,在图示的构成中,被驱动构件51设置于第一构件2侧,压电致动器52设置于第二构件3侧,但也可以是相反地将被驱动构件51设置于第二构件3侧,将压电致动器52设置于第一构件2侧。
图1和图2所示的检测部6是光学式的线性编码器。该检测部6如图1所示具有:光学尺61,设置于第一构件2;传感器62,检测光学尺61的移动;以及基板63,将传感器62支承于第二构件3。
光学尺61设置于上述第一构件2的设置面22上,例如使用粘合剂等固定于第一构件2。该光学尺61例如是狭缝板、偏振板等。另外,光学尺61如图2所示沿着X轴方向延伸。
传感器62虽未图示,但构成为包括:对光学尺61照射光的半导体激光器等发光元件;以及接收来自光学尺61的反射光的光电二极管等受光元件。
基板63例如是配线基板,使用螺丝等固定于第二构件3。该基板63设置于第二构件3的与凹部31相反一侧的面上,支承传感器62,并分别电连接到传感器62和电路部7。
在如上所述的检测部6中,根据第二构件3相对于第一构件2在X轴方向上的相对移动状态(位置、移动速度等),传感器62的受光元件的输出信号的波形发生变化。因而,基于该受光元件的输出信号,能够检测第二构件3相对于第一构件2在X轴方向上的相对移动状态。
电路部7设置在上述第二构件3的凹部31内。该电路部7具有用于使上述压电致动器52和传感器62动作的电路。例如,电路部7包括:用于驱动压电致动器52(产生驱动信号)的驱动电路、用于驱动传感器62的发光元件的驱动电路、用于基于来自传感器62的受光元件的信号运算第二构件3相对于第一构件2的相对位置的运算电路等。此外,电路部7具有的用于传感器62的电路(驱动电路、运算电路)也可以并入检测部6,在该情况下,也可以与传感器62一体化。另外,电路部7也可以设于压电驱动装置1的外部。
如上所述,压电驱动装置1具备:第一构件2;第二构件3;引导机构4,相对于第一构件2沿着X轴方向(第一方向)引导第二构件3;以及压电致动器52,使第二构件3相对于第一构件2在X轴方向(第一方向)上移动。在此,引导机构4具有:第一轨道42a,沿着X轴方向(第一方向)设于第二构件3(第一构件2和第二构件3中任一方构件);以及第二轨道42b,在与X轴方向(第一方向)正交的Y轴方向(第二方向)上与第一轨道42a分开配置,并沿着X轴方向(第一方向)设于第二构件3(第一构件2和第二构件3中任一方构件)。
特别是,当从与X轴方向(第一方向)和Y轴方向(第二方向)双方正交的Z轴方向(第三方向)观察时,压电致动器52配置在第一轨道42a或其沿着X轴方向(第一方向)的延长线La与第二轨道42b或其沿着X轴方向(第一方向)的延长线Lb之间。由此,即使压电致动器52在第一构件2与第二构件3之间被按压,也能减少第二构件3由于该按压力而相对于第一构件2倾斜。
在此,压电致动器52在沿Z轴方向(第三方向)被压向被驱动构件51(第一构件2或固定于其的构件)的状态下支承于第二构件3。由此,能将压电致动器52的驱动力高效地传递到第一构件2或者固定于其的构件(被驱动构件51)。
在本实施方式中,压电致动器52设有多个(在本实施方式中为3个)。另外,引导机构4具有:第一滑块41a,设于第一构件2(第一构件2和第二构件3中与第一轨道42a侧相反一侧的构件),并能沿着第一轨道42a移动;以及第二滑块41b,设于第一构件2(第一构件2和第二构件3中与第二轨道42b侧相反一侧的构件),并能沿着第二轨道42b移动。并且,当从Z轴方向(第三方向)观察时,多个(在本实施方式中为3个)压电致动器52的对第一构件2(被驱动构件51)的按压力的中心PC位于第一滑块41a和第二滑块41b之间的区域R内。由此,即使压电致动器52在第一构件2和第二构件3之间被按压,也能更可靠地减少由于该按压力而使第二构件3相对于第一构件2倾斜。
另外,第一轨道42a和第二轨道42b均设于第二构件3。由此,能减少第一滑块41a和第二滑块41b之间的区域R的形状和大小随着第一滑块41a和第二滑块41b相对于第一轨道42a和第二轨道42b的移动而变化。因此,能提高压电致动器52的设置自由度。需要说明的是,即使与图示不同地第一轨道42a和第二轨道42b均设于第一构件2,也起到同样的效果。在该情况下,只要将第一滑块41a和第二滑块41b均设于第二构件3即可。
另外,第一滑块41a和第二滑块41b在X轴方向(第一方向)上相互错开地配置。由此,能减少第一构件2与第二构件3的位置关系的变动。另外,能抑制第一滑块41a和第二滑块41b在X轴方向上的长度,并能在X轴方向上延长第一滑块41a和第二滑块41b之间的区域R,其结果,能提高压电致动器52的设置自由度(特别是在X轴方向上的自由度)。
2.电子部件输送装置
接着,说明本发明的电子部件输送装置的实施方式。
图5是表示本发明的电子部件输送装置的实施方式的立体图。
图5所示的电子部件输送装置2000被应用于电子部件检查装置,具有基台2100、以及配置在基台2100的侧方的支承台2200。此外,在基台2100上设置有:上游侧台架2110,载置检查对象的电子部件Q并沿Y轴方向被输送;下游侧台架2120,载置检查完毕的电子部件Q并沿Y轴方向被输送;以及检查台2130,位于上游侧台架2110与下游侧台架2120之间,检查电子部件Q的电气特性。需要注意的是,作为电子部件Q的例子,例如可列举半导体、半导体晶片、CLD或OLED等显示器件、石英晶体器件、各种传感器、喷墨头、各种MEMS器件等。
此外,在支承台2200上设置有能够相对于支承台2200在Y轴方向上移动的Y台架2210,在Y台架2210上设置有能够相对于Y台架2210在X轴方向上移动的X台架2220,在X台架2220上设置有能够相对于X台架2220在Z轴方向上移动的电子部件保持部2230。
另外,电子部件保持部2230具有:压电驱动装置10,其是进行X轴方向、Y轴方向和绕Z轴的微小定位的定位单元;保持部2233,保持电子部件Q;以及按压机构部11,能经由压电驱动装置10使保持部2233在Z轴方向上移动。在此,保持部2233经由压电驱动装置10而支承于按压机构部11。按压机构部11例如是气压缸或液压缸,支承于X台架2220(支承体),构成为能使压电驱动装置10在Z轴方向上移动。并且,按压机构部11能经由压电驱动装置10朝上游侧台架2110、下游侧台架2120或检查台2130的任意台架(对象物)按压保持部2233(电子部件Q)。
图6所示的压电驱动装置10是进行X轴方向(图中用箭头X1表示的方向)、Y轴方向(图中用箭头Y1表示的方向)和绕Z轴(图中用箭头θ1表示的方向)的驱动的压电驱动单元。该压电驱动装置10具有进行X轴方向上的驱动的压电驱动装置1X(第一压电驱动装置)、进行Y轴方向上的驱动的压电驱动装置1Y(第二压电驱动装置)、以及进行绕Z轴的驱动的压电驱动装置1θ(第三压电驱动装置),它们沿着Z轴方向排列并连结。
在此,压电驱动装置1X、1Y分别是上述压电驱动装置1。不过,压电驱动装置1Y在XY平面内的姿态与压电驱动装置1X相差90°。在此,压电驱动装置1X的第二构件3例如使用螺丝、螺栓/螺母等固定到上述按压机构部11。另外,压电驱动装置1Y的第二构件3以成为上述姿态的方式例如使用螺丝、螺栓/螺母等固定于压电驱动装置1X的第一构件2。
压电驱动装置1θ具有:第一构件8;第二构件9;轴承4θ,将第二构件9支承为能相对于第一构件8绕与Z轴平行的轴线aZ(图3中用箭头θ1表示的方向)相对地转动;驱动部5θ,使第二构件9相对于第一构件8绕轴线aZ相对地转动;检测部6θ(编码器),检测第二构件9相对于第一构件8绕轴线aZ的相对转动;以及电路部7θ,使驱动部5θ和检测部6θ进行动作。在此,上述保持部2233例如使用螺丝、螺栓/螺母等固定到第一构件8。另外,驱动部5θ具有压电致动器52,通过压电致动器52的驱动力使第二构件9相对于第一构件8绕轴线aZ相对转动。
如上所述,电子部件输送装置2000具备压电驱动装置1(10)。由此,能利用压电驱动装置1能使两构件以稳定的姿态相对移动的作用、效果进行电子部件输送装置2000的高精度的动作。
3.机器人
接着,说明本发明的机器人的实施方式。
图7是表示本发明的机器人的实施方式的立体图。
图7所示的机器人1000能够进行精密仪器、构成其的零部件(对象物)的供料、卸料、输送及组装等作业。机器人1000是六轴机器人,具有固定在地板、天花板上的基座1010、以转动自如的方式与基座1010连结的臂1020、以转动自如的方式与臂1020连结的臂1030、以转动自如的方式与臂1030连结的臂1040、以转动自如的方式与臂1040连结的臂1050、以转动自如的方式与臂1050连结的臂1060、以转动自如的方式与臂1060连结的臂1070、以及控制这些臂1020、1030、1040、1050、1060、1070的驱动的控制部1080。另外,在臂1070上经由压电驱动装置10设有作为保持部的手爪连接部(未图示),在该手爪连接部装配有与使机器人1000执行的作业相应的末端执行器1090(构件)。另外,压电驱动装置10的驱动由控制部1080控制。
如上所述,机器人1000具备压电驱动装置1(10)。由此,能利用压电驱动装置1可使两构件以稳定的姿态相对移动的作用、效果进行机器人1000的高精度的动作。需要注意的是,压电驱动装置1(10)也可以设于机器人1000的臂1070以外的任意部位。
4.投影仪
图8是表示本发明的投影仪的实施方式的概略图。
图8所示的投影仪4000具有:射出红色光、绿色光、蓝色光的红色光源4100R、绿色光源4100G、蓝色光源4100B;透镜阵列4200R、4200G、4200B;透射型的液晶光阀(光调制部)4300R、4300G、4300B;十字分色棱镜4400;投射透镜(投射部)4500;以及压电驱动装置10。
从光源4100R、4100G、4100B射出的光经由各透镜阵列4200R、4200G、4200B入射到液晶光阀4300R、4300G、4300B。各液晶光阀4300R、4300G、4300B分别根据图像信息来调制入射的光。
经各液晶光阀4300R、4300G、4300B调制后的3种颜色的光入射到十字分色棱镜4400并合成。经十字分色棱镜4400合成后的光入射到作为投射光学系统的投射透镜4500。投射透镜4500将由液晶光阀4300R、4300G、4300B形成的像放大并投射到屏幕(显示面)4600。由此,在屏幕4600上放映希望的影像。在此,投射透镜4500由压电驱动装置10支承,通过压电驱动装置10的驱动,能变更(定位)位置和姿态。由此,能调整投射到屏幕4600的影像的形状、大小等。
需要说明的是,在上述例子中,使用透射型的液晶光阀作为光调制部,但也可以使用液晶以外的光阀,还可以使用反射型的光阀。作为这样的光阀,例如可举出反射型的液晶光阀、数字微镜设备(Digital Micromirror Device)。另外,根据所使用的光阀的种类适当变更投射光学系统的构成。另外,作为投影仪,也可以是通过使光在屏幕上扫描而在显示面上显示希望大小的图像的扫描型投影仪。
如上所述,投影仪4000具备压电驱动装置1(10)。由此,能利用压电驱动装置1可使两构件以稳定的姿态相对移动的作用、效果进行投影仪4000的高精度的动作。
5.打印机
图9是表示本发明的打印机的实施方式的立体图。
图9所示的打印机3000是喷墨记录方式的打印机。该打印机3000具备装置主体3010、设于装置主体3010的内部的印刷机构3020、供纸机构3030以及控制部3040。
在装置主体3010上设有:设置记录用纸P的托盘3011、排出记录用纸P的排纸口3012、以及液晶显示器等操作面板3013。
印刷机构3020具备头单元3021、滑架电机3022、以及通过滑架电机3022的驱动力使头单元3021往复移动的往复移动机构3023。头单元3021具有作为喷墨式记录头的头3021a、对头3021a供应墨水的墨盒3021b、搭载有头3021a和墨盒3021b的滑架3021c、以及压电驱动装置10。在此,压电驱动装置10进行头3021a和墨盒3021b相对于滑架3021c的定位。往复移动机构3023具有:滑架引导轴3023a,将滑架3021c支承为能够往复移动;以及正时带3023b,通过滑架电机3022的驱动力使滑架3021c在滑架引导轴3023a上移动。
供纸机构3030具有:相互压接的从动辊3031和驱动辊3032;以及对驱动辊3032进行驱动的供纸电机3033。
控制部3040例如基于从个人计算机等主机输入的印刷数据控制印刷机构3020、供纸机构3030等。
在这样的打印机3000中,供纸机构3030将记录用纸P逐张地向头单元3021的下部附近间歇输送。此时,头单元3021在与记录用纸P的输送方向大致正交的方向上往复移动来进行向记录用纸P的印刷。
如上所述,打印机3000具备压电驱动装置1(10)。由此,能利用压电驱动装置1可使两构件以稳定的姿态相对移动的作用、效果来进行打印机3000的高精度的动作。
以上,基于图示的实施方式说明了本发明的压电驱动装置、电子部件输送装置、机器人、投影仪以及打印机,但本发明并不限于此,各部的构成能够替换为具有同样功能的任意构成。此外,在本发明中也可以附加其它任意的构成物。
Claims (9)
1.一种压电驱动装置,其特征在于,具备:
第一构件;
第二构件;
引导机构,相对于所述第一构件在第一方向上引导所述第二构件;以及
压电致动器,使所述第二构件相对于所述第一构件在所述第一方向上移动,
所述引导机构具有:
第一轨道,沿着所述第一方向设于所述第一构件和所述第二构件中任一方构件上;以及
第二轨道,在正交于所述第一方向的第二方向上与所述第一轨道分开地沿着所述第一方向设置于所述第一构件和所述第二构件中任一方构件上,
当从与所述第一方向和所述第二方向双方正交的第三方向观察时,所述压电致动器配置在所述第一轨道或将所述第一轨道沿所述第一方向延长而得的延长线与所述第二轨道或将所述第二轨道沿所述第一方向延长而得的延长线之间。
2.根据权利要求1所述的压电驱动装置,其特征在于,
所述压电致动器在沿所述第三方向被压向所述第一构件或固定于所述第一构件的构件的状态下支承于所述第二构件。
3.根据权利要求2所述的压电驱动装置,其特征在于,
所述压电致动器设有多个,
所述引导机构具有:
第一滑块,设于所述第一构件和所述第二构件中与设有所述第一轨道的构件不同的构件,并能沿着所述第一轨道移动;以及
第二滑块,设于所述第一构件和所述第二构件中与设有所述第二轨道的构件不同的构件,并能沿着所述第二轨道移动,
当从所述第三方向观察时,从多个所述压电致动器对所述第一构件的按压力的中心位于所述第一滑块与所述第二滑块之间的区域内。
4.根据权利要求3所述的压电驱动装置,其特征在于,
所述第一轨道和所述第二轨道均设于所述第一构件或者均设于所述第二构件。
5.根据权利要求3或4所述的压电驱动装置,其特征在于,
所述第一滑块和所述第二滑块在所述第一方向上相互错开地配置。
6.一种电子部件输送装置,其特征在于,具备权利要求1至5中任一项所述的压电驱动装置。
7.一种机器人,其特征在于,具备权利要求1至5中任一项所述的压电驱动装置。
8.一种投影仪,其特征在于,具备权利要求1至5中任一项所述的压电驱动装置。
9.一种打印机,其特征在于,具备权利要求1至5中任一项所述的压电驱动装置。
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