CN118024572A - 超声波驱动装置以及机器人系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及超声波驱动装置以及机器人系统,提供一种超声波驱动装置,能够高效地排出磨损粉,并且能够进行稳定驱动。超声波驱动装置具备:振动体,具有振动元件;以及凸部,配置于所述振动体,向被驱动部传递驱动力,所述凸部具有孔,所述孔在与所述被驱动部的接触部处开口,并且与非接触部连通。
Description
技术领域
本发明涉及超声波驱动装置以及具备该超声波驱动装置的机器人系统。
背景技术
已知一种超声波驱动装置,具备多个压电元件,并使由弹性体构成的振动体产生椭圆振动来驱动被驱动体。
例如,在专利文献1中,公开了在与被驱动体接触的突起部的接触面设置有凹凸形状的超声波驱动装置。根据该文献,通过使突起部的与弹性体或移动部的接触面呈凹凸形状,即使突起部的与弹性体或移动部的接触面磨损,磨损的粉材也不会被夹在压接部。另外,也有凹凸形状由与板宽方向平行且以规定的间隔设置的狭缝槽形成的记载。
日本特开平6-169582号公报
然而,在专利文献1的超声波驱动装置中,有可能在突起部与被驱动面之间存在磨损粉,导致驱动变得不稳定。
发明内容
本申请所涉及的一个形态的超声波驱动装置具备:振动体,具有振动元件;以及凸部,配置于所述振动体,向被驱动部传递驱动力,所述凸部具有孔,所述孔在与所述被驱动部的接触部处开口,并且与非接触部连通。
本申请所涉及的一个形态的机器人系统具有:移动台,由具有振动元件的超声波驱动装置驱动;以及工具,安装于所述移动台。
附图说明
图1是示出实施方式1所涉及的超声波驱动装置的概要的俯视图。
图2是超声波驱动装置的立体图。
图3是压电致动器的俯视图。
图4是振动体驱动时的动作形态图。
图5是使用比较例的凸部进行规定长度的驱动时的磨损粉的产生形态图。
图6是使用比较例的凸部进行狭处微动时的磨损粉的产生形态图。
图7是图6的移动轨迹的放大图。
图8是实施方式1的凸部的主视图。
图9是图8的b-b截面的截面图。
图10是凸部的后视图。
图11是通过凸部进行狭处微动时的磨损粉的产生形态图。
图12是实施方式2所涉及的凸部的截面图。
图13是凸部的后视图。
图14是实施方式3所涉及的凸部的主视图。
图15是凸部的截面图。
图16是凸部的后视图。
图17是通过实施方式3的凸部进行狭处微动时的磨损粉的产生形态图。
图18是实施方式4所涉及的凸部的主视图。
图19是凸部的截面图。
图20是示出实施方式5所涉及的机器人系统的整体构成的立体图。
图21是示出移动台的概略构成的透视俯视图。
附图标记说明
1~5:压电元件;10:保持部;11:接触部;12~14:孔;15、16:凹部;18:非接触部;19:底部;20:振动体;21a、21b:支承臂;24~26:缺口部;27:中心线;28:压电致动器;38:螺丝孔;41、42:板簧;44a、44b:平行弹簧;45:施力部;48:基材;50:固定部;71~74:凸部;90:比较例的凸部;91:接触部;92:重复部;93:重复部;98:磨损粉;99:磨损粉;100:超声波驱动装置;160:被驱动体;200:机器人;210:基台;220:机械臂;221~226:臂;300:移动台;310:基部;320:工作台;320a:a工作台;320b:b工作台;330:θ移动机构;330a:a移动机构;330b:b移动机构;400:工具;410:喷墨头;411:油墨喷出孔;500:机器人系统;700:固定部件;900:机器人控制装置;d1:长度;d2:长度;J1~J6:关节。
具体实施方式
实施方式1
超声波驱动装置的概要
图1是示出实施方式1的超声波驱动装置的概要的俯视图。图2是超声波驱动装置的立体图。首先,使用图1、图2,对超声波驱动装置100的概略构成进行说明。
本实施方式的超声波驱动装置100是通过由振动体20的凸部71按压在Y轴方向延伸的棱柱状的被驱动体160,使其在Y正方向、Y负方向上移动的压电驱动型的电机。需要说明的是,由于图1是基本构成的说明图,因此图示了一个超声波驱动装置100的驱动形态,但在实际使用时,多设为沿着被驱动体160的延伸方向连接多个超声波驱动装置100以提高驱动力的多重构成。另外,被驱动体160是被驱动部,也可以是圆板状的转子。在转子的情况下,通过沿着转子的圆周配置超声波驱动装置100来对转子进行旋转驱动。
超声波驱动装置100由压电致动器28、施力部45、固定部50等构成。
压电致动器28由具有成为振动源的压电元件的振动体20、保持振动体20的保持部10等构成。振动体20呈长方形状,并将其长边方向设为X轴,将短边方向设为Y轴。另外,将振动体20的厚度方向设为Z轴。在振动体20的X负方向的短边,设置有向被驱动体160传递驱动力的突起部即凸部71。需要说明的是,压电致动器28的细节将在后面叙述。
施力部45由配置在压电致动器28的厚度方向的上下的一对平行弹簧44a、44b(图2)构成。
如图1所示,平行弹簧44a的一端与固定部50成为一体,而平行弹簧44a的另一端与压电致动器28的保持部10连接。
在Y轴正方向上延伸的板簧41、42设置于平行弹簧44a,并在将凸部71按到被驱动体160的方向上对压电致动器28施力。板簧41是设置于振动体20的后端侧的多条板簧,板簧42是设置于振动体20的前端侧的多条板簧。需要说明的是,设置于压电致动器28的背面的平行弹簧44b也是与平行弹簧44a相同的构成。
如图2所示,平行弹簧44a、44b设置为从上下夹住压电致动器28。由此,压电致动器28被上下的平行弹簧44a、44b向X负方向施力,凸部71被按到被驱动体160。
固定部50由基材48以及平行弹簧44a、44b等构成。在固定部50中,将平行弹簧44a和平行弹簧44b重叠在成为基座的基材48的上下而一体化。然后,通过两处螺丝孔38以螺丝紧固的方式固定于被装配部(省略图示)。另外,在压电致动器28中的与固定部50相反的一侧的端部,平行弹簧44a和平行弹簧44b重叠在保持部10的上下而一体化。
返回到图1。
这样的构成的超声波驱动装置100通过多条板簧41、42的复原力在凸部71按压被驱动体160的状态下,施加基于振动体20的弯曲运动的旋转力。需要说明的是,振动体20驱动时的凸部71的振动方向成为沿着Y轴的延伸方向的方向。沿着Y轴的延伸方向的方向也称为Y正/负方向。
压电致动器的概要
图3是压电致动器的俯视图。
如图3所示,保持部10呈大致矩形状,作为优选例而使用硅基板。需要说明的是,在优选例中,施力部45、固定部50也使用硅基板,但并不限定于此,只要是具有同等的物性的材质即可,例如,也可以使用金属。
振动体20是在保持部10内被划分为长方形状的部位,且在表面侧配置有作为驱动用的振动元件的压电元件1~5。详细而言,振动体20由设置于呈大致矩形的保持部10的三个缺口部24~26而被划分为大致长方形。并且,通过残留于长方形的长边的大致中央处的一对支承臂21a、21b而与保持部10连接。另外,将通过支承臂21a、21b并在Y正方向上延伸的线段设为中心线27。
沿着振动体20的一个长边配置有长方形的压电元件1、2。压电元件1和压电元件2配置为相对于中心线27线对称。
同样地,沿着振动体20的另一个长边配置有长方形的压电元件3、4。压电元件3和压电元件4配置为相对于中心线27线对称。
并且,在振动体20的中央设置有将压电元件1和压电元件2相连的长度的长方形的压电元件5。换言之,振动体20具有作为振动元件的压电元件1~5。
在图3中,虽然省略了图示,但在压电元件1~5的上表面设置有用于对压电元件供给驱动信号的电极以及布线。相同的布线电连接到在振动体20中位于对角的压电元件1和压电元件4。同样地,相同的布线也电连接到位于对角的压电元件2和压电元件3。
与上述布线不同的布线连接到压电元件5。需要说明的是,在压电元件1~5的下层侧设置有通用的通用布线。在优选例中,通用布线连接到接地电位。
图4是示出振动体驱动时的动作形态的一例的图,与图3相对应。首先,将对压电元件1、4供给的交流的驱动信号设为第一驱动信号。对压电元件2、3供给相位与第一驱动信号有180度不同的第二驱动信号。然后,对压电元件5供给相位与第一驱动信号、第二驱动信号中的任一个均不同的第三驱动信号。例如,将相位与第一驱动信号有90度不同的信号作为第三驱动信号来供给。
通过对压电元件1~5分别供给上述驱动信号,如图4所示,振动体20在长边方向上进行伸缩振动的同时,在短边方向上进行弯曲振动。换言之,压电元件1至5在基板的面中进行面内振动。然后,将这些振动合成,例如,凸部71的前端如箭头所示那样进行逆时针描绘椭圆轨道的椭圆运动。通过这样的凸部71椭圆运动,被驱动体160在Y正方向上移动。换言之,凸部71配置于振动体20,向被驱动体160传递驱动力。需要说明的是,并不限定于使用上述的第一~第三驱动信号的驱动方法,只要是凸部71的前端能够进行椭圆运动的驱动方法即可。
另外,通过周期性地反复顺时针和逆时针的椭圆运动,也能够使被驱动体160在Y正/负方向上交替地进行微移动,从而在狭窄的移动范围内进行高速微动。该微动例如能够用于将喷墨打印头装配于机器人的臂部并在对象物上进行打印的机器人系统中的移动台。具体而言,能够通过移动台校正打印轨道的偏离。需要说明的是,移动台的细节将在后面叙述。
另外,振动体20也可以是将多张硅基板层叠而成的构成。例如,也可以是具备另一张硅基板,所述另一张硅基板具备压电元件1~5,并将该硅基板贴合在图3的振动体20的背面而成的两张硅基板的构成。此时,优选各个压电元件1~5配置在层叠有两张硅基板的振动体的正反面。据此,除了驱动力的增加以外,还能够在层叠的振动体中抵消压电元件的弯曲所引起的翘曲。另外,也可以层叠多张两张层叠构成的振动体。
比较例的突起部的构成和技术问题
图5是示出使用比较例的凸部进行规定长度的驱动时的磨损粉的产生形态的图。图6是示出使用比较例的凸部进行狭处微动时的磨损粉的产生形态的图。图7是图6的移动轨迹的放大图。
首先,在图5所示的振动体20安装有比较例的凸部90。凸部90使用氧化铝制的半球状的突起部。凸部90的尺寸例如设为约需要说明的是,并不限定于此。
图5示出通过具备凸部90的振动体20使被驱动体160在长度d1的范围内反复移动的情况下的磨损粉的产生形态。长度d1例如为数mm至数cm的长度。
图5的下段示出从X正方向观察上段的被驱动体160的P视下的被驱动体160,示出凸部90的前端的接触部91的移动轨迹。接触部91是在驱动时凸部90与被驱动体160接触的抵接部。
如图5的下段所示,接触部91的移动轨迹成为沿着长度d1的长圆状。在此,由于往复移动而产生的磨损粉98沿着长圆的外周缘产生。
图6示出通过具备凸部90的振动体20使被驱动体160在长度d2的范围内反复移动的情况下的磨损粉的产生形态。长度d2例如为数μm至数百μm的长度。需要说明的是,这种在不足1mm的狭窄处进行往复移动的驱动也称为狭处微动。
图7是图6中的接触部91的移动轨迹的放大图。如图7所示,在狭处微动中,产生接触部91总是与被驱动体160接触的重复部92。因而,在狭处微动中,除了沿着长圆的外周缘产生的磨损粉98以外,还产生在重复部92产生并停留在该处的磨损粉99。
在该接触部91产生的磨损粉99总是被接触部91挤压并持续摩擦。在不能将该磨损粉99排出到接触部91之外的情况下,会成为摩擦驱动力的变动因素,如磨损粉99因摩擦热、按压力而变质导致摩擦力上下波动,或者被磨成镜面那样导致摩擦力下降等,有可能对驱动力、位置精度等产生影响。另外,在如专利文献1那样在接触部设置有狭缝槽的情况下,当槽被填埋时,有可能在突起部与被驱动面之间存在磨损粉,导致驱动变得不稳定。
本实施方式的突起部的构成
图8是实施方式1的凸部的主视图。图9是图8的b-b截面的截面图。图10是凸部的后视图。
在此,使用图8~图10,对本实施方式的凸部71的构成进行说明。
图8是从X负侧(被驱动体160侧)观看凸部71时的俯视图,其轮廓为圆形。如图9所示,凸部71在侧视图中呈半球状。也就是说,在优选例中,凸部71为半球状的突起体。
如图8所示,在凸部71的顶部形成有接触部11,在其中央设置有孔12。接触部11形成为与孔12同心的圆状。
如图9所示,接触部11为平坦的部位,是与被驱动体160抵接的部分。需要说明的是,在图8、图9中,为了便于说明,设为设置有接触部11的附图,但如图9中虚线所示,凸部71的初始状态也可以是圆弧连续而成的半球形状。即使是该构成,随着被驱动体160的驱动,凸部71的顶部也会磨损而形成接触部11。另外,在凸部71中,将包括接触部11以外的侧面的部分称为非接触部18。
如图9所示,孔12从接触部11朝向凸部71的底部19贯通。如图10所示,在凸部71的底部19设置有沿着沿Y轴的延伸方向的方向的槽即凹部15。换言之,凹部15沿着凸部71的振动方向配置。孔12与凹部15连通。凹部15的两端在凸部71的侧面的非接触部18开口。
换言之,凸部71具有孔12,该孔12在与被驱动体160的接触部11处开口,并且与非接触部18连通。并且,凸部71还具有与孔12连接并呈直线状延伸的凹部15。另外,凹部15在与被驱动体160的非接触部18处开口。
如图10所示,凹部15的宽度W大于孔12的直径。宽度W是凹部15在Z轴正方向上的长度,与孔12延伸的X正方向和凹部15延伸的Y正方向正交。换言之,在分别与孔12延伸的方向和凹部15延伸的方向正交的方向上,凹部15的宽度W大于孔12的直径。
在优选例中,凸部71的材料使用半球状的氧化铝。需要说明的是,并不限定于此,也可以使用其他硬质的陶瓷、硬质的金属,例如也可以使用氧化锆、不锈钢等。
凸部71的尺寸例如约为突出高度约为0.5mm。在该情况下,将孔12的直径设为约100μm,将凹部15的宽度W设为约300μm。需要说明的是,并不限定于此,凸部71的尺寸、孔12的直径、凹部15的宽度W可以根据被驱动体160的材质、质量、驱动长度等驱动条件适当设定。
需要说明的是,在上述中,将凸部71的形状作为半球状而进行了说明,但并不限定于此,只要是接触部11侧小于底部19的形状即可,例如也可以是圆锥台、梯形。或者,也可以是圆柱、棱柱的前端具备凸部71的形状。
本实施方式的突起部的磨损粉的产生形态
图11是示出通过本实施方式的凸部进行狭处微动时的磨损粉的产生形态的图,与图7相对应。
图11示出通过具备本实施方式的凸部71的振动体20使被驱动体160在长度d2的范围内反复移动的情况下的磨损粉的产生形态,与图7相对应。如图11所示,根据凸部71,由于在接触部11具备孔12,所以在狭处微动中,存在孔12的部分的磨损粉99进入孔12内,因此不会妨碍驱动。另外,在孔12的移动轨迹的上下,残留有接触部11总是与被驱动体160接触的重复部93,虽然产生磨损粉99,但实际上随着狭处微动大部分磨损粉99进入孔12内。进入孔12内的磨损粉99经由凹部15依次从开口部向非接触部18周边排出。
也就是说,与有可能在突起部与被驱动面之间存在磨损粉,导致驱动变得不稳定的现有的超声波驱动装置不同,根据具备本实施方式的凸部71的超声波驱动装置100,由于能够从孔12高效地排出磨损粉99,因此即使在进行狭处微动时,也能够进行稳定的驱动。
并且,即使在凸部71的顶部设置孔12,凸部71的强度也几乎不会受损,能够实现作为突起部的功能。换言之,通过在凸部71的顶部设置孔12的构成,能够在使凸部71的强度不受损的情况下确保磨损粉99的排出功能。
如上所述,根据本实施方式的超声波驱动装置100,能够得到以下的效果。
超声波驱动装置100具备:振动体20,具有压电元件1~5;以及凸部71,配置于振动体20,向被驱动体160传递驱动力,凸部71具有孔12,该孔12在与被驱动体160的接触部11处开口,并且与非接触部18连通。
据此,凸部71具备孔12,该孔12在接触部11处开口,并且与非接触部18连通。由此,与有可能在突起部与被驱动面之间存在磨损粉,导致驱动变得不稳定的现有的超声波驱动装置不同,根据具备本实施方式的凸部71的超声波驱动装置100,能够从孔12高效地排出磨损粉99,并且能够进行稳定的驱动。
因此,能够提供能够高效地排出磨损粉,并且能够进行稳定驱动的超声波驱动装置100。
另外,凸部71还具有与孔12连接并呈直线状延伸的凹部15,凹部15在与被驱动体160的非接触部18处开口。
据此,由于进入孔12的磨损粉99经由凹部15依次从开口部向非接触部18周边排出,因此能够防止磨损粉99导致的孔12的堵塞。
另外,凹部15沿着凸部71的振动方向配置。
据此,由于在凹部15中磨损粉99向振动方向移动,因此能够有效地将磨损粉99送出到凹部15的两端的开口部。
另外,在分别与孔12延伸的方向和凹部15延伸的方向正交的方向上,凹部15的宽度W大于孔12的直径。
据此,孔12内的磨损粉99容易排出到比孔12宽的凹部15,从而能够防止孔12的堵塞。
实施方式2
不同的突起部的构成-1
图12是实施方式2所涉及的凸部的截面图,与图9相对应。图13是凸部的后视图,与图10相对应。
在上述实施方式中,将设置于凸部71的孔12作为圆柱状的笔直的贯通孔而进行了说明,但并不限定于该构成,只要是贯通孔即可,例如上下的孔径也可以不同。以下,对与上述实施方式相同的部位标注相同的附图标记,省略重复的说明。
如图12所示,在设置于本实施方式的凸部72的孔13中,凹部15侧的直径大于接触部11侧的直径。孔13是圆锥台状的孔,直径从接触部11朝向凹部15逐渐增大。另外,凸部72的俯视图与图8相同,除了孔13的形状以外,与实施方式1中的说明相同。换言之,孔13的直径在从接触部11朝向振动体20的方向上逐渐增大。
如上所述,根据具备本实施方式的凸部72的超声波驱动装置100,除了上述实施方式的效果以外,还能够得到以下的效果。
孔13的直径在从接触部11朝向振动体20的方向上逐渐增大。
据此,进入孔13的磨损粉99容易排出到更宽的凹部15侧,从而能够防止孔13的堵塞。由此,能够进一步提高磨损粉99的排出效率。
因此,能够提供能够高效地排出磨损粉,并且能够进行稳定驱动的超声波驱动装置100。
实施方式3
不同的突起部的构成-2
图14是实施方式3所涉及的凸部的主视图,与图8相对应。图15是凸部的截面图,与图9相对应。图16是凸部的后视图,与图10相对应。
在上述实施方式中,将设置于凸部71的孔12作为圆形的孔而进行了说明,但并不限定于该构成,只要是贯通孔即可,例如也可以是椭圆的孔。以下,对与上述实施方式相同的部位标注相同的附图标记,省略重复的说明。
如图14所示,设置于本实施方式的凸部73的孔14是在Z正方向上具有长轴的椭圆。如图16所示,孔14的长轴方向为收纳在凹部15的宽度W中的长度,短轴方向沿着凸部73的振动方向。另外,除了孔14的形状以外,与实施方式1中的说明相同。换言之,在从接触部11朝向振动体20的方向的俯视观察中,孔14为沿着凸部73的振动方向具有短轴的椭圆形状。
需要说明的是,孔14的平面形状也可以是长圆。另外,也可以是孔14的短轴方向的直径在从接触部11朝向底部19的方向上逐渐增大的构成。
图17是示出通过本实施方式的凸部进行狭处微动时的磨损粉的产生形态的图,与图11、图7相对应。
如图17所示,在通过具备本实施方式的凸部73的振动体20进行狭处微动的情况下,由于椭圆的孔14的长轴方向,不会产生接触部11总是与被驱动体160接触的重复部,因此在微动中与孔14重叠的部分的磨损粉99进入孔14内并被排出。也就是说,通过将孔14设为椭圆,能够消除在图11中产生的重复部93。
如上所述,根据具备本实施方式的凸部73的超声波驱动装置100,除了上述实施方式的效果以外,还能够得到以下的效果。
在从接触部11朝向振动体20的方向的俯视观察中,孔14为沿着凸部73的振动方向具有短轴的椭圆形状。
据此,通过将孔14设为椭圆,能够消除在图11中产生的重复部93。由此,能够进一步提高磨损粉99的排出效率。
因此,能够提供能够高效地排出磨损粉,并且能够进行稳定驱动的超声波驱动装置100。
实施方式4
不同的突起部的构成-3
图18是实施方式4所涉及的凸部的主视图,与图8相对应。图19是凸部的截面图,与图9相对应。
在上述实施方式中,对凹部15设置于凸部71的底部19的情况进行了说明,但并不限定于该构成,只要以在非接触部18开口的方式设置即可,例如也可以是设置于凸部71的侧面的孔。以下,对与上述实施方式相同的部位标注相同的附图标记,省略重复的说明。
如图19所示,设置于本实施方式的凸部74的凹部16是设置于凸部74的侧面的贯通孔。凹部16设置为与凸部74的底部19平行,并贯通凸部74的侧面。当从侧面观看时,凹部16是圆形的孔。另外,除了凹部16的构成以外,与实施方式1中的说明相同。换言之,凹部16是设置于凸部74的孔。
如图18所示,孔12的直径设定为收纳在凹部16的宽度中的尺寸,进入孔12的磨损粉被排出到更宽的凹部16。然后,凹部16内的磨损粉向振动方向移动,并从凹部16的两端的开口部排出。需要说明的是,也可以是孔12的直径在从接触部11朝向底部19的方向上逐渐增大的构成。
在此,由于在本实施方式的凸部74的底部19未设置凹部,因此成为平坦的面。在优选例中,在该平坦的底部19涂敷粘接剂而粘接固定于振动体20。在底部19存在凹部的情况下,有可能由于粘接剂的溢出等而导致凹部的一部分被堵住。当凹部的一部分被堵住时,会阻碍磨损粉的排出。与此相对,根据本实施方式的凸部74,由于在底部19未设置凹部,因此即使在底部19涂敷粘接剂而粘接固定于振动体20的情况下,也能够防止设置于侧面的凹部16被粘接剂堵住。
如上所述,根据具备本实施方式的凸部74的超声波驱动装置100,除了上述实施方式的效果以外,还能够得到以下的效果。
凹部16是设置于凸部74的孔。
据此,即使在底部19涂敷粘接剂而粘接固定于振动体20的情况下,也能够防止设置于侧面的凹部16被粘接剂堵住。由此,能够通过粘接剂将凸部74牢固地固定于振动体20,并且能够高效地排出磨损粉。
因此,能够提供能够高效地排出磨损粉,并且能够进行稳定驱动的超声波驱动装置100。
实施方式5
机器人系统
图20是示出实施方式5所涉及的机器人系统的整体构成的立体图。图21是示出移动台的概略构成的透视俯视图。
图20所示的本实施方式的机器人系统500具备将上述各实施方式的超声波驱动装置100作为驱动源的移动台300。以下,对与上述实施方式相同的部位标注相同的附图标记,省略重复的说明。
图20所示的机器人系统500由机器人200、控制机器人200的驱动的机器人控制装置900、支承和固定对象物Q的固定部件700等构成。
机器人200是具有六个驱动轴的六轴机器人。机器人200具有固定于地面的基台210、与基台210连接的机械臂220、以及经由移动台300与机械臂220连接的工具400。
机械臂220是多个臂221、222、223、224、225、226转动自如地连结而成的机械臂(Robotic arm),具备六个关节J1~J6。其中,关节J2、J3、J5是弯曲关节,关节J1、J4、J6是扭转关节。另外,在关节J1、J2、J3、J4、J5、J6分别设置有作为驱动源的电机M以及检测电机M的旋转量(臂的转动角)的编码器E。
并且,在臂226的前端部经由移动台300而连接有工具400。即,移动台300由臂226保持,工具400安装于移动台300。作为工具400,并没有特别的限定,能够根据目标作业适当设定,在本实施方式中,使用了打印头,其中特别是使用了喷墨头410。喷墨头410具有未图示的油墨室和配置于油墨室的壁面的振动板、以及与油墨室相连的油墨喷出孔411,构成为通过振动板进行振动从而从油墨喷出孔411喷出油墨室内的油墨。但是,作为喷墨头410的构成,并没有特别的限定。另外,作为打印头,并不限定于喷墨头410。
如图21所示,连接喷墨头410与机械臂220的移动台300具有与臂226连接的基部310、相对于基部310进行移动的工作台320、以及使工作台320相对于基部310进行移动的移动机构330。在图21中,将相互正交的三轴设为a轴、b轴以及c轴。
工作台320具有能够相对于基部310绕c轴进行旋转的θ工作台320θ、能够相对于θ工作台320θ在沿着b轴的方向上移动的b工作台320b、以及能够相对于b工作台320b在沿着a轴的方向上移动的a工作台320a,喷墨头410装配于a工作台320a。a工作台320a和b工作台320b利用线性导轨分别沿a轴方向和b轴方向被直动引导,能够在线性导轨的轨道方向上平滑且无晃动地进行移动。需要说明的是,三个工作台成为在c轴方向上以θ工作台320θ、b工作台320b、a工作台320a的顺序重叠的层叠结构。
移动机构330具有:θ移动机构330θ,使θ工作台320θ相对于基部310绕c轴进行移动;b移动机构330b,使b工作台320b相对于θ工作台320θ在沿着b轴的方向上移动;以及a移动机构330a,使a工作台320a相对于b工作台320b在沿着a轴的方向上移动。
并且,θ移动机构330θ、b移动机构330b以及a移动机构330a分别具备上述实施方式的超声波驱动装置100作为驱动源。需要说明的是,在图21中,图示了在各工作台上各一个超声波驱动装置100,但也可以是在各工作台上排列多个超声波驱动装置100而进行多重驱动的构成。
由此,能够实现移动台300的小型化和轻量化。由于可以不使用减速器而进行直接驱动,因此能够实现进一步的轻量化和小型化。
换言之,机器人系统500具有由具有振动元件的超声波驱动装置100驱动的移动台300以及安装于移动台300的工具400。
另外,在驱动机械臂220而对对象物Q进行打印时,能够通过移动台300校正打印轨道的偏离。详细而言,通过移动台300,使喷墨头410向与打印轨道偏离的方向相反的一侧进行狭处微动而进行校正。
如上所述,根据本实施方式的机器人系统500,能够得到以下的效果。
机器人系统500具有:移动台300,由具有振动元件的超声波驱动装置100驱动;以及工具400,安装于移动台300。
据此,机器人系统500具备将上述各实施方式的超声波驱动装置100作为驱动源的移动台300。由此,移动台300能够进行高精度且稳定的驱动。
因此,能够提供能够进行高精度且稳定的驱动的机器人系统500。
Claims (8)
1.一种超声波驱动装置,其特征在于,具备:
振动体,具有振动元件;以及
凸部,配置于所述振动体,向被驱动部传递驱动力,
所述凸部具有孔,所述孔在与所述被驱动部的接触部处开口,并且与非接触部连通。
2.根据权利要求1所述的超声波驱动装置,其特征在于,
所述超声波驱动装置还具有与所述孔连接并呈直线状延伸的凹部,
所述凹部在与所述被驱动部的所述非接触部处开口。
3.根据权利要求2所述的超声波驱动装置,其特征在于,
所述凹部沿着所述凸部的振动方向配置。
4.根据权利要求3所述的超声波驱动装置,其特征在于,
在分别与所述孔延伸的方向和所述凹部延伸的方向正交的方向上,所述凹部的宽度大于所述孔的直径。
5.根据权利要求1所述的超声波驱动装置,其特征在于,
所述孔的直径在从所述接触部朝向所述振动体的方向上逐渐增大。
6.根据权利要求1所述的超声波驱动装置,其特征在于,
在从所述接触部朝向所述振动体的方向的俯视观察中,所述孔为沿着所述凸部的振动方向具有短轴的椭圆形状。
7.根据权利要求2所述的超声波驱动装置,其特征在于,
所述凹部是设置于所述凸部的孔。
8.一种机器人系统,其特征在于,具有:
移动台,由具有振动元件的超声波驱动装置驱动;以及
工具,安装于所述移动台。
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2023
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