JP2000035377A - Characteristic measuring apparatus for mobile vibration actuator - Google Patents

Characteristic measuring apparatus for mobile vibration actuator

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JP2000035377A
JP2000035377A JP10202451A JP20245198A JP2000035377A JP 2000035377 A JP2000035377 A JP 2000035377A JP 10202451 A JP10202451 A JP 10202451A JP 20245198 A JP20245198 A JP 20245198A JP 2000035377 A JP2000035377 A JP 2000035377A
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vibration actuator
self
belt
propelled vibration
propelled
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JP10202451A
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Japanese (ja)
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Teru Ueda
輝 植田
Osamu Mitomi
修 三富
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To continuously measure characteristics of a mobile vibration actuator. SOLUTION: The characteristic measuring apparatus comprises a traveling track 21 on which the mobile vibration actuator 10 travels, a converting means 24 for converting a motion of the actuator 10 into a rotary motion, measuring means 25, 27, and 30 for measuring values of the rotary motion, and calculating means 40 for calculating characteristics of the actuator 10 based on the values measured by the means 25, 27 and 30.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、直線運動を行うリ
ニア型振動アクチュエータ等の自走型振動アクチュエー
タの特性を測定する特性測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a characteristic measuring device for measuring the characteristics of a self-propelled vibration actuator such as a linear vibration actuator that performs a linear motion.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は、リニア型振動アクチュエータの
一例を示す斜視図、図5はリニア型振動アクチュエータ
の特性測定装置の従来例を示す斜視図である。リニア型
振動アクチュエータ10は、図4に示すように、矩形平
板状の弾性体11と、弾性体11の一方の面に接合さ
れ、電気信号と機械的変位とを変換可能な電気機械変換
素子である圧電素子12a、12b、12p、12p’
と、弾性体11の他方の面に設けられ、相対運動部材
(後述するレール51など)と加圧接触する駆動力取出
部13、14等とを備えている。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a perspective view showing an example of a linear vibration actuator, and FIG. 5 is a perspective view showing a conventional example of a characteristic measuring device for a linear vibration actuator. As shown in FIG. 4, the linear vibration actuator 10 is a rectangular plate-shaped elastic body 11 and an electromechanical transducer that is joined to one surface of the elastic body 11 and that can convert an electric signal and a mechanical displacement. Certain piezoelectric elements 12a, 12b, 12p, 12p '
And driving force extracting portions 13, 14 and the like provided on the other surface of the elastic body 11 and in pressure contact with a relative movement member (a rail 51 described later).

【0003】弾性体11は、その側面の両側に、この弾
性体11を支持するための支持ピンを挿入する切り欠き
部11aが形成されている。このリニア型振動アクチュ
エータ10は、圧電素子12aに所定の電圧、周波数を
有する第1の駆動信号を印加し、圧電素子12bに第1
の駆動信号と位相が略90度異なる第2の駆動信号を印
加すると、1次の屈曲振動(L1モード)と4次の縦振動
(B4モード)とを弾性体11に調和的に発生させる。
これにより、駆動力取出部13、14に楕円運動が発生
し、相対運動部材との間に相対運動を発生させることが
できる。なお、駆動力取出部13、14は、弾性体11
と一体に突起状に形成されていてもよいし、耐磨耗性の
ある摺動材が貼付された構成としてもよい。
The elastic body 11 has cutouts 11a on both sides of the side surface for inserting a support pin for supporting the elastic body 11. The linear vibration actuator 10 applies a first drive signal having a predetermined voltage and frequency to a piezoelectric element 12a, and applies a first drive signal to a piezoelectric element 12b.
When a second drive signal having a phase different from that of the first drive signal by approximately 90 degrees is applied, the first-order bending vibration (L1 mode) and the fourth-order longitudinal vibration (B4 mode) are generated in the elastic body 11 in harmony.
As a result, an elliptical motion is generated in the driving force extracting portions 13 and 14, and a relative motion can be generated between the driving force extracting portions 13 and 14. In addition, the driving force extracting portions 13 and 14 are
May be integrally formed in a protruding shape, or may be configured to have a wear-resistant sliding material attached thereto.

【0004】このような振動アクチュエータは、例え
ば、「光ピックアップ移動を目的とした圧電リニア・モ
ータ(富川義郎氏他:第五回電磁力関連のダイナミック
シンポジウム講演論文集,第393頁〜第398頁)」
において、その構成及び負荷特性に関する解析結果が詳
細に説明されている。一方、従来の特性測定装置60
は、図5に示すように、リニア型振動アクチュエータ1
0が接触して走行するガイドレール61と、リニア型振
動アクチュエータ10をガイドレール61に加圧した状
態で支持する加圧支持機構62と、加圧支持機構62に
設けられ、リニア型振動アクチュエータ10の走行方向
と逆方向に負荷をかける負荷機構63等を備えている。
Such a vibration actuator is described, for example, in "Piezoelectric Linear Motor for Moving Optical Pickup (Mr. Yoshiro Tomikawa et al .: Proceedings of the 5th Electromagnetic Force-Related Dynamic Symposium, pp. 393-398). ) "
Describes in detail the configuration and the analysis results relating to the load characteristics. On the other hand, the conventional characteristic measuring device 60
Is a linear vibration actuator 1 as shown in FIG.
0, a guide rail 61 that travels in contact therewith, a pressure support mechanism 62 that supports the linear vibration actuator 10 in a state of being pressed against the guide rail 61, and a linear vibration actuator 10 that is provided on the pressure support mechanism 62. And a load mechanism 63 for applying a load in a direction opposite to the traveling direction of the vehicle.

【0005】加圧支持機構62は、フレーム62aと、
弾性体11の両側面に形成された切り欠き部11aに係
合する支持ピン62bと、弾性体11を上面から押す加
圧子62cと、加圧子62cを弾性体11に向けて付勢
するスプリング62dと、スプリング62dの付勢力を
調整する調整ネジ62e等を備えている。負荷機構63
は、おもり63aと、プーリ63bと、一端が加圧支持
機構62に取り付けられ、他端がおもり63aに取り付
けられたワイヤ63c等を備えている。
[0005] The pressure support mechanism 62 includes a frame 62a,
A support pin 62b that engages with notches 11a formed on both side surfaces of the elastic body 11, a pressurizer 62c that presses the elastic body 11 from above, and a spring 62d that urges the pressurizer 62c toward the elastic body 11. And an adjusting screw 62e for adjusting the urging force of the spring 62d. Load mechanism 63
Has a weight 63a, a pulley 63b, a wire 63c having one end attached to the pressure support mechanism 62, and the other end attached to the weight 63a.

【0006】従来の特性測定装置60では、リニア型振
動アクチュエータ10をガイドレール61上で直線状に
移動させて、このアクチュエータ10の特性を測定して
いた。例えば、リニア型振動アクチュエータ10の速度
を検出する場合は、図4に示すように、ガイドレール6
1の一方の端部側の側面にセンサ64aを設置し、他方
の端部側の側面にセンサ64bを設置して、これらのセ
ンサ64a、64bで加圧支持機構62のフレーム62
aが通過したか否かを検出していた。そして、リニア型
振動アクチュエータ10がセンサ64aとセンサ64b
とを通過するのに要した時間と、センサ64a、64b
間の距離から、このアクチュエータ10の速度を求めて
いた。
In the conventional characteristic measuring device 60, the characteristics of the linear vibration actuator 10 are measured by moving the linear vibration actuator 10 linearly on the guide rail 61. For example, when detecting the speed of the linear vibration actuator 10, as shown in FIG.
A sensor 64a is installed on one side of the one end of the sensor 1 and a sensor 64b is installed on the side of the other end.
a has been detected. Then, the linear vibration actuator 10 is connected to the sensor 64a and the sensor 64b.
And the time required to pass through the sensors 64a, 64b
The speed of the actuator 10 was determined from the distance between the two.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の特性測
定装置60では、負荷を変えて振動アクチュエータ10
の特性を測定する場合、おもり63aを付け替えなけれ
ばならず、作業が煩雑となるまた、リニア型振動アクチ
ュエータ10を限られた長さのガイドレール61上で一
方向に移動させる間に、このリニア型振動アクチュエー
タ10の特性を測定するので、連続的な測定ができな
い。そのため、各特性における経時変化を観察すること
ができないという課題がある。
However, in the conventional characteristic measuring device 60, the vibration actuator 10 is changed by changing the load.
When the characteristics of the linear vibration actuator 10 are measured, the weight 63a must be replaced, which complicates the operation. In addition, while the linear vibration actuator 10 is moved in one direction on the guide rail 61 having a limited length, Since the characteristics of the mold vibration actuator 10 are measured, continuous measurement cannot be performed. Therefore, there is a problem that a temporal change in each characteristic cannot be observed.

【0008】本発明は、このような課題を解決すること
を目的とする。
An object of the present invention is to solve such a problem.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的のために、請求
項1に記載された発明では、自走型振動アクチュエータ
が走行するための走路部と、この自走型振動アクチュエ
ータの走行に伴う運動を回転運動に変換する変換手段
と、前記回転運動に関する値を測定する測定手段と、こ
の測定手段で測定された値に基づいて前記自走型振動ア
クチュエータの特性を算出する算出手段とで、自走型振
動アクチュエータの特性測定装置を構成した。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a traveling path for a self-propelled vibration actuator to travel, and a movement accompanying the traveling of the self-propelled vibration actuator. To a rotational motion, measuring means for measuring a value related to the rotational motion, and calculating means for calculating characteristics of the self-propelled vibration actuator based on the value measured by the measuring means. A device for measuring the characteristics of a running vibration actuator was constructed.

【0010】請求項2に記載された発明では、請求項1
記載の自走型振動アクチュエータの特性測定装置におい
て、前記変換手段を、リング状に形成されて、少なくと
も一部が前記自走型振動アクチュエータに固定すること
で該自走型振動アクチュエータの走行と共に移動するベ
ルト状部材と、回転可能に支持されて、前記ベルト状部
材の移動時の案内を行う少なくとも1つの案内部材とを
有する構成とし、前記測定手段によって前記案内部材の
回転運動に関する値を測定するようにした。
According to the invention described in claim 2, claim 1
In the characteristic measuring device for a self-propelled vibration actuator according to the above aspect, the conversion unit is formed in a ring shape, and at least a part thereof is fixed to the self-propelled vibration actuator, thereby moving together with the traveling of the self-propelled vibration actuator And at least one guide member rotatably supported and guiding the movement of the belt-shaped member, and the measuring unit measures a value related to the rotational movement of the guide member. I did it.

【0011】請求項3に記載された発明では、請求項2
記載の自走型振動アクチュエータの特性測定装置におい
て、前記案内部材を、前記ベルト状部材に接触してこの
ベルト状部材の移動と共に回転する接触部と、該接触部
に連結された回転軸とを有する構成とし、前記測定手段
が前記回転軸の回転速度を検出して、その検出結果を前
記算出手段に出力するようにした。
According to the third aspect of the present invention, there is provided the second aspect.
In the characteristic measuring device for a self-propelled vibration actuator according to the aspect, the guide member may include a contact portion that contacts the belt-shaped member and rotates together with the movement of the belt-shaped member, and a rotation shaft connected to the contact portion. The measuring means detects the rotation speed of the rotating shaft, and outputs the detection result to the calculating means.

【0012】請求項4に記載された発明では、請求項2
記載の自走型振動アクチュエータの特性測定装置におい
て、前記案内部材を、前記ベルト状部材に接触してこの
ベルト状部材の移動と共に回転する接触部と、該接触部
に連結された回転軸とを有する構成とし、また、前記測
定手段を、前記回転軸の回転トルクを検出して、その検
出結果を前記算出手段に出力するトルク測定器と、前記
回転軸に負荷を与える負荷設定手段とを有する構成とし
た。
According to the fourth aspect of the present invention, in the second aspect,
In the characteristic measuring device for a self-propelled vibration actuator according to the aspect, the guide member may include a contact portion that contacts the belt-shaped member and rotates together with the movement of the belt-shaped member, and a rotation shaft connected to the contact portion. The measuring unit includes a torque measuring device that detects a rotational torque of the rotating shaft and outputs a result of the detection to the calculating unit, and a load setting unit that applies a load to the rotating shaft. The configuration was adopted.

【0013】請求項5に記載された発明では、請求項1
から請求項4までのいずれか1項に記載の自走型振動ア
クチュエータの特性測定装置において、前記自走型振動
アクチュエータの位置を検出するセンサをさらに設け、
前記算出装置が、前記センサの検出結果に基づいて前記
自走型振動アクチュエータの走行方向を切り替えること
で、該自走型振動アクチュエータを往復運動させるよう
に構成した。
[0013] In the invention described in claim 5, claim 1 is provided.
The characteristic measuring device for a self-propelled vibration actuator according to any one of claims 1 to 4, further comprising a sensor for detecting a position of the self-propelled vibration actuator,
The calculation device is configured to switch the traveling direction of the self-propelled vibration actuator based on a detection result of the sensor, thereby causing the self-propelled vibration actuator to reciprocate.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態をあげて、さらに詳細に説明する。なお、以
降の説明では、振動アクチュエータとして、超音波領域
の振動を用いる超音波アクチュエータを例に説明する。
図1は、本発明の一実施形態であるリニア型超音波アク
チュエータの特性測定装置の構成を示す斜視図である。
図2は、図1の特性測定装置の構成を示すブロック図で
ある。図4は、本実施形態の特性測定装置における測定
結果の一例を示すグラフである。
Embodiments of the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings. In the following description, an ultrasonic actuator using vibration in an ultrasonic region will be described as an example of the vibration actuator.
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a characteristic measuring device for a linear ultrasonic actuator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the characteristic measuring device of FIG. FIG. 4 is a graph illustrating an example of a measurement result obtained by the characteristic measuring device of the present embodiment.

【0015】本実施形態の特性測定装置20は、測定対
象を図4に示す構成のリニア型超音波アクチュエータ1
0とするものである。この特性測定装置20は、ガイド
レール21と、加圧機構22と、ベース23と、運動変
換機構24と、トルク測定手段25と、オシロスコープ
27と、駆動回路29と、速度測定手段30と、センサ
31と、演算装置40等とで構成されている。
The characteristic measuring device 20 of the present embodiment measures a linear ultrasonic actuator 1 having a configuration shown in FIG.
It is assumed to be 0. The characteristic measuring device 20 includes a guide rail 21, a pressing mechanism 22, a base 23, a motion converting mechanism 24, a torque measuring unit 25, an oscilloscope 27, a driving circuit 29, a speed measuring unit 30, a sensor 31 and an arithmetic unit 40 and the like.

【0016】ガイドレール21は、直線状に形成され
て、リニア型超音波アクチュエータ10が移動するため
の駆動面を有する。ガイドレール21の駆動面は、耐摩
耗性と防錆の優れたステンレス材により形成されてい
る。このガイドレール21は、ベース23に固定されて
いる。加圧機構22は、リニア型超音波アクチュエータ
10を所定の圧力でガイドレール21に接触させるため
の機構である。この加圧機構22は、円錐状の圧子22
aと、不図示のばねと、押しねじ22bと、軸受ブロッ
ク22cとを備えている。圧子22aの先端は、リニア
型超音波アクチュエータ10の弾性体11の略中央でこ
のアクチュエータ10に接し、前記ばねによって所定の
加圧力でリニア型超音波アクチュエータ10をガイドレ
ール21に押し付けている。この加圧力は、押しねじ2
2bのねじ込み量によって調整することができる。な
お、加圧力の発生源は、ばねに限定されるものではな
く、例えば、分銅等の重りや、シリンダによる流体圧、
コイルによる電磁力等を用いてもよい。ガイドレール2
1の裏面には、リニアガイド(図示せず)が設置されて
おり、軸受ブロック22cに設置される軸受によって、
加圧機構22がリニア型超音波アクチュエータ10と共
に移動できるようになっている。
The guide rail 21 is formed linearly and has a driving surface on which the linear ultrasonic actuator 10 moves. The drive surface of the guide rail 21 is formed of a stainless material having excellent wear resistance and rust prevention. The guide rail 21 is fixed to a base 23. The pressing mechanism 22 is a mechanism for bringing the linear ultrasonic actuator 10 into contact with the guide rail 21 at a predetermined pressure. The pressing mechanism 22 includes a conical indenter 22.
a, a spring (not shown), a set screw 22b, and a bearing block 22c. The distal end of the indenter 22a contacts the linear ultrasonic actuator 10 at substantially the center of the elastic body 11 of the linear ultrasonic actuator 10, and presses the linear ultrasonic actuator 10 against the guide rail 21 with a predetermined pressing force by the spring. This pressing force is
It can be adjusted by the screwing amount of 2b. The source of the pressing force is not limited to a spring. For example, a weight such as a weight, a fluid pressure by a cylinder,
Electromagnetic force or the like by a coil may be used. Guide rail 2
1 is provided with a linear guide (not shown) on the back surface thereof.
The pressing mechanism 22 can move together with the linear ultrasonic actuator 10.

【0017】ベース23には、ガイドレール21に沿っ
て互いに離れた位置に、2つのセンサ31aと31bと
が設置されている。センサ31aは、ガイドレール21
の一方の端部側に配置され、センサ31bは、ガイドレ
ール21の他方の端部側に配置される。これらのセンサ
31a、31bは、加圧機構22の一部に設けられたマ
ーク(図示せず)を検知し、リニア型超音波アクチュエ
ータ10が各センサ31a、31bを通過したか否かを
検出する、そして、その結果を演算装置40に出力す
る。演算装置40は、リニア型超音波アクチュエータ1
0がセンサ31a、31bの一方を通過したことが検出
されると、後述する駆動回路29によって、リニア型超
音波アクチュエータ10の移動方向を反転させる。これ
により、リニア型超音波アクチュエータ10はガイドレ
ール21上を往復運動する。
The base 23 is provided with two sensors 31a and 31b at positions separated from each other along the guide rail 21. The sensor 31a is connected to the guide rail 21.
The sensor 31b is arranged on the other end side of the guide rail 21. These sensors 31a and 31b detect a mark (not shown) provided on a part of the pressurizing mechanism 22, and detect whether or not the linear ultrasonic actuator 10 has passed each of the sensors 31a and 31b. , And outputs the result to the arithmetic unit 40. The arithmetic unit 40 includes the linear ultrasonic actuator 1
When it is detected that 0 has passed through one of the sensors 31a and 31b, the moving direction of the linear ultrasonic actuator 10 is reversed by the drive circuit 29 described later. Thereby, the linear ultrasonic actuator 10 reciprocates on the guide rail 21.

【0018】運動変換機構24は、ガイドレール21上
を移動するリニア型超音波アクチュエータ10の直線運
動を、回転運動に変換するための機構である。この運動
変換機構24は、第1のプーリー24aと、第2のプー
リー24bと、第3のプーリー24cと、ベルト24d
と、ベルト24dの張力調整手段24eとを備えてい
る。ベルト24dは、リング状に形成されて、その一部
が加圧機構22の軸受ブロック22cに固定されると共
に、第1のプーリー24a、第2のプーリー24bおよ
び第3のプーリー24cに掛けられて、リニア型超音波
アクチュエータ10と共に移動できるようになってい
る。また、ベルト24dは、第1のプーリー24aに対
しては、幾重かに巻かれている。第2のプーリー24b
と第3のプーリー24cは、ベース23上において、ガ
イドレール21の中心軸の延長線上で、かつ、リニア型
超音波アクチュエータ10の往復運動の中心点に対して
ほぼ対称となる位置に配置される。また、第1のプーリ
ー24aは、ベース23上で、第2のプーリー24bお
よび第3のプーリー24cとの間で二等辺三角形を形成
したときに、その頂点に相当する位置に配置される。第
2のプーリー24bには、張力調整手段24eが設置さ
れている。そして、この張力調整手段24eにより、ベ
ルト24dの張力を適正な値に設定することができるよ
うになっている。なお、ベルト24dは、紐状であっ
て、切れ難く、伸びの少ない部材であれば特に限定され
るものではない。このような運動変換機構24により、
リニア型超音波アクチュエータ10の直線運動は、第1
のプーリー24aの回転軸24fを中心とした回転運動
に変換される。
The motion conversion mechanism 24 is a mechanism for converting a linear motion of the linear ultrasonic actuator 10 moving on the guide rail 21 into a rotary motion. The motion conversion mechanism 24 includes a first pulley 24a, a second pulley 24b, a third pulley 24c, and a belt 24d.
And tension adjusting means 24e for the belt 24d. The belt 24d is formed in a ring shape, a part of which is fixed to the bearing block 22c of the pressurizing mechanism 22, and is hung on the first pulley 24a, the second pulley 24b, and the third pulley 24c. , And can be moved together with the linear ultrasonic actuator 10. The belt 24d is wound around the first pulley 24a several times. Second pulley 24b
And the third pulley 24c are arranged on the base 23 on an extension of the center axis of the guide rail 21 and at a position substantially symmetrical with respect to the center point of the reciprocating motion of the linear ultrasonic actuator 10. . When the first pulley 24a forms an isosceles triangle on the base 23 between the second pulley 24b and the third pulley 24c, the first pulley 24a is arranged at a position corresponding to the vertex thereof. The second pulley 24b is provided with a tension adjusting means 24e. The tension adjusting means 24e can set the tension of the belt 24d to an appropriate value. In addition, the belt 24d is not particularly limited as long as it is a cord-shaped member that is hard to cut and has little elongation. With such a motion conversion mechanism 24,
The linear motion of the linear ultrasonic actuator 10 is the first motion.
Is converted into a rotational motion about the rotary shaft 24f of the pulley 24a.

【0019】速度測定手段30は、第1のプーリー24
aの回転速度を検出し、その結果を演算装置40に出力
する。この速度測定手段30は、第1のプーリー24a
の回転軸24fの一端に設置されたロータリーエンコー
ダ30aと、ロータリーエンコーダ30aの出力を電圧
に変換して演算装置40に出力するF/Vコンバータ3
0bとで構成されている。なお、ロータリーエンコーダ
30aの代わりに、レーザドップラ速度計を用いてもよ
い。レーザドップラ速度計は、非接触で第1のプーリー
24aの回転速度を測定できるために、慣性の影響を殆
ど受けることがなく、高精度な測定を行うのに適してい
る。
The speed measuring means 30 includes a first pulley 24
The rotation speed a is detected, and the result is output to the arithmetic unit 40. The speed measuring means 30 includes a first pulley 24a
And a F / V converter 3 that converts the output of the rotary encoder 30a into a voltage and outputs the voltage to the arithmetic unit 40.
0b. Note that a laser Doppler velocimeter may be used instead of the rotary encoder 30a. Since the laser Doppler velocimeter can measure the rotation speed of the first pulley 24a in a non-contact manner, the laser Doppler velocimeter is hardly affected by inertia and is suitable for performing high-precision measurement.

【0020】トルク測定手段25は、第1のプーリー2
4aに伝達される回転トルクを検出し、その結果を演算
装置40に出力する。このトルク測定手段25は、第1
のプーリー24aの回転軸24fにおける、ロータリー
エンコーダ30aが設置されていない側に設けられたト
ルクメータ25aとブレーキ25bとで構成されてい
る。ブレーキ25bは、ブレーキの強さの調整が可能
で、これによりリニア型超音波アクチュエータ10の負
荷を適宜設定できる負荷設定手段として機能する。トル
クメータ25aの出力と、ブレーキ25bで設定された
ブレーキの強さに関する情報は、演算装置40に出力さ
れる。
The torque measuring means 25 includes a first pulley 2
The rotation torque transmitted to 4a is detected, and the result is output to the arithmetic unit 40. This torque measuring means 25
And a brake 25b provided on the side of the rotary shaft 24f of the pulley 24a where the rotary encoder 30a is not installed. The brake 25b can adjust the strength of the brake, and thereby functions as a load setting unit that can appropriately set the load of the linear ultrasonic actuator 10. The output of the torque meter 25a and the information on the strength of the brake set by the brake 25b are output to the arithmetic unit 40.

【0021】駆動回路29は、発信器29aと増幅器2
9bとを有する。発振器29aは、演算装置40からの
制御信号に基づいて、リニア型超音波アクチュエータ1
0に印加する駆動信号(電圧、位相差、周波数等)を生
成する。この発信器29aには、RS232C、GPI
B等によって制御が可能なプログラマブル発振器を用い
ることができる。増幅器29bは、発振器29aから出
力される駆動信号を増幅するためのものであり、その出
力は、リニア型超音波アクチュエータ10の圧電素子1
2a、12bに入力される。なお、図2では省略してあ
るが、リニア型超音波アクチュエータ10に印加される
駆動信号は、圧電素子12aに印加される第1の駆動信
号と、圧電素子12bに印加される、前記第1の駆動信
号と電圧、周波数は等しいが、位相が約90度異なる第
2の駆動信号の2つの駆動信号である。
The driving circuit 29 includes a transmitter 29a and an amplifier 2
9b. The oscillator 29a is configured to control the linear ultrasonic actuator 1 based on a control signal from the arithmetic device 40.
A drive signal (voltage, phase difference, frequency, etc.) to be applied to 0 is generated. This transmitter 29a includes RS232C, GPI
A programmable oscillator that can be controlled by B or the like can be used. The amplifier 29b is for amplifying the drive signal output from the oscillator 29a, and the output of the amplifier 29b is output from the piezoelectric element 1 of the linear ultrasonic actuator 10.
2a and 12b are input. Although not shown in FIG. 2, the drive signal applied to the linear ultrasonic actuator 10 includes a first drive signal applied to the piezoelectric element 12a and a first drive signal applied to the piezoelectric element 12b. , And a second drive signal having the same voltage and frequency but a phase difference of about 90 degrees.

【0022】オシロスコープ27は、リニア型超音波ア
クチュエータ10に印加される駆動信号の電圧、位相
差、周波数等を測定し、GPIBを通して測定結果を演
算装置40に出力する。オシロスコープには、デジタル
ストレージ付きのものが好ましい。演算装置40は、駆
動回路29を介してリニア型超音波アクチュエータ10
を駆動すると共に、センサ31、速度測定手段30、ト
ルク測定手段25およびオシロスコープ27の出力を入
力して所定の演算処理を行うようプログラムが組まれて
いる。
The oscilloscope 27 measures the voltage, phase difference, frequency and the like of the drive signal applied to the linear ultrasonic actuator 10 and outputs the measurement result to the arithmetic unit 40 through GPIB. The oscilloscope preferably has a digital storage. The arithmetic unit 40 is connected to the linear ultrasonic actuator 10 via the drive circuit 29.
And a program for inputting the outputs of the sensor 31, the speed measuring means 30, the torque measuring means 25, and the oscilloscope 27 and performing predetermined arithmetic processing.

【0023】この特性測定装置20においては、演算装
置40からの指令に基づいて駆動回路29がリニア型超
音波アクチュエータ10を駆動する。リニア型超音波ア
クチュエータ10が移動すると、加圧機構22の軸受ブ
ロック22cもアクチュエータ10と共に移動する。し
たがって、軸受ブロック22cに固定されたベルト24
dは、リニア型アクチュエータ10と共に移動する。こ
のベルト24dの移動は、運動変換機構24の第1のプ
ーリー24aの回転運動に変換される。また、センサ3
1、演算装置40および駆動回路29によって、リニア
型超音波アクチュエータ10はガイドレール21上を自
動的に往復運動する。そのため、従来のように負荷を人
手で付け替える必要はない。そして、往復運動の間、速
度測定手段30やトルク測定手段25は、リニア型超音
波アクチュエータ10の速度やトルクを連続して測定す
ることができる。したがって、往復運動中にリニア型超
音波アクチュエータ10の特性が変化したとしても、そ
の後、定常状態に入ったことを確認し、その定常状態で
の測定データを求めることが可能となる。よって、信頼
性の高い測定を行うことができる。
In the characteristic measuring device 20, the driving circuit 29 drives the linear ultrasonic actuator 10 based on a command from the arithmetic device 40. When the linear ultrasonic actuator 10 moves, the bearing block 22c of the pressurizing mechanism 22 moves together with the actuator 10. Therefore, the belt 24 fixed to the bearing block 22c
d moves together with the linear actuator 10. The movement of the belt 24d is converted into a rotational movement of the first pulley 24a of the movement conversion mechanism 24. In addition, sensor 3
1. The linear ultrasonic actuator 10 automatically reciprocates on the guide rail 21 by the arithmetic unit 40 and the drive circuit 29. Therefore, there is no need to manually change the load as in the conventional case. During the reciprocation, the speed measuring means 30 and the torque measuring means 25 can continuously measure the speed and the torque of the linear ultrasonic actuator 10. Therefore, even if the characteristics of the linear ultrasonic actuator 10 change during the reciprocating motion, it is possible to confirm that the linear ultrasonic actuator 10 has entered a steady state, and to obtain measurement data in the steady state. Therefore, highly reliable measurement can be performed.

【0024】特性測定装置20によって、例えば、以下
に示すようなリニア型超音波アクチュエータ10の特性
を連続的に測定することができる。 (1)速度検出手段30で第1のプーリー24aの回転
速度を測定し、演算装置40によって、その想定結果を
予め設定された演算式で演算処理することで、リニア型
超音波アクチュエータ10の速度を求めることができ
る。 (2)トルク測定手段25で第1のプーリー24aに伝
達される回転トルクを測定し、演算装置40によって、
その測定結果を予め設定された演算式で演算処理するこ
とで、リニア型超音波アクチュエータ10の駆動力を求
めることができる。 (3)リニア型超音波アクチュエータ10に供給される
電圧、電流をオシロスコープ27で測定し、演算装置4
0によって、その想定結果を予め設定された演算式で演
算処理することで、リニア型超音波アクチュエータ10
の駆動効率を求めることができる。
The characteristic measuring device 20 can continuously measure, for example, the characteristics of the linear ultrasonic actuator 10 as described below. (1) The speed of the linear ultrasonic actuator 10 is measured by measuring the rotational speed of the first pulley 24a by the speed detecting means 30 and performing an arithmetic operation on the assumed result by an arithmetic unit 40 using a preset arithmetic expression. Can be requested. (2) The torque measuring means 25 measures the rotational torque transmitted to the first pulley 24a, and the arithmetic device 40
The driving force of the linear ultrasonic actuator 10 can be obtained by performing arithmetic processing on the measurement result using a predetermined arithmetic expression. (3) The voltage and current supplied to the linear ultrasonic actuator 10 are measured by the oscilloscope 27 and
0, the expected result is calculated by a predetermined calculation formula, thereby obtaining the linear ultrasonic actuator 10.
Driving efficiency can be obtained.

【0025】図4は、演算装置40によって、得られる
測定結果の例を示すグラフである。図4(a)は、リニ
ア型超音波アクチュエータ10に印加する駆動信号の周
波数と速度、流入電流との関係を示すグラフ、図4
(b)は、前記駆動信号の電圧と速度、流入電流との関
係を示すグラフ、図4(c)は、前記駆動信号の周波数
とリニア型超音波アクチュエータ10の駆動力との関係
を示すグラフ、図4(d)は、リニア型超音波アクチュ
エータ10の負荷と速度、効率特性との関係を示すグラ
フ、図4(e)は、リニア型超音波アクチュエータ10
の速度の経時変化を示すグラフである。また、これら各
項目の複合特性や速度の立ち上がり特性等も求めること
ができる。
FIG. 4 is a graph showing an example of a measurement result obtained by the arithmetic unit 40. FIG. 4A is a graph showing the relationship between the frequency of the drive signal applied to the linear type ultrasonic actuator 10, the speed, and the inflow current.
4B is a graph showing a relationship between the voltage of the drive signal, speed, and inflow current, and FIG. 4C is a graph showing a relationship between the frequency of the drive signal and the driving force of the linear ultrasonic actuator 10. FIG. 4D is a graph showing the relationship between the load, speed, and efficiency characteristics of the linear ultrasonic actuator 10, and FIG.
6 is a graph showing the change over time of the speed of the slab. In addition, the composite characteristics and speed rise characteristics of these items can also be obtained.

【0026】以上のように、第1実施形態の特性測定装
置20では、リニア型振動アクチュエータ10の負荷−
速度特性、消費電力、効率特性等を連続的な駆動条件で
測定することができる。そのため、リニア型振動アクチ
ュエータ10の特性が変化しても、定常状態に入った後
の測定が可能となり、測定結果の信頼性が向上する。ま
た、長いガイドレール等が不要となるために、装置を小
型化できる、という効果もある。
As described above, in the characteristic measuring device 20 of the first embodiment, the load of the linear vibration actuator 10 is reduced.
Speed characteristics, power consumption, efficiency characteristics, and the like can be measured under continuous driving conditions. Therefore, even if the characteristics of the linear vibration actuator 10 change, measurement after entering the steady state is possible, and the reliability of the measurement result is improved. In addition, since a long guide rail or the like is not required, the size of the apparatus can be reduced.

【0027】さらに、連続的に測定できるので、多くの
データに基づいて、積分値や平均値を算出することも可
能である。なお、実施形態では、直線運動を行うリニア
型超音波アクチュエータの特性を測定する場合について
説明したが、本発明はそのような構成に限定されるもの
ではない。例えば、振動アクチュエータが円弧状のガイ
ドレール状を走行する場合でも、ベルトの移動軌跡上
(例えば、ガイドレールの裏面)に、この振動アクチュ
エータが描く軌跡とほぼ等しいガイドを設ければ、振動
アクチュエータの走行に伴う運動を対応する回転運動に
変換することができる。したがって、この回転運動の速
度や回転トルクを測定すれば、円弧状の軌跡で走行する
振動アクチュエータにおいても、その特性を求めること
ができる。
Further, since the measurement can be performed continuously, it is possible to calculate an integrated value or an average value based on a large amount of data. In the embodiment, the case of measuring the characteristics of the linear type ultrasonic actuator performing the linear motion has been described, but the present invention is not limited to such a configuration. For example, even when the vibration actuator travels along an arc-shaped guide rail, if a guide substantially equal to the path drawn by the vibration actuator is provided on the movement locus of the belt (for example, on the back surface of the guide rail), The movement accompanying the running can be converted into the corresponding rotation movement. Therefore, by measuring the speed of the rotational motion and the rotational torque, it is possible to determine the characteristics of the vibration actuator that travels along an arc-shaped locus.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、自走型振動アクチュエータの特性を連続的に測定
することができる。そのため、各特性における経時変化
を観察することが可能となるまた、従来のように、負荷
を人手で付け替える必要がなく、作業効率が向上する。
As described above, according to the present invention, the characteristics of the self-propelled vibration actuator can be continuously measured. Therefore, it is possible to observe changes over time in each characteristic, and it is not necessary to change the load by hand as in the related art, thereby improving work efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】は、本発明の一実施形態であるリニア型超音波
アクチュエータの特性測定装置を示す概略斜視図であ
る。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a device for measuring characteristics of a linear ultrasonic actuator according to an embodiment of the present invention.

【図2】は、図1の特性測定装置の構成を示すブロック
図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the characteristic measuring device of FIG.

【図3】は、図1で用いたリニア型超音波アクチュエー
タの構成を示す概略斜視図である。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing the configuration of the linear ultrasonic actuator used in FIG.

【図4】は、実施形態のリニア型超音波アクチュエータ
の特性測定装置で得られた測定結果の例を示すグラフで
ある。
FIG. 4 is a graph showing an example of a measurement result obtained by the characteristic measuring device of the linear type ultrasonic actuator of the embodiment.

【図5】は、リニア型振動アクチュエータと、その特性
測定装置の従来例の構成を示す概略斜視図である。
FIG. 5 is a schematic perspective view showing a configuration of a conventional example of a linear vibration actuator and its characteristic measuring device.

【主要部分の符号の説明】[Explanation of Signs of Main Parts]

10 リニア型超音波アクチュエータ 20 特性測定装置 21 ガイドレール(走路部) 22 加圧機構 23 ベース 24 運動変換機構 24a 第1のプーリー(案内部材) 24d ベルト 24f 回転軸 25 トルク測定手段 25a トルクメータ 25b ブレーキ(負荷設定手段) 27 オシロスコープ 29 駆動回路 30 速度測定手段 30a ロータリーエンコーダ 31 センサ 40 演算装置(算出手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Linear ultrasonic actuator 20 Characteristic measuring device 21 Guide rail (runway part) 22 Pressurizing mechanism 23 Base 24 Motion conversion mechanism 24a First pulley (guide member) 24d Belt 24f Rotating shaft 25 Torque measuring means 25a Torque meter 25b Brake (Load setting means) 27 Oscilloscope 29 Drive circuit 30 Speed measuring means 30a Rotary encoder 31 Sensor 40 Arithmetic unit (Calculating means)

フロントページの続き Fターム(参考) 2F051 AA00 AB06 AC09 BA03 2G024 AD01 BA11 CA08 CA09 CA12 DA09 FA01 5H680 BB13 CC02 DD01 DD15 DD23 DD53 DD55 DD59 DD74 DD82 DD92 EE10 FF04 FF33 Continued on front page F term (reference) 2F051 AA00 AB06 AC09 BA03 2G024 AD01 BA11 CA08 CA09 CA12 DA09 FA01 5H680 BB13 CC02 DD01 DD15 DD23 DD53 DD55 DD59 DD74 DD82 DD92 EE10 FF04 FF33

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 自走型振動アクチュエータの特性を測定
する自走型振動アクチュエータの特性測定装置であっ
て、 前記自走型振動アクチュエータが走行するための走路部
と、 前記自走型振動アクチュエータの走行に伴う運動を回転
運動に変換する変換手段と、 前記回転運動に関する値を測定する測定手段と、 前記測定手段で測定された値に基づいて前記自走型振動
アクチュエータの特性を算出する算出手段とを備えたこ
とを特徴とする自走型振動アクチュエータの特性測定装
置。
1. A self-propelled vibration actuator characteristic measuring device for measuring characteristics of a self-propelled vibration actuator, comprising: a traveling path section on which the self-propelled vibration actuator travels; Conversion means for converting a movement associated with running into rotational movement; measuring means for measuring a value related to the rotational movement; calculating means for calculating characteristics of the self-propelled vibration actuator based on the value measured by the measuring means. And a characteristic measuring device for a self-propelled vibration actuator.
【請求項2】 前記変換手段は、リング状に形成され
て、少なくとも一部が前記自走型振動アクチュエータに
固定されることで該自走型振動アクチュエータの走行と
共に移動するベルト状部材と、回転可能に支持されて前
記ベルト状部材の移動時の案内を行う少なくとも1つの
案内部材とを有し、 前記測定手段は、前記案内部材の回転運動に関する値を
測定することを特徴とする請求項1に記載された自走型
振動アクチュエータの特性測定装置。
2. The belt-like member, which is formed in a ring shape and at least a part of which is fixed to the self-propelled vibration actuator, moves as the self-propelled vibration actuator travels, 2. The apparatus according to claim 1, further comprising: at least one guide member that is supported so as to guide the movement of the belt-like member when the belt-like member is moved, wherein the measuring unit measures a value related to a rotational movement of the guide member. A device for measuring characteristics of a self-propelled vibration actuator described in the above.
【請求項3】 前記案内部材は、前記ベルト状部材に接
触し、該ベルト状部材の移動と共に回転する接触部と、
該接触部に連結された回転軸とを有し、 前記測定手段は、前記回転軸の回転速度を検出し、その
検出結果を前記算出手段に出力することを特徴とする請
求項2に記載された自走型振動アクチュエータの特性測
定装置。
3. The contact member which contacts the belt-shaped member and rotates with the movement of the belt-shaped member,
3. The apparatus according to claim 2, further comprising: a rotating shaft connected to the contact portion, wherein the measuring unit detects a rotation speed of the rotating shaft, and outputs a detection result to the calculating unit. Measuring device for self-propelled vibration actuator.
【請求項4】 前記案内部材は、前記ベルト状部材に接
触し、該ベルト状部材の移動と共に回転する接触部と、
該接触部に連結された回転軸とを有し、 前記測定手段は、前記回転軸の回転トルクを検出し、そ
の検出結果を前記算出手段に出力するトルク測定器と、
前記回転軸に負荷を与える負荷設定手段とを有すること
を特徴とする請求項2に記載された自走型振動アクチュ
エータの特性測定装置。
4. The contact member, wherein the guide member contacts the belt-shaped member and rotates with the movement of the belt-shaped member;
A rotating shaft connected to the contact portion, wherein the measuring means detects a rotating torque of the rotating shaft, and outputs a detection result to the calculating means;
The characteristic measuring device for a self-propelled vibration actuator according to claim 2, further comprising a load setting unit configured to apply a load to the rotating shaft.
【請求項5】 前記自走型振動アクチュエータの位置を
検出するセンサをさらに備え、 前記算出装置は、前記センサの検出結果に基づいて前記
自走型振動アクチュエータの走行方向を切り替えること
で、該自走型振動アクチュエータを往復運動させること
を特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項
に記載された自走型振動アクチュエータの特性測定装
置。
5. The self-propelled vibration actuator further includes a sensor for detecting a position of the self-propelled vibration actuator, wherein the calculating device switches a traveling direction of the self-propelled vibration actuator based on a detection result of the sensor, and The characteristic measuring device for a self-propelled vibration actuator according to any one of claims 1 to 4, wherein the running vibration actuator reciprocates.
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