JP2000120824A - Parallel link mechanism - Google Patents

Parallel link mechanism

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JP2000120824A
JP2000120824A JP10294786A JP29478698A JP2000120824A JP 2000120824 A JP2000120824 A JP 2000120824A JP 10294786 A JP10294786 A JP 10294786A JP 29478698 A JP29478698 A JP 29478698A JP 2000120824 A JP2000120824 A JP 2000120824A
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JP
Japan
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permanent magnet
load
movable portion
electromagnet
link mechanism
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JP10294786A
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Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Segawa
裕 瀬川
Masayuki Yamamoto
雅之 山本
Akira Shimada
明 島田
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Seiko Seiki KK
Original Assignee
Seiko Seiki KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce burden applied on an actuator, and improve controllability by providing a load burdening means for burdening a part of a load applied on a movable part by magnetic force, as a parallel link mechanism for driving the movable part with a plurality of freedoms, on a base part fixed to a prescribed position of a space. SOLUTION: Support is carried out between a flexible part 1 and a base part which are arranged opposing to each other at clearances, and permanent magnets 7, 9 are arranged on each opposing surface of the flexible part 1 and the base part 5 so as to mutually repel opposing both poles to each other. In this case, a magnetic field generated by the permanent magnet 9 is radiated in a cone shape from a cylindrical magnetic field of an upper end part of the permanent magnet 9. A circumferential length of the permanent magnet is formed shorter than that of the permanent magnet 9 so as to magnetic levitate the permanent magnet 7. In the case where a load is applied on an upper surface of the movable part 1, a part of the load is supported by bounce of the permanent magnets 7, 9 so as to reduce burden of the load applied on a close coupled actuator 3.

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】本発明はパラレルリンク機構
に係わり、特にパラレルリンク機構のアクチュエータに
かかる負担を少なくすることで制御性を向上させたパラ
レルリンク機構に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a parallel link mechanism, and more particularly to a parallel link mechanism having improved controllability by reducing a load on an actuator of the parallel link mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、高剛性・高速性・高精度等の面か
らパラレルリンク機構が注目されており、工作機械や組
立てロボット等に使用されるケースが増えつつある。こ
のパラレルリンク機構の具体例を図5に示す。
2. Description of the Related Art In recent years, parallel link mechanisms have attracted attention in terms of high rigidity, high speed, high accuracy, and the like, and cases of use in machine tools, assembling robots, and the like are increasing. FIG. 5 shows a specific example of the parallel link mechanism.

【0003】パラレルリンク機構10は、可動部1が6
本の直動型アクチュエータ3で駆動される形式のもの
で、一般的にはスチュワートプラットフォームと呼ばれ
ている。直動型アクチュエータ3の上端部は、図示しな
い対偶を介して可動部(トラベリングプレート)1が固
定されている。一方、直動型アクチュエータ3の下端部
は、図示しない対偶を介して基部(ベースプレート)5
に固定されている。
[0003] The parallel link mechanism 10 has a movable section 1 of six.
This is a type driven by a linear motion type actuator 3 and is generally called a Stewart platform. A movable portion (traveling plate) 1 is fixed to an upper end portion of the direct-acting actuator 3 via a pair (not shown). On the other hand, the lower end of the direct acting actuator 3 is connected to a base (base plate) 5 via a pair (not shown).
It is fixed to.

【0004】このパラレルメカニズムの駆動には、空圧
・油圧アクチュエータや、モータ及びボールネジ、ジャ
ッキ、圧電素子等が用いられている。特に圧電素子は、
精度、分解能が非常に高いため、各種分野への応用が期
待されている。
A pneumatic / hydraulic actuator, a motor, a ball screw, a jack, a piezoelectric element, and the like are used for driving the parallel mechanism. In particular, piezoelectric elements
Since the accuracy and resolution are extremely high, application to various fields is expected.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のパラ
レルリンク機構10では、通常、直動型アクチュエータ
3による操作が容易に行えるよう、可動部1は、基部5
に対して一定の距離に位置している。
By the way, in the conventional parallel link mechanism 10, usually, the movable part 1 is provided with a base part 5 so that the operation by the linear actuator 3 can be easily performed.
Is located at a certain distance from

【0006】可動部1には、普通、器具等が取り付けら
れるため、可動部1が前述のように一定の距離を確保す
るためには、直動型アクチュエータ3には、随時一定の
力(以下、バイアス力という)が必要とされる。圧電素
子等の非線形特性の強いアクチュエータを用いる場合、
このバイアス力のために、線形可動範囲が限定される。
[0006] Normally, a device or the like is attached to the movable part 1, and in order to secure a constant distance as described above, the movable part 1 applies a constant force (hereinafter referred to as a constant) to the direct-acting actuator 3. , Biasing force) is required. When using an actuator with strong nonlinear characteristics such as a piezoelectric element,
This bias force limits the linear range of motion.

【0007】また、直動型アクチュエータ3の傾斜が大
きくなると、直動型アクチュエータ3の曲げの力が増大
し、折れやすくなる。更に、傾斜が大きいと直動型アク
チュエータ3が可動部1に作用する力の水平方向成分が
垂直成分に対し大きくなり、直動型アクチュエータ3を
伸ばしにくくなる。
Further, when the inclination of the linear actuator 3 increases, the bending force of the linear actuator 3 increases, and the linear actuator 3 is easily broken. Further, if the inclination is large, the horizontal component of the force acting on the movable portion 1 by the direct-acting actuator 3 becomes larger than the vertical component, and it becomes difficult to extend the direct-acting actuator 3.

【0008】更に、直動型アクチュエータ3としてジャ
ッキなどを用いた場合、可動部1に加わる負荷の急激な
増減があった場合に、直動型アクチュエータ3の急激な
伸び縮みによる装置の接触、破損が生ずるおそれがあっ
た。
Further, when a jack or the like is used as the direct-acting actuator 3, if the load applied to the movable portion 1 suddenly increases or decreases, the contact or breakage of the device due to sudden expansion and contraction of the direct-acting actuator 3 occurs. Was likely to occur.

【0009】本発明はこのような従来の課題に鑑みてな
されたもので、パラレルリンク機構のアクチュエータに
かかる負担を少なくすることで制御性を向上させたパラ
レルリンク機構を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and has as its object to provide a parallel link mechanism having improved controllability by reducing the load on the actuator of the parallel link mechanism. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】このため本発明は、空間
の所定位置に固定した基部に対し2〜6自由度のいずれ
かの自由度で可動部を駆動するパラレルリンク機構であ
って、前記可動部にかかる負荷の一部を磁力により負担
する負荷負担手段を備えて構成した。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention provides a parallel link mechanism for driving a movable portion with any one of two to six degrees of freedom with respect to a base fixed at a predetermined position in a space. The apparatus is provided with a load-bearing means that bears a part of the load applied to the movable portion by magnetic force.

【0011】可動部には、負荷が加えられる。この負荷
により、各自由度を構成する例えば直動型のアクチュエ
ータには、負荷の一部が加えられる。直動型のアクチュ
エータの制御特性が非線形領域を含む場合、負荷の変動
に伴う制御点の移動により制御点が非線形領域に入るお
それがある。
A load is applied to the movable part. Due to this load, a part of the load is applied to, for example, a direct-acting actuator constituting each degree of freedom. When the control characteristic of the direct-acting actuator includes a non-linear region, the control point may enter the non-linear region due to the movement of the control point due to a change in load.

【0012】このため、負荷の変動に伴う制御点の移動
量を少なくするため、可動部にかかる負荷の一部を負荷
負担手段で負担させる。負荷負担手段は、磁力により非
接触に負荷の一部を負担する。このときの負荷負担は、
主にバイアス力に相当する分である。アクチュエータ
は、負荷負担手段で負担された残りの負荷分を負担すれ
ばすむため、制御点を線形領域に納めることが出来る。
For this reason, in order to reduce the amount of movement of the control point due to the fluctuation of the load, a part of the load applied to the movable part is borne by the load borne means. The load bearing means bears part of the load in a non-contact manner by the magnetic force. The load burden at this time is
This is mainly equivalent to the bias force. Since the actuator only needs to bear the remaining load that has been borne by the load weighing means, the control points can be accommodated in the linear region.

【0013】このことにより、パラレルリンク機構の制
御性を向上させることが出来る。また、負荷負担手段は
非接触に負荷を負担するため、負荷負担手段が可動部等
にねじれ等の影響を与えることもない。
Thus, the controllability of the parallel link mechanism can be improved. Further, since the load-bearing means bears the load in a non-contact manner, the load-bearing means does not exert an effect such as twist on the movable portion or the like.

【0014】また、本発明は、前記負荷負担手段は、前
記基部に配設した永久磁石又は電磁石と、該永久磁石又
は電磁石と磁極面を対峙させて前記可動部に配設した永
久磁石又は電磁石とからなるものであることを特徴とす
る。
Further, according to the present invention, the load-bearing means includes a permanent magnet or an electromagnet disposed on the base portion, and a permanent magnet or an electromagnet disposed on the movable portion with the magnetic pole surface facing the permanent magnet or the electromagnet. And characterized by the following.

【0015】永久磁石又は電磁石の有する磁力により、
アクチュエータに加わる負荷の一部を負担させる。永久
磁石又は電磁石は、基部と可動部とに磁極面を対峙させ
てそれぞれ配設する。対峙させる磁極面は、パラレルリ
ンク機構の使用目的や使用方法等によって同一磁極とす
るか反対磁極とするか決定する。即ち、可動部にかかる
負荷を軽減する方向に対峙させる磁極の極性を定める。
By the magnetic force of the permanent magnet or the electromagnet,
Part of the load applied to the actuator is borne. The permanent magnet or the electromagnet is disposed on the base and the movable part with the magnetic pole faces facing each other. The magnetic pole faces to be confronted are determined to be the same magnetic pole or to the opposite magnetic pole depending on the purpose of use and method of use of the parallel link mechanism. That is, the polarities of the magnetic poles facing each other in the direction of reducing the load on the movable portion are determined.

【0016】永久磁石又は電磁石の設置方法は、基部と
可動部の表面や裏面に固定してもよいし、また埋め込む
ようにしてもよい。また、永久磁石又は電磁石は、1対
を基部と可動部のそれぞれの中央に位置するように配設
してもよいし、また複数本を基部と可動部の間に均等に
配設してもよい。このことにより、安価にパラレルリン
ク機構の制御性を向上させることが出来る。また、永久
磁石の場合には保守も容易である。
The permanent magnet or the electromagnet may be fixed on the front or back surface of the base and the movable portion, or may be embedded. Further, the permanent magnet or the electromagnet may be disposed so that one pair is located at the center of each of the base and the movable part, or a plurality of permanent magnets or the electromagnet may be disposed evenly between the base and the movable part. Good. As a result, the controllability of the parallel link mechanism can be improved at low cost. In the case of permanent magnets, maintenance is easy.

【0017】電磁石を用いた場合、その電磁力は常に一
定でもよいが、可動部にかかる負荷量に応じた電磁力の
調整を行うようにしてもよい。このとき、負荷負担手段
での負担量が調整可能となる。従って、負荷量の変動に
無関係に、常に最適なアクチュエータの線形領域を確保
出来る。なお、電磁石は、基部側にのみ配設すれば、配
線は整然と整理して行うことが出来る。
When an electromagnet is used, the electromagnetic force may be constant at all times, but the electromagnetic force may be adjusted according to the load applied to the movable part. At this time, the amount of burden on the load bearing means can be adjusted. Therefore, an optimal linear region of the actuator can always be ensured irrespective of the variation of the load amount. If the electromagnet is provided only on the base side, the wiring can be neatly arranged.

【0018】また、この場合には、一方が永久磁石であ
る分安価である。但し、アクチュエータの内部及び可動
部の内部に配線を通す等の工夫をすれば、電磁石を可動
部側に配設した場合でも整然と配線することが出来る。
更に、仮に、永久磁石や電磁石に経年変化を生じた場合
でも、電磁石に供給する電流量を微調整すれば簡単に対
処出来る。また、電磁石には、常時励磁電流を流す必要
は無く、省電力のため負荷のかかったときだけ流すよう
にしてもよい。
In this case, the cost is low because one of them is a permanent magnet. However, if a device such as wiring is passed through the inside of the actuator and the inside of the movable portion, the wiring can be neatly arranged even when the electromagnet is arranged on the movable portion side.
Further, even if the permanent magnet or the electromagnet is aged, it can be easily dealt with by finely adjusting the amount of current supplied to the electromagnet. Further, it is not necessary to always supply an exciting current to the electromagnet, and it may be allowed to flow only when a load is applied for power saving.

【0019】更に、本発明は、前記可動部に配設された
前記永久磁石又は前記電磁石の前記基部に対向する磁極
の周長は、前記基部に配設された前記永久磁石又は前記
電磁石の前記可動部に対向する磁極の周長より小さくし
たことを特徴とする。
Further, according to the present invention, the peripheral length of the magnetic pole facing the base of the permanent magnet or the electromagnet disposed on the movable portion may be the same as that of the permanent magnet or the electromagnet disposed on the base. It is characterized in that it is smaller than the circumference of the magnetic pole facing the movable part.

【0020】可動部側に配設した永久磁石又は電磁石の
磁極の周長を、基部側に配設した永久磁石又は電磁石の
磁極の周長より小さくする。従って、可動部側に配設し
た永久磁石等は、基部側に配設した永久磁石等から放射
される磁力線により周囲から包まれるような形になる。
このように周長を変えることで、可動部側に配設した永
久磁石等の安定度が向上する。
The circumference of the magnetic pole of the permanent magnet or electromagnet disposed on the movable portion side is made smaller than the circumference of the magnetic pole of the permanent magnet or electromagnet disposed on the base portion side. Therefore, the permanent magnets and the like disposed on the movable portion side are surrounded by the lines of magnetic force radiated from the permanent magnets and the like disposed on the base side.
By changing the circumference in this way, the stability of the permanent magnet and the like disposed on the movable section side is improved.

【0021】更に、本発明は、前記基部及び/又は前記
可動部に配設された前記永久磁石及び/又は前記電磁石
の全体又は少なくとも対峙した磁極部分は円筒状に構成
する。
Further, according to the present invention, the entirety of the permanent magnet and / or the electromagnet provided at the base and / or the movable portion or at least the facing magnetic pole portion is formed in a cylindrical shape.

【0022】永久磁石及び/又は電磁石の全体は円筒状
に構成する。また、少なくとも対峙した磁極部分のみを
円筒状に構成してもよい。このように磁極部分を円筒状
とすることで、円筒から放射される磁力線は、対峙する
永久磁石等を円筒の中心の延長線方向にすり鉢状に包囲
する。従って、永久磁石等は円筒の中心の延長線方向に
安定するようになる。
The whole of the permanent magnet and / or the electromagnet is formed in a cylindrical shape. Further, at least the opposed magnetic pole portions may be formed in a cylindrical shape. By making the magnetic pole portion cylindrical, the lines of magnetic force radiated from the cylinder surround a facing permanent magnet or the like in a mortar shape in the direction of the extension of the center of the cylinder. Therefore, the permanent magnet and the like are stabilized in the direction of the extension of the center of the cylinder.

【0023】更に、本発明は、前記可動部は磁性材で構
成され、前記負荷負担手段は、前記可動部を吸引若しく
は反発させるため該可動部の上方で前記基部より所定高
さ位置に固定された少なくとも一つの電磁石を備えて構
成した。
Further, according to the present invention, the movable portion is made of a magnetic material, and the load-bearing means is fixed at a predetermined height above the movable portion above the movable portion to attract or repel the movable portion. And at least one electromagnet.

【0024】可動部は磁性材で構成する。この可動部の
上方で、基部より所定高さ位置に固定された少なくとも
一つの電磁石を備える。即ち、電磁石で可動部を上方向
に吸引若しくは下方向に反発させることで、可動部にか
かる負荷を負担する。このとき、磁性材の種類を変える
ことで、吸引若しくは反発を選択可能である。パラレル
リンク機構の使用目的や使用方法等によって吸引若しく
は反発の選択を決定する。
The movable part is made of a magnetic material. At least one electromagnet fixed above the movable portion at a predetermined height from the base is provided. In other words, the load applied to the movable part is borne by attracting the movable part upward or repelling it downward by the electromagnet. At this time, suction or repulsion can be selected by changing the type of the magnetic material. The selection of suction or repulsion is determined according to the purpose and method of use of the parallel link mechanism.

【0025】更に、本発明は、前記電磁石は、前記可動
部をバランスよく吸引若しくは反発させるため、前記可
動部の縁部に対向して均等に配設する。可動部の縁部に
対し均等に吸引若しくは反発を行うことで、可動部をバ
ランスよく保持することが出来る。
Further, according to the present invention, the electromagnets are evenly opposed to the edges of the movable portion so as to attract or repel the movable portion in a well-balanced manner. By uniformly sucking or repelling the edge of the movable portion, the movable portion can be held in a well-balanced manner.

【0026】更に、本発明は、前記負荷負担手段は、更
に前記可動部を吸引若しくは反発させるため前記基部に
少なくとも一つの電磁石を配設する。基部側にも、可動
部を吸引若しくは反発させるため電磁石を配設する。
Further, according to the present invention, the load-bearing means further includes at least one electromagnet disposed on the base to attract or repel the movable portion. An electromagnet is also provided on the base side to attract or repel the movable part.

【0027】従って、より一層バランス良く、可動部に
かかる負荷の負担を負荷量に応じて調整可能となる。ま
た、各アクチュエータはほぼ均等に負荷負担されること
になるため、負荷量の変動に無関係に線形領域を確保出
来る。従って、パラレルリンク機構の制御性を向上させ
ることが出来る。
Therefore, the load of the load applied to the movable portion can be adjusted according to the load amount, with a better balance. In addition, since the loads are almost equally applied to the actuators, a linear region can be secured irrespective of the variation in the load amount. Therefore, the controllability of the parallel link mechanism can be improved.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1に、本発明の第1実施形態の構
成図を示す。図1において、パラレルリンク機構10の
構成は、従来と同様である。6本の直動型アクチュエー
タ3は、例えば圧電素子で構成される。但し、本発明
は、直動型アクチュエータ3の本数は2本以上であれ
ば、適用可能である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration diagram of a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the configuration of the parallel link mechanism 10 is the same as the conventional one. The six linear actuators 3 are composed of, for example, piezoelectric elements. However, the present invention is applicable as long as the number of the linear actuators 3 is two or more.

【0029】また、直動型アクチュエータや、この直動
型アクチュエータと可動部若しくは基部等を連結する対
偶(対偶は、図1中には省略している)の配設方法は、
図1に限定せず2〜6自由度のいずれかの自由度であれ
ば自由である。
Further, a direct-acting actuator and a method of disposing a pair (even pair is omitted in FIG. 1) for connecting the direct-acting actuator to a movable portion or a base portion are as follows.
The present invention is not limited to FIG. 1, but may be any one of two to six degrees of freedom.

【0030】パラレルリンク機構10の可動部1の底面
中央部には、中空円筒の永久磁石7が固着されている。
一方、基部5の上面中央部には、中空円筒の永久磁石9
が永久磁石7と同極同士が対向するように固着されてい
る。永久磁石7の周長は、永久磁石9の周長より短く構
成されている。
At the center of the bottom surface of the movable portion 1 of the parallel link mechanism 10, a hollow cylindrical permanent magnet 7 is fixed.
On the other hand, a hollow cylindrical permanent magnet 9 is provided at the center of the upper surface of the base 5.
Are fixed so that the same poles are opposed to the permanent magnets 7. The circumference of the permanent magnet 7 is configured to be shorter than the circumference of the permanent magnet 9.

【0031】次に、本発明の第1実施形態の動作を説明
する。図1において、永久磁石7と永久磁石9とは、同
極同士が対向しているため反発し合う。永久磁石9の作
る磁界は、永久磁石9の上端部の円筒状の磁極よりすり
鉢状に放射される。永久磁石7の周長は、永久磁石9の
周長より短く構成されているため、この磁界に包囲され
るように永久磁石7が磁気浮上する。即ち、永久磁石7
の浮上は安定し、可動部1の傾斜で反発する方向が変わ
らない。
Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described. In FIG. 1, the permanent magnet 7 and the permanent magnet 9 repel each other because the same poles face each other. The magnetic field generated by the permanent magnet 9 is radiated from the cylindrical magnetic pole at the upper end of the permanent magnet 9 in a mortar shape. Since the perimeter of the permanent magnet 7 is shorter than the perimeter of the permanent magnet 9, the permanent magnet 7 magnetically levitates so as to be surrounded by this magnetic field. That is, the permanent magnet 7
Is stable, and the direction of repulsion does not change due to the inclination of the movable portion 1.

【0032】可動部1の上面に負荷が載置等された場合
を考える。このとき、直動型アクチュエータ3を構成す
る圧電素子が非線形特性を有するため、制御点が非線形
領域に入る場合がある。これに対し、負荷の一部をこの
永久磁石7と永久磁石9の反発力により支持する。そし
て、直動型アクチュエータ3への負荷負担(バイアス力
に相当する分)を減らす。このことにより、制御点を線
形領域に入れることが出来、制御性能を向上させること
が出来る。
Consider a case where a load is placed on the upper surface of the movable unit 1 or the like. At this time, since the piezoelectric element constituting the direct acting actuator 3 has a non-linear characteristic, the control point may enter a non-linear region. On the other hand, a part of the load is supported by the repulsive force of the permanent magnet 7 and the permanent magnet 9. Then, the load on the direct acting actuator 3 (corresponding to the bias force) is reduced. As a result, the control points can be put in the linear region, and the control performance can be improved.

【0033】また、可動部1と基部5の間隔が狭まる
と、永久磁石7と永久磁石9はより大きな力で可動部1
を支持するようになる。これにより、直動型アクチュエ
ータ3の傾斜が大きい場合の、リンク折れを防止し、よ
り少ない力で直動型アクチュエータ3の伸縮が行えるよ
うになる。
When the distance between the movable portion 1 and the base 5 is reduced, the permanent magnet 7 and the permanent magnet 9 are moved by a larger force.
To support. Accordingly, when the inclination of the linear motion actuator 3 is large, the break of the link is prevented, and the expansion and contraction of the linear motion actuator 3 can be performed with less force.

【0034】なお、永久磁石7と永久磁石9とは、反発
することとして説明したが、可動部1が基部5の下方に
あり、負荷が下方にかかる場合や、パラレルリンク機構
10が90度回転され、かつ可動部1と基部5の間隔が
広がるように負荷がかけられるような場合には、永久磁
石7と永久磁石9とは吸引するように磁極を構成する。
The permanent magnet 7 and the permanent magnet 9 have been described as repelling. However, when the movable part 1 is below the base 5 and a load is applied downward, or when the parallel link mechanism 10 rotates 90 degrees. When the load is applied so that the distance between the movable portion 1 and the base portion 5 is increased, the permanent magnets 7 and 9 are configured to attract the magnetic poles.

【0035】また、永久磁石7と永久磁石9の対は、複
数対を可動部1と基部5間に均等に配設してもよい。
A plurality of pairs of the permanent magnets 7 and the permanent magnets 9 may be equally arranged between the movable part 1 and the base part 5.

【0036】更に、永久磁石7は、可動部1の底面中央
部に固着し、永久磁石9は基部5の上面中央部に固着す
るとしたが、永久磁石7及び永久磁石9共に可動部1及
び基部5に埋め込むことも可能である。
Further, the permanent magnet 7 is fixed to the center of the bottom surface of the movable portion 1 and the permanent magnet 9 is fixed to the center of the upper surface of the base portion 5. However, both the permanent magnet 7 and the permanent magnet 9 are fixed to the movable portion 1 and the base portion. 5 can also be embedded.

【0037】また、可動部1及び/又は基部5全体を円
盤状の永久磁石とすることも可能である。
It is also possible that the whole of the movable part 1 and / or the base part 5 is a disk-shaped permanent magnet.

【0038】次に、本発明の第2実施形態の構成図を図
2に示す。尚、図1と同一要素のものについては同一符
号を付して説明は省略する。図2において、可動部1の
底面中央部には、永久磁石17が固着されている。一
方、基部5の上面中央部には、電磁石19が永久磁石1
7と対峙するように固着されている。永久磁石17の周
長は、電磁石19の周長より短く構成されている。
Next, FIG. 2 shows a configuration diagram of a second embodiment of the present invention. The same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In FIG. 2, a permanent magnet 17 is fixed to the center of the bottom surface of the movable portion 1. On the other hand, at the center of the upper surface of the base 5, an electromagnet 19 is
7 are fixed to face each other. The circumference of the permanent magnet 17 is shorter than the circumference of the electromagnet 19.

【0039】次に、本発明の第2実施形態の動作を説明
する。図2において、永久磁石17は電磁石19により
吸引若しくは反発される。この吸引若しくは反発は、可
動部1にかけられた負荷に対し抗する方向に磁力が働く
ように調整される。永久磁石17の周長は、電磁石19
の周長より短く構成されているため、永久磁石17の浮
上は安定し易い。
Next, the operation of the second embodiment of the present invention will be described. In FIG. 2, the permanent magnet 17 is attracted or repelled by the electromagnet 19. This attraction or repulsion is adjusted so that a magnetic force acts in a direction against a load applied to the movable portion 1. The peripheral length of the permanent magnet 17 is
, The floating of the permanent magnet 17 is easily stabilized.

【0040】なお、電磁石19の上端磁極部を円筒状に
構成するか、電磁石19の鉄心全体を中空円筒で構成す
れば、永久磁石17が磁界で包囲されるようになるた
め、一層永久磁石17の浮上は安定する。また、仮に、
永久磁石17や電磁石19に経年変化を生じた場合で
も、電磁石19に供給する電流量を微調整すれば簡単に
対処出来る。
If the upper magnetic pole portion of the electromagnet 19 is formed in a cylindrical shape, or the entire core of the electromagnet 19 is formed of a hollow cylinder, the permanent magnet 17 is surrounded by a magnetic field. Stabilization. Also, temporarily,
Even if the permanent magnet 17 or the electromagnet 19 changes over time, it can be easily dealt with by finely adjusting the amount of current supplied to the electromagnet 19.

【0041】なお、可動部1に負荷がかけられない静止
状態のときには、電磁石19には電流は流さない。ま
た、負荷の大きさに応じて電磁石19に流す電流を変化
させて、常に直動型アクチュエータ3の最適な線形領域
を確保する等の制御を行うようにしてもよい。
It should be noted that no current flows through the electromagnet 19 in a stationary state in which no load is applied to the movable part 1. Further, the current flowing through the electromagnet 19 may be changed in accordance with the size of the load to perform control such as always securing an optimal linear region of the direct acting actuator 3.

【0042】なお、永久磁石17に代えて、電磁石を配
設することも可能である。この場合、電線は可動部1及
び直動型アクチュエータ3内に埋め込むことにより、外
部に電線を出さないことも可能である。また、永久磁石
17と電磁石19の対は、複数対を可動部1と基部5間
に均等に配設してもよい。
It should be noted that an electromagnet can be provided instead of the permanent magnet 17. In this case, by embedding the electric wires in the movable portion 1 and the linear motion actuator 3, it is possible to prevent the electric wires from being output to the outside. Further, a plurality of pairs of the permanent magnet 17 and the electromagnet 19 may be equally arranged between the movable part 1 and the base part 5.

【0043】次に、本発明の第3実施形態の構成図を図
3に示す。尚、図1及び図2と同一要素のものについて
は同一符号を付して説明は省略する。図3において、可
動部1は磁性材(例えば、常磁性体)で構成する。可動
部1の縁部上方には、電磁石29A、29B、29C、
29Dが図4に示すように、4方向にバランスよく配列
されている。電磁石29A、29B、29C、29D
は、巻線が基部5より垂設された支柱21A、21B、
21C、21Dに巻回されて構成されている。
Next, FIG. 3 shows a configuration diagram of a third embodiment of the present invention. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In FIG. 3, the movable unit 1 is made of a magnetic material (for example, a paramagnetic material). Above the edge of the movable part 1, electromagnets 29A, 29B, 29C,
29D are arranged in a balanced manner in four directions as shown in FIG. Electromagnets 29A, 29B, 29C, 29D
Are pillars 21A, 21B having windings suspended from the base 5,
It is wound around 21C and 21D.

【0044】次に、本発明の第3実施形態の動作を説明
する。図3において、可動部1に負荷がかからない静止
状態では、電磁石29A、29B、29C、29D、電
磁石19はいずれも励磁されない。このため、電力の消
費はない。
Next, the operation of the third embodiment of the present invention will be described. In FIG. 3, in a stationary state in which no load is applied to the movable unit 1, none of the electromagnets 29A, 29B, 29C, 29D and the electromagnet 19 are excited. Therefore, no power is consumed.

【0045】可動部1に負荷が下方向にかけられた場合
には、可動部1は常磁性体であるため、電磁石29A、
29B、29C、29Dは、可動部1のバランスを保ち
つつ吸引して負荷の一部を負担する。一方、電磁石19
には、電磁石19の上部磁極が可動部1の底面に誘導さ
れた磁極と同極となるように励磁電流が流される。従っ
て、可動部1は、電磁石19の反発力により負荷の一部
が負担される。
When a load is applied to the movable part 1 in the downward direction, the movable part 1 is a paramagnetic substance, and therefore the electromagnets 29A,
29B, 29C, and 29D carry a part of the load by sucking while maintaining the balance of the movable unit 1. On the other hand, the electromagnet 19
, An exciting current is passed so that the upper magnetic pole of the electromagnet 19 is the same as the magnetic pole induced on the bottom surface of the movable unit 1. Therefore, a part of the load is applied to the movable part 1 by the repulsive force of the electromagnet 19.

【0046】また、可動部1に負荷が上方向にかけられ
た場合には、電磁石19は、可動部1を吸引する。そし
て、電磁石29A、29B、29C、29Dの下部磁極
には、可動部1の上面に誘導された磁極と同極となるよ
うに励磁電流が流される。
When a load is applied to the movable unit 1 in the upward direction, the electromagnet 19 attracts the movable unit 1. An exciting current is applied to the lower magnetic poles of the electromagnets 29A, 29B, 29C, and 29D so as to have the same polarity as the magnetic poles induced on the upper surface of the movable unit 1.

【0047】従って、可動部1は、電磁石29A、29
B、29C、29Dの反発力によりバランスをとられな
がら、負荷の一部が負担される。なお、電磁石29A、
29B、29C、29Dには、可動部1のバランスをと
るため、異なる大きさの励磁電流を流すことも可能であ
る。
Accordingly, the movable part 1 is provided with the electromagnets 29A and 29A.
Part of the load is borne while being balanced by the repulsive forces of B, 29C and 29D. The electromagnet 29A,
Exciting currents of different magnitudes can flow through 29B, 29C and 29D in order to balance the movable part 1.

【0048】また、電磁石29A、29B、29C、2
9Dは、可動部1の縁部上方に均等に配設されれば、個
数は限定しない。更に、電磁石19は、複数個を基部5
に均等に配設してもよい。
The electromagnets 29A, 29B, 29C, 2
The number of 9Ds is not limited as long as they are arranged evenly above the edge of the movable section 1. Further, a plurality of electromagnets 19
May be arranged evenly.

【0049】次に、可動部1の磁性材が反磁性体である
場合には、上述の各電磁石による可動部1の吸引と反発
が逆になる。このため、負荷の負担の方向も逆になる。
パラレルリンク機構の使用目的や使用方法等によって吸
引若しくは反発の選択及び磁性材の選択を行えばよい。
Next, when the magnetic material of the movable portion 1 is a diamagnetic material, the attraction and repulsion of the movable portion 1 by the respective electromagnets are reversed. Therefore, the direction of the load burden is also reversed.
The selection of suction or repulsion and the selection of the magnetic material may be performed according to the purpose and method of use of the parallel link mechanism.

【0050】また、電磁石29A、29B、29C、2
9D、電磁石19の励磁は、負荷量を検出するための重
量センサや可動部1の位置を検出するための位置センサ
等で自動的に開始や停止を行ってもよいし、予め負荷量
の想定されている場合には、所定の励磁電流を手動で流
すようにしてもよい。
The electromagnets 29A, 29B, 29C, 2
9D, the excitation of the electromagnet 19 may be automatically started or stopped by a weight sensor for detecting the load amount, a position sensor for detecting the position of the movable unit 1, or the like, or the load amount may be estimated in advance. In this case, a predetermined exciting current may be supplied manually.

【0051】なお、電磁石の内の一部は永久磁石とする
ことも可能である。また、電磁石29A、29B、29
C、29Dは、巻線を支柱21A、21B、21C、2
1Dに巻回して構成したが、独立の鉄心に巻線を巻回し
たものを用いても良い。
A part of the electromagnet can be a permanent magnet. Also, the electromagnets 29A, 29B, 29
C and 29D are used to connect the windings to the columns 21A, 21B, 21C, 2
Although it is configured to be wound around 1D, a winding having a winding wound around an independent iron core may be used.

【0052】以上により、可動部1のバランスをとりな
がら負荷の一部を負担可能である。従って、各直動型ア
クチュエータ3に加わる負荷負担もほぼ一定化され、制
御点を線形領域内に安定的に入れやすくなる。
As described above, a part of the load can be borne while maintaining the balance of the movable portion 1. Therefore, the load applied to each of the linear motion actuators 3 is also substantially constant, and the control points can be easily stably put in the linear region.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、負
荷負担手段を備えたので、負荷によりアクチュエータに
かかるバイアス力分を相殺又は低減出来る。従って、パ
ラレルリンク機構の制御性を向上させることが出来る。
As described above, according to the present invention, since the load-bearing means is provided, the bias force applied to the actuator by the load can be offset or reduced. Therefore, the controllability of the parallel link mechanism can be improved.

【0054】また、負荷負担手段は、永久磁石及び/又
は電磁石で構成したので、負荷による負担や傾斜する可
動部を非接触に支持出来る。また、安価でメンテナンス
が容易に行える。
Further, since the load-bearing means is constituted by permanent magnets and / or electromagnets, the load-bearing means and the inclined movable part can be supported in a non-contact manner. In addition, maintenance can be performed easily at low cost.

【0055】更に、対向する磁極部分を円筒状に加工
し、また周長も変えたので、可動部の位置を安定させ易
い。
Further, since the opposed magnetic pole portions are machined into a cylindrical shape and the circumference is changed, the position of the movable portion can be easily stabilized.

【0056】[0056]

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

【図1】 本発明の第1実施形態の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第2実施形態の構成図FIG. 2 is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第3実施形態の構成図FIG. 3 is a configuration diagram of a third embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第3実施形態の可動部上方の電磁石
の配設例
FIG. 4 shows an example of disposing an electromagnet above a movable part according to a third embodiment of the present invention.

【図5】 従来のパラレルリンク機構の一構成例FIG. 5 is a configuration example of a conventional parallel link mechanism.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 可動部 3 直動型アクチュエータ 5 基部 7、9、17、19 永久磁石 21A、21B、21C、21D 支柱 29A、29B、29C、29D 電磁石 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Movable part 3 Direct-acting actuator 5 Base 7, 9, 17, 19 Permanent magnet 21A, 21B, 21C, 21D Column 29A, 29B, 29C, 29D Electromagnet

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02N 15/00 H02N 15/00 (72)発明者 島田 明 千葉県習志野市屋敷4丁目3番1号 セイ コー精機株式会社内 Fターム(参考) 5H303 AA01 AA10 BB03 BB09 CC08 DD01 DD04 DD08 DD11 DD14 QQ01 QQ09 5H680 BB13 BC08 BC09 DD23 DD76──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H02N 15/00 H02N 15/00 (72) Inventor Akira Shimada 4-3-1 Yashiki, Narashino-shi, Chiba Pref. F term (reference) in Koseiki Co., Ltd. 5H303 AA01 AA10 BB03 BB09 CC08 DD01 DD04 DD08 DD11 DD14 QQ01 QQ09 5H680 BB13 BC08 BC09 DD23 DD76

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 空間の所定位置に固定した基部に対し2
〜6自由度のいずれかの自由度で可動部を駆動するパラ
レルリンク機構であって、前記可動部にかかる負荷の一
部を磁力により負担する負荷負担手段を備えたことを特
徴とするパラレルリンク機構。
1. A base fixed to a predetermined position in a space,
A parallel link mechanism for driving a movable portion with any one of 6 to 6 degrees of freedom, comprising: a load-bearing means for bearing a part of a load applied to the movable portion by a magnetic force. mechanism.
【請求項2】 前記負荷負担手段は、前記基部に配設し
た永久磁石又は電磁石と、該永久磁石又は電磁石と磁極
面を対峙させて前記可動部に配設した永久磁石又は電磁
石とからなるものであることを特徴とする請求項1記載
のパラレルリンク機構。
2. The load-bearing means comprises a permanent magnet or an electromagnet disposed on the base, and a permanent magnet or an electromagnet disposed on the movable portion with the magnetic pole surface facing the permanent magnet or the electromagnet. The parallel link mechanism according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記可動部に配設された前記永久磁石又
は前記電磁石の前記基部に対向する磁極の周長は、前記
基部に配設された前記永久磁石又は前記電磁石の前記可
動部に対向する磁極の周長より小さくしたことを特徴と
する請求項2記載のパラレルリンク機構。
3. A circumferential length of a magnetic pole facing the base of the permanent magnet or the electromagnet provided on the movable portion, the circumference of the magnetic pole facing the movable portion of the permanent magnet or the electromagnet provided on the base. 3. The parallel link mechanism according to claim 2, wherein the peripheral length of the magnetic pole is smaller than that of the magnetic pole.
【請求項4】 前記基部及び/又は前記可動部に配設さ
れた前記永久磁石及び/又は前記電磁石の全体又は少な
くとも対峙した磁極部分は円筒状に構成されたことを特
徴とする請求項2又は請求項3記載のパラレルリンク機
構。
4. The whole or at least opposing magnetic pole portion of the permanent magnet and / or the electromagnet disposed on the base and / or the movable portion is formed in a cylindrical shape. The parallel link mechanism according to claim 3.
【請求項5】 前記可動部は磁性材で構成され、前記負
荷負担手段は、前記可動部を吸引若しくは反発させるた
め該可動部の上方で前記基部より所定高さ位置に固定さ
れた少なくとも一つの電磁石を備えて構成したことを特
徴とする請求項1記載のパラレルリンク機構。
5. The movable portion is made of a magnetic material, and the load-bearing means is at least one fixed at a predetermined height above the movable portion above the movable portion to attract or repel the movable portion. 2. The parallel link mechanism according to claim 1, wherein the parallel link mechanism includes an electromagnet.
【請求項6】 前記電磁石は、前記可動部をバランスよ
く吸引若しくは反発させるため、前記可動部の縁部に対
向して均等に配設されたことを特徴とする請求項5記載
のパラレルリンク機構。
6. The parallel link mechanism according to claim 5, wherein the electromagnets are evenly arranged to face the edge of the movable portion so as to attract or repel the movable portion in a balanced manner. .
【請求項7】 前記負荷負担手段は、更に前記可動部を
吸引若しくは反発させるため前記基部に少なくとも一つ
の電磁石を配設したことを特徴とする請求項5又は請求
項6記載のパラレルリンク機構。
7. The parallel link mechanism according to claim 5, wherein said load-bearing means further comprises at least one electromagnet disposed on said base for attracting or repelling said movable part.
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