JP2004136439A - Swing part holding mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、地上に設置または人工衛星、航空機等に搭載される指向制御装置に用いられる振動制御機構の構成に関するものである。 The present invention relates to a configuration of a vibration control mechanism used for a pointing control device installed on the ground or mounted on an artificial satellite, an aircraft, or the like, for example.
図24は例えば特許文献1に示された従来の振動制御装置の一例であるアクティブ除振装置を示す構成図であり、図において、101は床、102は架台、103はアクティブ除振部材、104は定盤、105は例えば電子ビーム露光装置などの搭載機器、106は例えば試料載置台などの可動部材、107は例えば電子銃などの内部構造部材、108aは上下方向用アクチュエータ、109X、109Yは検出器、110はローパスフィルタ、111はA/D変換器、112はディジタルシグナルプロセッサ(DSP)、113は計算機、114はD/A変換器、115はアンプ、130はコントローラ、131はモータである。
FIG. 24 is a configuration diagram showing an active vibration isolator which is an example of a conventional vibration control device disclosed in
次にこの図24で示されるアクティブ除振装置の動作について説明する。機器105と定盤104とにそれぞれの振動を検出する複数の検出器109X、109Y、109Z(図示せず)を配置し、コントローラ130は、それぞれの検出器109X、109Y、109Zの信号に応じてそれぞれの上下方向用アクチュエータ108aを制御し、機器105の部材間、つまり内部構造部材107と可動部材106との間、または機器105の部材106、107と定盤104との間のそれぞれの信号の相対値を低減させる。すなわち、検出器109X、109Y、109Zからの信号はローパスフィルタ110と、A/D変換器111を通してDSP112とに入力される。このDSP112に上下方向アクチュエータ108aを制御する実行プログラムが書き込まれており、DSP112で高速に計算された信号がアンプ115を経て、上下方向アクチュエータ108aを制御する。
Next, the operation of the active vibration isolator shown in FIG. 24 will be described. A plurality of
図25は例えば特許文献2に示された従来の指向制御装置を示す構成図であり、図において、201は搭載機器である送受信望遠鏡、202は粗捕捉追尾機構、202aは粗捕捉追尾機構制御回路、203は精捕捉追尾機構、203aは精捕捉追尾機構制御回路、204はポインティングセンサ、205はトラッキングセンサ、206は通信用受光器、207は光行差補正機構、208はレーザ光源、83、86はビームスプリッタ、85はダイクロイックミラー、100は相手局からのレーザビームである。
FIG. 25 is a configuration diagram showing a conventional pointing control device disclosed in
次にこの図25で示される指向制御装置の動作について説明する。相手局からのレーザビーム100を精捕捉追尾機構203、ダイクロイックミラー85、ビームスプリッタ83によりポインティングセンサ204に受光させ、ポインティングセンサ204で相対角度誤差を出力し、粗捕捉追尾機構202により送受信望遠鏡201は相手局を捕捉する。さらに相手局からのレーザビーム100を精捕捉追尾機構203、ダイクロイックミラー85、ビームスプリッタ83、86によりトラッキングセンサ205に受光させ、トラッキングセンサ205で相対角度誤差を出力し、精捕捉追尾機構203により相手局を追尾する。
Next, the operation of the pointing control device shown in FIG. 25 will be described. The
人工衛星等に搭載する光空間通信装置等では、打ち上げ時の衝撃荷重に耐えるようにするためには、可動ミラーやジンバル駆動装置の運動を規制する固定治具が必要であり、固定治具が大型化し、かつ、構造が複雑になるなどの問題があった。
例えば、ワイヤーで拘束力を抑える固定治具の場合、保持力に比例した力をワイヤーに与える必要があり、ワイヤーおよびその支持構造が大型化したり、ワイヤー切断に大きな力が必要になる。
ワイヤー切断には火薬爆発力を利用することが多く、ワイヤー切断に大きな力が必要になると、切断の際の衝撃力が大きくなり、周辺の機器に影響を与えることが避けられないなどの問題があった。
In optical space communication devices mounted on artificial satellites, etc., in order to withstand the impact load at launch, a fixing jig that regulates the movement of the movable mirror and gimbal driving device is necessary, and the fixing jig is There were problems such as an increase in size and a complicated structure.
For example, in the case of a fixing jig that restrains a binding force with a wire, it is necessary to apply a force proportional to the holding force to the wire, and the wire and its supporting structure are increased in size, and a large force is required for cutting the wire.
Explosive explosive force is often used for wire cutting, and if a large force is required to cut the wire, the impact force at the time of cutting will increase, which will inevitably affect peripheral equipment. there were.
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、小型で信頼性の高い揺動部把持機構を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a small and highly reliable swinging part gripping mechanism.
この発明に係わる揺動部把持機構は、一端または中央部が軸支され他端で揺動部を少なくとも対向する2方向から把持する少なくとも2個の把持アームと、上記把持アームの中央部または一端が貫通する貫通穴を有し回転して上記把持アームを駆動するカムプレートとを備え、上記貫通穴は回転中心からの距離が一端、他端、中央部の順に大きくまたは小さくなるように形成されており、上記把持アームが貫通穴の一端に位置するときは把持アームは揺動部から離れ、他端に位置するときは揺動部を把持し、中央部に位置しようとすると揺動部を把持する力が大きくなるように構成したものである。 A swinging part gripping mechanism according to the present invention includes at least two gripping arms that are pivotally supported at one end or a central part and grip the swinging part at least at opposite ends from two opposite directions, and a central part or one end of the gripping arm. A cam plate that has a through hole therethrough and rotates to drive the gripping arm, and the through hole is formed such that the distance from the center of rotation is larger or smaller in the order of one end, the other end, and the center. When the gripping arm is located at one end of the through hole, the gripping arm is separated from the swinging part, when it is located at the other end, the swinging part is gripped. The gripping force is configured to be large.
この発明によれば、小型ながら高い信頼性で揺動部を固定できると共に、把持解放時に周辺の機器に与える影響を大幅に低減できる。また、解放状態から把持状態への移行、把持状態から解放状態への移行、さらにこれらの繰返しも可能である。 According to the present invention, the swinging portion can be fixed with high reliability in spite of its small size, and the influence on peripheral devices when the grip is released can be significantly reduced. The transition from the released state to the holding state, the transition from the holding state to the released state, and the repetition of these steps are also possible.
参考例1.
以下、この発明の参考例1を図について説明する。
図1は本発明の参考例1による指向制御装置用振動制御機構の全体的な構成例を示す構成図、図2は指向制御装置の構成を説明する構成図、図3は図2のA−A線断面図である。図において、1は固定部、2は制振部、3はパッシブ制御用の弾性部材すなわちコイルバネであり、制振部2はコイルバネ3を介して揺動可能に固定部1に結合されている。4はアクティブ制御用の非接触電磁石型アクチュエータ、5は制振部2の固定部1に対する変位を検出する非接触静電容量型変位センサである。6は各センサ5からの信号を6軸変位に座標変換する変位変換器、7は座標変換された6軸変位から6軸制御量を計算する補償器、8は計算された6軸制御量を各アクチュエータ4に分配する分配器であり、これらの変位変換器6、補償器7、分配器8はデジタルシグナルプロセッサ(DSP)あるいはアナログ回路を用いて実現される。9は観測装置や通信アンテナなどの搭載機器、13は指向制御装置、13aは指向制御装置の第1の駆動機構、13bは指向制御装置の第2の駆動機構である。
搭載機器9を観測方向や通信相手局の方向に向けるための駆動機構が、指向制御装置13の第1の駆動機構13aと第2の駆動機構13bであり、この参考例では、Z軸回りの回転駆動を行う指向制御装置の第2の駆動機構13bの側面に、パッシブ制御用のコイルバネ3とアクティブ制御用の非接触電磁石型アクチュエータ4と変位を検出する非接触静電容量型変位センサ5が配置されており、指向制御装置の一部が制振部2を兼ねている。
Reference Example 1.
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of the overall configuration of a vibration control mechanism for a directional control device according to
Driving mechanisms for directing the on-
図4、5、6は非接触電磁石型アクチュエータおよび非接触静電容量型変位センサの配置の一例を示す正面図、側面図、および底面図である。図において、401〜414はアクティブ制御用の非接触電磁石型アクチュエータ、4aは電磁石が吸引するための磁極板、501〜506は変位を検出する非接触静電容量型変位センサである。なお、図4、5において(409)のように括弧を付けて示したアクチュエータは反対側の面の同じ位置に配置されているものである。 FIGS. 4, 5, and 6 are a front view, a side view, and a bottom view showing an example of the arrangement of the non-contact electromagnet type actuator and the non-contact capacitance type displacement sensor. In the figure, 401 to 414 are non-contact electromagnet type actuators for active control, 4a is a magnetic pole plate for attracting by an electromagnet, and 501 to 506 are non-contact capacitance type displacement sensors for detecting displacement. Note that the actuators shown in parentheses as in (409) in FIGS. 4 and 5 are arranged at the same position on the opposite surface.
次に動作について説明する。
指向制御装置は例えば、従来例と同様のもので、光空間通信装置のように自局と相手局の間で光通信をするものであり、相手局のレーザビームを捕捉、追尾するために2軸の回転自由度を持った捕捉追尾機能を有し、その指向精度は数μradのオーダが要求される非常に指向精度の高いものである。指向制御装置13が相手局を捕捉、追尾時に、制振部2が外乱によって変動すると、非接触静電容量型変位センサ501〜506はそれぞれその点での変位を検出する。そのずれ量を変位変換器6に入力し、6個のセンサ情報を6軸変位に変換し、6軸変位量を補償器7に入力してPID(Propotional Integral and Differential)制御則を用いて6軸制御量を計算し、6軸制御量を分配器8に入力して14個のアクチュエータ401〜414に制御量を分配する。各アクチュエータ401〜414は計算された制御量をもとに、制振部2に取り付けられた磁極板4aを吸引し、制振部2を所定の位置に制御する。
6個のセンサ501〜506に対する変位量をS1〜S6、センサ間距離を2l(図5に示す)、アクチュエータ間距離を2d(図4に示す)、6軸変位をx、y、z、θx、θy、θzとする。このとき6個の変位センサ量と6軸変位量の関係式は
Next, the operation will be described.
The pointing control device is, for example, the same as the conventional example, and performs optical communication between its own station and the other station like an optical space communication apparatus. It has a capturing and tracking function with a degree of freedom of rotation of the shaft, and its pointing accuracy is very high, requiring an order of several μrad. When the pointing
The displacement amounts for the six
と表される。
また、6軸制御量をfx、fy、fz、tx、ty、tz、各アクチュエータ401〜414に対するアクチュエータ出力量をf1〜f14とすると、6軸制御量と14個のアクチュエータ出力量の関係は
It is expressed as
If the six-axis control amounts are f x , f y , f z , t x , t y , t z , and the actuator output amounts for the
と表される。 It is expressed as
以上のように、本参考例によれば、振動を6自由度に完全に分離でき並進成分と回転成分を非干渉なものとすることができ振動の6自由度成分全てを制御することができる。
また、指向制御装置の駆動機構部13bの側面に、固定部1と結ぶ複数の弾性部材3を配置し、指向制御装置13の一部が制振部2を兼ねる構造としたので、装置全体の大型化を招かないで、固定部1から伝わる振動の軽減、または増加などの振動制御ができる。また、追尾機構の取付け面の法線軸回りの駆動機構部13bの側面に、多自由度の制御をするためのセンサ501〜503とアクチュエータ401〜412を配置することができる長所もある。
As described above, according to this embodiment, the vibration can be completely separated into six degrees of freedom, the translational component and the rotational component can be made non-interfering, and all six degrees of freedom components of the vibration can be controlled. .
Further, a plurality of
なお、上記参考例ではセンサ5は変位センサであるが、速度センサ、加速度センサも含むものとする。
また、上記参考例では非接触電磁石型アクチュエータ4は14個用いているが、6軸変位をアクチュエータで制御するためには図7、8、9にれぞれ正面図、側面図、および底面図で非接触電磁石型アクチュエータの配置の他の例を示すように、最低10個のアクチュエータ401〜410を用いればよいものとする。
また、上記参考例では電磁石型アクチュエータ4と対向して磁極板4aを配置しているが、磁極板4aの代わりに電磁石型アクチュエータを配置することも含むものとする。
なお、上記参考例では6自由度成分全てを制御する場合について示したが、制御する自由度は必要に応じて選ぶことができる。これは以下の各参考例においても同様である。
In the above reference example, the
In the above reference example, 14 non-contact
Further, in the above reference example, the magnetic pole plate 4a is arranged so as to face the
Note that, in the above reference example, a case where all six degrees of freedom components are controlled has been described, but the degrees of freedom to be controlled can be selected as needed. This is the same in each of the following reference examples.
参考例2.
次に、本発明の参考例2による指向制御装置用振動制御機構について説明する。全体的な構成は参考例1と同様である。制振部2とコイルバネ3はバネ−マス系とみなせ、制振部2の固有振動数よりも高周波の部分はバネ−マス系の遮断特性により、周波数領域で-40[dB/dec]の遮断性能を示す。制振部2の固有振動数近傍から低周波側は、非接触電磁石型アクチュエータ4、非接触静電容量型変位センサ5、変位変換器6、補償器7、分配器8から構成されるアクティブ制御により制振部2の共振を抑制するように制振部2にダンピングを付加する。
Reference example 2.
Next, a vibration control mechanism for a pointing control device according to a second embodiment of the present invention will be described. The overall configuration is the same as in the first embodiment. The damping
このように、非接触型のアクチュエータ4を用いたことにより弾性部材3だけで支持できるため、高周波側は高周波振動の遮断性能を低下させることなく制御することができ、かつ低周波側はアクティブ制御によりダンピングを付加することができ制振部2の共振を抑えることができ、さらにアクティブ制御により制振部2の変位を一定内に抑えることができ、しかも、次の参考例3で詳述するように、外部からの目標値に追従させることもできる。
As described above, since the
参考例3.
図10は本発明の参考例3による指向制御装置用振動制御機構の全体的な構成例を示す構成図である。図において、19は指令信号発生器であり、外部からの目標値を指令信号発生器19で発生させ、この指令信号を補償器7に入力して、アクティブ制御により、制振部2を外部からの目標値に追従させる。
Reference example 3.
FIG. 10 is a configuration diagram showing an overall configuration example of a vibration control mechanism for a pointing control device according to
上記参考例1、2では、補償器7の制御則を、制振部2の除振がなされるようにしたが、指令信号発生器19で振動的な指令値を発生させれば、指向制御装置13の振動環境試験などを実施するため等のように、制振部2を加振することもできる。
In the first and second embodiments, the control law of the
参考例4.
図11は本発明の参考例4による指向制御装置用振動制御機構の全体的な構成例を示す構成図である。図において、10はフィードフォワード補償器であり、例えばデジタルシグナルプロセッサ(DSP)あるいはアナログ回路を用いて実現される。
次に動作について説明する。6軸変位量をフィードフォワード補償器10に入力し、例えば6軸変位量にゲインをかけるといったような指向制御装置13へのフィードフォワード制御量を計算し、計算されたフィードフォワード制御量を指向制御装置13へ入力する。
Reference example 4.
FIG. 11 is a configuration diagram showing an overall configuration example of a vibration control mechanism for a pointing control device according to
Next, the operation will be described. The 6-axis displacement amount is input to the
このようなフィードフォワード制御により制振部2の姿勢を制振部2に搭載された指向制御装置13に伝えることができ、指向制御装置13が制振部2の影響を受けるのを防止でき、指向制御装置13の絶対指向精度を上げることができる。
By such feed-forward control, the attitude of the damping
参考例5.
図12は本発明の参考例5による指向制御装置用振動制御機構の全体的な構成例を示す構成図である。図において、11は補償器7のモードを切り替えるモード切り替え器、11aはパソコンである。モード切り替え器11はデジタルシグナルプロセッサ(DSP)あるいはアナログ回路を用いて実現される。
Reference example 5.
FIG. 12 is a configuration diagram showing an overall configuration example of a vibration control mechanism for a directional control device according to
次に動作について説明する。
指向制御装置13の動作が比較的小さく定常状態の場合、アクティブ制御により制振部2の共振を抑制するように制振部2にダンピングを付加するためあるいは制振部2を外部からの目標値に追従させるためにモード切り替え器11により、ローゲインモードと呼ばれるモードにする。
また、指向制御装置13の捕捉追尾動作時などのように制振部2の振動が励起する場合あるいは大外乱印加時の場合、制振部2の振動により、指向制御装置13の指向精度が劣化するため、モード切り替え器11により制振部2の振動が励起しないようハイゲインモードと呼ばれるモードに切り替え、制振部2の剛性を高め指向制御装置13の変動を抑える。
補償器7におけるハイゲインモードとローゲインモードの設定方法は、例えば両者の制御則は同じものを用いてゲインだけを変える方法や、モードにより制御則を変更するということがあげられる。また、モード切り替え信号はパソコン11aを通じて手動で入力する。
Next, the operation will be described.
When the operation of the
In addition, when the vibration of the damping
The setting method of the high gain mode and the low gain mode in the
このように、本参考例によれば、指向制御装置13の動作またはセンサ5情報により補償器7のモードを切り替えるので、制振部2に搭載される機器の動作が大きい場合にはハイゲインモードにより制振部2の剛性を高めることで制振部2の変動を抑えることができ、また大外乱印加時にも対応が可能であり、また制振部2に搭載される機器13の動作が比較的小さい定常状態の場合はローゲインモードにより制振部2のダンピングを付加することができる。
As described above, according to the present embodiment, the mode of the
参考例6.
図13は本発明の参考例6による指向制御装置用振動制御機構の全体的な構成例を示す構成図である。図において、12はモード判定器であり、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)あるいはアナログ回路を用いて実現される。
Reference example 6.
FIG. 13 is a configuration diagram showing an overall configuration example of a vibration control mechanism for a pointing control device according to
次に動作について説明する。
指向制御装置13の動作が比較的小さく定常状態の場合、アクティブ制御により制振部2の共振を抑制するように制振部2にダンピングを付加するためあるいは制振部2を外部からの目標値に追従させるために、指向制御装置13の動作をモード判定器12で判定し、ローゲインモード切り替え信号を発生させ、その信号をモード切り替え器11に入力してローゲインモードと呼ばれるモードに切り替える。
指向制御装置13の捕捉追尾動作時などのように制振部2の振動が励起する場合あるいは大外乱印加時の場合、制振部2の振動により、指向制御装置13の指向精度が劣化するため、モード判定器12により指向制御装置13の動作を判定したり、6軸変位情報とモード切り替え設定値の関係を判定したりしてハイゲインモード切り替え信号を発生させ、その信号をモード切り替え器11に入力して、制振部の振動が励起しないようハイゲインモードと呼ばれるモードに切り替え、制振部の剛性を高め指向制御装置13の変動を抑える。
Next, the operation will be described.
When the operation of the
When the vibration of the damping
このように、本参考例によれば、モード判定器12の出力によりモード切り替え器11を動作させるので、システム全体の構成が容易となり、またシステム全体を自律的に構成することができる
As described above, according to the present embodiment, since the
参考例7.
図14は本発明の参考例7による指向制御装置用振動制御機構の全体的な構成例を示す構成図である。図において、2aは第1の制振ユニットの制振部、2bは第2の制振ユニットの制振部、2cは第3の制振ユニットの制振部、3aは第1の制振ユニットのパッシブ制御用のコイルバネ、3bは第2の制振ユニットのパッシブ制御用のコイルバネ、3cは第3の制振ユニットのパッシブ制御用のコイルバネ、4aは第1の制振ユニットのアクティブ制御用の非接触電磁石型アクチュエータ、4bは第2の制振ユニットのアクティブ制御用の非接触電磁石型アクチュエータ、4cは第3の制振ユニットのアクティブ制御用の非接触電磁石型アクチュエータ、5aは第1の制振ユニットの変位を検出する非接触静電容量型変位センサ、5bは第2の制振ユニットの変位を検出する非接触静電容量型変位センサ、5cは第3の制振ユニットの変位を検出する非接触静電容量型変位センサ、15は指向制御装置13を載せた台である。図15に固定部1の上方から見た制振ユニットの配置例を示し、矢印はアクチュエータの駆動方向を表している。
Reference example 7.
FIG. 14 is a configuration diagram showing an overall configuration example of a vibration control mechanism for a pointing control device according to
次に動作について説明する。
指向制御装置13は台15に載せられており、この台15は3個の制振ユニットによって支持されている。それぞれの制振ユニットは2自由度の能動制御軸を持ち、3個の制振ユニットで台15の6自由度の能動制御が可能なようにそれぞれ正三角形の頂点の位置に配置されている。図15の紙面垂直方向に能動制御が可能であり、それぞれの紙面平行能動制御方向ベクトルが120度であるため、6自由度の能動制御が可能である。
3個の制振ユニット内の非接触静電容量型変位センサ5a、5b、5cで検出された信号は、変位変換器6に入力され、並進3自由度と回転3自由度の運動に分離され、補償器7に入力される。補償器7で各軸ごとの制御量が算出され、分配器8に入力される。この信号によって、3個の制振ユニット内の非接触電磁石型アクチュエータ4a、4b、4cが駆動され、台15に載せられた指向制御装置13の制振がなされる。
Next, the operation will be described.
The
The signals detected by the non-contact capacitance type displacement sensors 5a, 5b, 5c in the three vibration damping units are input to the
このような構成にすることにより、搭載する指向制御装置13が大型の場合でも、これを搭載する台15を複数の制振ユニットで支持することにより、所望の自由度で振動制御が可能である。
With such a configuration, even when the mounted
なお、上記参考例では3個の制振ユニットを用いた場合を示したが、3個に限らず複数個の制振ユニット全体で台15の6自由度を制御できればよい。つまり、各制振ユニットの能動制御の自由度が制振したい自由度以上でもよい。また、台15の制振したい自由度が6自由度より少ない場合は、その自由度を構成できる数の制振ユニットとすればよい。
また、上記参考例では台15に、1つの指向制御装置13を載せた例を示したが、複数の指向制御装置13を載せてもよい。
In the above-described reference example, the case where three vibration damping units are used is shown. However, the number of vibration damping units is not limited to three, and it is sufficient if the entire freedom of the table 15 can be controlled. That is, the degree of freedom of active control of each damping unit may be equal to or greater than the degree of freedom desired to be damped. If the degree of freedom of the table 15 to be controlled is less than six degrees of freedom, the number of vibration suppression units that can configure the degree of freedom may be set.
Further, in the above reference example, an example in which one
さらに、参考例2の場合と同様に制振部2と指向制御装置13の固有振動数によりパッシブ制御とアクティブ制御を切り替えたり、参考例4の場合と同様にフィードフォワード補償器10を用いたり、参考例5や6の場合と同様に補償器7のゲインモードを切り替えたりしてもよく、上記各参考例の場合と同様の効果が得られるのは言うまでもない。
Further, the passive control and the active control are switched according to the natural frequency of the
参考例8.
図16は本発明の参考例8による指向制御装置用振動制御機構の全体的な構成例を示す構成図である。図において、16は固定部1に立てられた4本の支柱、3は支持柱16の上端から吊り下げられた4個の弾性部材すなわちコイルバネ、15は4個のコイルバネ3の下端で吊り下げられた台、13は台15に載せられた指向制御装置、17は台15の下側に取り付けられた箱、18は箱17に隣接して配置され、非接触電磁石型アクチュエータ4で吸引される補助質量である。なお、この参考例では台15と箱17とで制振部を構成している。補助質量18を外し、箱17を下から見た様子を図17に示す。
Reference Example 8.
FIG. 16 is a configuration diagram showing an overall configuration example of a vibration control mechanism for a pointing control device according to
次に動作について説明する。
固定部1に立てられた4本の支柱16は台15に開けられた穴を貫通している。さらに、指向制御装置13を載せた台15は、これら4本の支柱16の上部からそれぞれ4個のコイルバネ3で吊り下げられ、並進3個、回転3個の自由度を持っている。この台15の下側の箱17の側面および下面には10個のアクティブ制御用の非接触電磁石型アクチュエータ4と6個の非接触静電容量型変位センサ5が取り付けられている。補助質量18は、これらの箱17とアクチュエータ4とセンサ5を包み込むような形状をしており、センサ5の信号を変位変換器6で変換し、指令信号発生器19で発生される指令値と比較し、補償器7で6軸制御量を計算した後、分配器8でアクチュエータ4の駆動信号に分配する制御によって補助質量18は非接触支持される。これにより、箱17に対する補助質量18の位置は、指令信号発生器19で発生される指令値となるように制御され、補助質量18を台15に対して相対的に振ることによって、6自由度を持つ台15に操作力を加えることができる。補償器7の制御則は、この操作力が、固定部1から台15に伝わる振動を弱めるように設定されており、台15に載せられた指向制御装置13の除振がなされる。
Next, the operation will be described.
The four
本参考例の場合も参考例1と同様に、振動を6自由度に完全に分離でき並進成分と回転成分を非干渉なものとすることができ振動の6自由度成分全てを制御することができる。
さらに、アクチュエータ4を10個用いて、1個の補助質量18で6自由度成分全てを制御できるため、小型で多自由度の制振に用いることができる。
In the case of this embodiment as well, as in
Further, since all the six-degree-of-freedom components can be controlled by one
なお、上記参考例では、補償器7の制御則を、指向制御装置13の除振がなされるようにしたが、指令信号発生器19で振動的な指令値を発生させれば、指向制御装置13の振動環境試験などを実施するため等のように、指向制御装置13を加振することもできる。
In the above-described reference example, the control law of the
また、参考例7の場合と同様に、上記箱17にアクチュエータ4、センサ5、および補助質量18を配置したものを1つの制振ユニットとし、それぞれのユニットに2自由度の能動制御軸を持たせて3個の制振ユニットを台15に配置することで、搭載する指向制御装置13が大型の場合でも対応可能である。
また、参考例1の場合と同様に、箱17の内側に第2の駆動機構13bを組み込むことで指向制御装置13の一部を振動制御機構に兼用できるため、装置全体の大型化を避けることができる。
さらに上記参考例2の場合と同様に制振部2の固有振動数によりパッシブ制御とアクティブ制御を切り替えたり、参考例4の場合と同様にフィードフォワード補償器10を用いたり、参考例5や6の場合と同様に補償器7のゲインモードを切り替えたりしてもよく、上記各参考例の場合と同様の効果が得られるのは言うまでもない。
Further, as in the case of Reference Example 7, one in which the
In addition, as in the case of the first embodiment, by incorporating the second drive mechanism 13b inside the
Further, the passive control and the active control are switched according to the natural frequency of the
実施の形態1.
図18は本発明の実施の形態1に係わる揺動部把持機構の全体的な構成例を示す構成図である。(a)はロック状態を示し、(b)は解放状態を示す。図19は本実施の形態で用いられるカムプレートの形状例を示す。これらの図において、20は揺動部であり、例えば上記各参考例で示したような振動制御機構の制振部2や指向制御装置13の観測機器等のミラー等である。21は揺動部を把持する第1の把持アーム、22は揺動部を把持する第2の把持アーム、23は把持アーム21、22を駆動するカムプレート、23a、23bは貫通穴、24は把持アームの一端を軸着するエンドプレート、25はモータなどのカムプレート駆動用のアクチュエータである。カムプレート23には図19のような形状の貫通穴23a、23bが開けられており、把持アーム21、22は中央部がそれぞれ貫通穴23a、23bを貫通して一端がエンドプレート24に軸着されている。カムプレート23の回転角と曲率半径の関係を図20に示す。
FIG. 18 is a configuration diagram showing an overall configuration example of the swinging part gripping mechanism according to
次に動作について説明する。
図19、20に示すように、カムプレート駆動用アクチュエータ25で回転駆動されるカムプレート23の回転角がθ0の位置(すなわち貫通穴の一端の位置)では、カムプレート23の回転中心から穴23a、23bまでの距離、つまり曲率半径r0は最大となり、図18(b)のように把持アーム21、22は揺動部20のから離れ、解放状態となっている。揺動部20をロック状態にするには、カム駆動用アクチュエータ25でカムプレート23を回転させ、θ2の位置(すなわち貫通穴の他端の位置)にする。カムプレート23の回転角がθ2の位置では曲率半径r2は小さくなり、図18(a)のように把持アーム21、22は揺動部20を両側から挟み込み、ロック状態となる。
曲率半径と揺動部20の把持力には、およそ逆比例の関係があり、カムプレート23の曲率半径が小さいほど、把持力は大きくなる。よって、カムプレート23がθ0とθ2の間の位置である回転角θ1の位置(すなわち貫通穴の中央部)では曲率半径r1はこれらの区間で最小となり把持力は最大となる。このため、カムプレート23が回転角θ2のロック状態になされた後に、解放状態の方向へ緩むのを防止することができる。すなわち、一度ロック状態にされたこの把持機構は自己保持機能を持つ。ロック状態から解放状態にするには、カムプレート駆動用アクチュエータ25を逆転させ、カムプレート23の回転角をθ2からθ0に回転させればよい。
Next, the operation will be described.
As shown in FIGS. 19 and 20, at a position where the rotation angle of the
There is an approximately inverse relationship between the radius of curvature and the gripping force of the
このように、本実施の形態ではワイヤー等を用いず、しかもロック状態になされた後に、解放状態の方向へ緩むのを防止することができるため、小型ながら高い信頼性で揺動部を固定できると共に、把持解放時に周辺の機器に与える影響を大幅に低減できる。また、解放状態から把持状態への移行、把持状態から解放状態への移行、さらにこれらの繰返しが可能である。 As described above, in the present embodiment, since the wire or the like is not used, and it is possible to prevent loosening in the direction of the released state after the locked state, the swinging part can be fixed with high reliability in a small size. At the same time, the effect on peripheral devices at the time of grip release can be significantly reduced. The transition from the released state to the holding state, the transition from the holding state to the released state, and the repetition of these steps are possible.
上記実施の形態では、把持アーム21、22を一端でエンドプレート24に軸着する場合を示したが、把持アームの中間を軸着してもよい。この場合の実施の形態を図21に示す。(a)はロック状態、(b)は解放状態を示す。この場合、カムプレート23の形状は例えば、図22のようにすればよい。つまり、カムプレート23の回転角θ0で曲率半径r0を最小にして把持アーム21、22が解放状態にあるようにし、カムプレート23がθ2に回転した状態では曲率半径r2がこれより大きくなり、かつ、揺動部20を把持アーム21、22が把持するようにする。さらに、カムプレート回転角がθ0とθ2の間のθ1の状態では、曲率半径r1をこれらの区間で最大になるようにすればよい。カムプレート23の回転角と曲率半径の関係図を図23に示す。
この場合、 曲率半径と揺動部20の把持力には、およそ比例の関係があり、カムプレート23の曲率半径が大きいほど、把持力は大きくなる。
In the above-described embodiment, the case where the gripping
In this case, there is an approximately proportional relationship between the radius of curvature and the gripping force of the
なお、上記実施の形態では、把持アーム21、22が2本の場合を示したが、3本以上でもよい。例えば3本の場合は、把持アームを120度間隔で配置すればよい。
また、揺動部20における把持アーム21、22に把持される部分にはフランジ等の把持に適した構成を適用すると良いのは言うまでもない。
また、カムプレート駆動用アクチュエータ25はモータ等回転力を発生できるものであれば何でもよい。
さらに、解放状態からロック状態、または、ロック状態から解放状態への一方向のみの駆動をさせる場合は、カムプレート駆動用アクチュエータ25はモータなどの他、パラフィンアクチュエータ、回転バネ等でもよい。
In the above-described embodiment, the case where the number of the gripping
Needless to say, a configuration suitable for gripping a flange or the like may be applied to a portion of the swinging
Further, the cam
Further, when driving in only one direction from the released state to the locked state or from the locked state to the released state, the cam
1 固定部、 2 制振部、 3 コイルバネ、 4,401〜414 非接触電磁石型アクチュエータ、 4a 磁極板、 5,501〜506 非接触静電容量型変位センサ、 6 変位変換器、 7 補償器、 8 分配器、 9 搭載機器、 10 フィードフォワード補償器、 11 モード切り替え器、 11a パソコン、 12 モード判定器、 13 指向制御装置、 13a,13b 第1,第2の駆動機構、 15 台、 16 支柱、 17 箱、 18 補助質量、 19 指令信号発生器、 20 揺動部、 21,22 第1,第2の把持アーム、 23 カムプレート、 24 エンドプレート、 25 カムプレート駆動用のアクチュエータ、 101 床、 102 架台、 103 アクティブ除振部材、 104 定盤、 105 構造体、 106 可動部材、 107 内部構造部材、 108a 上下方向用アクチュエータ、 109x,109y 検出器、 110 ローパスフィルタ、 111 A/D変換器、 112 ディジタルシグナルプロセッサ、 113 計算機、 114 D/A変換器、 115 アンプ、 118 パッシブ除振部材、 130 コントローラ、 131 モータ、 201 送受信望遠鏡、 202 粗捕捉追尾機構、 203 精捕捉追尾機構、 204 ポインティングセンサ、 205 トラッキングセンサ、 206 通信用受光器、 207 光行差補正機構、 208 レーザ光源、 83,86 ビームスプリッタ、 85 ダイクロイックミラー、 100 相手局からのレーザビーム。 1} fixed part, {2} damping part, {3} coil spring, {4,401-414} non-contact electromagnet type actuator, {4a} magnetic pole plate, {5,501-506} non-contact capacitance type displacement sensor, {6} displacement converter, {7} compensator, 8} distributor, {9} onboard equipment, {10} feedforward compensator, {11} mode switcher, {11a} personal computer, {12} mode discriminator, {13} pointing control device, {13a, 13b} first and second drive mechanisms, {15} units, {16} columns, 17} box, {18} auxiliary mass, {19} command signal generator, {20} swing part, {21, 22} first and second gripping arms, {23} cam plate, {24} end plate, {25} cam plate drive actuator, {} 101 floor, {102} mount, {103} active vibration isolation member, {104} surface plate, {105} structure, {106} movable member, {107} internal structure member, {108a} vertical actuator, {109x, 109y} detector, {110} low-pass filter, {111} A / D conversion , 112 digital signal processor, 113 computer, 114 D / A converter, 115 amplifier, 118 passive vibration isolation member, 130 controller, 131 motor, 201 transmission / reception telescope, 202 coarse capture tracking mechanism, 203 fine capture tracking mechanism, 204 pointing Sensor, {205} tracking sensor, {206} communication light receiver, {207} optical line difference correction mechanism, 208 laser light source, 83 and 86 a beam splitter, 85 a dichroic mirror, the laser beam from 100 other station.
Claims (1)
At least two gripping arms that are pivotally supported at one end or the central portion and grip the swinging portion at least at the other end from at least two opposing directions, and have a through-hole through the central portion or the one end of the gripping arm to rotate. A cam plate for driving the gripping arm, wherein the through-hole is formed such that the distance from the center of rotation increases or decreases in the order of one end, the other end, and the center, and the gripping arm is connected to one end of the through-hole. The gripping arm is separated from the swinging part when it is located at the position, the swinging part is gripped when it is located at the other end, and the gripping force of the swinging part is increased when it is located at the center. A swinging part gripping mechanism.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016095718A (en) * | 2014-11-14 | 2016-05-26 | アルプス電気株式会社 | Vibration generating device and input device using the same |
JP2016110302A (en) * | 2014-12-04 | 2016-06-20 | アルプス電気株式会社 | Input device |
CN109879047A (en) * | 2019-04-09 | 2019-06-14 | 徐柏辰 | Clamper |
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