JP2013230018A - アクチュエーター、ロボットハンド、ロボット、搬送装置、電子部品搬送装置および電子部品検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】屈曲振動モードが励振されて振動し、または前記屈曲振動モードと縦振動モードとが同時に励振されて振動する圧電素子と、前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆動体と、前記圧電素子を保持する保持手段を備える保持部と、前記保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動体へ付勢する第1付勢手段を備える基台と、を備え、前記保持部は、前記被駆動体に当接する突出部と、前記突出部を前記被駆動体へ付勢する第2付勢手段と、を備えるアクチュエーター。
【選択図】図1
Description
図1は、第1実施形態に係る圧電アクチュエーターを示す、(a)は平面図、(b)は(a)に示すA−A´部断面図、(c)は(a)に示すB−B´部断面図、(d)は(a)に示すC−C´部断面図である。図1(a)に示すように、圧電アクチュエーター100(以下、アクチュエーター100という)は、保持部材としての保持ケース20と、保持ケース20に保持される圧電素子10と、保持ケース20を付勢する第1付勢手段としてのケースばね60が装着されるばね固定部50aを備える基台50と、被駆動体70と、を備えている。
K=α×m
となる。一方、被駆動体70のHR方向の移動を制動する手段としては、圧電素子10の突起部10aが被駆動体70に付勢されることによる当接面70aとの摩擦力、および制動部80に備える制動端子81が被駆動体70に付勢されることによる当接面70aとの摩擦力と、が被駆動体70を制動し、停止させる。これら摩擦力を摩擦力R、被駆動体70の当接面70aと突起部10aもしくは制動端子81との間の摩擦係数を係数μ、被駆動体70に突起部10aもしくは制動端子81を付勢する付勢力を付勢力Pとした場合、
R=μ×P
となる。この摩擦力Rと慣性力Kとの関係が、
K≦R
となることで被駆動体70が停止するように制動される。
R1=μ1×P1 (1)
となる。また、1箇所の制動端子81による制動力R2は、制動端子81と被駆動体70との摩擦係数を係数μ2、制動端子ばね82による制動端子81の付勢力を付勢力P2とすると、
R2=μ2×P2 (2)
となる。従って、アクチュエーター100としての制動力RTは、
RT=R1+2R2
=μ1×P1+2×μ2×P2 (3)
となり、
K≦RT (4)
により被駆動体70が停止される。すなわち、
K≦(μ1×P1+2×μ2×P2) (5)
と表される。
FH≒μ1×P1 (6)
となる。一方、制動部80においては、上述したように常に制動端子81が被駆動体70に制動端子ばね81によって付勢力P2で付勢され、駆動方向HRに対して反対方向に制動力R2を付加している。
(2×R2)<FH (7)
となる関係、すなわち制動端子81による被駆動体70への制動力の総和、すなわち適用例に示す摩擦力の総和FBとしての制動力の総和(2×R2)は、圧電素子10の屈曲振動による被駆動体70の駆動力、すなわち適用例に示す突起部10aと被駆動体70との摩擦力F0としての駆動力FHより小さくしなければならない。
(2×μ2×P2)<μ1×P1 (8)
となる。ここで、圧電素子10の突起部10aおよび制動端子81が同じ材料、例えばアルミナ(Al2O3)、を表面に形成された材料である場合、
μ1=μ2
であることから、式(8)より、
(2×P2)<P1 (9)
の関係が導き出せる。すなわち、圧電素子10の突起部10aおよび制動端子81を同じ材料で形成することにより、第1付勢手段であるケースばね60の付勢力P1に対して、第2付勢手段である制動端子ばね82の付勢力P2の総和を小さくすることによりアクチュエーター100は被駆動体70を所定方向に駆動させることができる。
図7は、第1実施形態に係るアクチュエーター100(図1参照)を備えたロボットハンド1000を示す外観図である。図7に示すロボットハンド1000に備えるアクチュエーター100は、第1実施形態に係るアクチュエーター100であって、図1に示す被駆動体70が、図示されていないが回転駆動される形態をとり、後述するロボットハンド1000の関節部の回転駆動モーターとして用いられる。ロボットハンド1000は、基部1100に接続された指部1200を備えている。基部1100と指部1200との接続部1300と、指部1200の関節部1400とには、回転駆動モーターとしてのアクチュエーター100が組み込まれている。またロボットハンド1000には制御部1500を備え、制御部1500によってアクチュエーター100の駆動により接続部1300および関節部1400を回動させ指部1200を人間の指のように所望の形態に変形させることができる。
図8は、第3実施形態に係るロボットハンド1000備えるロボット2000の構成を示す外観図である。ロボット2000は、本体部2100、アーム部2200およびロボットハンド1000を備える。図示するロボット2000は、いわゆる多関節型ロボットに分類される。本体部2100は、例えば床、壁、天井、移動可能な台車の上などに固定される。アーム部2200は、本体部2100に対して可動に設けられており、本体部2100にはアーム部2200を回転させるための動力を発生させる図示しないアクチュエーターや、アクチュエーターを制御する制御部等が内蔵されている。
図9は、第1実施形態に係るアクチュエーター100(図1参照)を備える、直交ロボットの一実施態様としての搬送装置としての電子部品搬送装置を備える電子部品検査装置を示す外観図である。図9に示す電子部品検査装置5000(以下、検査装置5000という)は、電子部品の電気的特性を検査する機能を有する部分3000(以下、検査部3000という)と、電子部品を所定の位置間で搬送する電子部品搬送装置である電子部品搬送ロボットとしての搬送装置部分4000(以下、搬送装置部4000という)と、を備える装置である。
Claims (16)
- 屈曲振動モードが励振されて振動し、または前記屈曲振動モードと縦振動モードとが同時に励振されて振動する圧電素子と、
前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆動体と、
前記圧電素子を保持する保持手段を備える保持部と、
前記保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動体へ付勢する第1付勢手段を備える基台と、を備え、
前記保持部は、前記被駆動体に当接する突出部と、前記突出部を前記被駆動体へ付勢する第2付勢手段と、を備える、
ことを特徴とするアクチュエーター。 - 前記圧電素子の前記接触部と前記被駆動体との摩擦力をF0、前記突出部と前記被駆動体との摩擦力の総和をFB、とした場合、
F0>FB
である、
ことを特徴とする請求項1に記載のアクチュエーター。 - 少なくとも2の前記突出部を備え、
前記接触部に対して前記被駆動体の駆動方向の一方の駆動方向側に少なくとも1の前記突出部が配置され、前記駆動方向の他方の駆動方向側に少なくとも1の前記突出部が配置されている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のアクチュエーター。 - 複数本の指部を用いて対象物を把持するロボットハンドであって、
前記複数本の指部が移動可能に立設された基台と、
前記基台に設けられて前記指部の基端を駆動することによって、前記複数本の指部の間隔を変更する駆動部と、を備え、
前記駆動部は、請求項1から3のいずれか一項に記載のアクチュエーターを備える、
ことを特徴とするロボットハンド。 - 屈曲振動モードが励振されて振動し、または前記屈曲振動モードと縦振動モードとが同時に励振されて振動する圧電素子と、
前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆動体と、
前記圧電素子を保持する保持手段を備える保持部と、
前記保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動体へ付勢する第1付勢手段を備える基台と、を備えるアクチュエーターが備えられ、
前記アクチュエーターは、前記保持部に、前記被駆動体に当接する突出部と、前記突出部を前記被駆動体へ付勢する第2付勢手段と、を備える、
ことを特徴とするロボット。 - 前記圧電素子の前記接触部と前記被駆動体との摩擦力をF0、前記突出部と前記被駆動体との摩擦力の総和をFB、とした場合、
F0>FB
である、
ことを特徴とする請求項5に記載のロボット。 - 少なくとも2の前記突出部を備え、
前記接触部に対して前記被駆動体の駆動方向の一方の駆動方向側に少なくとも1の前記突出部が配置され、前記駆動方向の他方の駆動方向側に少なくとも1の前記突出部は配置されている、
ことを特徴とする請求項5または6に記載のロボット。 - 被搬送物を把持する把持部と、前記把持部を駆動する駆動部と、を備え、
前記駆動部は、
屈曲振動モードが励振されて振動し、または前記屈曲振動モードと縦振動モードとが同時に励振されて振動する圧電素子と、
前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆動体と、
前記圧電素子を保持する保持手段を備える保持部と、
前記保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動体へ付勢する第1付勢手段を備える基台と、を備えるアクチュエーターと、を備え、
前記アクチュエーターは、前記保持部に、前記被駆動体に当接する突出部と、前記突出部を前記被駆動体へ付勢する第2付勢手段と、を備える、
ことを特徴とする搬送装置。 - 前記圧電素子の前記接触部と前記被駆動体との摩擦力をF0、前記突出部と前記被駆動体との摩擦力の総和をFB、とした場合、
F0>FB
である、
ことを特徴とする
ことを特徴とする請求項8に記載の搬送装置。 - 少なくとも2の前記突出部を備え、
前記接触部に対して前記被駆動体の駆動方向の一方の駆動方向側に少なくとも1の前記突出部が配置され、前記駆動方向の他方の駆動方向側に少なくとも1の前記突出部は配置されている、
ことを特徴とする請求項8または9に記載の搬送装置。 - 電子部品を把持する把持部と、前記把持部を駆動する駆動部と、を備え、
前記駆動部は、
屈曲振動モードが励振されて振動し、または前記屈曲振動モードと縦振動モードとが同時に励振されて振動する圧電素子と、
前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆動体と、
前記圧電素子を保持する保持手段を備える保持部と、
前記保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動体へ付勢する第1付勢手段を備える基台と、を備えるアクチュエーターと、を備え、
前記アクチュエーターは、前記保持部に、前記被駆動体に当接する突出部と、前記突出部を前記被駆動体へ付勢する第2付勢手段と、を備える、
ことを特徴とする電子部品搬送装置。 - 前記圧電素子の前記接触部と前記被駆動体との摩擦力をF0、前記突出部と前記被駆動体との摩擦力の総和をFB、とした場合、
F0>FB
である、
ことを特徴とする請求項11に記載の電子部品搬送装置。 - 少なくとも2の前記突出部を備え、
前記接触部に対して前記被駆動体の駆動方向の一方の駆動方向側に少なくとも1の前記突出部が配置され、前記駆動方向の他方の駆動方向側に少なくとも1の前記突出部が配置されている、
ことを特徴とする請求項11または12に記載の電子部品搬送装置。 - 電子部品を保持する電子部品保持手段を備える電子部品保持部と、前記電子部品保持部を移動させる電子部品保持部移動装置と、を備える電子部品搬送部と、前記電子部品を検査する電子部品検査部と、を備え、
前記電子部品搬送部は、前記電子部品を把持する把持部と、前記把持部を駆動する駆動部と、を備え、
前記駆動部は、屈曲振動モードが励振されて振動し、または前記屈曲振動モードと縦振動モードとが同時に励振されて振動する圧電素子と、前記圧電素子に備えられる接触部が当接し、前記接触部の振動によって駆動される被駆動体と、前記圧電素子を保持する保持手段を備える保持部と、前記保持部を介して前記圧電素子の前記接触部を前記被駆動体へ付勢する第1付勢手段を備える基台と、を備えるアクチュエーターと、を備え、
前記アクチュエーターは、前記保持部に、前記被駆動体に当接する突出部と、前記突出部を前記被駆動体へ付勢する第2付勢手段と、を備える、
ことを特徴とする電子部品検査装置。 - 前記圧電素子の前記接触部と前記被駆動体との摩擦力をF0、前記突出部と前記被駆動体との摩擦力の総和をFB、とした場合、
F0>FB
である、
ことを特徴とする請求項14に記載の電子部品搬送装置。 - 少なくとも2の前記突出部を備え、
前記接触部に対して前記被駆動体の駆動方向の一方の駆動方向側に少なくとも1の前記突出部が配置され、前記駆動方向の他方の駆動方向側に少なくとも1の前記突出部が配置されている、
ことを特徴とする請求項14または15に記載の電子部品検査装置。
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