JP2018518410A - 移動部材の往復運動を有するモータ式装置および付随する制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
−少なくとも1つの弾性手段は、予め歪んでいて、予歪のレベルは、可動部分の往復運動の間、弾性手段上の歪みが徴候を変えないように充分である。
−少なくとも1つのモータは、電圧によって制御され、電圧は、一方で、駆動アセンブリの往復運動の周波数が、少なくとも1つの弾性手段によって非可動部分に連結される可動部分の共振周波数に実質的に等しく、他方で、駆動アセンブリの往復運動の瞬間的な振幅が、少なくとも1つの移動部材の往復運動の平均的位置および最大振幅を制御するように調整される。
−駆動アセンブリは、少なくとも1つのモータの回転速度を減少させるための少なくとも1つの減速機を備え、減速機は、モータがその最大機械的動力で作動するときに、少なくとも1つの移動部材の往復運動に共振周波数に対応する周波数を与える回転速度と一致するように、少なくとも1つの移動部材に伝達される回転速度がモータの回転速度に関して減少されるように設計される。
−それは、2つの移動システムを備え、モータ式装置は、移動システムの各々のために互いに独立して電圧を送って調整するための制御手段を備え、そのため、移動システムの他の少なくとも1つの移動部材の往復運動の平均的位置および最大振幅と独立して、移動システムの1つの少なくとも1つの移動部材の往復運動の平均的位置および最大振幅を制御するように、これらの電圧は、移動システムの各々の駆動アセンブリの往復運動の瞬間的な振幅が、独立して調整されてよいように制御される。このようにして、モータ式装置は、そのロール軸に関して制御されることができる。
−電圧は、正弦波電圧であり、そしてその周波数は、少なくとも1つの弾性手段によって非可動部分に連結される可動部分の共振周波数に対応する。これによって、移動部材の往復運動は、効率的に生じて、その部材のパラメータ(特にその周波数、その最大振幅およびその平均振幅)は、この電圧のそれらを修正することによって容易に制御される。
−各移動システムは、2つの弾性手段を備え、2つの弾性手段は、移動部材がその往復運動中に一方向へ動くときに、1つの弾性手段上の歪みが増加して、他の弾性手段上の歪みが減少し、移動部材がその往復運動中に他方向へ動くときに、1つの弾性手段上の歪みが減少して、他の弾性手段上の歪みが増加するように配置される。これによって、往復運動の両方向において歪みが増加する弾性エレメントの位置エネルギーの増強を可能にする。
−以前の段落のオプションの場合、移動システムごとに、1つの弾性手段は減速機より上に配置され、他の弾性手段は減速機の下に配置される。そして、対応する移動システムのモータは、減速機より下に配置される。
−移動システムごとに、2つの弾性手段は減速機より上に配置され、対応する移動システムのモータは減速機より下に配置される。このように、減速機の一側上に弾性手段を有し、他側上にモータを有することによって、モータのための都合よくより多くのスペースがある。したがって、より大きなモータを有することを可能にする。
−1つ以上の弾性手段は、コイルばね(特に不連続コイルばね)である。コイルばねは、共振するシステムを生産するための単純かつ有効な手段である。加えて、コイルばねは、そのねじりが往復運動の方向にしたがって増減する、常にねじり歪みの下にあるように、可動部分と非可動部分との間に配置されてよい。コイルばねは、この場合本発明に特に適している。加えて、ターンが不連続であるときに、摩擦によるより少ない消散があり、そして、ばねのサービス寿命は増加する。
−1つ以上のモータは、コアレス電気モータである。それらは、非常に相当な加速能力および、金属コアの欠如および結果として生じる低インダクタンスに起因して、従来のDC電気モータのそれに比べてより長いサービス寿命を提供する。加えて、これらのモータはコンパクトである。これらのモータは、上述したように、特に、弾性手段が減速機より上および下に配置される実施形態において使用されてよい。
−これらのコアレスモータの場合、電圧は、スイッチング式コントロールによって(特に各モータ用のH−ブリッジを用いて)制御されてよい。
−コアレスモータである代わりに、1つ以上のモータは、ブラシレス電気モータである。これらのモータは、低速度で高トルクを伝えることを可能にする複数対のポールを備える。加えて、これらのモータは、減少するサイズおよび機械的損失のために有利である低い比率の減速機を有するモータ式装置において用いてよい。これらのモータは、上述したように、特に、1つ以上の移動システムの弾性手段が対応する減速機より上に配置される実施形態において使用されてよい。
−1つ以上のブラシレスモータの場合、各モータ式システムは、対応するモータ式システムのモータのロータの位置を検出するための位置センサ、およびこの位置にしたがって前記電圧を調整するための制御モジュールを備える。
−減速機は一段式減速機である。これは、減少するサイズおよび機械的損失のために有利である設計を許容する。
−モータ式装置のサイズは15〜25cmの間に含まれ、および/または、その重量は15〜30グラムの間に含まれる。これらのモータ式装置は、限られた環境における運動に特に適している。本発明によるモータ式装置は、この種のサイズおよび重量に特に適している。
−減速機は、前記共振周波数で、モータがその最大機械的動力で作動するときに、最大振幅は、移動部材の平均的位置に関して50〜80°の間に含まれるように配置される。この種の振幅は、静止飛行に特に適している。本発明によるモータ式装置は、この種の振幅に特に適している。
−それは、可動部分の往復運動の間、弾性手段上の歪みが徴候を変えないモータのコントロールを含む。
−少なくとも1つのモータのコントロールは、一方で、駆動アセンブリの往復運動の周波数が、少なくとも1つの弾性手段によって非可動部分に連結される可動部分の共振周波数に実質的に等しく、他方で、駆動アセンブリの往復運動の瞬間的な振幅が、少なくとも1つの移動部材の往復運動の平均的位置および最大振幅を制御するように調整されるように、電圧によって達成される。
−少なくとも1つのモータの回転速度は、それがその最大機械的動力で作動するときに、後者の回転速度が少なくとも1つの移動部材の往復運動に共振周波数に対応する周波数を与える回転速度と一致するように、駆動アセンブリの範囲内に含まれる減速機によって、少なくとも1つの移動部材に伝達される。
−それは、次のステップの少なくとも1つを含む。
・それぞれ、モータ式装置のリフトが増減されるように、前記電圧の最大振幅を増減するステップ。
・モータ式装置が前方へ傾くように、または後方へ傾くように、さもなければ安定なままであるように、前記電圧の平均値を調整しするステップ。
−装置は、2つの移動システムを備え、各移動システムの少なくとも1つのモータを制御するための電気的コマンドは、移動システムの各々のために独立して生じる。その結果、移動システムの他の少なくとも1つの移動部材の往復運動の平均的位置および最大振幅と独立して、移動システムの1つの少なくとも1つの移動部材の往復運動の平均的位置および最大振幅を制御するように、これらの電圧は、モータ式システムの各々の駆動アセンブリの往復運動の瞬間的な振幅が独立して調整されるように、制御される。
−それは、モータ式装置が右にまたは左にロールする運動を呈するように、移動システムのモータの各々の最大振幅を独立して調整するステップを少なくとも有する。
Claims (11)
- 流動媒体中を移動可能なモータ式装置であって、前記装置は、1つ以上の移動システム(1、101)を備え、前記移動システムの各々は、非可動部分と呼ばれる部分、および、前記非可動部分に関して少なくとも1つの往復運動を実行することができて、少なくとも1つの弾性手段(11、12、111、112)によって前記非可動部分に連結される、可動部分を備え、前記可動部分は、前記1つ以上の移動システムの少なくとも1つのモータ(4、104)に連結される少なくとも1つの駆動アセンブリ、および、少なくとも1つの移動部材(2、102)であって、前記アセンブリの往復運動が前記移動部材の往復運動を駆動するように、少なくとも1つの駆動アセンブリに連結される、少なくとも1つの移動部材(2、102)を備え、前記装置は、
−前記少なくとも1つの弾性手段は、予め歪んでいて、予歪のレベルは、前記可動部分の前記往復運動の間、前記弾性手段上の歪みが徴候を変えないように充分であり、
−前記少なくとも1つのモータは、電圧によって制御され、前記電圧は、一方で、前記駆動アセンブリの前記往復運動の周波数が、前記少なくとも1つの弾性手段によって前記非可動部分に連結される前記可動部分の共振周波数に実質的に等しく、他方で、前記駆動アセンブリの前記往復運動の瞬間的な振幅が、前記少なくとも1つの移動部材の往復運動の平均的位置および最大振幅を制御するように調整され、
−前記駆動アセンブリは、前記少なくとも1つのモータの回転速度を減少させるための少なくとも1つの減速機(6および8、106および108)を備え、前記減速機は、前記モータがその最大機械的動力で作動するときに、前記少なくとも1つの移動部材の往復運動に前記共振周波数に対応する周波数を与える回転速度と一致するように、前記少なくとも1つの移動部材に伝達される回転速度が前記モータの回転速度に関して減少されるように設計される、
ことを特徴とする、装置。 - 前記装置は2つの移動システム(1、101)を備え、前記モータ式装置は、前記移動システムの各々のために互いに独立して前記電圧を送って調整するための制御手段を備え、そのため、前記移動システムの他の少なくとも1つの移動部材(2、102)の往復運動の平均的位置および最大振幅と独立して、前記移動システムの1つの少なくとも1つの移動部材(2、102)の往復運動の平均的位置および最大振幅を制御するように、これらの電圧は、前記移動システムの1つの前記駆動アセンブリの前記往復運動の瞬間的な振幅が、前記移動システムの他のそれと独立して調整されてよいように、制御される、ことを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記電圧は、正弦波電圧であり、そしてその周波数は、前記少なくとも1つの弾性手段(2、102)によって前記非可動部分に連結される前記可動部分の共振周波数に対応する、ことを特徴とする、請求項1または2に記載の装置。
- 各移動システム(1、101)は、2つの弾性手段(11、12、111、112)を備え、前記2つの弾性手段は、前記移動部材(2、102)がその往復運動中に一方向へ動くときに、1つの前記弾性手段上の歪みが増加して、他の前記弾性手段上の歪みが減少し、前記移動部材がその往復運動中に他方向へ動くときに、1つの前記弾性手段上の歪みが減少して、他の前記弾性手段上の歪みが増加する、ように配置される、ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の装置。
- 前記1つ以上の弾性手段は、不連続ターンを有するばね(11、12、111、112)である、ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の装置。
- 前記1つ以上のモータ(4)は、コアレス電気モータである、ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の装置。
- 前記1つ以上のモータ(104)は、ブラシレス電気モータである、ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の装置。
- 前記減速機(6および8、106および108)は、一段式減速機である、ことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の装置。
- 前記モータ式装置の寸法は15〜25cmの間に含まれ、および/または、その重量は15〜30グラムの間に含まれる、ことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の装置。
- 流動媒体中を移動可能なモータ式装置を制御する方法であって、前記装置は、1つ以上の移動システム(1、101)を備え、前記移動システムの各々は、非可動部分と呼ばれる部分、および、前記非可動部分に関して少なくとも1つの往復運動を実行することができて、少なくとも1つの弾性手段(11、12、111、112)によって前記非可動部分に連結される、可動部分を備え、前記可動部分は、前記1つ以上の移動システムの少なくとも1つのモータ(4、104)に連結される少なくとも1つの駆動アセンブリ、および、少なくとも1つの移動部材(2、102)であって、前記アセンブリの往復運動が前記移動部材の往復運動を駆動するように、少なくとも1つの駆動アセンブリに連結される、少なくとも1つの移動部材(2、102)を備え、前記方法は、
−それは、前記可動部分の前記往復運動の間、前記弾性手段上の歪みが徴候を変えない前記モータ(4、104)のコントロールを含み、
−前記少なくとも1つのモータのコントロールは、一方で、前記駆動アセンブリの前記往復運動の周波数が、前記少なくとも1つの弾性手段によって前記非可動部分に連結される前記可動部分の共振周波数に実質的に等しく、他方で、前記駆動アセンブリの前記往復運動の瞬間的な振幅が、前記少なくとも1つの移動部材の往復運動の平均的位置および最大振幅を制御するように調整されるように、電圧によって達成され、
−前記少なくとも1つのモータの回転速度は、それがその最大機械的動力で作動するときに、後者の回転速度が前記少なくとも1つの移動部材の往復運動に前記共振周波数に対応する周波数を与える回転速度と一致するように、前記駆動アセンブリの範囲内に含まれる減速機(6および8、106および108)によって、前記少なくとも1つの移動部材に伝達される、
ことを特徴とする、方法。 - 前記方法は、請求項1〜9のいずれか1項に記載の装置を制御する方法である、請求項10に記載の方法。
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