JP2021156407A - Spherical acceleration/deceleration machine and control method for spherical acceleration/deceleration machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、球面増減速機及び球面増減速機の制御方法に関する。 The present invention relates to a spherical accelerator / reducer and a method for controlling a spherical accelerator / reducer.
従来より、多様な機構のモータが使用されている。これらのモータは、通常は1自由度系として動作する。したがって、例えば3自由度を有するマニピュレータを構築する場合には、マニピュレータの根本、先端とその間の中間位置の、少なくとも3か所に、モータを直列的に連結して配する必要がある。このような構成においては、マニピュレータの先端位置には、各モータの誤差が集積されるため、精度の高い制御が容易ではない。
これを解決するモータとして、球面モータが、研究、開発されている。球面モータは、ワイヤにより球体を牽引し回転させるワイヤ牽引球面モータ、圧電素子を用いた圧電球面モータ、導体の球体に対して磁界を回転させることで生じる誘導電流により球体を回転させる誘導球面モータ、球体に設けられた永久磁石を電磁石により吸引して球体を回転される電磁球面モータ等の、様々な種類が開発されている。例えば、電磁球面モータは、球状の凹部を有するステータと、この凹部内に収まる球体のロータを備えている。ロータの表面には複数の永久磁石が設けられ、ステータの凹部の壁面には複数の電磁石が設けられている。ステータの任意の電磁石に電流を流し、ロータの永久磁石を吸引することで、ロータを任意の方向に、かつ任意の速度で回転させることができる。
このような構成を有する球面モータは、1台で、3自由度系として動作する。すなわち、各回転軸の回転中心が一致する構造となっているため、姿勢制御が容易であり、上記のようなマニピュレータを実現する場合においても誤差を低減できる。また、通常のモータで3自由度系を実現する場合には3台のモータを必要とするところ、球面モータの場合においては1台で3自由度系が実現できるので、モータを使用するシステムの小型化、軽量化が可能となる。
特許文献1には、このような球面モータが開示されている。
Conventionally, motors having various mechanisms have been used. These motors usually operate as a one-degree-of-freedom system. Therefore, for example, when constructing a manipulator having three degrees of freedom, it is necessary to connect and arrange the motors in series at at least three places at the root, the tip and the intermediate position between the manipulators. In such a configuration, since the error of each motor is accumulated at the tip position of the manipulator, it is not easy to control with high accuracy.
Spherical motors have been researched and developed as motors to solve this problem. Spherical motors include wire-towed spherical motors that pull and rotate spheres with wires, piezoelectric spherical motors that use piezoelectric elements, and induced spherical motors that rotate spheres by an induced current generated by rotating a magnetic field with respect to the sphere of a conductor. Various types have been developed, such as an electromagnetic spherical motor that rotates a sphere by attracting a permanent magnet provided on the sphere with an electromagnet. For example, an electromagnetic spherical motor includes a stator having a spherical recess and a spherical rotor that fits within the recess. A plurality of permanent magnets are provided on the surface of the rotor, and a plurality of electromagnets are provided on the wall surface of the recess of the stator. By passing an electric current through an arbitrary electromagnet of the stator and attracting the permanent magnet of the rotor, the rotor can be rotated in an arbitrary direction and at an arbitrary speed.
One spherical motor having such a configuration operates as a three-degree-of-freedom system. That is, since the structure is such that the rotation centers of the rotation axes coincide with each other, the attitude control is easy, and the error can be reduced even when the above-mentioned manipulator is realized. In addition, when a normal motor realizes a three-degree-of-freedom system, three motors are required, but in the case of a spherical motor, one unit can realize a three-degree-of-freedom system. It is possible to reduce the size and weight.
上記のような球面モータに関し、球面モータのトルクを向上させて出力させたい場合においては、ロータの半径よりも大きな半径の出力球を設け、ロータの回転を出力球に伝達させて出力球を回転させ、出力球から出力を取り出すように、球面減速機を構成することがある。また、球面モータの回転速度を向上させて出力させたい場合においては、ロータの半径よりも小さな半径の出力球を設けてこれにロータの回転を伝達させることで、球面増速器を構成することも考えられる。
従来の球面減速機の一例を、図8に示す。
図8に示される球面減速機100においては、ロータ101と出力球102の各々に当接するように、回転伝達球103が設けられている。回転伝達球103は、ロータ101の回転に伴い回転し、出力球102へと回転を伝達させて、出力球102を回転させる。ロータ101の中心O101と出力球102の中心O102を結ぶ軸線を仮想伝達軸線C100としたときに、回転伝達球103は、その中心O103が仮想伝達軸線C100上に位置するように、かつ中心O103を通る任意の軸線を中心として回転自在に設けられている。
このような構成において、例えばロータ101が方向D101として示されるように、中心O101を中心として紙面を構成する平面内で反時計回りに回転させる。この場合には、ロータ101と回転伝達球103の間に作用する摩擦力により、ロータ101に当接する回転伝達球103は、方向D103として示されるように、中心O103を中心として時計回りに回転する。これに伴い、回転伝達球103に当接する出力球102は、方向D102として示されるように、中心O102を中心として反時計回りに回転する。
Regarding the above spherical motor, when it is desired to improve the torque of the spherical motor and output it, an output sphere having a radius larger than the radius of the rotor is provided, and the rotation of the rotor is transmitted to the output sphere to rotate the output sphere. The spherical speed reducer may be configured so as to take out the output from the output sphere. Further, when it is desired to increase the rotation speed of the spherical motor to output it, an output sphere having a radius smaller than the radius of the rotor is provided and the rotation of the rotor is transmitted to the output sphere to form a spherical speed increaser. Is also possible.
An example of a conventional spherical speed reducer is shown in FIG.
In the
In such a configuration, for example, the
従来の球面減速機の他の例を、図9に示す。
図9に示される球面減速機110においても、図8の球面減速機100と同様に、ロータ111と出力球112の各々に当接するように、回転伝達球113が設けられている。球面減速機110においては、2つの回転伝達球113A、113Bが、それぞれの中心O113A、O113Bが仮想伝達軸線C110から外れて位置するように、設けられている。各回転伝達球113は、中心O113A、O113Bを通る任意の軸線を中心として回転自在に設けられている。
このような構成においても、ロータ111が方向D111として示されるように回転すると、回転伝達球113A、113Bは方向D113に回転し、これが出力球112に伝達されて、出力球112は方向D112に回転する。
Another example of the conventional spherical speed reducer is shown in FIG.
Similarly to the spherical speed reducer 100 of FIG. 8, the
Even in such a configuration, when the
図8、図9に示される球面減速機100、110においては、ロータ101、111の、仮想伝達軸線C100、C110を中心とした回転が、出力球102、112まで伝達されにくい。
例えば、図8の球面減速機100においては、仮想伝達軸線C100はロータ101と回転伝達球103の各中心O101、O103を通るようになっており、かつロータ101と回転伝達球103の接点P101における接平面と直交している。このため、ロータ101が仮想伝達軸線C100を中心として例えば方向D104方向に回転しても、この回転は接点P101において回転伝達球103を捩ろうとする方向に作用するため、ロータ101と回転伝達球103の間に摩擦力が十分に作用せず、回転が回転伝達球103に十分に伝達されない。
In the
For example, in the spherical speed reducer 100 of FIG. 8, the virtual transmission axis C100 passes through the centers O101 and O103 of the
また、図9の球面減速機110において、ロータ111が仮想伝達軸線C110を中心として例えば方向D114方向に回転すると、紙面右側に位置する回転伝達球113Aは、例えば方向D115として示されるように回転する。この方向D115は、出力球112と回転伝達球113Aの各中心O112、O113Aを通る軸線C111を略中心とした回転となっている。
ここで、この軸線C111は、出力球112と回転伝達球113Aの接点P112における接平面と直交している。このため、回転伝達球113Aが軸線C111を中心として方向D115方向に回転しても、この回転は接点P112において出力球112を捩ろうとする方向に作用するため、回転伝達球113Aと出力球112の間に摩擦力が十分に作用せず、回転が出力球112に十分に伝達されない。
紙面左側に位置する回転伝達球113Bによっても同様に、仮想伝達軸線C110を中心としたロータ111の回転を、出力球112に十分に伝達するのは難しい。
Further, in the spherical speed reducer 110 of FIG. 9, when the
Here, the axis C111 is orthogonal to the tangent plane at the contact point P112 of the
Similarly, it is difficult for the
本発明が解決しようとする課題は、球面モータのロータと、ロータの回転が伝達される出力球の、各々の中心を結ぶ軸線を中心としたロータの回転を、効率的に出力球へと伝達可能な、球面増減速機と、及び当該球面増減速機の効果的な制御方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to efficiently transmit the rotation of the rotor around the axis connecting the centers of the rotor of the spherical motor and the output sphere to which the rotation of the rotor is transmitted to the output sphere. It is to provide a possible spherical accelerator / reducer and an effective control method of the spherical accelerator / reducer.
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。すなわち、本発明は、球面モータと出力球を備え、前記球面モータのロータの回転を前記出力球に伝達させて前記出力球を回転させる、球面増減速機であって、前記ロータと前記出力球の各々に当接して設けられた球体であり、前記ロータの回転に伴い回転し、前記出力球を回転させる、回転伝達球を複数備え、複数の前記回転伝達球の各々は、前記ロータと前記出力球の各々の中心を結ぶ軸線を仮想伝達軸線としたときに、当該回転伝達球の中心を通り前記仮想伝達軸線に直交する直交平面内の、任意の軸線周りに回転自在に設けられ、複数の前記回転伝達球の各々の、当該回転伝達球の前記中心を通り前記仮想伝達軸線に平行な平行軸線周りの回転を抑制する、回転抑制機構を備えている、球面増減速機を提供する。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems. That is, the present invention is a spherical acceleration / deceleration machine including a spherical motor and an output sphere, which transmits the rotation of the rotor of the spherical motor to the output sphere to rotate the output sphere, wherein the rotor and the output sphere are rotated. It is a sphere provided in contact with each of the above, and includes a plurality of rotation transmission spheres that rotate with the rotation of the rotor and rotate the output sphere, and each of the plurality of rotation transmission spheres is the rotor and the said. When the axis connecting the centers of the output spheres is a virtual transmission axis, a plurality of rotatably provided around an arbitrary axis in an orthogonal plane passing through the center of the rotation transmission sphere and orthogonal to the virtual transmission axis. Provided is a spherical accelerator / reducer provided with a rotation suppression mechanism that suppresses rotation of each of the rotation transmission spheres around a parallel axis that passes through the center of the rotation transmission sphere and is parallel to the virtual transmission axis.
また、本発明は、球面モータと出力球を備え、前記球面モータのロータの回転を前記出力球に伝達させて前記出力球を回転させる、球面増減速機の制御方法であって、前記球面増減速機は、前記ロータと前記出力球の各々に当接して設けられた球体であり、前記ロータの回転に伴い回転し、前記出力球を回転させる、回転伝達球を複数備え、複数の前記回転伝達球の各々は、前記ロータと前記出力球の各々の中心を結ぶ軸線を仮想伝達軸線としたときに、当該回転伝達球の中心を通り前記仮想伝達軸線に直交する直交平面内の、任意の軸線周りに回転自在に設けられ、複数の前記回転伝達球の各々の、当該回転伝達球の前記中心を通り前記仮想伝達軸線に平行な平行軸線周りの回転を抑制する、回転抑制機構を備えており、前記ロータと前記出力球の、前記直交平面内の任意の前記軸線を中心とした回転の増減速比と、前記仮想伝達軸線を中心とした回転の増減速比を基に、前記ロータの回転方向及び回転速度を調整して、前記出力球を回転させる、球面増減速機の制御方法を提供する。 Further, the present invention is a control method for a spherical accelerator / reducer, comprising a spherical motor and an output sphere, and transmitting the rotation of the rotor of the spherical motor to the output sphere to rotate the output sphere. The speed machine is a spherical surface provided in contact with each of the rotor and the output sphere, and includes a plurality of rotation transmission spheres that rotate with the rotation of the rotor and rotate the output sphere, and the plurality of rotations thereof. Each of the transmission spheres is arbitrary in an orthogonal plane passing through the center of the rotation transmission sphere and orthogonal to the virtual transmission axis when the axis connecting the centers of the rotor and the output sphere is used as the virtual transmission axis. A rotation suppression mechanism is provided that is rotatably provided around the axis and suppresses rotation of each of the plurality of rotation transmission spheres around a parallel axis that passes through the center of the rotation transmission sphere and is parallel to the virtual transmission axis. The rotor and the output sphere of the rotor are based on the acceleration / deceleration ratio of the rotation centered on an arbitrary axis in the orthogonal plane and the acceleration / deceleration ratio of the rotation centered on the virtual transmission axis. Provided is a control method of a spherical accelerator / reducer that rotates the output ball by adjusting a rotation direction and a rotation speed.
本発明によれば、球面モータのロータと、ロータの回転が伝達される出力球の、各々の中心を結ぶ軸線を中心としたロータの回転を、効率的に出力球へと伝達可能な、球面増減速機と、及び当該球面増減速機の効果的な制御方法を提供することができる。 According to the present invention, a spherical surface capable of efficiently transmitting the rotation of the rotor around the axis connecting the centers of the rotor of the spherical motor and the output sphere to which the rotation of the rotor is transmitted to the output sphere. It is possible to provide an accelerator and a speed reducer and an effective control method for the spherical speed reducer.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施形態における球面増減速機の模式的な側面図である。図2は、図1に示す球面増減速機の、出力球を除いた状態における平面図であり、図1のA−A部分の断面図である。
球面増減速機1は、球面モータ2、支持板5、回転伝達球6A、6B、回転抑制機構7、出力球8、及び図示されない制御装置を備えている。
球面モータ2は、ロータ3を備えている。ロータ3は、形状の球体であり、図示されない支持台に、中心O3を中心として回転自在に設けられている。ロータ3は、任意の方向に、かつ任意の速度で中心O3を中心として回転させるように、後に説明する制御装置によって制御される。
球面モータ2は、どのような方式でロータ3を駆動させる種類のものであってよい。例えば球面モータ2は、ワイヤにより球体を牽引し回転させるワイヤ牽引球面モータ、圧電素子を用いた圧電球面モータ、導体の球体に対して磁界を回転させることで生じる誘導電流により球体を回転させる誘導球面モータ、球体に設けられた永久磁石を電磁石により吸引して球体を回転される電磁球面モータのいずれかであってよいし、上記以外の種類のものであってもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic side view of the spherical accelerator / reducer according to the present embodiment. FIG. 2 is a plan view of the spherical accelerator / reducer shown in FIG. 1 in a state where the output sphere is removed, and is a cross-sectional view of a portion AA of FIG.
The
The
The
球面モータ2の上方には、板状の支持板5が水平に設けられている。支持板5は、図示されない支持部材により、支持台等に固定されている。
支持板5には、複数の孔5aが設けられている。本実施形態においては、2つの孔5aが設けられている。複数の孔5aは、図2に示されるように平面視したときに、ロータ3の中心O3を挟んで対称的な位置に設けられている。本実施形態においては、2つの孔5aは、水平方向(x軸方向)に離間して設けられている。
A plate-shaped
The
回転伝達球6A、6Bは、本実施形態においてはロータ3よりも半径が小さな球体である。回転伝達球6A、6Bは、支持板5の孔5aの数に対応した数が設けられている。すなわち、本実施形態においては、2つの回転伝達球6A、6Bが設けられている。回転伝達球6A、6Bの各々は、複数の孔5aの各々に対応して、孔5aの内部に収容されており、下側をロータ3により、及び側方を次に説明する回転抑制機構7により支持されて位置づけられている。回転伝達球6A、6Bの各々の中心OA、OBは、支持板5と同じ水平位置に設けられている。
The
回転抑制機構7は、回転伝達球6A、6Bの各々に対し、複数個が、特に本実施形態においては4個が設けられている。回転抑制機構7は、回転軸C7を中心に回転する回転体である。特に本実施形態においては、回転抑制機構7はコロである。各回転抑制機構7は、対応する回転伝達球6A、6Bに対して、回転軸C7を中心とした回転半径が最も大きな位置の周面が、当接するように設けられている。
A plurality of
出力球8は、本実施形態においてはロータ3よりも半径が大きな球体である。出力球8は、回転伝達球6A、6Bの上方に、回転伝達球6A、6Bの各々に当接するように設けられている。出力球8は、これら回転伝達球6A、6Bの各々と、例えば回転伝達球6A、6Bよりも上方の位置で、出力球8の中心O8を中心とした回転を妨げないように構成された図示されない支持部材とにより支持されている。
出力球8の中心O8は、本実施形態においてはロータ3の中心O3の鉛直方向上方に位置している。後に説明するように、ロータ3の回転は回転伝達球6A、6Bを介して出力球8に伝達されるため、このロータ3と出力球8の各々の中心O3、O8を結ぶ軸線を仮想伝達軸線Cと呼称する。仮想伝達軸線Cは、回転伝達球6A、6Bが離間する方向であるx軸方向と、水平面内でx軸方向に直交するy軸方向の双方に直交する、z軸方向、すなわち鉛直方向に延在している。
The
In the present embodiment, the center O8 of the
ロータ3、回転伝達球6A、6B、及び出力球8の各々は、例えば樹脂等により形成されている。これらロータ3、回転伝達球6A、6B、及び出力球8の各々の表面は、例えば摩擦係数の高い材質をコーティングしたり、ざらついた表面に加工したりすることにより表面処理されている。
また、回転伝達球6A、6Bと出力球8の接点においては、出力球8に作用する重力により、出力球8が回転伝達球6A、6Bに適度に圧接されている。更に、回転伝達球6A、6Bとロータ3の接点においては、回転伝達球6A、6Bに作用する重力により、回転伝達球6A、6Bがロータ3に適度に圧接されている。
これにより、ロータ3と回転伝達球6A、6Bの間、及び回転伝達球6A、6Bと出力球8の間に摩擦力が生じる。したがって、ロータ3が中心O3を中心として回転すると、回転伝達球6A、6Bがこれに伴い中心OA、OBを中心として回転して、出力球8が中心O8を中心として回転する。
本実施形態においては、上記のように、出力球8の半径は、ロータ3の半径よりも大きい。このため、出力球8の回転速度は、ロータ3の回転速度よりも遅くなり、出力球8のトルクは、ロータ3のトルクよりも高くなる。したがって、本実施形態における球面増減速機1は、球面減速機である。
Each of the
Further, at the contact points between the
As a result, a frictional force is generated between the
In the present embodiment, as described above, the radius of the
ここで、各回転抑制機構7の回転軸C7は、回転伝達球6A、6Bの中心OA、OBを通り仮想伝達軸線Cに直交する直交平面P内に延在して設けられている。各回転抑制機構7の回転軸C7は、回転抑制機構7の、対応する回転伝達球6A、6Bとの当接点P6と、回転伝達球6A、6Bの中心OA、OBを結ぶ軸線CVに直交して設けられている。このため、各回転抑制機構7は、z軸に平行な軸線周りには回転しない。
このような構成において、例えば回転伝達球6Aが中心OAを通りx軸に平行な軸線周りに回転しようとすると、図2において回転伝達球6Aの上下に位置する回転抑制機構7は回転軸周りに回転し、回転伝達球6Aの回転を妨げない。また、回転伝達球6Aの左右に位置する回転抑制機構7においては、回転伝達球6Aの回転は接点P6において回転抑制機構7を捩ろうとする方向に作用するため、回転伝達球6Aと回転抑制機構7の間に摩擦力が作用せず、したがって回転伝達球6Aの回転を妨げない。このように、いずれの回転抑制機構7も回転伝達球6Aの、中心OAを通りx軸に平行な軸線周りの回転を妨げないため、回転伝達球6Aはx軸周りに自在に回転する。
同様な理由に因り、回転伝達球6Aは、中心OAを通りy軸に平行な軸線周りに自在に回転する。更に、回転伝達球6Aは、中心OAを通りx軸とy軸の間に延在する任意の軸線周りにも、自在に回転する。
すなわち、回転伝達球6A、6Bの各々は、直交平面P内の、任意の軸線周りに、中心OA、OBを中心として回転自在に設けられている。
Here, the rotation axis C7 of each
In such a configuration, for example, when the
For the same reason, the
That is, each of the
また、回転伝達球6A、6Bの各々は、中心OA、OBを通りz軸方向に延在する、仮想伝達軸線Cに平行な平行軸線CP周りに回転しようとすると、回転抑制機構7はz軸周りには回転しないため、回転抑制機構7との摩擦によりこの回転は抑制され、停止される。すなわち、回転伝達球6A、6Bの各々の、平行軸線CP周りの回転は、回転抑制機構7により抑制される。これにより、回転伝達球6A、6Bは平行軸線CP周りに回転不能に設けられている。
以下、ロータ3、回転伝達球6A、6B、及び出力球8の各球体が、x軸、y軸、z軸等の軸周りに回転すると記載した場合には、これら球体が、当該軸に平行で中心O3、OA、OB、O8を通る軸線を中心に自転することを示す。
Further, when each of the
Hereinafter, when it is described that the spheres of the
次に、球面増減速機1の作用について、特にロータ3から出力球8への回転の伝達について説明する。ロータ3の回転は、回転伝達球6A、6Bの各々によって伝達されるが、回転伝達球6Aと回転伝達球6Bの伝達の原理は同じであるため、以下の説明では主に、図1等で紙面右側に設けられている回転伝達球6Aにより回転が伝達される場合を説明し、紙面左側に設けられている回転伝達球6Bに関してはその説明を割愛する。
Next, the operation of the
図3は、図1のB矢視部分の拡大図である。図3に示されるように、回転伝達球6Aに対して紙面に垂直なx軸方向に力Fを加える場合を考える。回転伝達球6Aの中心OA周りに加えられるモーメントの大きさTは、回転の軸からみた力Fが加わる点までの距離、すなわち回転伝達球6Aの半径をRとすると、次の式1で表される。
図4は、球面増減速機の回転の伝達を説明する説明図である。
まず、回転伝達球6Aによるy軸周りの回転の伝達について説明する。
図4のように、ロータ3と回転伝達球6Aの接点における、紙面に垂直なx軸方向における速度成分をviとしたとき、回転伝達球6Aは中心OAを中心として、y軸周りに回転する。この、y軸周りの回転の角速度をωm、回転伝達球6Aの半径をRm、仮想伝達軸線Cに対する、ロータ3の中心O3と回転伝達球6Aの中心OAを結ぶ線の成す角度をφとすると、速度成分viは、次の式2で表される。
First, the transmission of rotation around the y-axis by the
As in Figure 4, at the point of contact between the
同様に、出力球8の半径をRo、出力球8の、中心O8を通りy軸に平行な軸線周りの回転の角速度をωoy、仮想伝達軸線Cに対する、出力球8の中心O8と回転伝達球6Aの中心OAを結ぶ線の成す角度をθとすると、出力球8と回転伝達球6Aの接点における、紙面に垂直なx軸方向における速度成分voは、次の式4、式5で表される。
回転伝達球6Aによるx軸周りの回転の伝達については、図4のようにロータ3、回転伝達球6A、出力球8を平面視し、これら各々を歯車と見做した場合の、歯車の回転速度伝達比と同じであると考えられる。したがって、ロータ3の、中心O3を通りx軸に平行な軸線周りの回転の角速度をωix、出力球8の、中心O8を通りx軸に平行な軸線周りの回転の角速度をωox、とすると、次の式7が成立する。
既に説明したように、出力球8の半径Roはロータ3の半径Riよりも大きい。このため、出力球8のx軸周りの回転の角速度ωox、及びy軸周りの回転の角速度ωoyは、ともに、ロータ3のx軸周りの回転の角速度ωix、及びy軸周りの回転の角速度ωiyよりも、同一の減速比で減速された値となっている。
また、式7の左辺と右辺の符号は同一であり、したがって、出力球8は、x軸及びy軸周りに回転する場合においては、ロータ3と同一の方向に回転する。
As already described, the radius R o of the
Further, the symbols on the left side and the right side of the
次に、ロータ3がz軸周りに、すなわち仮想伝達軸線Cを中心として回転した場合の挙動を説明する。
概念的には、ロータ3がz軸周りに回転すると、これに当接する回転伝達球6Aに対しては、回転伝達球6Aは中心OAを通りz軸に平行な平行軸線CP周りに回転しないように設けられているため、直交平面P内に延在する軸線周りの回転として伝達される。
この回転伝達球6Aの、直交平面P内に延在する軸線周りの回転は、出力球8へと伝達される。
ここで、回転伝達球6Aが1個のみである場合においては、出力球8に対しては、仮想伝達軸線Cから外れた回転伝達球6Aとの接点のみにおいて力が作用するため、出力球8の回転は不安定なものとなる。しかし、球面増減速機1は、回転伝達球6Aの他に、回転伝達球6Bを有している。特に説明はしないが、回転伝達球6Bは回転伝達球6Aと同様な構成で設けられているため、回転伝達球6Aと同様の原理で、仮想伝達軸線Cを中心としてみたときに回転伝達球6Aと同一の回転方向に回転する。すなわち、出力球8には2つの、仮想伝達軸線Cを中心としてみたときに同じ回転方向に回転する回転伝達球6A、6Bが接しているため、出力球8には異なる2点において、仮想伝達軸線Cを中心としてみたときに同一の方向に回転させる力が作用する。これにより、出力球8の回転は不安定とはならず、出力球8は、仮想伝達軸線Cを中心として回転する。
Next, the behavior when the
Conceptually, when the
The rotation of the
Here, when there is only one
例えば、図4においてロータ3が方向D3として示されるように、仮想伝達軸線Cよりも左側の部分が仮想伝達軸線Cの紙面手前側を経由して仮想伝達軸線Cよりも右側に至り、仮想伝達軸線Cの紙面奥側から原位置に戻るような方向で回転する場合を考える。
この回転に伴い、仮想伝達軸線Cよりも右側に位置してロータ3に当接する回転伝達球6Aは、方向D6Aとして示されるように、直交平面Pよりも上方の部分が紙面手前側を経由して直交平面Pよりも下方に至り、紙面奥側から原位置に戻るような方向で回転する。
また、同様に、仮想伝達軸線Cよりも左側に位置してロータ3に当接する回転伝達球6Bは、方向D6Bとして示されるように、直交平面Pよりも下方の部分が紙面手前側を経由して直交平面Pよりも上方に至り、紙面奥側から原位置に戻るような方向で回転する。
これら回転伝達球6A、6Bの回転に伴い、出力球8は、方向D8として示されるように、仮想伝達軸線Cよりも右側の部分が仮想伝達軸線Cの紙面手前側を経由して仮想伝達軸線Cよりも左側に至り、仮想伝達軸線Cの紙面奥側から原位置に戻るような方向で回転する。
このように、ロータ3がz軸周りに回転すると、出力球8は、ロータ3の回転する方向D3とは反対の方向D8に、z軸周りに回転する。
For example, as shown in FIG. 4, the
Along with this rotation, the
Similarly, the
As the
In this way, when the
上記のような、回転伝達球6Aによるz軸周りの回転の伝達については、ロータ3の、中心O3を通りz軸に平行な軸線周りの回転の角速度をωiz、出力球8の、中心O8を通りz軸に平行な軸線周りの回転の角速度をωozとすると、ロータ3と出力球8に関しては、次の式8、式9が成立する。
したがって、式2、式4、式8、式9により、次の式10が導き出せる。
Therefore, the following equation 10 can be derived from the
式6、式7と式10を比較すると、z軸周りの回転の伝達における減速比は、x軸及びy軸周りの回転の伝達における伝達比とは異なることがわかる。
また、式10の左辺と右辺の符号は異なっている。したがって、出力球8は、z軸周りに回転する場合においては、既に説明したように、ロータ3とは異なる、反対側の方向に回転する。
Comparing
Further, the symbols on the left side and the right side of Equation 10 are different. Therefore, when the
次に、回転伝達球6Aによるトルクの伝達について説明する。図5は、球面増減速機のトルクの伝達を説明する説明図である。
回転伝達球6Aによるy軸周りのトルクの伝達に関しては、ロータ3の、中心O3を通りy軸に平行な軸線周りの回転のモーメントをTiy、出力球8の、中心O8を通りy軸に平行な軸線周りの回転のモーメントをToy、回転伝達球6Aからロータ3に伝わる力をFmi、ロータ3から回転伝達球6Aに伝わる力をFim、回転伝達球6Aから出力球8に伝わる力をFmo、出力球8から回転伝達球6Aに伝わる力をFomとすると、回転伝達球6A、6Bは2つあることから、モーメントの釣り合いを考えることにより、次の式11〜式13が成立する。
Regarding the transmission of torque around the y-axis by the
ここで、各力Fmi、Fim、Fmo、Fomには、次の式14の関係が成立する。
回転伝達球6Aによるx軸周りの回転の伝達については、回転速度の場合と同様に、ロータ3、回転伝達球6A、出力球8を平面視してこれら各々を歯車と見做した場合の、歯車の伝達比と同じであると考えられる。したがって、ロータ3の、中心O3を通りx軸に平行な軸線周りの回転のモーメントをTix、出力球8の、中心O8を通りx軸に平行な軸線周りの回転のモーメントをTox、とすると、次の式17が成立する。
既に説明したように、出力球8の半径Roはロータ3の半径Riよりも大きい。このため、出力球8のx軸周りの回転のモーメントTox、及びy軸周りの回転のモーメントToyは、ともに、ロータ3のx軸周りの回転のモーメントTix、及びy軸周りの回転のモーメントTiyよりも、同一の比率で増幅された値となっている。すなわち、x軸方向及びy軸方向においては、ロータ3のトルクが増幅して出力球8に伝達される。この増幅比は、式6、式7における減速比の逆数となっている。
As already described, the radius R o of the
他方、回転伝達球6Aによるz軸周りの回転の伝達については、ロータ3の、中心O3を通りz軸に平行な軸線周りの回転のモーメントをTiz、出力球8の、中心O8を通りz軸に平行な軸線周りの回転のモーメントをTozとすると、次の式18、式19が成立する。
式16、式17と式21を比較すると、z軸周りの回転の伝達におけるトルクの増幅比は、x軸及びy軸周りの回転の伝達における増幅比とは異なることがわかる。この増幅比は、式10における減速比の逆数となっている。
式10及び式21に示されるように、球面増減速機1においては、ロータ3のz軸周りの、すなわち仮想伝達軸線C周りの回転が、確実に、出力球8に伝達されている。
Comparing Equations 16 and 17 with Equation 21, it can be seen that the torque amplification ratio in the transmission of rotation around the z-axis is different from the amplification ratio in the transmission of rotation around the x-axis and y-axis. This amplification ratio is the reciprocal of the reduction ratio in Equation 10.
As shown in Equations 10 and 21, in the
上記のように、回転速度の減速比(トルクの増幅比)は、x軸方向及びy軸方向と、z軸方向の各成分によって異なった値となる。このため、出力球8を所望の方向に、所望の速度で回転させるためには、ロータ3の回転方向と回転速度を、これらの軸方向に異なる減速比等を考慮して、設定しなければならない。
制御装置は、このような減速比を考慮して、ロータ3の回転方向及び回転速度を制御する。
As described above, the reduction ratio of the rotation speed (torque amplification ratio) has different values depending on the components in the x-axis direction, the y-axis direction, and the z-axis direction. Therefore, in order to rotate the
The control device controls the rotation direction and rotation speed of the
出力球8の半径Roと回転伝達球6Aの半径Rmの和を値A、ロータ3の半径Riと回転伝達球6Aの半径Rmの和を値Bとし、仮想伝達軸線Cから回転伝達球6Aの中心OAまでの距離をLとすると、次の式22が成立する。
ここで、値Kを、次の式23のように定義する。
上記の式6、式7、式16、式17、式24、式25は、行列表現により、次の式26、式27として、簡潔に表現される。
すなわち、出力球8を回転させる際には、出力球8の角速度やトルクとして実現したい値を上記の式26、式27にωox、ωoy、ωoz、Tox、Toy、Tozとして入力し、ロータ3の回転速度、回転方向、トルクを計算して決定すればよい。
このように、制御装置は、ロータ3と出力球8の、直交平面P内の任意の軸線を中心とした回転の減速比(増減速比)と、仮想伝達軸線Cを中心とした回転の減速比(増減速比)を基に、ロータ3の回転方向及び回転速度を調整して、出力球8を回転させる。
That is, when rotating the
In this way, the control device has a reduction ratio (acceleration / reduction ratio) of rotation of the
次に、図1〜図5、及び図6を用いて、上記の球面加減速機1の制御方法を説明する。図6は、球面加減速機1の制御方法のフローチャートである。
例えば球面モータ2が電磁球面モータの場合においては、制御装置は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置であり、この情報処理装置内のCPUにより実行されるソフトウェア、プログラムによって、ロータ3の回転方向及び回転速度を調整するように構成されていてもよい。例えば、球面モータ2自体がロータ3を回転制御する制御装置を既に備えている場合には、当該制御装置が球面加減速機1の制御装置として、兼ねて用いられても構わない。
ここでは、このようにソフトウェア、プログラムとして制御方法が実現された場合を想定して制御方法を記載する。しかし実際には、制御装置は情報処理装置によって実現されなくともよい。制御装置は、以下に説明するような制御方法を実現可能な何らかの物理的なしくみや機構により構成され、これによりロータ3の回転方向及び回転速度が制御されてもよい。
Next, the control method of the
For example, when the
Here, the control method is described assuming that the control method is realized as software and a program in this way. However, in reality, the control device does not have to be realized by the information processing device. The control device may be configured by some physical mechanism or mechanism capable of realizing a control method as described below, whereby the rotation direction and rotation speed of the
制御が開始されると(ステップS1)、出力球8を回転させる角速度やトルクを取得し、決定する(ステップS3)。
次に、決定された出力球8の角速度やトルクを、式26、式27に代入し、ロータ3の角速度、トルクを計算し、決定する(ステップS5)。
このように決定されたロータ3の角速度、トルクを基に、ロータ3を回転制御する(ステップS7)。
出力球8の回転を終了させて停止させるかが随時判定され(ステップS9)、終了すると判定された場合には(ステップS9のYes)、処理を終了する(ステップS11)。そうでなければ(ステップS9のNo)、ステップS3に遷移し、処理を続行する。
When the control is started (step S1), the angular velocity and torque for rotating the
Next, the determined angular velocity and torque of the
The rotation of the
It is determined at any time whether to end the rotation of the
次に、上記の球面増減速機1及び球面増減速機の制御方法の効果について説明する。
Next, the effects of the
本実施形態の球面増減速機1は、球面モータ2と出力球8を備え、球面モータ2のロータ3の回転を出力球8に伝達させて出力球8を回転させる、球面増減速機1であって、ロータ3と出力球8の各々に当接して設けられた球体であり、ロータ3の回転に伴い回転し、出力球8を回転させる、回転伝達球6A、6Bを複数備え、複数の回転伝達球6A、6Bの各々は、ロータ3と出力球8の各々の中心O3、O8を結ぶ軸線を仮想伝達軸線Cとしたときに、当該回転伝達球6A、6Bの中心OA、OBを通り仮想伝達軸線Cに直交する直交平面P内の、任意の軸線周りに回転自在に設けられ、複数の回転伝達球6A、6Bの各々の、当該回転伝達球6A、6Bの中心OA、OBを通り仮想伝達軸線Cに平行な平行軸線CP周りの回転を抑制する、回転抑制機構7を備えている。
上記のような構成によれば、ロータ3が仮想伝達軸線C周りに回転すると、これに当接する回転伝達球6Aに対しては、回転伝達球6Aの、中心OAを中心とした仮想伝達軸線Cに平行な平行軸線CP周りの回転は回転抑制機構7により抑制されているため、直交平面P内に延在する軸線周りの回転として伝達される。
この回転伝達球6Aの、直交平面P内に延在する軸線周りの回転は、出力球8へと伝達される。
ここで、回転伝達球6Aが1個のみである場合においては、出力球8の回転は不安定なものとなる。しかし、球面増減速機1は、複数の回転伝達球6A、6Bを有している。回転伝達球6Bは、回転伝達球6Aと同様の原理で、仮想伝達軸線Cを中心としてみたときに回転伝達球6Aと同一の回転方向に回転する。すなわち、出力球8には複数の、仮想伝達軸線Cを中心としてみたときに同じ回転方向に回転する回転伝達球6A、6Bが接しているため、出力球8には異なる複数の点において、仮想伝達軸線Cを中心としてみたときに同一の方向に回転させる力が作用する。これにより、出力球8の回転は不安定とはならず、出力球8は、仮想伝達軸線Cを中心として回転する。
このように、球面増減速機1においては、仮想伝達軸線Cを中心としたロータ3の回転を、効率的に出力球8へと伝達可能である。
The
According to the above configuration, when the
The rotation of the
Here, when there is only one
As described above, in the spherical acceleration /
また、回転抑制機構7は、複数の回転伝達球6A、6Bの各々に対して個別に当接するように設けられた回転体であり、当該回転体の回転軸C7は、直交平面P内に延在し、かつ回転体に対応する回転伝達球6A、6Bの中心と、回転伝達球6A、6Bとの当接点P6を結ぶ軸線CVに直交して設けられている。
上記のような構成によれば、複数の回転伝達球6A、6Bの各々が、回転伝達球6A、6Bの中心OA、OBを通り仮想伝達軸線Cに直交する直交平面P内の、任意の軸線周りに回転自在に設けられ、当該回転伝達球6A、6Bの中心OA、OBを通り仮想伝達軸線Cに平行な平行軸線CP周りの回転を抑制する構造を、効率的に実現可能である。
Further, the
According to the above configuration, each of the plurality of
また、一の回転伝達球6A、6Bに対し、複数の回転抑制機構(回転体)7が設けられている。
また、回転抑制機構(回転体)7は、コロである。
上記のような構成によれば、球面増減速機1を適切に実現することができる。
Further, a plurality of rotation suppressing mechanisms (rotating bodies) 7 are provided for one
Further, the rotation suppressing mechanism (rotating body) 7 is a roller.
According to the above configuration, the
また、ロータ3の回転方向及び回転速度を制御する制御装置を更に備え、当該制御装置は、ロータ3と出力球8の、直交平面P内の任意の軸線を中心とした回転の減速比(増減速比)と、仮想伝達軸線Cを中心とした回転の減速比(増減速比)を基に、ロータ3の回転方向及び回転速度を調整して、出力球8を回転させる。
上記のような構成によれば、ロータ3と出力球8の、直交平面P内の任意の軸線を中心とした回転の減速比と、仮想伝達軸線Cを中心とした回転の減速比が異なる場合であっても、ロータ3の回転方向と回転速度を制御することで、出力球8を所望の回転方向及び回転速度で回転させることができる。
Further, a control device for controlling the rotation direction and rotation speed of the
According to the above configuration, when the reduction ratio of the rotation of the
また、本実施形態の球面加減速機1の制御方法は、球面モータ2と出力球8を備え、球面モータ2のロータ3の回転を出力球8に伝達させて出力球8を回転させる、球面増減速機1の制御方法であって、球面増減速機1は、ロータ3と出力球8の各々に当接して設けられた球体であり、ロータ3の回転に伴い回転し、出力球8を回転させる、回転伝達球6A、6Bを複数備え、複数の回転伝達球6A、6Bの各々は、ロータ3と出力球8の各々の中心O3、O8を結ぶ軸線を仮想伝達軸線Cとしたときに、当該回転伝達球6A、6Bの中心OA、OBを通り仮想伝達軸線Cに直交する直交平面P内の、任意の軸線周りに回転自在に設けられ、複数の回転伝達球6A、6Bの各々の、当該回転伝達球6A、6Bの中心OA、OBを通り仮想伝達軸線Cに平行な平行軸線CP周りの回転を抑制する、回転抑制機構7を備えており、ロータ3と出力球8の、直交平面P内の任意の軸線を中心とした回転の減速比(増減速比)と、仮想伝達軸線Cを中心とした回転の減速比(増減速比)を基に、ロータ3の回転方向及び回転速度を調整して、出力球8を回転させる。
上記のような方法において使用される球面加減速機1は、既に説明したように、仮想伝達軸線Cを中心としたロータ3の回転を、効率的に出力球8へと伝達可能である。
この球面加減速機1においては、ロータ3と出力球8の、直交平面P内の任意の軸線を中心とした回転の減速比と、仮想伝達軸線Cを中心とした回転の減速比が異なるが、ロータ3の回転方向と回転速度を制御することで、出力球8を所望の回転方向及び回転速度で回転させることができる。
Further, the control method of the
As described above, the
In this
なお、本発明の球面増減速機1及び球面増減速機の制御方法は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において他の様々な変形例が考えられる。
The control method of the
例えば、上記実施形態においては、ロータ3の半径よりも出力球8の半径が大きくなっており、球面増減速機1は、ロータ3の回転速度が減速されて、及びトルクが増幅されて、出力球8に伝達される、球面減速機となっていたが、これに限られない。
例えば、ロータ3の半径よりも出力球8の半径を小さくすることにより、球面増減速機を、ロータ3の回転速度が増速されて、及びトルクが減衰される、球面増速器として実現することもできる。
この場合においては、上記実施形態の説明において、回転速度の減速比は増速比と、及びトルクの増幅比を減衰比と、それぞれ読み替えることにより、上記実施形態と同様な説明が可能である。
For example, in the above embodiment, the radius of the
For example, by making the radius of the
In this case, in the description of the above embodiment, the same description as that of the above embodiment can be made by reading the reduction ratio of the rotation speed as the acceleration ratio and the torque amplification ratio as the damping ratio.
また、上記実施形態においては、仮想伝達軸線Cは鉛直方向に一致して設けられていたが、これに限られないことは、言うまでもない。すなわち、ロータ3、回転伝達球6A、6B、及び出力球8の間が互いに離間せずに互いに圧着するような力がかけられて、これらの間に十分な摩擦力が作用する構成となっていれば、球面増減速機を任意の方向に傾けたり、上下方向に逆転させたりして、配置することができる。
この場合においては、上記実施形態の説明において、球面増減速機の傾きに対応するように、仮想伝達軸線C及びz軸を傾けることにより、上記実施形態と同様な説明が可能である。
Further, in the above embodiment, the virtual transmission axis C is provided so as to coincide with the vertical direction, but it goes without saying that the present invention is not limited to this. That is, a force is applied so that the
In this case, in the description of the above-described embodiment, the same description as that of the above-described embodiment can be made by tilting the virtual transmission axis C and the z-axis so as to correspond to the tilt of the spherical accelerator / reducer.
また、上記実施形態においては、2つの回転伝達球6A、6Bが、仮想伝達軸線Cを挟んで対称的な位置に設けられていたが、これに限られない。図7は、回転伝達球の配置に関する変形例である。図7に示されるように、3つの回転伝達球6C、6D、6Eが、仮想伝達軸線Cの方向から視たときに、仮想伝達軸線Cを中心として正三角形を成すように配されていてもよい。
あるいは、4つ以上の回転伝達球が設けられていてもよい。
このように、3つ以上の回転伝達球が設けられると、例えば1つの回転伝達球の位置ずれ等によりロータ3または出力球8に当接しない状態となっても、他の回転伝達球によりロータ3の回転を正常に出力球8に伝達することができる。
更には、例えば2つの回転伝達球が設けられる場合において、これら2つの回転伝達球は、仮想伝達軸線Cを挟んで対称的な位置に必ずしもなくてよい。例えば、仮想伝達軸線Cを中心として180°以外の角度で離間した位置に、2つの回転伝達球が設けられていてもよい。
上記実施形態においては、回転伝達球6A、6Bの半径は、ロータ3の半径よりも小さくなっていたが、原理的には、ロータ3の半径よりも大きくてもよい。
Further, in the above embodiment, the two
Alternatively, four or more rotation transmission balls may be provided.
When three or more rotation transmission spheres are provided in this way, even if the
Further, for example, when two rotation transmission spheres are provided, these two rotation transmission spheres do not necessarily have to be in symmetrical positions with respect to the virtual transmission axis C. For example, two rotation transmission spheres may be provided at positions separated from each other by an angle other than 180 ° about the virtual transmission axis C.
In the above embodiment, the radii of the
また、上記実施形態においては、各回転伝達球6A、6Bに対して4つの回転抑制機構7が設けられていたが、回転抑制機構7の数はこれに限られず、3つであってもよいし、5以上であってもよい。
原理的には、回転抑制機構7は回転伝達球の、平行軸線CP周りの回転を抑制するためのものであるから、1つあれば十分である。しかし、この場合においては、支持板5の孔5a内における回転伝達球の位置が定まらない。このため、他の2点以上の位置に、任意の方向に回転可能な球体を設けること等により回転伝達球を支持すればよい。回転抑制機構7が2つの場合も同様である。
また、回転抑制機構7すなわち回転体は、円盤や、円盤の内側が部分的にくり抜かれた環状体等であってよい。あるいは、回転抑制機構7として、コロや円盤、環状体等が、組み合わされて使用されてもよい。
Further, in the above embodiment, four
In principle, the
Further, the
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。 In addition to this, as long as the gist of the present invention is not deviated, the configuration described in the above embodiment can be selected or changed to another configuration as appropriate.
1 球面増減速機
2 球面モータ
3 ロータ
5 支持板
6A、6B、6C、6D、6E 回転伝達球
7 回転抑制機構
8 出力球
C 仮想伝達軸線
CP 平行軸線
CV 回転抑制機構の中心と、回転抑制機構と回転伝達球との当接点を結ぶ軸線
C7 回転抑制機構の回転軸
O3 ロータの中心
O8 出力球の中心
OA、OB 回転伝達球の中心
P 直交平面
P6 回転抑制機構と回転伝達球との当接点
1
Claims (6)
前記ロータと前記出力球の各々に当接して設けられた球体であり、前記ロータの回転に伴い回転し、前記出力球を回転させる、回転伝達球を複数備え、
複数の前記回転伝達球の各々は、前記ロータと前記出力球の各々の中心を結ぶ軸線を仮想伝達軸線としたときに、当該回転伝達球の中心を通り前記仮想伝達軸線に直交する直交平面内の、任意の軸線周りに回転自在に設けられ、
複数の前記回転伝達球の各々の、当該回転伝達球の前記中心を通り前記仮想伝達軸線に平行な平行軸線周りの回転を抑制する、回転抑制機構を備えている、球面増減速機。 A spherical accelerator / reducer including a spherical motor and an output sphere, which transmits the rotation of the rotor of the spherical motor to the output sphere to rotate the output sphere.
It is a sphere provided in contact with each of the rotor and the output sphere, and includes a plurality of rotation transmission spheres that rotate with the rotation of the rotor and rotate the output sphere.
Each of the plurality of rotation transmission spheres is in an orthogonal plane that passes through the center of the rotation transmission sphere and is orthogonal to the virtual transmission axis when the axis connecting the centers of the rotor and the output sphere is used as the virtual transmission axis. Is rotatably provided around any axis
A spherical accelerator / reducer provided with a rotation suppression mechanism that suppresses rotation of each of the plurality of rotation transmission spheres around a parallel axis that passes through the center of the rotation transmission sphere and is parallel to the virtual transmission axis.
当該回転体の回転軸は、前記直交平面内に延在し、かつ前記回転体に対応する前記回転伝達球の前記中心と、前記回転伝達球との当接点を結ぶ軸線に直交して設けられている、請求項1に記載の球面増減速機。 The rotation suppressing mechanism is a rotating body provided so as to individually contact each of the plurality of rotation transmitting spheres.
The rotation axis of the rotating body extends in the orthogonal plane and is provided orthogonal to the axis line connecting the center of the rotation transmission sphere corresponding to the rotating body and the contact point between the rotation transmission spheres. The spherical accelerator / reducer according to claim 1.
当該制御装置は、前記ロータと前記出力球の、前記直交平面内の任意の前記軸線を中心とした回転の増減速比と、前記仮想伝達軸線を中心とした回転の増減速比を基に、前記ロータの回転方向及び回転速度を調整して、前記出力球を回転させる、請求項1から4のいずれか一項に記載の球面増減速機。 A control device for controlling the rotation direction and rotation speed of the rotor is further provided.
The control device is based on the acceleration / deceleration ratio of the rotation of the rotor and the output sphere about the arbitrary axis in the orthogonal plane and the acceleration / deceleration ratio of the rotation around the virtual transmission axis. The spherical accelerator / reducer according to any one of claims 1 to 4, wherein the output ball is rotated by adjusting the rotation direction and rotation speed of the rotor.
前記球面増減速機は、前記ロータと前記出力球の各々に当接して設けられた球体であり、前記ロータの回転に伴い回転し、前記出力球を回転させる、回転伝達球を複数備え、
複数の前記回転伝達球の各々は、前記ロータと前記出力球の各々の中心を結ぶ軸線を仮想伝達軸線としたときに、当該回転伝達球の中心を通り前記仮想伝達軸線に直交する直交平面内の、任意の軸線周りに回転自在に設けられ、
複数の前記回転伝達球の各々の、当該回転伝達球の前記中心を通り前記仮想伝達軸線に平行な平行軸線周りの回転を抑制する、回転抑制機構を備えており、
前記ロータと前記出力球の、前記直交平面内の任意の前記軸線を中心とした回転の増減速比と、前記仮想伝達軸線を中心とした回転の増減速比を基に、前記ロータの回転方向及び回転速度を調整して、前記出力球を回転させる、球面増減速機の制御方法。
A control method for a spherical accelerator / reducer, which comprises a spherical motor and an output sphere, and transmits the rotation of the rotor of the spherical motor to the output sphere to rotate the output sphere.
The spherical accelerator / reducer is a sphere provided in contact with each of the rotor and the output sphere, and includes a plurality of rotation transmission spheres that rotate with the rotation of the rotor and rotate the output sphere.
Each of the plurality of rotation transmission spheres is in an orthogonal plane that passes through the center of the rotation transmission sphere and is orthogonal to the virtual transmission axis when the axis connecting the centers of the rotor and the output sphere is used as the virtual transmission axis. Is rotatably provided around any axis
Each of the plurality of rotation transmission spheres is provided with a rotation suppression mechanism that suppresses rotation around a parallel axis parallel to the virtual transmission axis through the center of the rotation transmission sphere.
Rotation direction of the rotor based on the acceleration / deceleration ratio of the rotation of the rotor and the output sphere around the arbitrary axis in the orthogonal plane and the acceleration / deceleration ratio of the rotation around the virtual transmission axis. A method for controlling a spherical accelerator / reducer that rotates the output ball by adjusting the rotation speed.
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