JP3537002B2 - Object attitude control device - Google Patents

Object attitude control device

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JP3537002B2
JP3537002B2 JP09435695A JP9435695A JP3537002B2 JP 3537002 B2 JP3537002 B2 JP 3537002B2 JP 09435695 A JP09435695 A JP 09435695A JP 9435695 A JP9435695 A JP 9435695A JP 3537002 B2 JP3537002 B2 JP 3537002B2
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sphere
control device
spherical shell
moving
posture control
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題(図7及び図8) 課題を解決するための手段(図1〜図6) 作用(図1〜図6) 実施例(図1〜図6) 発明の効果[Table of Contents] The present invention will be described in the following order. Industrial applications Conventional technology Problems to be solved by the invention (FIGS. 7 and 8) Means for solving the problem (FIGS. 1 to 6) Action (FIGS. 1 to 6) Example (FIGS. 1 to 6) The invention's effect

【0002】[0002]

【産業上の利用分野】本発明は物体姿勢制御装置に関
し、例えば物体の姿勢を所定状態に保持する物体姿勢制
御装置に適用して好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an object posture control device, and is suitably applied to, for example, an object posture control device for maintaining the posture of an object in a predetermined state.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来、この種の物体姿勢制御装置とし
て、物体を所定状態に保持し得るような種々の機構のも
のが提案され、実現されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various types of mechanisms for holding an object in a predetermined state have been proposed and realized as this kind of object posture control device.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
物体姿勢制御装置は、駆動機構が外部に突出形成された
構成でなるものが多く、このため気密性や安全性の面に
おいて十分な性能を発揮することが困難であつた。すな
わち例えば、半導体製造用のクリーンルーム内や外圧の
高い水中のような気密性を要求される環境や、街中及び
家庭内等の安全性が要求される場所においては、このよ
うな物体姿勢制御装置を使用することが困難となる問題
があつた。
However, such an object attitude control device often has a structure in which a drive mechanism is formed so as to protrude to the outside. Therefore, sufficient performance is required in terms of airtightness and safety. It was difficult to demonstrate. That is, for example, in an environment where airtightness is required, such as in a clean room for semiconductor manufacturing or in water with high external pressure, or in a place where safety is required, such as in a city or at home, such an object posture control device is used. There is a problem that makes it difficult to use.

【0005】この問題を解決するための1つの方法とし
て、物体姿勢制御装置において、図7に示すようなジン
バル機構を用いたジヤイロスコープ1が設けられたもの
が提案されている。ジヤイロスコープ1は、互いに平行
関係を有する2本の軸棒2A及び2B間に回動自在に支
持された第1の環状部材3が矢印aで示す方向又はこれ
とは逆方向に回転し得るようになされている。第1の環
状部材3には、内側に当該第1の環状部材3よりも一回
り小さい第2の環状部材4が回動自在に支持されてお
り、矢印bで示す方向又はこれとは逆方向すなわち第1
の環状部材3の回動軸に対して垂直方向に回動し得るよ
うになされている。
As one method for solving this problem, there has been proposed an object posture control apparatus provided with a gyroscope 1 using a gimbal mechanism as shown in FIG. In the gyroscope 1, the first annular member 3 rotatably supported between two shaft rods 2A and 2B having a parallel relationship with each other can rotate in a direction indicated by an arrow a or in a direction opposite thereto. It has been done. A second annular member 4 slightly smaller than the first annular member 3 is rotatably supported inside the first annular member 3 in a direction indicated by an arrow b or in a direction opposite thereto. That is, the first
The annular member 3 can be rotated in a direction perpendicular to the rotation axis.

【0006】第2の環状部材4には、当該第2の環状部
材4の回動軸に対して垂直関係を保つて軸棒5が回動自
在に支持されると共に、当該軸棒5を垂直軸として第2
の環状部材4よりも一回り小さい円盤6が軸棒5に一体
形成されている。従つて円盤6は軸棒5と共に矢印cで
示す方向又はこれとは逆方向に回転し得るようになされ
ている。これによりジヤイロスコープ1は、円盤6上の
所定位置に保持された物体(図示せず)を任意の方向に
移動させることができる。ところがジヤイロスコープ1
は、物体を一定の姿勢に保持する機能は有するものの、
当該物体の姿勢を所定位置に移動制御することは困難と
なる問題があつた。
A shaft 5 is rotatably supported on the second annular member 4 while maintaining a vertical relationship with a rotation axis of the second annular member 4. Second as axis
A disk 6 slightly smaller than the annular member 4 is integrally formed with the shaft 5. Therefore, the disk 6 can rotate together with the shaft 5 in the direction indicated by the arrow c or in the opposite direction. Thereby, the gyroscope 1 can move an object (not shown) held at a predetermined position on the disk 6 in an arbitrary direction. However, gyroscope 1
Has the function of holding the object in a certain posture,
There is a problem that it is difficult to control the movement of the posture of the object to a predetermined position.

【0007】また図8に示すように、従来の自在継手7
としては、第1及び第2の継手部材8及び9が互いに回
動自在に連結された構成のものが提案されている。すな
わち第1の継手部材8の第1の連結部8Aに第2の継手
部材9の第2の連結部9Aが嵌合され、第1の継手部材
8の第1の軸棒8Bに対して第2の継手部材9の第2の
軸棒9Bが任意の傾角で自在に回動し得るようになされ
ている。ところが、第2の軸棒9Bの第1の軸棒8Bに
対する傾角は、機構的に拘束されることから、第2の軸
棒9Bに結合される物体の動作範囲も限定されることと
なる。このため第2の軸棒9Bの被結合物体を任意の位
置に移動させることが困難となる問題があつた。
Further, as shown in FIG.
A configuration in which first and second joint members 8 and 9 are rotatably connected to each other has been proposed. That is, the second connecting portion 9A of the second joint member 9 is fitted to the first connecting portion 8A of the first joint member 8, and the first connecting rod 9B of the first joint member 8 is The second shaft 9B of the second joint member 9 can freely rotate at an arbitrary inclination angle. However, since the inclination angle of the second shaft 9B with respect to the first shaft 8B is mechanically restricted, the operating range of the object connected to the second shaft 9B is also limited. For this reason, there is a problem that it is difficult to move the object to be coupled of the second shaft 9B to an arbitrary position.

【0008】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、安全性及び気密性が必要とされる場所で所定の物体
を所望の位置に移動させる物体姿勢制御装置を提案しよ
うとするものである。
The present invention has been made in view of the above points, and is intended to propose an object posture control apparatus for moving a predetermined object to a desired position in a place where safety and airtightness are required. It is.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、第1の物体を所定状態に保持する
物体姿勢制御装置において、所定の厚みを有する球状の
殻で内部空間を被覆してなる球体と、球体の内部空間に
設けられ、第1の対のモータの駆動力を歯車を介して第
2の物体が取り付けられたベルトに伝達する第1の駆動
手段を有し、当該第1の駆動手段により第2の物体をロ
ール方向及びピツチ方向に移動させるようにして、球体
の内側面に近接又は当接する所望の位置に第2の物体を
移動自在に制御する物体移動手段と、第1の物体の球体
に対する保持面に接続された第1の磁性部材と、第1の
磁性部材と磁力によつて引き合う材料からなり、第2の
物体の球体の内側面の近接又は当接面に接続された第2
の磁性部材とを設け、球体を介して第1及び第2の磁性
部材を互いに位置合わせして第1の物体を第2の物体の
移動に伴つて球体の外側面上を吸着状態で滑動させるよ
うにした。
According to the present invention, there is provided an object posture control apparatus for holding a first object in a predetermined state, wherein an inner space is covered with a spherical shell having a predetermined thickness. And a first driving means provided in the internal space of the sphere and transmitting the driving force of the first pair of motors to the belt to which the second object is attached via a gear. Object moving means for moving the second object to a desired position close to or in contact with the inner surface of the sphere by moving the second object in the roll direction and the pitch direction by the first driving means; A first magnetic member connected to a holding surface of the first object with respect to the sphere; a material made of a material that attracts the first magnetic member by magnetic force; The second connected to
And the first and second magnetic members are aligned with each other via the sphere, and the first object is slid in the attracted state on the outer surface of the sphere with the movement of the second object. I did it.

【0010】[0010]

【作用】所定の厚みを有する球状の殻で内部空間を被覆
してなる球体を設け、当該球体の内部空間に、第1の対
のモータの駆動力を歯車を介して第2の物体が取り付け
られたベルトに伝達する第1の駆動手段を有する物体移
動手段を設置して、当該第2の物体をロール方向及びピ
ツチ方向に移動させるようにして球体の内側面に近接又
は当接する所望の位置に移動自在に制御させる。その
際、第1の物体及び第2の物体を球体を介して磁力によ
つて互いに引き合うように位置合わせすることにより、
第1の物体を第2の物体の移動に伴つて球体の外側面上
を吸着状態で滑動させることができる。
A sphere is formed by covering the inner space with a spherical shell having a predetermined thickness, and a second object is attached to the inner space of the sphere through the driving force of the first pair of motors via gears. Object moving means having a first driving means for transmitting the belt to the belt, and moving the second object in the roll direction and the pitch direction so as to approach or contact the inner surface of the sphere. To be movably controlled. At this time, by positioning the first object and the second object so as to attract each other by a magnetic force via a sphere,
The first object can be slid in the suction state on the outer surface of the sphere with the movement of the second object.

【0011】[0011]

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.

【0012】図1において10は全体として物体姿勢制
御装置を示し、所定の厚みを有する球状の殻で内部空間
を密閉状態に被覆してなる球体(以下、これを球殻体と
呼ぶ)11を有し、当該球殻体11の内側面に物体移動
装置12が部分的に当接した状態で移動自在に保持され
ている。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an object posture control device as a whole, and a sphere (hereinafter referred to as a spherical shell) 11 in which an internal space is covered with a spherical shell having a predetermined thickness in a closed state. The object moving device 12 is held movably in a state in which the object moving device 12 is partially in contact with the inner surface of the spherical shell 11.

【0013】物体移動装置12は、基台フレーム13の
上端部に当該基台フレーム13を間に挟むように固着さ
れたモータ14を有し、当該モータ14の出力軸には回
動フレーム15がモータ16と共に一体となつて取り付
けられ、これによりモータ14の回動駆動によつて回動
レール15及びモータ16は矢印αで示す方向又はこれ
とは逆方向(以下、これをロール方向と呼ぶ)に回転し
得るようになされている。
The object moving device 12 has a motor 14 fixed to the upper end of a base frame 13 so as to sandwich the base frame 13 therebetween. The rotating rail 15 and the motor 16 are integrally mounted together with the motor 16 so that the rotating rail 15 and the motor 16 are driven in a direction indicated by an arrow α or in a direction opposite thereto (hereinafter, referred to as a roll direction). It is made to be able to rotate.

【0014】ここで回動フレーム15にはアーチ状に張
り出したレール(以下、アーチ状レールと呼ぶ)15A
が形成されており、当該アーチ状レール15Aの一端
は、基台フレーム13から外方に延長する鍔部13Aの
側端部とロール方向の回動軸を中心として回動自在に装
着されている。またこのアーチ状レール15A上には滑
動自在に台車(以下、これを球殻内部移動台車と呼ぶ)
17が取り付けられると共に、球殻内部移動台車17は
アーチ状レール15Aに沿うように張られたベルト18
の一部に取り付けられている。
Here, an arched rail (hereinafter referred to as an arched rail) 15A is provided on the rotating frame 15.
Is formed, and one end of the arched rail 15A is rotatably mounted on a side end of a flange portion 13A extending outward from the base frame 13 and around a rotation axis in the roll direction. . A carriage is slidably mounted on the arched rail 15A (hereinafter, referred to as a spherical-shell-inside movable carriage).
17 is attached, and the trolley 17 inside the spherical shell is a belt 18 stretched along the arched rail 15A.
It is attached to a part of.

【0015】この場合、回動フレーム15におけるアー
チ状レール15A及びモータ16間は図2に示すような
構成でなる。すなわちモータ16の出力軸16Aには傘
歯歯車19が取り付けられており、回動フレーム15に
は傘歯歯車19の回動軸と直交関係にある回動軸をもつ
傘歯歯車20が当該傘歯歯車19とかみ合うようにベル
ト駆動軸21に取り付けられている。またベルト駆動軸
21と同軸上に取り付けられたプーリ22は傘歯歯車2
0の回動に伴つて回動するようになされている。
In this case, the space between the arched rail 15A and the motor 16 in the rotating frame 15 is configured as shown in FIG. That is, the bevel gear 19 is attached to the output shaft 16A of the motor 16, and the bevel gear 20 having a rotating shaft orthogonal to the rotating shaft of the bevel gear 19 is mounted on the rotating frame 15. It is attached to the belt drive shaft 21 so as to mesh with the gear 19. The pulley 22 mounted coaxially with the belt drive shaft 21 is a bevel gear 2
It is designed to rotate with the rotation of zero.

【0016】このようにベルト18は、アーチ状レール
15Aからプーリ22を介した後、回動フレーム15に
突出形成されたプーリ保持部23、プーリ24を伝つ
て、さらにアーチ状レール15Aの一端に取り付けられ
たプーリ25を介して、当該アーチ状レール15Aに沿
うように一巡して張られており、モータ16の回動駆動
によつて矢印βで示す方向又はこれとは逆方向(以下、
これをピツチ方向と呼ぶ)に走行し得るようになされて
いる。
As described above, after the belt 18 passes through the pulley 22 from the arched rail 15A, the belt 18 travels along the pulley holding portion 23 and the pulley 24 formed to protrude from the rotating frame 15 and further to one end of the arched rail 15A. It is stretched once along the arched rail 15A through the attached pulley 25, and is rotated by the motor 16 in the direction indicated by the arrow β or in the opposite direction (hereinafter, referred to as the arrow β).
This is called a pitch direction).

【0017】これにより球殻内部移動台車17は、モー
タ14の回動駆動によつてロール方向に移動し得ると共
に、モータ16の回動駆動によつてピツチ方向にも移動
し得る。
Thus, the trolley 17 can be moved in the roll direction by the rotation of the motor 14 and also in the pitch direction by the rotation of the motor 16.

【0018】また基台フレーム13と相対向する位置に
は、当該基台フレーム13におけるモータ14の固着部
位よりも下側部が同一形状でなる基台フレーム26が設
けられており、基台フレーム13及び26は固定軸27
を介して互いに連結されている。すなわち基台フレーム
13のモータ14の下側部と基台フレーム26の上側部
とには、それぞれ基台フレーム13及び26を間に挟む
ようにモータ28及び29が固着され、当該モータ28
及び29の出力軸にはそれぞれ歯車(以下、これを出力
軸歯車と呼ぶ)30及び31が相対向するような位置に
取り付けられている。
At a position facing the base frame 13, there is provided a base frame 26 having the same shape on the lower side of the base frame 13 below the portion where the motor 14 is fixed. 13 and 26 are fixed shafts 27
Are connected to each other. That is, motors 28 and 29 are fixed to the lower part of the motor 14 of the base frame 13 and the upper part of the base frame 26 so as to sandwich the base frames 13 and 26, respectively.
Gears (hereinafter referred to as output shaft gears) 30 and 31 are attached to the output shafts of the motor shaft 29 and the motor shaft 29 so that they face each other.

【0019】ここで固定軸27には、平歯車32及び3
3が回動自在に取り付けられ、それぞれ出力軸歯車30
及び31とかみ合うようになされている。また基台フレ
ーム13及び26の下端部には、当該基台フレーム13
及び26を介してそれぞれ回動駆動軸34及び35が回
動自在に挿通され、当該回動駆動軸34及び35の各一
端部には、それぞれ歯車(以下、これを駆動軸歯車と呼
ぶ)38及び39が相対向するような位置に取り付けら
れ、それぞれ平歯車32及び33とかみ合うようになさ
れている。
The fixed shaft 27 has spur gears 32 and 3 attached thereto.
3 are rotatably mounted, each having an output shaft gear 30
And 31 are engaged. The lower ends of the base frames 13 and 26 are provided with the base frame 13.
The rotary drive shafts 34 and 35 are rotatably inserted through the drive shafts 26 and 26, respectively, and one end of each of the rotary drive shafts 34 and 35 is provided with a gear (hereinafter, referred to as a drive shaft gear) 38. And 39 are mounted at opposing positions to engage spur gears 32 and 33, respectively.

【0020】回動駆動軸34及び35の各他端部には、
車輪36及び37がそれぞれ球殻体11の内側面に当接
するように取り付けられ、これらは各対応する駆動軸歯
車38及び39の回動に伴つてそれぞれ独立に回動する
ようになされている。このとき車輪36及び37のうち
一方が矢印γで示す方向で、かつ他方が矢印γで示す方
向とは逆方向でそれぞれ互いに同じ角速度で回転するこ
とにより、物体移動装置12は球殻体11の内側面上を
回動駆動軸34及び35に対して垂直方向すなわち矢印
θで示す方向又はこれとは逆方向(以下、これをヨー方
向と呼ぶ)に回転することとなる。
At the other end of each of the rotary drive shafts 34 and 35,
Wheels 36 and 37 are mounted so as to abut against the inner surface of the spherical shell 11, respectively, and are configured to independently rotate with the rotation of the corresponding drive shaft gears 38 and 39. At this time, one of the wheels 36 and 37 rotates in the direction indicated by the arrow γ, and the other rotates in the opposite direction to the direction indicated by the arrow γ, at the same angular velocity as each other. It rotates on the inner surface in a direction perpendicular to the rotation drive shafts 34 and 35, that is, in a direction indicated by an arrow θ or in a direction opposite thereto (hereinafter, referred to as a yaw direction).

【0021】因に、図3における球殻体11及び物体移
動装置12の概略図に示すように、物体移動装置12が
矢印θで示す方向に回転駆動されると、当該回転動作に
反動が生じて球殻体11が矢印θ′で示す方向すなわち
物体移動装置12の回転方向とは逆方向に回転する場合
がある。しかしこの場合、球殻体11が設置された床等
の接触部と当該球殻体11との間で生じる摩擦力が大き
いか、あるいは物体移動装置12の慣性力に対して車輪
36及び37の慣性力が大きいときには、車輪36及び
37の回転角度よりも物体移動装置12の当該車輪36
及び37と逆方向の回転角度の方が大きくなる。この結
果物体移動装置12内に取り付けられた球殻内部移動台
車17は球殻体11が設置された床等の接触部に対して
方向変換することとなる。
As shown in the schematic view of the spherical shell 11 and the object moving device 12 in FIG. 3, when the object moving device 12 is driven to rotate in the direction indicated by the arrow θ, a reaction occurs in the rotating operation. In some cases, the spherical shell 11 rotates in the direction indicated by the arrow θ ′, that is, in the direction opposite to the rotation direction of the object moving device 12. However, in this case, the frictional force generated between the spherical shell 11 and the contact portion such as the floor on which the spherical shell 11 is installed is large, or the inertia force of the object moving device 12 causes the wheels 36 and 37 to move. When the inertia force is large, the rotation of the wheels 36 and 37 of the object
And 37, the rotation angle in the opposite direction is larger. As a result, the moving vehicle 17 inside the spherical shell attached to the object moving device 12 changes its direction with respect to a contact portion such as a floor on which the spherical shell 11 is installed.

【0022】また基台フレーム13及び26の下方の所
定位置からは、固定軸27と垂直関係を有するように外
側両方向に延長してそれぞれキヤスタ40A及び40B
と41A及び41Bとが設けられ、当該4個のキヤスタ
によつて基台フレーム13及び26は球殻体11の内側
面上で支持されている。これにより物体移動装置12は
車輪36及び37とキヤスタ40A及び40Bと41A
及び41Bとによつて球殻体11の内側面上で保持され
るようになされている。
From predetermined positions below the base frames 13 and 26, the casters 40A and 40B are extended in both outer directions so as to have a vertical relationship with the fixed shaft 27, respectively.
, 41A and 41B are provided, and the base frames 13 and 26 are supported on the inner surface of the spherical shell 11 by the four casters. As a result, the object moving device 12 has the wheels 36 and 37 and the casters 40A and 40B and 41A.
And 41B are held on the inner surface of the spherical shell 11.

【0023】これにより球殻内部移動台車17は、ロー
ル方向及びピツチ方向のみならず、モータ28及び29
が互いに逆方向に回転駆動することによつてヨー方向に
も移動し得る。この結果、球殻内部移動台車17は、球
殻体11内部において当該球殻体11の内側面に近接又
は当接する所望の位置に自由に移動することができる。
As a result, the carriage 17 inside the spherical shell moves the motors 28 and 29 in addition to the roll direction and the pitch direction.
Can also move in the yaw direction by being driven to rotate in opposite directions. As a result, the inside moving shell 17 can freely move to a desired position close to or in contact with the inner surface of the spherical shell 11 inside the spherical shell 11.

【0024】ここで図4に示すように、球殻体11内部
の所定位置に球殻内部移動台車17が移動制御された場
合において、当該所定位置に近接又は当接する内側面に
対して裏面側でなる外側面上には、当該外側面上を滑動
自在に移動し得る台車(以下、これを球殻外部移動台車
と呼ぶ)42が載置され、球殻内部移動台車17及び球
殻外部移動台車42は互いに磁力によつて非接触的に結
合されている。
Here, as shown in FIG. 4, when the movement of the carriage inside the spherical shell 17 is controlled to a predetermined position inside the spherical shell 11, the back surface side of the inner surface approaching or abutting the predetermined position. A trolley (hereinafter, referred to as a spherical shell outer moving cart) 42 which is slidable on the outer surface is placed on the outer surface consisting of: The carts 42 are mutually connected by magnetic force in a non-contact manner.

【0025】すなわち球殻内部移動台車17は、ベルト
18に接続された接続部材17A上に磁石でなるテーブ
ル17Bが着磁され又は接着された構成からなる。また
球殻外部移動台車42は、磁性材料でなるテーブル42
Aの下側部に所定数の例えば鋼鉄でなる球状の車輪(以
下、これを鋼球と呼ぶ)42Bが滑動自在に取り付けら
れた構成からなる。
That is, the spherical shell inner moving carriage 17 has a structure in which a table 17B made of a magnet is magnetized or bonded on a connecting member 17A connected to the belt 18. Further, the spherical shell outer moving cart 42 is provided with a table
A predetermined number of spherical wheels 42B made of, for example, steel (hereinafter referred to as steel balls) 42B are slidably attached to the lower side of A.

【0026】球殻内部移動台車17と位置合わせするよ
うに球殻体11の外側面上に球殻外部移動台車42が載
置された状態において、球殻内部移動台車17のテーブ
ル17Bと球殻外部移動台車42のテーブル42Aとが
互いに磁力によつて引き合うため、球殻外部移動台車4
2は球殻体11の外側面上に吸着されることとなる。こ
のとき球殻外部移動台車42には所定数の鋼球42Bが
それぞれ滑動自在に取り付けられているため、球殻外部
移動台車42は球殻内部移動台車17の移動に伴つて球
殻体11の外側面上をあらゆる方向に滑動し得る。
In a state in which the spherical shell outer moving cart 42 is placed on the outer surface of the spherical shell 11 so as to be aligned with the spherical shell inner moving cart 17, the table 17B of the spherical shell inner moving cart 17 and the spherical shell Since the table 42A of the external moving carriage 42 attracts each other by magnetic force, the spherical outer moving carriage 4
2 is adsorbed on the outer surface of the spherical shell 11. At this time, since a predetermined number of steel balls 42B are slidably attached to the spherical shell outer moving cart 42, the spherical shell outer moving cart 42 moves along with the movement of the spherical shell inner moving cart 17 so that the spherical shell 11 moves. It can slide on the outer surface in any direction.

【0027】なお図1において、物体移動装置12には
制御部(図示せず)が設けられており、制御部は外部か
らの制御指令に基づいてモータ14、16、28及び2
9をそれぞれ駆動制御するようになされている。
In FIG. 1, the object moving device 12 is provided with a control section (not shown), and the control section controls the motors 14, 16, 28 and 2 based on an external control command.
9 are respectively driven and controlled.

【0028】以上の構成において、球殻体11内部にお
いて、物体移動装置12はモータ14を駆動制御するこ
とにより、球殻内部移動台車17をロール方向に移動し
得ると共に、モータ23を駆動制御することにより、球
殻内部移動台車17をピツチ方向にも移動し得る。さら
にモータ36及び37を互いに逆回転となるように駆動
制御することにより、球殻内部移動台車17をヨー方向
にも移動し得る。
In the above configuration, the object moving device 12 controls the driving of the motor 14 inside the spherical shell 11 so that the carriage 17 inside the spherical shell can be moved in the roll direction, and also controls the driving of the motor 23. Thus, the spherical shell inside moving cart 17 can also be moved in the pitch direction. Further, by controlling the driving of the motors 36 and 37 so that they rotate in opposite directions to each other, the carriage 17 inside the spherical shell can be moved in the yaw direction.

【0029】これにより球殻内部移動台車17は球殻体
11内部において当該球殻体11の内側面に近接又は当
接する所望の位置に自由に移動することができる。さら
にこの場合、球殻内部移動台車17と位置合わせするよ
うに球殻体11の外側面上に球殻外部移動台車42を載
置して、球殻内部移動台車17及び球殻外部移動台車4
2を非接触状態で互いに磁力によつて引き合わせるよう
にしたことにより、球殻内部移動台車17に伴つて球殻
外部移動台車42も球殻体11の外側面上を自由に滑動
することができる。
As a result, the carriage 17 inside the spherical shell can freely move inside the spherical shell 11 to a desired position close to or in contact with the inner surface of the spherical shell 11. Further, in this case, the outer shell moving vehicle 42 is placed on the outer surface of the spherical shell 11 so as to be aligned with the inner shell moving vehicle 17, and the inner shell moving vehicle 17 and the outer shell moving vehicle 4 are placed.
2 are attracted to each other by a magnetic force in a non-contact state, so that the outer moving shell 42 can freely slide on the outer surface of the spherical shell 11 along with the inner moving carriage 17. it can.

【0030】以上の構成によれば、球殻体11内部にお
いて球殻内部移動台車17を当該球殻体11の内側面に
近接又は当接する所望の位置に自由に移動し得る駆動機
構を設け、球殻内部移動台車17及び球殻外部移動台車
42を球殻体11を介して磁力によつて互いに引き合う
ように位置合わせすることにより、球殻外部移動台車4
2を球殻内部移動台車17の移動に伴つて球殻体11の
外側面上で吸着状態のまま自由に滑動させることができ
る。この結果、物体姿勢制御装置10は球殻体11の外
側面上において球殻外部移動台車42を安全性及び気密
性が必要とされる場所で所望の位置に移動させることが
できる。
According to the above configuration, a driving mechanism is provided which can freely move the inside moving shell 17 to a desired position close to or in contact with the inner surface of the spherical shell 11 inside the spherical shell 11, By positioning the inner shell moving carriage 17 and the outer shell moving carriage 42 so as to attract each other by the magnetic force via the spherical shell 11, the outer shell moving carriage 4 is formed.
2 can be slid freely on the outer surface of the spherical shell 11 while being sucked, with the movement of the spherical shell internal moving carriage 17. As a result, the object posture control device 10 can move the spherical outer moving carriage 42 to a desired position on the outer surface of the spherical shell 11 at a place where safety and airtightness are required.

【0031】すなわち物体姿勢制御装置10は、駆動系
としての物体移動装置12が外圧に強い特性を有する球
殻体12の内部で気密されていることから、半導体製造
用のクリーンルーム内で用いる場合や外圧の高い水中等
で用いる場合において、駆動系に粉塵や水等が混入する
のを防止しながら、搬送物等の姿勢を保持したり、ある
いは所望の位置への搬送作業を行うことができる。
That is, the object posture control device 10 is used in a clean room for semiconductor manufacturing because the object moving device 12 as a drive system is airtight inside the spherical shell 12 having a strong characteristic against external pressure. In the case of using underwater with high external pressure or the like, it is possible to maintain the posture of a conveyed object or the like or to perform a conveyance operation to a desired position while preventing dust and water from being mixed into the drive system.

【0032】また物体姿勢制御装置10は、全体として
突起物がない球状構造でなることから、安全性にも優れ
ており、小児やお年寄りのいる家庭内等で作業を行なう
ロボツトとして適用することも可能である。
Since the object posture control device 10 has a spherical structure without protrusions as a whole, the object posture control device 10 is also excellent in safety and can be applied as a robot that performs work in a home where children and elderly people are located. Is also possible.

【0033】なお上述の実施例においては、図5に示す
ように物体姿勢制御装置10において、物体移動装置1
2は、球殻外部移動台車42が球殻体11の外側面のう
ち鉛直上に位置する部位に常に保持した状態となるよう
に球殻内部移動台車17を位置制御することにより、球
殻外部移動台車42のテーブル42A上に載置した物体
45を安全に搬送するための搬送装置(図示せず)内に
組み込んで適用することができる。
In the above-described embodiment, as shown in FIG.
2 is to control the position of the inner shell moving carriage 17 so that the outer shell moving carriage 42 is always held at a position located vertically above the outer surface of the spherical shell body 11, and The present invention can be applied by being incorporated in a transfer device (not shown) for safely transferring the object 45 placed on the table 42A of the movable cart 42.

【0034】また上述の実施例においては、球殻体11
の外側面上に球殻外部移動台車42を載置した場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図6に示
すように球殻外部移動台車42に代わつて複数のアーム
(例えば3本のアーム50〜52)を取り付けることに
よつて汎用性の高い継手として適用しても良い。
In the above embodiment, the spherical shell 11
Although the case where the spherical shell external moving cart 42 is placed on the outer surface of the above has been described, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. By attaching the three arms 50 to 52), the arm may be applied as a highly versatile joint.

【0035】さらに上述の実施例においては、球殻内部
移動台車17のテーブル17Aを磁石でなるようにする
と共に、球殻外部移動台車42のテーブル42Aを磁性
材料でなるようにした場合について述べたが、本発明は
これに限らず、テーブル17Aを磁性材料でなるように
すると共に、テーブル42Aを磁石でなるようにしても
良い。さらにテーブル17A及び42A共に磁石でなる
ようにしても良い。
Further, in the above-described embodiment, a case has been described in which the table 17A of the spherical shell inside moving cart 17 is made of a magnet and the table 42A of the spherical shell outside moving cart 42 is made of a magnetic material. However, the present invention is not limited to this, and the table 17A may be made of a magnetic material and the table 42A may be made of a magnet. Further, both the tables 17A and 42A may be made of magnets.

【0036】さらに上述の実施例においては、球殻外部
移動台車42は鋼球42Bを介して球殻体11の外側面
上を滑動自在に移動し得るようにした場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、球殻体11の外側面側又
は球殻外部移動台車42側から例えば滑動手段として酸
素ボンベを注入して空気膜を発生させることにより、球
殻外部移動台車42を球殻体11の外側面上から滑動自
在に浮上させるようにしても良い。
Further, in the above-described embodiment, the case where the spherical shell outer movable cart 42 is slidably movable on the outer side surface of the spherical shell body 11 via the steel ball 42B has been described. However, the present invention is not limited to this. By injecting, for example, an oxygen cylinder as a sliding means from the outer surface side of the spherical shell body 11 or the spherical shell external moving vehicle 42 side to generate an air film, the spherical shell external moving vehicle 42 is The body 11 may be slidably levitated from the outer surface.

【0037】さらに上述の実施例においては、球殻内部
移動台車17をピツチ方向に移動するにあたつて、アー
チ状レール15Aに沿うように張られたベルト18によ
つて移動するようにした場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、例えば球殻内部移動台車17をリニア
モータとしてアーチ状レール15A上を移動させるよう
にしても良い。
Further, in the above-described embodiment, when moving the spherical inner moving carriage 17 in the pitch direction, the moving body 17 is moved by the belt 18 stretched along the arched rail 15A. However, the present invention is not limited to this, and, for example, the carriage 17 inside the spherical shell may be moved on the arched rail 15A as a linear motor.

【0038】さらに上述の実施例においては、物体移動
装置12に設けられた制御部がモータ14、16、28
及び29をそれぞれ駆動制御するにあたつて、外部から
の制御指令に基づいて実行する場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、例えば予め所定のプログラムが
記憶されたROMから各モータを駆動するためのプログ
ラムを読み出し、当該プログラムに基づいて制御部は各
モータを駆動制御するようにしても良い。
Further, in the above-described embodiment, the control unit provided in the object moving device 12 includes the motors 14, 16, 28
And 29 have been described as being executed based on a control command from the outside.
The present invention is not limited to this. For example, a program for driving each motor may be read from a ROM in which a predetermined program is stored in advance, and the control unit may drive and control each motor based on the program.

【0039】[0039]

【発明の効果】上述のように本発明によれば、所定の厚
みを有する球状の殻で内部空間を被覆してなる球体を設
け、当該球体の内部空間に、第1の対のモータの駆動力
を歯車を介して第2の物体が取り付けられたベルトに伝
達する第1の駆動手段を有する物体移動手段を設置し
て、当該第2の物体をロール方向及びピツチ方向に移動
させるようにして球体の内側面に近接又は当接する所望
の位置に移動自在に制御させる。その際、第1の物体及
び第2の物体を球体を介して磁力によつて互いに引き合
うように位置合わせすることにより、第1の物体を第2
の物体の移動に伴つて球体の外側面上を吸着状態で滑動
させることができる。この結果、球体の外側面上におい
て第1の物体を安全性及び気密性が必要とされる場所で
所望の位置に移動させることができる物体姿勢制御装置
を実現し得る。
As described above, according to the present invention, a sphere having an inner space covered with a spherical shell having a predetermined thickness is provided, and the driving of the first pair of motors is provided in the inner space of the sphere. An object moving means having a first driving means for transmitting a force to a belt to which a second object is attached via a gear is provided so as to move the second object in a roll direction and a pitch direction. A desired position close to or in contact with the inner surface of the sphere is movably controlled. At this time, the first object and the second object are aligned with each other via a sphere so as to attract each other by a magnetic force, so that the first object and the second object are aligned with each other.
With the movement of the object, the sphere can be slid in the suction state on the outer surface. As a result, it is possible to realize an object posture control device that can move the first object to a desired position in a place where safety and airtightness are required on the outer surface of the sphere.

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

【図1】本発明による物体姿勢制御装置の一実施例の全
体構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an entire configuration of an embodiment of an object posture control device according to the present invention.

【図2】球体内部移動台車をピツチ方向へ移動させるた
めの構成を示す部分的断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a configuration for moving a sphere internal moving carriage in a pitch direction.

【図3】物体移動装置のヨー方向の動作の説明に供する
略線図である。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the operation of the object moving device in the yaw direction.

【図4】球殻体の内側及び外側面上における台車の関係
の説明に供する部分的断面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view for explaining the relationship between the carts on the inner and outer surfaces of the spherical shell.

【図5】他の実施例による物体姿勢制御装置を示す斜視
図である。
FIG. 5 is a perspective view showing an object posture control device according to another embodiment.

【図6】他の実施例よる物体姿勢制御装置を示す斜視図
である。
FIG. 6 is a perspective view showing an object posture control device according to another embodiment.

【図7】従来のジヤイロスコープの構成を示す略線図で
ある。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a configuration of a conventional gyroscope.

【図8】従来の自在継手の構成を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of a conventional universal joint.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10……物体姿勢制御装置、11……球殻体、12……
物体移動装置、13、26……基台フレーム、14、1
6、28、29……モータ、15……回動フレーム、1
5A……アーチ状レール、17……球殻内部移動台車、
18……ベルト、27……固定軸、36、37……車
輪、42……球殻外部移動台車。
10 ... object posture control device, 11 ... spherical shell, 12 ...
Object moving device, 13, 26... Base frame, 14, 1
6, 28, 29 ... motor, 15 ... rotating frame, 1
5A: arched rail, 17: trolley inside spherical shell,
18 ... belt, 27 ... fixed shaft, 36, 37 ... wheels, 42 ... spherical shell external moving cart.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1の物体を所定状態に保持する物体姿勢
制御装置において、 所定の厚みを有する球状の殻で内部空間を被覆してなる
球体と、 上記球体の上記内部空間に設けられ、第1の対のモータ
の駆動力を歯車を介して第2の物体が取り付けられたベ
ルトに伝達する第1の駆動手段を有し、当該第1の駆動
手段により上記第2の物体をロール方向及びピツチ方向
に移動させるようにして、上記球体の内側面に近接又は
当接する所望の位置に上記第2の物体を移動自在に制御
する物体移動手段と、 上記第1の物体の上記球体に対する保持面に接続された
第1の磁性部材と、 上記第1の磁性部材と磁力によつて引き合う材料から
り、上記第2の物体の上記球体の内側面の近接又は当接
面に接続された第2の磁性部材とを具え、 上記球体を介して上記第1及び第2の磁性部材を互いに
位置合わせして上記第1の物体を上記第2の物体の移動
に伴つて上記球体の外側面上を吸着状態で滑動させるよ
うにしたことを特徴とする物体姿勢制御装置。
An object posture control device for holding a first object in a predetermined state, comprising: a sphere having an inner space covered by a spherical shell having a predetermined thickness; and a sphere provided in the inner space of the sphere. First pair of motors
The driving force of the second object is attached to the
The first drive means for transmitting the first drive to the
Means for moving the second object in the roll and pitch directions
So as to be moved to, and the object moving means for controlling movably the second object in the desired position adjacent or abuts the inner surface of the spherical body, connected to the holding surface with respect to the sphere of the first object a first magnetic member which is, the first <br/> such from the magnetic member and the material attraction Te cowpea the magnetic force is, connected to the proximity or contact surface of the inner surface of the spherical body of the second object A second magnetic member, wherein the first and second magnetic members are aligned with each other via the sphere, and the first object is moved out of the sphere with the movement of the second object. An object posture control device characterized in that the object is slid in a suction state on a side surface.
【請求項2】上記物体移動手段は、 第2の対のモータの駆動力を歯車を介して一対の車輪に
伝達する第2の駆動手段を有し、当該第2の駆動手段に
より上記第2の物体を上記球体の内側面上でヨー方向に
回転させるようにしたことを特徴とする請求項1に記載
の物体姿勢制御装置。
2. The object moving means transmits a driving force of a second pair of motors to a pair of wheels via gears.
Having a second driving means for transmitting, the second driving means
Move the second object on the inner surface of the sphere in the yaw direction
2. A rotating device according to claim 1, wherein said rotating member is rotated.
Object attitude control device.
【請求項3】上記球体の内部空間は、密閉状態でなるこ
とを特徴とする請求項1に記載の物体姿勢制御装置。
3. The inner space of the sphere is sealed.
The object posture control device according to claim 1, wherein:
【請求項4】上記物体移動手段は、4. The object moving means, 上記球体の外部からの制御指令に基づいて、上記第1又Based on a control command from outside the sphere, the first or
は第2の対のモータを制御する制御部を具えることを特Comprises a controller for controlling the second pair of motors.
徴とする請求項1又は請求項2に記載の物体姿勢制御装An object posture control device according to claim 1 or 2, wherein
置。Place.
【請求項5】上記制御部は、5. The control unit according to claim 1, 所定のプログラムが記憶されたROMを有し、当該ROA ROM in which a predetermined program is stored;
Mから読み出したプログラムにより上記第1又は第2のM or the first or second program
対のモータを制御するようにしたことを特徴とする請求Claims characterized in that a pair of motors is controlled.
項4に記載の物体姿勢制御装置。Item 5. The object posture control device according to item 4.
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