JP5055412B2 - Magnetically controlled manipulating arm joint actuator with auto-lock function at power failure - Google Patents

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本発明はマニピュレートアーム関節のアクチュエータに関し、とりわけ断電時オートロック機能を備えた磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータに関する。 The present invention relates to an actuator for a manipulating arm joint, and more particularly to an actuator for a magnetically controlled manipulating arm joint having an auto-lock function at the time of power interruption.

1984年、ISO/TC184/SC2/WG1にてロボットについて「ロボットとはプログラミング可能な機械であって、自動制御により、操作または移動動作を含む課題を実行するものである」と定義されている。一般的な産業用ロボットはマニピュレータ(manipulator)および記憶装置を備えており、そして記憶装置は順序が可変である制御装置か、または順序が固定されている制御装置とすることができる。このように、ロボットは記憶装置から信号を送信することで、ロボットの操作において各種移動、旋回、または伸縮などの関連する動作を実行させることができる。また、1994年、ISO8373の「産業用マニピュレーティングロボット−用語」において、ロボットはマニピュレータ(manipulator)、アクチュエータ(actuator)、および、ソフト・ハードウェアと含む制御システムであると説明されている。 In 1984, ISO / TC184 / SC2 / WG1 defines a robot as “a robot is a programmable machine and executes a task including an operation or a moving operation by automatic control”. A typical industrial robot includes a manipulator and a storage device, and the storage device can be a control device with a variable order or a control device with a fixed order. As described above, the robot can execute related operations such as various movements, turns, and expansion / contraction in the operation of the robot by transmitting the signal from the storage device. In addition, in 1994, “industrial manipulating robot-terminology” of ISO 8373 describes that a robot is a control system including a manipulator, an actuator, and software and hardware.

ロボットにおける核心技術の研究・開発はこれまでヨーロッパ、アメリカ、日本などの先進国における重要な発展方向となっていた。過去において、ロボットは産業用ロボット(industrial robot)およびマシン化制御システムを主に発展してきており、近年では、人工知能化および多様化の方向に発展してきている。従来の人型ロボットでは駆動機構の多くがモータを主体としており、現在では、ステッピングモータ、減速機とモータとの結合、そしてハイトルク型ブラシレスモータの三つが採用されている。 The research and development of core technology in robots has been an important development direction in developed countries such as Europe, America and Japan. In the past, robots have mainly developed industrial robots and machine control systems, and in recent years have evolved in the direction of artificial intelligence and diversification. In conventional humanoid robots, most of the drive mechanisms are mainly motors, and at present, three types are employed: a stepping motor, a combination of a speed reducer and a motor, and a high torque brushless motor.

ステッピングモータの種類は構造によって、永久磁石型(permanent magnet、PM)、可変リラクタンス型(variable reluctance、VR)およびハイブリッド型(hybrid)の三つに分けることができる。永久磁石型ステッピングモータのロータは永久磁石製であり、その特性としては、コイルを励起していないときには、ロータ自体が磁性を持っているため、トルクを維持するものである。可変リラクタンス型ステッピングモータのロータは、高透磁率材料を加工して製作されており、ステータコイルに吸着力を発生させてロータを回転させるため、コイルを励起していないときにトルクを維持することはできない。また、ロータは設計により効率を高めることができるので、可変リラクタンス型ステッピングモータでは比較的大きなトルクを提供することもできる。可変リラクタンス型ステッピングモータのステップ角は一般的に15度であり、通常はより大きなトルクと位置決め精度が求められる工作機械に運用される。ハイブリッド型ステッピングモータは構造上、ロータの周囲にギヤ状の突出電極を複数設け、同時にその軸方向に永久磁石も設けており、永久磁石型および可変リラクタンス型の複合型と見なすことができるため、ハイブリッド型ステッピングモータと呼ばれる。ハイブリッド型ステッピングモータは同時に永久磁石型ステッピングモータと可変リラクタンス型ステッピングモータの両者の長所を備えているので、高精度で、高いトルクの特性を備えている。ハイブリッド型ステッピングモータのステップ角は小さめで、一般的には1.8度〜3.6度の間である。ステッピングモータを採用することで、システム構造を簡素化し、回転速度とデジタルパルスの周波数を正比例させることができ、制御がしやすく、位置フィードバックを必要とせず、廉価で(位置検出センサを必要としないため)、コンピュータおよびデジタル機器との統合しやすく、スリップリング、ブラシなどがなく、信頼性が高く、寿命は主に軸受けに左右されるという特長があるものの、効率が悪く、高速または高トルクにてミスステップが起こりやすく、特定周波数で共振が発生しやすく、高負荷では信頼性が落ちるという欠点がある。 Depending on the structure, the type of stepping motor can be divided into three types: permanent magnet type (PM), variable reluctance type (VR), and hybrid type. The rotor of the permanent magnet type stepping motor is made of a permanent magnet, and the characteristic is that when the coil is not excited, the rotor itself has magnetism, so that the torque is maintained. The rotor of the variable reluctance type stepping motor is manufactured by processing a high magnetic permeability material, and generates a suction force to the stator coil to rotate the rotor, so that the torque is maintained when the coil is not excited. I can't. Further, since the efficiency of the rotor can be increased by design, the variable reluctance type stepping motor can also provide a relatively large torque. The step angle of a variable reluctance type stepping motor is generally 15 degrees, and is usually used for a machine tool that requires a larger torque and positioning accuracy. The hybrid stepping motor is structurally provided with a plurality of gear-shaped protruding electrodes around the rotor, and at the same time a permanent magnet is also provided in the axial direction, and can be regarded as a combined type of permanent magnet type and variable reluctance type. This is called a hybrid stepping motor. The hybrid stepping motor has the advantages of both a permanent magnet type stepping motor and a variable reluctance type stepping motor at the same time, and thus has high accuracy and high torque characteristics. The step angle of the hybrid stepping motor is small, and is generally between 1.8 degrees and 3.6 degrees. By adopting a stepping motor, the system structure can be simplified, the rotation speed and the digital pulse frequency can be directly proportional, easy to control, no position feedback is required, and it is inexpensive (no position detection sensor is required) However, it is easy to integrate with computers and digital devices, has no slip ring, no brush, etc., has high reliability, and has a feature that its life depends mainly on bearings, but it is inefficient and has high speed or high torque. There are disadvantages that missteps are likely to occur, resonance is likely to occur at a specific frequency, and reliability is reduced at high loads.

減速機をモータに結合することは、ロボット応用における最も普遍的な構造である。一般的な減速機では、軸方向およびラジアル負荷がかなり大きいときに、バックラッシュを極めて小さくすることで、高速の入力回転を低速の出力回転に変換するととともに大きな出力トルクを伝達する必要がある。減速機はモータへ取り付けやすく、しかも位置を正確に維持でき、システムから生じる騒音および振動を最小にまで抑えることができる。一般的には、この減速機とモータとの結合構造が低速・高出力の場合に適用され、モータは高効率領域で設計でき、制御しやすく、簡易なフィードバック制御を採用しやすく、コンピュータおよびデジタル機器と統合しやすく、そしてブラシレスモータを応用することができ、信頼性が高く、寿命は主に軸受けに左右されるという特長があるものの、この構造を採用することによる欠点として、システム構造を薄くしにくく、位置決め性能も減速機構に左右され、しかも機構は常に保守が必要となり、システム構造が複雑で、減速機のコストが嵩み、そして海外の大手メーカがその鍵となる技術を握っているということが挙げられる。 Coupling the reducer to the motor is the most universal structure in robotic applications. In a general speed reducer, when the axial direction and the radial load are considerably large, it is necessary to convert a high speed input rotation to a low speed output rotation and transmit a large output torque by extremely reducing backlash. The speed reducer can be easily attached to the motor, and the position can be accurately maintained, and noise and vibration generated from the system can be minimized. In general, this structure is applied when the speed reducer and motor are coupled at low speed and high output. The motor can be designed in a high efficiency range, easy to control, easy to adopt simple feedback control, computer and digital Although it is easy to integrate with equipment and can be applied to brushless motors, it has high reliability and life is mainly affected by bearings, but the disadvantage of adopting this structure is that the system structure is thin The positioning performance depends on the speed reduction mechanism, and the mechanism always requires maintenance, the system structure is complicated, the cost of the speed reducer increases, and major overseas manufacturers hold the key technology. It can be mentioned.

ブラシレスではネオジム・鉄・ホウ素(NdFeB)磁石を採用しており、小型で、高効率および高トルク密度特性を備え、さらにはカーボン・ブラシがない設計により、電磁干渉およびシステム保守を低減するなどの長所を備えている。しかしロボット応用において、特に高い回転トルク設計が前提となる場合、この構造を採用すると、必要なモータが大型化し、電流が流れやすく派生的に過熱も問題も生じやすくなり、モータの運転効率は低くなりがちなどの欠点がある。 The brushless uses neodymium / iron / boron (NdFeB) magnets that are compact, have high efficiency and high torque density characteristics, and have no carbon brushes to reduce electromagnetic interference and system maintenance. Has advantages. However, in robot applications, especially when high rotational torque design is a prerequisite, this structure increases the size of the required motor, current tends to flow, and overheating and problems are likely to occur, resulting in low motor operating efficiency. There are shortcomings such as tend to be.

したがって、永久磁石が互い吸着するコギング現象を利用して、前記アクチュエータが高いコギングトルク状態にあるとき、大きな制止力を発生させる一方で、断電時には、前記アクチュエータが高いコギングトルク状態になるよう自動的に切り替えて、大きな制止力を発生させて、インナロータの回転状態をロックする断電時オートロック機能を備えた磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータをどのように設計するか、ということが、本願発明者が克服し解決すべき一大課題となっていた。 Therefore, using the cogging phenomenon in which the permanent magnets are attracted to each other, a large stopping force is generated when the actuator is in a high cogging torque state, while the actuator is automatically set to a high cogging torque state when a power failure occurs. How to design a magnetically controlled manipulating arm joint actuator with auto-lock function during power interruption that generates a large restraining force and locks the rotating state of the inner rotor. This has been a major problem for the inventors to overcome and solve.

上記目的を達成するために、本発明では断電時オートロック機能を備えた磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータを提供するものであって、前記アクチュエータはインナステータと、インナロータと、アウタロータと、アウタステータと、固定軸とを備えている。前記インナステータは鉄芯と、前記鉄芯に巻回されている巻線とを備えている。前記インナロータは前記インナステータの外側に嵌設されており、前記インナロータは複数のN極永久磁石と、複数のS極永久磁石と、複数の鉄材料体とが交互に設けられてなる。前記アウタロータは前記インナロータの外側に嵌設されており、前記アウタロータは複数のN極永久磁石と、複数のS極永久磁石と、複数の鉄材料体とが交互に設けられてなる。前記アウタステータは前記インナロータの外側に嵌設されるとともに、前記アウタロータに重なって設けられており、前記アウタステータは複数のN極永久磁石と、複数のS極永久磁石と、複数の鉄材料体とが交互に設けられてなる。前記固定軸は前記インナステータ内に貫設されている。 In order to achieve the above object, the present invention provides an actuator for a magnetically controlled manipulating arm joint having an auto-lock function at the time of power interruption, the actuator comprising an inner stator, an inner rotor, an outer rotor, an outer A stator and a fixed shaft are provided. The inner stator includes an iron core and a winding wound around the iron core. The inner rotor is fitted on the outer side of the inner stator, and the inner rotor is formed by alternately providing a plurality of N-pole permanent magnets, a plurality of S-pole permanent magnets, and a plurality of iron material bodies. The outer rotor is fitted on the outer side of the inner rotor, and the outer rotor is formed by alternately providing a plurality of N pole permanent magnets, a plurality of S pole permanent magnets, and a plurality of iron material bodies. The outer stator is fitted on the outer side of the inner rotor and overlapped with the outer rotor. The outer stator includes a plurality of N pole permanent magnets, a plurality of S pole permanent magnets, and a plurality of iron material bodies. And are provided alternately. The fixed shaft extends through the inner stator.

前記アクチュエータはアウタロータ上部カバーと、インナーローラ上部カバーと、インナーローラ下部カバーと、アウタステータ下部カバーとをさらに備えている。前記アウタロータ上部カバーは前記アウタロータを覆うとともに、前記アウタロータ上部カバーの上面にはU字状開口部が設けられている。前記インナロータ上部カバーは前記インナロータの一方の側を覆うとともに、前記インナロータ上部カバーの上面には突出部が設けられている。前記インナロータ下部カバーは前記インナロータの他方の側を覆っている。前記アウタステータ下部カバーは前記アウタステータを覆っている。このうち、前記インナロータ上部カバーにおける前記突出部は前記アウタロータ上部カバーの前記U字状開口部に貫設されるとともに、前記インナロータの回転により前記突出部を前記U字状開口部内で回転させることで、前記アクチュエータの回転ストロークを決定する。また、前記インナロータ上部カバーには第1の中心開口部が設けられており、前記インナロータ下部カバーには第2の中心開口部が設けられている。 The actuator further includes an outer rotor upper cover, an inner roller upper cover, an inner roller lower cover, and an outer stator lower cover. The outer rotor upper cover covers the outer rotor, and a U-shaped opening is provided on the upper surface of the outer rotor upper cover. The inner rotor upper cover covers one side of the inner rotor, and a protrusion is provided on the upper surface of the inner rotor upper cover. The inner rotor lower cover covers the other side of the inner rotor. The outer stator lower cover covers the outer stator. Among these, the protrusion in the inner rotor upper cover is penetrated through the U-shaped opening of the outer rotor upper cover, and the protrusion is rotated in the U-shaped opening by rotation of the inner rotor. The rotational stroke of the actuator is determined. The inner rotor upper cover is provided with a first central opening, and the inner rotor lower cover is provided with a second central opening.

前記アクチュエータは第1の軸受けと、第2の軸受けとをさらに備えている。前記第1の軸受けは前記第1の中心開口部内に嵌設されており、しかも前記固定軸が前記第1の軸受け内に貫設されている。前記第2の軸受けは前記第2の中心開口部内に嵌設されており、しかも前記固定軸が前記第2の軸受け内に貫設されている。 The actuator further includes a first bearing and a second bearing. The first bearing is fitted into the first central opening, and the fixed shaft is penetrated into the first bearing. The second bearing is fitted into the second central opening, and the fixed shaft is penetrated into the second bearing.

これにより、前記アウタロータおよび前記アウタステータの前記複数の永久磁石が互いに吸着するコギング現象により、断電時において、前記アクチュエータを高いコギングトルク状態になるよう自動的に切り換えて、大きな制止力を発生させて、前記インナロータの回転状態をロックする。 Thus, due to the cogging phenomenon in which the plurality of permanent magnets of the outer rotor and the outer stator are attracted to each other, the actuator is automatically switched so as to be in a high cogging torque state when a power failure occurs, thereby generating a large restraining force. Then, the rotational state of the inner rotor is locked.

本発明の磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータの分解図である。It is an exploded view of the actuator of the magnetically controlled manipulating arm joint of the present invention. 本発明の前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータの断面図である。It is sectional drawing of the actuator of the said magnetically controlled manipulating arm joint of this invention. 本発明の前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータにおけるアウタロータがアウタステータに対して回転運転する前の組付け図である。FIG. 5 is an assembly view of the magnetically controlled manipulating arm joint actuator according to the present invention before the outer rotor rotates with respect to the outer stator. 本発明の前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータにおける前記アウタロータが前記アウタステータに対して回転角が7.5度となるように運転したときの組付け図である。It is an assembly drawing when the outer rotor in the actuator of the magnetically controlled manipulating arm joint of the present invention is operated so that the rotation angle is 7.5 degrees with respect to the outer stator. 本発明の前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータにおける前記アウタロータが前記アウタステータに対して回転角が15度となるように運転したときの組付け図である。FIG. 6 is an assembly diagram when the outer rotor of the actuator of the magnetically controlled manipulating arm joint of the present invention is operated so that a rotation angle is 15 degrees with respect to the outer stator. 本発明の前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータにおける前記アウタロータが回転した後ロックトルクを発生したときの波形図である。It is a wave form diagram when the lock torque is generated after the outer rotor rotates in the actuator of the magnetically controlled manipulating arm joint of the present invention. 本発明の前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータの組付け図である。It is an assembly view of the actuator of the magnetically controlled manipulating arm joint of the present invention. 本発明の前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータにおける前記インナステータの鉄芯の形式および巻線方式の第1の実施例である。It is the 1st Example of the form of the iron core of the said inner stator, and the winding system in the actuator of the said magnetically controlled manipulating arm joint of this invention. 本発明の前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータにおける前記インナステータの鉄芯の形式および巻線方式の第2の実施例である。It is a 2nd Example of the iron core type of the said inner stator in the actuator of the said magnetically controlled manipulating arm joint of this invention, and a winding system. 本発明の前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータにおける前記インナステータの鉄芯の形式および巻線方式の第3の実施例である。It is the 3rd Example of the iron core type of the said inner stator, and the winding system in the actuator of the said magnetically controlled manipulating arm joint of this invention.

本発明が所定の目的を達成するために採用する技術、手法および効果がより詳しく理解できるようにするために、下記する本発明についての詳細な説明および図面を参照されたい。これにより本発明の目的、特徴および特長がより一層、しかも具体的に理解できるものと信じる。しかしながら図面は参考および説明用に過ぎず、本発明を限定するためのものではない。 For a better understanding of the techniques, techniques, and effects employed by the present invention to achieve its intended purpose, reference should be made to the following detailed description of the invention and the drawings. It is believed that this makes it possible to understand the purpose, features and features of the present invention more specifically. However, the drawings are for reference and explanation only and are not intended to limit the present invention.

ここに本発明の技術内容および詳細な説明について、図面を合わせて以下のとおり説明する。 Here, the technical contents and detailed description of the present invention will be described with reference to the drawings.

それぞれ本発明の磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータの分解図および断面図である図1および図2を参照されたい。前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ100は主にインナステータ10と、インナロータ20と、アウタロータ30と、アウタステータ40と、固定軸50とを備えている。 Please refer to FIG. 1 and FIG. 2 which are an exploded view and a sectional view of the actuator of the magnetically controlled manipulating arm joint of the present invention, respectively. The actuator 100 of the magnetically controlled manipulating arm joint mainly includes an inner stator 10, an inner rotor 20, an outer rotor 30, an outer stator 40, and a fixed shaft 50.

前記インナステータ10は鉄芯102と、前記鉄芯上に巻回されている巻線104とを備えている。しかも、前記インナステータ10は多極巻線ステータ構造となっている。前記インナロータ20は前記インナステータ10の外側に嵌設されており、前記インナロータ20は複数のN極永久磁石(図示しない)と、複数のS極永久磁石(図示しない)と、複数の鉄材料体(図示しない)とが交互に設けられてなる。このうち、前記インナロータ20における交互配設とは、前記N極永久磁石の各々、前記鉄材料体の各々、前記S極永久磁石の各々および前記鉄材料体の各々の順で繰り返して配列されており、つまり、前記N極永久磁石の各々と、前記S極永久磁石の各々が前記鉄材料体に隣接して、前記複数のN極永久磁石と、前記複数のS極永久磁石と、前記複数の鉄材料体とでリング状を形成し順に繰り返している配列を意味する。 The inner stator 10 includes an iron core 102 and a winding 104 wound on the iron core. Moreover, the inner stator 10 has a multi-pole winding stator structure. The inner rotor 20 is fitted on the outer side of the inner stator 10, and the inner rotor 20 includes a plurality of N pole permanent magnets (not shown), a plurality of S pole permanent magnets (not shown), and a plurality of iron material bodies. (Not shown) are alternately provided. Among them, the alternate arrangement in the inner rotor 20 means that each of the N pole permanent magnets, each of the iron material bodies, each of the S pole permanent magnets, and each of the iron material bodies are repeatedly arranged in this order. That is, each of the N pole permanent magnets and each of the S pole permanent magnets are adjacent to the iron material body, the plurality of N pole permanent magnets, the plurality of S pole permanent magnets, and the plurality of This means an arrangement in which a ring shape is formed with the iron material body and is repeated in order.

前記アウタロータ30は前記インナロータ20の外側に嵌設されており、前記アウタロータ30は複数のN極永久磁石(図示しない)と、複数のS極永久磁石(図示しない)と、複数の鉄材料体(図示しない)とが交互に設けられてなる。同様に、前記アウタロータ30の交互配設も、前記N極永久磁石の各々と、前記S極永久磁石の各々が前記鉄材料体に隣接して、前記複数のN極永久磁石と、前記複数のS極永久磁石と、前記複数の鉄材料体とでリング状を形成し順に繰り返している配列を意味する。前記アウタステータ40は前記インナロータ20の外側に嵌設されるとともに、前記アウタロータ30に重ねて設けられており、前記アウタステータ40はN極永久磁石(図示しない)と、複数のS極永久磁石(図示しない)と、複数の鉄材料体(図示しない)とが交互に設けられてなる。同様に、前記アウタステータ40の交互配設も、前記N極永久磁石の各々と、前記S極永久磁石の各々が前記鉄材料体に隣接して、前記複数のN極永久磁石と、前記複数のS極永久磁石と、前記複数の鉄材料体とでリング状を形成し順に繰り返している配列を意味する。前記固定軸50は前記インナステータ10内に貫設されている。したがって、図2における前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータの断面図から明確なように、前記インナステータ10、前記インナロータ20、前記アウタロータ30、前記アウタステータ40は前記固定軸50が同時に貫設されて同軸配置を構成している。 The outer rotor 30 is fitted on the outer side of the inner rotor 20, and the outer rotor 30 includes a plurality of N pole permanent magnets (not shown), a plurality of S pole permanent magnets (not shown), and a plurality of iron material bodies ( (Not shown) are alternately provided. Similarly, the alternating arrangement of the outer rotors 30 is also such that each of the N pole permanent magnets and each of the S pole permanent magnets are adjacent to the iron material body, the plurality of N pole permanent magnets, and the plurality of the plurality of N pole permanent magnets. It means an arrangement in which an S pole permanent magnet and the plurality of iron material bodies form a ring shape and are repeated in order. The outer stator 40 is fitted on the outer side of the inner rotor 20 and overlapped with the outer rotor 30. The outer stator 40 includes an N-pole permanent magnet (not shown) and a plurality of S-pole permanent magnets (not shown). (Not shown) and a plurality of iron material bodies (not shown) are alternately provided. Similarly, the alternating arrangement of the outer stators 40 also includes each of the N pole permanent magnets and each of the S pole permanent magnets adjacent to the iron material body, the plurality of N pole permanent magnets, and the plurality of magnets. The S pole permanent magnet and the plurality of iron material bodies form a ring shape and are repeated in order. The fixed shaft 50 extends through the inner stator 10. Therefore, as is clear from the sectional view of the actuator of the magnetically controlled manipulating arm joint in FIG. 2, the inner stator 10, the inner rotor 20, the outer rotor 30, and the outer stator 40 are provided with the fixed shaft 50 penetrating at the same time. This constitutes a coaxial arrangement.

本発明の前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータの組付け図である図4を合わせて参照する。前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ100はアウタロータ上部カバー302と、インナロータ上部カバー202と、インナロータ下部カバー204と、アウタステータ下部カバー402とをさらに備えている。前記アウタロータ上部カバー302は前記アウタロータ30を覆うとともに、前記アウタロータ上部カバー302の上面にはU字状開口部3022が設けられている。前記インナロータ上部カバー202は前記インナロータ20の一方の側を覆うとともに(本実施例については、前記インナロータ上部カバー202は前記インナロータ20の軸方向上半部を覆っている)、前記インナロータ上部カバー202の上面には突出部2022が設けられている。前記インナロータ下部カバー204は前記インナロータ20の他方の側を覆うとともに(本実施例については、前記インナロータ下部カバー204は前記インナロータ20の軸方向下半部を覆っている)。前記アウタステータ下部カバー402は前記アウタステータ40を覆っている。このうち、前記インナロータ上部カバー202の前記突出部2022は前記アウタロータ上部カバー302の前記U字状開口部3022に貫設されるとともに、前記インナロータ20の回転により前記突出部2022を前記U字状開口部3022内で回転させることで、前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ100の回転ストロークを決定する。しかも、前記インナロータ上部カバー202の前記突出部2022が前記U字状開口部3022内で回転することで、磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ100の実際の動力出力を提供している。また、前記アクチュエータ100の回転ストロークの多寡は、動力補助器具の要求に応じて柔軟に調整できる。しかも、前記固定軸50に対して前記アウタロータ30との間に溝を設計することで、前記アウタステータ40と前記アウタロータ30との切り換え角度を規制することができる。 Reference is also made to FIG. 4, which is an assembly diagram of the actuator of the magnetically controlled manipulating arm joint of the present invention. The actuator 100 of the magnetically controlled manipulating arm joint further includes an outer rotor upper cover 302, an inner rotor upper cover 202, an inner rotor lower cover 204, and an outer stator lower cover 402. The outer rotor upper cover 302 covers the outer rotor 30, and a U-shaped opening 3022 is provided on the upper surface of the outer rotor upper cover 302. The inner rotor upper cover 202 covers one side of the inner rotor 20 (in this embodiment, the inner rotor upper cover 202 covers the upper half of the inner rotor 20 in the axial direction), and the inner rotor upper cover 202 A protrusion 2022 is provided on the upper surface. The inner rotor lower cover 204 covers the other side of the inner rotor 20 (in this embodiment, the inner rotor lower cover 204 covers the lower half of the inner rotor 20 in the axial direction). The outer stator lower cover 402 covers the outer stator 40. Among these, the protrusion 2022 of the inner rotor upper cover 202 is penetrated through the U-shaped opening 3022 of the outer rotor upper cover 302, and the protrusion 2022 is opened by the rotation of the inner rotor 20. By rotating within the unit 3022, the rotation stroke of the actuator 100 of the magnetically controlled manipulating arm joint is determined. In addition, the protrusion 2022 of the inner rotor upper cover 202 rotates within the U-shaped opening 3022 to provide the actual power output of the actuator 100 of the magnetically controlled manipulating arm joint. Further, the amount of rotation stroke of the actuator 100 can be flexibly adjusted according to the demand of the power assisting device. In addition, by designing a groove between the fixed shaft 50 and the outer rotor 30, the switching angle between the outer stator 40 and the outer rotor 30 can be regulated.

また、前記インナロータ上部カバー202には第1の中心開口部(図示しない)が設けられており、前記インナロータ下部カバー204には第2の中心開口部(図示しない)が設けられている。 The inner rotor upper cover 202 is provided with a first center opening (not shown), and the inner rotor lower cover 204 is provided with a second center opening (not shown).

前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ100は第1の軸受け206と、第2の軸受け208とをさらに備えている。前記第1の軸受け206は前記インナロータ上部カバー202の前記第1の中心開口部内に嵌設されており、しかも前記固定軸50が前記第1の軸受け206内に貫設されている。また、前記第2の軸受け208は前記インナロータ下部カバー204の第2の中心開口部内に嵌設されており、しかも前記固定軸50が前記第2の軸受け208内に貫設されている。 The magnetically controlled manipulating arm joint actuator 100 further includes a first bearing 206 and a second bearing 208. The first bearing 206 is fitted into the first central opening of the inner rotor upper cover 202, and the fixed shaft 50 extends through the first bearing 206. The second bearing 208 is fitted into the second center opening of the inner rotor lower cover 204, and the fixed shaft 50 is penetrated into the second bearing 208.

磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ100の詳細な動作の説明は、下記を参照されたい。前記インナステータ10に巻回された前記巻線104が通電されて励起されると、前記インナロータ20にて交互に設けられている前記複数のN極、S極永久磁石が発生した磁場と、前記インナステータ10の巻線104が通電されて励起されて発生した磁場とが互いに横切る形になり、前記インナロータ20が回転し前記突出部2022が前記U字状開口部3022内で回転して、前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ100が移動することで、動力出力を提供する。 See below for a detailed description of the operation of the actuator 100 for the magnetically controlled manipulating arm joint. When the winding 104 wound around the inner stator 10 is energized and excited, the magnetic fields generated by the plurality of N-pole and S-pole permanent magnets alternately provided in the inner rotor 20; and The winding 104 of the inner stator 10 is energized and excited to generate a magnetic field that crosses each other, the inner rotor 20 rotates, and the protrusion 2022 rotates in the U-shaped opening 3022. The actuator 100 of the magnetically controlled manipulating arm joint moves to provide power output.

それぞれ本発明の前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータにおけるアウタロータがアウタステータに対して回転運転する前、回転角が7.5度となるように運転したとき、および回転角が15度となるように運転したときの組付け図である図3Aないし図3Cを参照されたい。本発明の前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータにおけるロック動作原理は、前記アウタロータ30で交互に設けられている前記複数のN極、S極永久磁石と、前記アウタステータ40で交互に設けられている前記複数のN極、S極永久磁石が発生した磁場とが互いに横切る形となり、前記アウタロータ30は静止している前記アウタステータ40に対して回転角θが発生する。本実施例については、図3Cでは前記アウタロータ30が逆時計回り方向で15度(この回転角θ=15°)回転しており、図3Bでは前記アウタロータ30が逆時計回り方向で7.5度(この回転角θ=7.5°)回転しており、そして図3Aでは前記アウタロータ30が回転していない(この回転角θ=0°)ものを表している。 Before the outer rotor in the actuator of the magnetically controlled manipulating arm joint of the present invention rotates with respect to the outer stator, when the rotation angle is 7.5 degrees, and when the rotation angle is 15 degrees. Please refer to FIG. 3A to FIG. The principle of the lock operation in the actuator of the magnetically controlled manipulating arm joint of the present invention is alternately provided by the plurality of N pole and S pole permanent magnets provided alternately by the outer rotor 30 and the outer stator 40. The magnetic fields generated by the plurality of N-pole and S-pole permanent magnets cross each other, and the outer rotor 30 generates a rotation angle θ with respect to the stationary outer stator 40. In this embodiment, in FIG. 3C, the outer rotor 30 is rotated 15 degrees counterclockwise (this rotation angle θ = 15 °), and in FIG. 3B, the outer rotor 30 is 7.5 degrees counterclockwise. FIG. 3A shows that the outer rotor 30 is not rotating (this rotation angle θ = 0 °).

また、前記アウタロータ上部カバー302が前記アウタロータ30を覆うのは複数の位置決めピン(positioning pin)で互いに緊着固定するものである。前記アウタステータ下部カバー402が前記アウタステータ40を覆うのも複数の位置決めピンで緊着固定するものである。前記アウタロータ上部カバー302および前記アウタステータ下部カバー402のこれら位置決めピンは目印として用いることもでき、つまりアウタロータ30が回転していないときには、前記アウタロータ上部カバー302のこれら位置決めピンと前記アウタステータ下部カバー402のこれら位置決めピンとが揃っている。しかしながら、前記アウタロータ30が回転すると、これら位置決めピンはずれた状態となる。 The outer rotor upper cover 302 covers the outer rotor 30 by a plurality of positioning pins that are fastened to each other. The outer stator lower cover 402 covers the outer stator 40 by a plurality of positioning pins. The positioning pins of the outer rotor upper cover 302 and the outer stator lower cover 402 can also be used as marks, that is, when the outer rotor 30 is not rotating, the positioning pins of the outer rotor upper cover 302 and the outer stator lower cover 402 These positioning pins are aligned. However, when the outer rotor 30 rotates, these positioning pins are in a shifted state.

前記アウタステータ40と前記アウタロータ30との磁場の位置が同じとき、前記アウタステータ40と前記アウタロータ30とが発生した磁路は閉じ状態となって、大きなコギング(dogging)現象が発生する。この特性により、前記インナステータ10は高いコギングトルク状態となり、大きな制止力が発生して、前記インナロータ20の回転状態をロックするので、断電していても大きな負荷に耐えることができる。前記アウタステータ40と前記アウタロータ30の磁極位置が電気角で180度ずれると、(つまり、24極構造の前記アウタステータ40および前記アウタロータ30については、15度空間角)、前記アウタステータ40と前記アウタロータ30との磁路は半閉じ状態となり、小さなコギング現象が発生して、前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ100が低いコギングトルク状態となり、移動制御可能な状態となる。この運転状態では、前記インナステータ10に巻回されている巻線104が通電されて励起されると、前記インナロータ20が回転して前記突出部2022が前記U字状開口部3022内で回転することで、前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ100がずれて、動力出力を提供する。 When the magnetic field positions of the outer stator 40 and the outer rotor 30 are the same, the magnetic path generated by the outer stator 40 and the outer rotor 30 is closed, and a large cogging phenomenon occurs. Due to this characteristic, the inner stator 10 is in a high cogging torque state, and a large restraining force is generated to lock the rotational state of the inner rotor 20, so that it can withstand a large load even when power is cut off. When the magnetic pole positions of the outer stator 40 and the outer rotor 30 are shifted by 180 degrees in electrical angle (that is, the outer stator 40 and the outer rotor 30 having a 24-pole structure are 15 degrees space angle), the outer stator 40 and the The magnetic path with the outer rotor 30 is in a semi-closed state, a small cogging phenomenon occurs, the actuator 100 of the magnetically controlled manipulating arm joint is in a low cogging torque state, and the movement control is possible. In this operating state, when the winding 104 wound around the inner stator 10 is energized and excited, the inner rotor 20 rotates and the protrusion 2022 rotates within the U-shaped opening 3022. Thus, the actuator 100 of the magnetically controlled manipulating arm joint is displaced to provide a power output.

本発明の前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータにおける前記アウタロータが回転した後ロックトルクを発生したときの波形図である図3Dを合わせて参照されたい。図上の横座標は前記インナロータ20の回転角を表し、一方縦座標は前記アウタロータにより発生したロックトルクの大きさを表しており、しかも、図上に示す三本の曲線は、前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ100が回転する前(第1の曲線Cv1)、回転角が7.5度となるよう運転したとき(第2の曲線Cv2)および回転角が15度となるよう運転したとき(第3の曲線Cv3)といったロックトルク変化図をそれぞれ表している。図3Dから明確なように、前記アウタステータ40と前記アウタロータ30との磁極の位置が同じとき(つまり前記アウタロータ30が前記アウタステータ40に対して回転する前)、前記第1の曲線Cv1からは、磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ100が高いコギングトルク状態にあるとともに、最大回転トルクが約30N−mにまで達していることが判る。これに対して、前記アウタステータ40と前記アウタロータ30との磁極の位置が電気角で180度ずれると(つまり前記アウタロータ30が前記アウタステータ40に対して回転角が15度となるよう運転したとき)、前記第3の曲線Cv3からは、磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ100が低いコギングトルク状態にあり、最大回転トルクはわずかに約5N−mであることが判る。また、もし前記アウタステータ40と前記アウタロータ30との磁極の位置が電気角で0度から180度まで間で偏移したとき、本例においては、前記アウタロータ30が前記アウタステータ40に対して回転角が7.5度となるよう運転したとき、前記第2の曲線Cv2からは、磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ100が高いコギングトルク状態と低いコギングトルク状態との間にあって、しかも最大回転トルクは約20N−mであることが判る。 Please also refer to FIG. 3D which is a waveform diagram when a lock torque is generated after the outer rotor rotates in the actuator of the magnetically controlled manipulating arm joint of the present invention. The abscissa in the figure represents the rotation angle of the inner rotor 20, while the ordinate represents the magnitude of the lock torque generated by the outer rotor, and the three curves shown in the figure are the magnetic control equations. Before the manipulating arm joint actuator 100 is rotated (first curve Cv1), when the rotation angle is operated to be 7.5 degrees (second curve Cv2) and when the rotation angle is operated to be 15 degrees. The change diagrams of the lock torque such as (third curve Cv3) are shown. As is clear from FIG. 3D, when the positions of the magnetic poles of the outer stator 40 and the outer rotor 30 are the same (that is, before the outer rotor 30 rotates with respect to the outer stator 40), from the first curve Cv1 It can be seen that the actuator 100 of the magnetically controlled manipulating arm joint is in a high cogging torque state and the maximum rotational torque reaches about 30 N-m. On the other hand, when the positions of the magnetic poles of the outer stator 40 and the outer rotor 30 are shifted by 180 degrees in electrical angle (that is, when the outer rotor 30 is operated so as to have a rotation angle of 15 degrees with respect to the outer stator 40). From the third curve Cv3, it can be seen that the actuator 100 of the magnetically controlled manipulating arm joint is in a low cogging torque state and the maximum rotational torque is only about 5 N-m. Further, if the magnetic pole position of the outer stator 40 and the outer rotor 30 is shifted between 0 degrees and 180 degrees in electrical angle, the outer rotor 30 rotates relative to the outer stator 40 in this example. When the vehicle is operated so that the angle is 7.5 degrees, the second curve Cv2 indicates that the actuator 100 of the magnetically controlled manipulating arm joint is between a high cogging torque state and a low cogging torque state, and the maximum rotational torque. Is about 20 Nm.

それぞれ本発明の前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータにおける前記インナステータの鉄芯の形式および巻線方式の三種類の実施例である図5Aないし図5Cを参照されたい。前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ100の前記インナステータ10を異なる形式に設計することで、実行可能な鉄芯形式および巻線方式を提供する。磁路構造を変更することで、モータの磁路と構造上における元より存在する欠陥を補い、モータにて作動させやすく、しかも高い保持トルク(holding torque)を得るという要求を同時に満たすことができる。 Reference is made to FIGS. 5A to 5C, which are three types of embodiments of the iron core type and winding system of the inner stator in the actuator of the magnetically controlled manipulating arm joint of the present invention. By designing the inner stator 10 of the actuator 100 of the magnetically controlled manipulating arm joint into a different type, a feasible iron core type and winding method are provided. By changing the magnetic path structure, it is possible to make up for the defects existing in the magnetic path and structure of the motor, to easily operate the motor, and to simultaneously satisfy the demand for obtaining a high holding torque. .

簡単に言えば、本発明で提供する磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ100は機構に統合するのに、モジュール化設計を採用するとともに、前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ100に断電時のオートロック(auto−locking)機能を持たせている。断電時には、前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ100内の磁石が互いに吸着するコギング(cogging)現象により、負荷の影響で位置ずれすることがないようにマニピュレートアーム関節を保持状態(holding status)として、磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ100全体を小型・軽量化し、かつ高いオートロックトルクの要求を持たすことができる。 In short, the actuator 100 of the magnetically controlled manipulating arm joint provided in the present invention adopts a modular design to be integrated into the mechanism, and the actuator 100 of the magnetically controlled manipulating arm joint is connected to the actuator 100 at the time of power failure. An auto-locking function is provided. When power is cut off, the manipulating arm joint is held in a holding state so that the magnets in the actuator 100 of the magnetically controlled manipulating arm joint are not displaced due to a load due to a cogging phenomenon in which the magnets are attracted to each other. As a result, the entire actuator 100 of the magnetically controlled manipulating arm joint can be reduced in size and weight, and a high auto-lock torque can be demanded.

上記をまとめるに、本発明は以下のような特長を備えている。
1.前記アクチュエータは低速で驚異的に高いトルク能力を備えており、高/低コギングトルクを切り換え可能である。断電時には、高いコギングトルクで前記アクチュエータを固定状態として、電力を節約する効果を持つ。
In summary, the present invention has the following features.
1. The actuator has a surprisingly high torque capability at low speed and can switch between high / low cogging torque. When the power is cut off, the actuator is fixed with a high cogging torque, and power is saved.

2.前記アクチュエータを薄型設計でき、減速機構は一切必要とせず、従来のアクチュエータの大きさおよびコストを効果的に改善するとともに、減速機構がないため、保守費用も抑えられる。 2. The actuator can be designed to be thin, no speed reduction mechanism is required, the size and cost of the conventional actuator can be effectively improved, and maintenance speed can be reduced because there is no speed reduction mechanism.

3.システムが断電したとき、前記アクチュエータは高いロックトルクモード、つまりオートロックに自動的に切り替わることで、システムの安全性および信頼性を高めることができる。 3. When the system is disconnected, the actuator automatically switches to a high lock torque mode, that is, auto-lock, thereby improving the safety and reliability of the system.

4.簡易なフィードバック制御だけで、前記アクチュエータに対する簡便な制御が実現できる。 4). Simple control for the actuator can be realized by simple feedback control.

上記したように、本発明の好ましい具体的な実施例の詳細な説明および図面は、本発明の特徴はこれに限定されないうえ、本発明を限定するためのものではなく、本発明の全ての範囲は別紙の特許請求の範囲を基準とするものであって、本発明の特許請求の範囲の技術的思想およびその類似変化に適合する実施例は、いずれも本発明の範囲に含まれるべきであり、当業者が本発明の範囲内で、容易に想到する変化または付加はいずれも本願の特許請求の範囲に含まれるものである。 As described above, the detailed description and drawings of the preferred specific embodiments of the present invention are not intended to limit the present invention, but to the full scope of the present invention. Is based on the scope of the appended claims, and any embodiments that conform to the technical idea of the scope of the claims of the present invention and variations thereof are to be included in the scope of the present invention. Any change or addition easily conceived by those skilled in the art within the scope of the present invention shall fall within the scope of the claims of the present application.

100 磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ
10 インナステータ
102 鉄芯
104 巻線
20 インナロータ
202 インナロータ上部カバー
2022 突出部
204 インナロータ下部カバー
206 第1の軸受け
208 第2の軸受け
30 アウタロータ
302 アウタロータ上部カバー
3022 U字状開口部
40 アウタステータ
402 アウタステータ下部カバー
50 固定軸
θ 回転角
Cv1 第1の曲線
Cv2 第2の曲線
Cv3 第3の曲線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Magnetic control type manipulating arm joint actuator 10 Inner stator 102 Iron core 104 Winding 20 Inner rotor 202 Inner rotor upper cover 2022 Protruding part 204 Inner rotor lower cover 206 First bearing 208 Second bearing 30 Outer rotor 302 Outer rotor upper cover 3022 U-shape Shaped opening 40 outer stator 402 outer stator lower cover 50 fixed axis θ rotation angle Cv1 first curve Cv2 second curve Cv3 third curve

Claims (10)

断電時オートロック機能を備えた磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータであって、
鉄芯と、前記鉄芯に巻回されている巻線とを備えたインナステータと、
前記インナステータの外側に嵌設されており、複数のN極永久磁石と、複数のS極永久磁石と、複数の鉄材料体とが交互に設けられてなるインナロータと、
前記インナロータの外側に嵌設されており、複数のN極永久磁石と、複数のS極永久磁石と、複数の鉄材料体とが交互に設けられてなるアウタロータと、
前記インナロータの外側に嵌設されるとともに、前記アウタロータに重なって設けられており、複数のN極永久磁石と、複数のS極永久磁石と、複数の鉄材料体とが交互に設けられてなるアウタステータと、
前記インナステータ内に貫設されている固定軸と、を具備し、
これにより、前記アウタロータおよび前記アウタステータの前記複数の永久磁石が互いに吸着するコギング現象により、断電時において、前記アクチュエータを高いコギングトルク状態になるよう自動的に切り換えて、大きな制止力を発生させて、前記インナロータの回転状態をロックすることを特徴とする断電時オートロック機能を備えた磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ。
A magnetically controlled manipulating arm joint actuator with auto-lock function at power interruption,
An inner stator comprising an iron core and a winding wound around the iron core;
An inner rotor that is fitted on the outer side of the inner stator, and in which a plurality of N pole permanent magnets, a plurality of S pole permanent magnets, and a plurality of iron material bodies are provided alternately;
An outer rotor that is fitted on the outer side of the inner rotor, and in which a plurality of N pole permanent magnets, a plurality of S pole permanent magnets, and a plurality of iron material bodies are provided alternately;
The outer rotor is fitted on the outer rotor and overlapped with the outer rotor, and a plurality of N pole permanent magnets, a plurality of S pole permanent magnets, and a plurality of iron material bodies are alternately provided. An outer stator,
A fixed shaft penetrating in the inner stator,
Thus, due to the cogging phenomenon in which the plurality of permanent magnets of the outer rotor and the outer stator are attracted to each other, the actuator is automatically switched so as to be in a high cogging torque state when a power failure occurs, thereby generating a large restraining force. An actuator of a magnetically controlled manipulating arm joint having an auto-locking function at power interruption characterized by locking the rotational state of the inner rotor.
前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータが、
前記アウタロータを覆うとともに、上面にはU字状開口部が設けられているアウタロータ上部カバーと、
前記インナロータの一方の側を覆うとともに、上面には突出部が設けられているインナロータ上部カバーと、
前記インナロータの他方の側を覆っているインナロータ下部カバーと、
前記アウタステータを覆っているアウタステータ下部カバーと、を具備し、
前記インナロータ上部カバーにおける前記突出部は前記アウタロータ上部カバーの前記U字状開口部に貫設されるとともに、前記インナロータの回転により前記突出部を前記U字状開口部内で回転させることで、前記アクチュエータの回転ストロークを決定することを特徴とする請求項1に記載の磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ。
The actuator of the magnetically controlled manipulating arm joint is
An outer rotor upper cover that covers the outer rotor and has a U-shaped opening on the upper surface;
An inner rotor upper cover that covers one side of the inner rotor and has a protrusion on the upper surface;
An inner rotor lower cover covering the other side of the inner rotor;
An outer stator lower cover covering the outer stator,
The projecting portion of the inner rotor upper cover penetrates the U-shaped opening of the outer rotor upper cover, and the actuator rotates by rotating the projecting portion within the U-shaped opening by the rotation of the inner rotor. 2. The actuator for a magnetically controlled manipulating arm joint according to claim 1, wherein the rotation stroke of the magnetically controlled manipulating arm is determined.
前記インナロータ上部カバーには第1の中心開口部が設けられており、しかも前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータは、前記第1の中心開口部内に嵌設されている第1の軸受けをさらに備えており、しかも前記固定軸が前記第1の軸受け内に貫設されていることを特徴とする請求項1に記載の磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ。 The inner rotor upper cover is provided with a first central opening, and the actuator of the magnetically controlled manipulating arm joint further includes a first bearing fitted into the first central opening. 2. The actuator of a magnetically controlled manipulating arm joint according to claim 1, wherein the fixed shaft extends through the first bearing. 前記インナロータ下部カバーには第2の中心開口部が設けられており、しかも前記磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータは、前記第2の中心開口部内に嵌設されている第2の軸受けをさらに備えており、しかも前記固定軸が前記第2の軸受け内に貫設されていることを特徴とする請求項1に記載の磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ。 The inner rotor lower cover is provided with a second central opening, and the actuator of the magnetically controlled manipulating arm joint further includes a second bearing fitted into the second central opening. 2. The actuator of a magnetically controlled manipulating arm joint according to claim 1, wherein the fixed shaft extends through the second bearing. 前記インナステータが多極巻線ステータ構造となっていることを特徴とする請求項1に記載の磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ。 2. The actuator of a magnetically controlled manipulating arm joint according to claim 1, wherein the inner stator has a multi-pole winding stator structure. 前記インナロータにおける交互配設とは、前記N極永久磁石の各々、前記鉄材料体の各々、前記S極永久磁石の各々および前記鉄材料体の各々の順で繰り返して配列されているものであることを特徴とする請求項1に記載の磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ。 The alternate arrangement in the inner rotor means that each of the N-pole permanent magnets, each of the iron material bodies, each of the S-pole permanent magnets, and each of the iron material bodies are repeatedly arranged. The actuator of the magnetically controlled manipulating arm joint according to claim 1. 前記アウタロータにおける交互配設とは、前記N極永久磁石の各々、前記鉄材料体の各々、前記S極永久磁石の各々および前記鉄材料体の各々の順で繰り返して配列されているものであることを特徴とする請求項1に記載の磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ。 The alternate arrangement in the outer rotor means that the N-pole permanent magnets, the iron material bodies, the S-pole permanent magnets, and the iron material bodies are repeatedly arranged in this order. The actuator of the magnetically controlled manipulating arm joint according to claim 1. 前記アウタステータにおける交互配設とは、前記N極永久磁石の各々、前記鉄材料体の各々、前記S極永久磁石の各々および前記鉄材料体の各々の順で繰り返して配列されているものであることを特徴とする請求項1に記載の磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ。 The alternate arrangement in the outer stator means that each of the N pole permanent magnets, each of the iron material bodies, each of the S pole permanent magnets, and each of the iron material bodies are repeatedly arranged in this order. The actuator of the magnetically controlled manipulating arm joint according to claim 1, wherein 前記固定軸に対して前記アウタロータとの間に溝を設計することで、前記アウタステータと前記アウタロータとの切り換え角度を規制することができることを特徴とする請求項1に記載の磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ。 The magnetically controlled manipulator arm according to claim 1, wherein a switching angle between the outer stator and the outer rotor can be regulated by designing a groove between the fixed shaft and the outer rotor. Joint actuator. 前記インナロータと、前記アウタステータと、前記アウタロータとに溝を設計することにより、エアギャップの磁束密度を増加させて、前記アクチュエータの回転トルク能力を高めることを特徴とする請求項1に記載の磁気制御式マニピュレートアーム関節のアクチュエータ。 2. The magnetism according to claim 1, wherein a groove is designed in the inner rotor, the outer stator, and the outer rotor to increase a magnetic flux density of an air gap and increase a rotational torque capability of the actuator. Controlled manipulating arm joint actuator.
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