JP6623322B2 - アクチュエータ装置 - Google Patents
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Description
前記圧力指令に応じた前記駆動部材への出力と前記目標出力との差分に基づいて、前記第1磁力部材に供給する電流を制御する電流指令を生成して、前記第1磁力部材の励磁を制御する第2制御要素とを含む。
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態の空電ハイブリッド型アクチュエータ装置1000の断面構造を説明するための図である。
また、定常状態となった後にも、制御目標からの偏差の補償には、空気圧制御よりもより時間応答性の高い電磁アクチュエータ要素の出力を用いることができる。
(実施の形態1の変形例)
図1に示した空電ハイブリッド型アクチュエータ装置1000では、可動子200において、複数個の磁力部材202a〜202dと中間部材203a〜203cとが、シリンダ100の内面を摺動するピストンとしても機能する構成であった。
(パワーアシスト装置)
次に、以上説明したようなアクチュエータ装置1000を外骨格型ロボットの関節を駆動するためのアクチュエータとして使用したパワーアシスト装置の構成について説明する。
(駆動方式の他の例)
図15は、電磁アクチュエータの駆動方式の変形例を示す断面図である。
i)可動子が電磁コイルであり、シリンダ側に配置される固定子が、所定の異なる方向の磁場を発生させる複数の永久磁石が順次配置された構成であってもよい。
(実施の形態2)
図1に示した空電ハイブリッド型アクチュエータ装置1000では、チャンバ106aには、制御弁を有する配管108aを介して、所定の圧力の空気が供給され、または、空気の排気が行われ、チャンバ106bには、制御弁を有する配管108bを介して、所定の圧力の空気が供給され、または、空気の排気が行われる、との構成を説明した。
(実施の形態3)
図20は、実施の形態3の空電ハイブリッド型アクチュエータ装置1200の断面構造を説明するための図である。図20は、図1と対比されるべき図である。
(実施の形態4)
図21は、実施の形態4の空電ハイブリッド型アクチュエータ装置1300の外観を示す図である。
(実施の形態4の変形例1)
図21〜図26では、ロータ200側に永久磁石を設け、ケース101d内に電磁コイルを設ける構成として説明した。
(実施の形態4の変形例2)
実施の形態4の空電ハイブリッド型アクチュエータ装置1300では、ロータ200内の永久磁石に対して駆動力を発生させる電磁コイル112a〜112l(総称して電磁コイル112と呼ぶことにする)は、ロータ200の格納されるケース101bの下層のケース101d内に設けられる構成であった。
(実施の形態5)
実施の形態4では、ロータ200は円弧状の運動をするものであった。実施の形態5では、ロータ200が連続回転する構成について、説明する。
Claims (8)
- 流体圧を外部から内部に印加可能に構成された気密容器と、
前記気密容器内に格納され、前記気密容器内において前記流体圧に応じて摺動可能な可動子と、
前記可動子の駆動力を前記気密容器の外部に伝達するための駆動部材と、
前記可動子の可動経路に沿って前記気密容器の外部に設けられた第1磁力部材とを備え、
前記第1磁力部材は、供給される電流により励磁される電磁コイル部材を含み、
前記可動子は、永久磁石を含む第2磁力部材を有し、前記第1磁力部材の励磁により前記第1磁力部材に対して相対運動し、
前記気密容器は、前記気密容器内の第1内面と前記可動子の一側面との間の空間である第1チャンバと、前記気密容器内の第2内面と前記可動子の他側面との間の空間である第2チャンバとを含み、
前記第1チャンバと、前記第2チャンバとに、それぞれ、前記流体圧を供給する流体圧供給手段と、
前記流体圧供給手段および前記第1磁力部材を励磁する電流とを制御するための制御手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記可動子を駆動するように前記流体圧供給手段による前記流体圧の供給を制御するときに、前記第1磁力部材の励磁により、前記可動子を駆動する前記流体供給より時間応答性が高い出力の調整を行うように前記電流を制御する、アクチュエータ装置。 - 前記制御手段は、前記アクチュエータ装置の前記制御目標が力であり、前記流体圧供給手段により制御された流体圧による前記駆動部材への出力の偏差を出力指令とし、前記第1磁力部材に供給する電流を調整し、流体圧による発生力の偏差の補償するように制御する、請求項1記載のアクチュエータ装置。
- 前記制御手段は、
前記目標出力を受けて、前記流体圧供給手段の供給する流体圧を制御する圧力指令を生成して、前記流体圧供給手段に与える第1制御要素と、
前記圧力指令に応じた前記駆動部材への出力と前記目標出力との差分に基づいて、前記第1磁力部材に供給する電流を制御する電流指令を生成して、前記第1磁力部材の励磁を制御する第2制御要素とを含む、請求項2記載のアクチュエータ装置。 - 前記駆動部材からの出力を検知する検知手段をさらに備え、
前記制御手段は、
前記検知手段で検知された前記駆動部材からの出力と前記目標出力との差分を生成する差分要素と、
前記差分要素からの差分を受けて、前記流体圧供給手段の供給する流体圧を制御する圧力指令を生成して、前記流体圧供給手段に与える第1制御要素と、
前記圧力指令に応じた前記駆動部材への出力と前記目標出力との差分に基づいて、前記第1磁力部材に供給する電流量を制御する電流指令を生成して、前記第1磁力部材の励磁を制御する第2制御要素とを含む、請求項2記載のアクチュエータ装置。 - 前記気密容器は、軸方向に第1端部および第2端部をそれぞれ有するシリンダであり、
前記第1および第2内面は、それぞれ、前記第1および前記第2端部のシリンダ内面であり、
前記可動子は、前記シリンダ内を摺動可能なピストンを含み、
前記駆動部材は、前記ピストンの往復運動を前記シリンダの外部に伝達し、
前記第1磁力部材の前記電磁コイル部材は、前記シリンダ外周に設けられた複数の電磁コイルであり、
前記可動子の相対運動のために前記複数の電磁コイルが位相差をもって励磁される、請求項1〜4のいずれか1項に記載のアクチュエータ装置。 - 前記複数個のコイルは、前記シリンダ外周に所定幅にわたって設けられ、独立に励磁され、
前記第2磁力部材は、複数個の永久磁石部材を含み、前記複数の永久磁石部材間には、軟磁性材料が設けられ、
前記複数の永久磁石部材は、それぞれの極性が前記軸方向に交互に逆極性となるように配置される、請求項5記載のアクチュエータ装置。 - 前記制御手段は、定常状態となった後には、前記目標出力からの偏差を補償するように、前記コイルの励磁を制御する、請求項2記載のアクチュエータ装置。
- 前記可動子は、
前記気密容器内において前記流体圧に応じて摺動可能なピストン部と、
前記気密容器の内面との間に所定の隙間を空けて設けられて前記ピストン部と結合し、前記第2磁力部材を有する磁力部材部と、を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載のアクチュエータ装置。
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