JPH01291657A - Reciprocating and rotational movement mechanism by means of superconductive coil - Google Patents

Reciprocating and rotational movement mechanism by means of superconductive coil

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JPH01291657A
JPH01291657A JP63117060A JP11706088A JPH01291657A JP H01291657 A JPH01291657 A JP H01291657A JP 63117060 A JP63117060 A JP 63117060A JP 11706088 A JP11706088 A JP 11706088A JP H01291657 A JPH01291657 A JP H01291657A
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JP
Japan
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support plate
plate element
reciprocating
rod member
superconducting coil
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Application number
JP63117060A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Kamata
徹 鎌田
Fumio Tabata
文夫 田畑
Hidenori Sekiguchi
英紀 関口
Yuji Sakata
裕司 阪田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Abstract

PURPOSE:To improve controllability of a reciprocating and rotating movement mechanism, by constituting the driving system of the mechanism with a light superconductive material. CONSTITUTION:In a reciprocating and rotating movement mechanism a rod member 52 stands upright from the bottom of a base casing 50, an annular member 54 is arranged so as to surround the rod 52 on the upper surface of the top wall and a cylindrical member 56 stands upright and secured from its circumference. On the side of this cylindrical member 56 a liquid nitrogen supply pipe 58 is exhausted into the base casing 50 through the annular passage. On the upper surface of this annular member 54 four superconductive coil elements 60 are provided and are arranged to the regions of a quarter of the upper surface of the annular member 54 respectively. The upper part of the rod member 52 is formed as a contractile radial section 62, where a bearing bus member 64 is housed with unrestrained sliding, to which the 1st supporting plate element 68 is fixed and that is a surface to fit a permanent magnet element 70 and a superconductive coil element 72. A permanent magnet element 78 is fitted to the 2nd supporting plate element 76.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 所定の軸線方向に沿う往復運動と該軸線の回りでの回転
運動とを個別に制御可能な状態で出力し得る往復運動兼
回転運動機構であって、特に産業用ロボット分野で有利
に用いられ得る往復運動兼回転運動機構に関し、 軸受、歯車およびポール螺子/ナツト等の使用に起因す
る問題点をすべて解消し得る新規な構成の往復運動兼回
転運動機構を提供することを目的とし、 ロッド部材と、ロッド部材に対して移動自在にしかし非
回転状態に装着された第1の支持板要素と、ロッド部材
に対して移動自在にしかも回転自在に装着された第2の
支持板要素とを具備し、第1および第2の支持板要素は
強磁性材料から作られ、しかも互いに一体的にロッド部
材に沿って移動し得るようになっており、第1の支持板
要素がステータとして、また第2の支持板要素がロータ
として機能するようなフラットモータを構成すべく第1
および第2の支持板要素の内側両対向面の一方にはロッ
ド部材の回りに沿って偶数の永久磁石要素が極性を交互
に異ならせるような態様で設けられると共に該内側両対
向面の他方には偶数の超電導コイル要素が設けられ、更
に、第1および第2の支持板要素を磁気作用でロッド部
材に沿って往復運動させるための磁気駆動手段を具備し
、磁気駆動手段が少なくとも1つの永久磁石要素と少な
くとも1つの超電導コイル要素とから構成され、少な(
とも1つの永久磁石要素と少なくとも1つの超電導コイ
ル要素のいずれか一方が第1の支持板要素の外側面に取
り付けられると共にその他方がロッド部材に対して不動
状態となるような態様で第1の支持板要素の外側面の側
と向かい合うように固定配置されていることを特徴とす
る往復運動兼回転運動機構を構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] A reciprocating motion/rotary motion mechanism capable of outputting reciprocating motion along a predetermined axial direction and rotary motion around the axis in a state that can be individually controlled, A reciprocating and rotating mechanism with a new configuration that can eliminate all problems caused by the use of bearings, gears, pole screws/nuts, etc., especially regarding reciprocating and rotating mechanisms that can be advantageously used in the field of industrial robots. A rod member, a first support plate element movably but non-rotatably attached to the rod member, and a first support plate element movably and rotatably attached to the rod member. a second support plate element, the first and second support plate elements being made of ferromagnetic material and movable integrally with each other along the rod member; A first support plate element functions as a stator and a second support plate element functions as a rotor.
An even number of permanent magnet elements are provided on one of the inner facing surfaces of the second support plate element along the periphery of the rod member in such a manner that the polarity thereof is alternately different, and on the other of the inner facing surfaces. is provided with an even number of superconducting coil elements and further comprises magnetic drive means for magnetically reciprocating the first and second support plate elements along the rod member, the magnetic drive means comprising at least one permanent superconducting coil element. It consists of a magnet element and at least one superconducting coil element,
The first permanent magnet element and the at least one superconducting coil element are attached to the outer surface of the first support plate element, and the other is immovable relative to the rod member. A reciprocating and rotational movement mechanism is configured, which is fixedly arranged to face the outer surface side of the support plate element.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は所定の軸線方向に沿う往復運動と該軸線の回り
での回転運動とを個別に制御可能な状態で出力し得る往
復運動兼回転運動機構であって、特に産業用ロボット分
野で有利に用いられ得る往復運動兼回転運動機構に関す
る。
The present invention is a reciprocating motion/rotating motion mechanism capable of outputting reciprocating motion along a predetermined axial direction and rotary motion around the axis in a state that can be individually controlled, and is particularly advantageous in the field of industrial robots. This invention relates to a reciprocating and rotating mechanism that can be used.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

所定の軸線方向に沿う往復運動と該軸線の回りでの回転
運動とを個別に制御可能な状態で出力し得る往復運動兼
回転運動機構自体は周知であり、そのような往復運動兼
回転運動機構の一例としては、産業用ロボットのアーム
駆動に用いられる伸縮回転機構が挙げられ、その構造の
概略が第4図に示されている。
A reciprocating motion/rotary motion mechanism itself that can output a reciprocating motion along a predetermined axial direction and a rotational motion around the axis in a state that can be individually controlled is well known, and such a reciprocating motion/rotary motion mechanism An example of this is a telescopic rotation mechanism used to drive an arm of an industrial robot, the structure of which is schematically shown in FIG.

第4図において、参照番号10は適当な基盤を示し、こ
の基盤10の上面にはラジアル軸受12が設けられる。
In FIG. 4, reference numeral 10 indicates a suitable base, on the upper surface of which a radial bearing 12 is provided.

ラジアル軸受12には歯車14の軸部が回転自在に受容
される。歯車14は歯車16と噛み合わされ、この歯車
16は基盤10に隣接して配置された第1のDCモータ
18の出力シャフトに取り付けられる。第1のDCモー
タ18にはその回転量を検出するロークリエンコーダ2
0が組み込まれ、これにより第2のDCモータ18のフ
ィードバック制御が行われる。
A shaft portion of a gear 14 is rotatably received in the radial bearing 12 . Gear 14 is meshed with gear 16 , which is attached to the output shaft of a first DC motor 18 located adjacent base 10 . The first DC motor 18 has a rotary encoder 2 that detects its rotation amount.
0 is incorporated, thereby performing feedback control of the second DC motor 18.

歯車14の上面にはそこから上方の延在するフレーム部
材22が固着され、このフレーム部材22は第1のDC
モータ18の駆動により歯車14と共に回転させられる
ようになっている。フレーム部材22は垂直壁部分24
と、この垂直壁部分24から水平の突出した3つの棚部
分、すなわち底部棚部分26、中間棚部分28および頂
部棚部分30とから構成される。図示するように、フレ
ーム部材22はその底部棚部分26でもって歯車14の
上面に固定状態に取り付けられる。フレーム部材22の
底部棚部分26と中間棚部分28とにはそれぞれラジア
ル軸受32および34が設けられ、これらラジアル軸受
32および34間にはポール螺子要素36が配設される
。フレーム部材22の頂部棚部分39の上面には第2の
DCモータ38が取り付けられ、その出力シャフトは頂
部棚部分39を貫通してその下面から突出する。一方、
ポール螺子要素38はラジアル軸受34を貫通してその
上面から突出する入力軸部を有し、この入力軸部と第2
のDCモータ38の出力シャフトとはカップリング40
によって互いに連結される。第2のDCモータ38には
その回転量を検出するロークリエンコーダ42が組み込
まれ、これにより第2のDCモータ38のフィードバッ
ク制御が行われる。
A frame member 22 is fixed to the upper surface of the gear 14 and extends upwardly therefrom, and this frame member 22 is connected to the first DC
It is configured to rotate together with the gear 14 by driving the motor 18. Frame member 22 includes vertical wall portion 24
and three shelf sections projecting horizontally from the vertical wall section 24, namely a bottom shelf section 26, an intermediate shelf section 28, and a top shelf section 30. As shown, frame member 22 is fixedly attached to the top surface of gear 14 with its bottom shelf portion 26. The bottom shelf portion 26 and the middle shelf portion 28 of the frame member 22 are provided with radial bearings 32 and 34, respectively, with a pole screw element 36 disposed between the radial bearings 32 and 34. A second DC motor 38 is mounted to the upper surface of the top shelf section 39 of the frame member 22, and its output shaft extends through the top shelf section 39 and projects from the lower surface thereof. on the other hand,
The pole screw element 38 has an input shaft portion that passes through the radial bearing 34 and projects from the upper surface thereof, and has a second input shaft portion and a second input shaft portion.
The output shaft of the DC motor 38 is the coupling 40.
are connected to each other by. The second DC motor 38 has a built-in rotary encoder 42 that detects the amount of rotation thereof, and thereby performs feedback control of the second DC motor 38.

以上に述べたような可動組立体の全体は長尺の円筒形ア
ーム部材44によって包囲され、この円筒形アーム部材
44はボール螺子要素38に対して支持される。すなわ
ち、円筒形アーム部材44の内側壁面からは支持片要素
46が片持ち梁の態様で突出し、この支持片要素46に
はボールナラ+−(第4図では見えない)が組み込まれ
、そこにボール螺子要素36を挿通させることによって
円筒形アーム部材44がボール螺子要素36に対して支
持されることになる。支持片要素46の先端部には垂直
方向に延びる溝部(第4図では見えない)が形成され、
該溝部にはフレーム部材22の垂直壁部分24に設けら
れた垂直案内レール要素48が摺動自在に収容される。
The entire movable assembly as described above is surrounded by an elongated cylindrical arm member 44 which is supported against the ball screw element 38. That is, a support piece element 46 protrudes from the inner wall surface of the cylindrical arm member 44 in the form of a cantilever, and a ball nut +- (not visible in FIG. 4) is incorporated into this support piece element 46, and a ball is inserted into the support piece element 46. By threading the threaded element 36, the cylindrical arm member 44 is supported against the ball threaded element 36. A vertically extending groove (not visible in FIG. 4) is formed at the tip of the support piece element 46.
A vertical guide rail element 48 provided on the vertical wall portion 24 of the frame member 22 is slidably received in the groove.

なお、円筒形アーム部材44の上方先端部には適当な工
具が取り付けられたり、あるいは適当な関節部を介して
別のロボットアームが取り付けられたりする。
Note that an appropriate tool is attached to the upper tip of the cylindrical arm member 44, or another robot arm is attached via an appropriate joint.

以上の構成から明らかなように、第1のDCモータ18
の駆動によって円筒形アーム部材44は歯車14の回転
軸線の回りでフレーム部材22およびボール螺子要素3
6と共に回転し、また第2のDCモータ42の駆動によ
って円筒形アーム部材44はボール螺子要素36の長手
方向軸線に沿って移動し得ることになり、これにより円
筒形アーム部材44には伸縮運動および回転運動が与え
られることになる。
As is clear from the above configuration, the first DC motor 18
The cylindrical arm member 44 rotates the frame member 22 and the ball screw element 3 about the axis of rotation of the gear 14.
6 and driven by the second DC motor 42, the cylindrical arm member 44 can be moved along the longitudinal axis of the ball screw element 36, thereby imparting a telescopic movement to the cylindrical arm member 44. and rotational motion will be given.

〔課題を解決する手段〕[Means to solve problems]

さて、上述したような従来の伸縮回転機構、すなわち往
復運動兼回転運動機構の主要な問題点としては、以下の
点が挙げられる。
Now, the main problems of the conventional telescopic rotation mechanism, that is, the reciprocating motion/rotation motion mechanism as described above, include the following points.

(1)第1のDCモータの回転運動を減速してその回転
運動を伝達するために多数の歯車が使用される点で、ま
た第2のDCモータの回転運動を減速してそれを往復運
動に変換するために減速歯車列およびボール螺子/ナツ
トが使用される点で、全体の構成が複雑化して大型化し
、その重量が増大する点が問題とされている。特に、重
量のある従来の伸縮回転機構が多関節型アーム構造の先
端側アームに用いられた場合には、該多関節型アーム構
造全体の固有振動数が低下することになり、その移動制
御が難しくなるという点が問題となる。
(1) in that a number of gears are used to slow down the rotary motion of the first DC motor and transmit that rotary motion, and also to slow down the rotary motion of the second DC motor and transfer it to reciprocating motion; Since a reduction gear train and a ball screw/nut are used for converting into a conventional motor, the problem is that the overall structure becomes complicated and large, and its weight increases. In particular, when a heavy conventional telescopic rotation mechanism is used for the distal end arm of a multi-joint arm structure, the natural frequency of the entire multi-joint arm structure decreases, making it difficult to control its movement. The problem is that it becomes difficult.

すなわち、かかる多関節型構造を移動させようとする場
合にその追従性が悪化して制御が困難となる。
That is, when attempting to move such a multi-jointed structure, its followability deteriorates and control becomes difficult.

(2)多数の歯車およびボール螺子/ナツト等を用いる
ために塵埃の発生が多く、このため塵埃を嫌う精密部品
加工工場等のクリーンルームには従来の伸縮回転機構を
持つロボットを使用し難いという点も問題とされている
(2) A large number of gears and ball screws/nuts are used, which generates a lot of dust, which makes it difficult to use conventional robots with telescopic rotation mechanisms in clean rooms such as precision parts processing factories where dust is averse. is also considered a problem.

(3)軸受、歯車およびボール螺子/ナツト等は永年の
使用により磨滅を受け、その結果従来の伸縮回転機構を
持つロボットの作業精度が悪化する点も問題となる。要
するに、終日作業を要求されるようなロボットには従来
の伸縮回転機構は不向きである。
(3) Another problem is that bearings, gears, ball screws/nuts, etc. are subject to wear and tear due to long-term use, and as a result, the working accuracy of robots with conventional telescoping and rotating mechanisms deteriorates. In short, conventional telescoping and rotating mechanisms are not suitable for robots that are required to work all day long.

(4)更に、軸受、歯車およびボール螺子/ナツト等が
騒音の発生源となることも問題とされる。
(4) Furthermore, it is also a problem that bearings, gears, ball screws/nuts, etc. become sources of noise.

したがって、本発明の目的は軸受、歯車およびボール螺
子/ナツト等の使用に起因する上述の種々の問題点をす
べて解消し得る新規な構成の往復運動兼回転運動機構を
提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a reciprocating and rotating mechanism with a novel configuration that can overcome all of the various problems described above due to the use of bearings, gears, ball screws/nuts, and the like.

〔課題を解決する手段〕[Means to solve problems]

本発明による往復運動兼回転運動機構はロッド部材と、
このロッド部材に対してその中心軸線に沿って移動自在
にしかし該中心軸線の回りでは非回転状態に装着された
第1の支持板要素と、ロッド部材に対してその中心軸線
に沿って移動自在にしかも該中心軸線の回りで回転自在
に装着された第2の支持板要素とを具備する。第1およ
び第2の支持板要素は強磁性材料から作られ、しかも互
いに一体的にロッド部材の長手方向に沿って移動し得る
ようになっている。第1の支持板要素がステータとして
、また第2の支持板要素がロータとして機能するような
フラットモータを構成すべく第1および第2の支持板要
素の内側両対向面の−方にはロッド部材の中心軸線の回
りに沿って偶数の永久磁石要素が極性を交互に異ならせ
るような態様で設けられると共に該内側両対向面の他方
には偶数の超電導コイル要素が設けられる。本発明によ
る往復運動兼回転運動機構は、更に、第1および第2の
支持板要素を磁気作用でロッド部材上でその中心軸線に
沿って往復運動させるための磁気駆動手段を具備し、こ
の磁気駆動手段が少なくとも1つの永久磁石要素と少な
くとも1つの超電導コイル要素とから構成され、譲歩な
くとも1つの永久磁石要素と譲歩なくとも1つの超電導
コイル要素のいずれか一方が第1の支持板要素の外側面
に取り付けられると共にその他方がロッド部材に対して
不動状態となるような態様で第1の支持板要素の外側面
の側と向かい合うように固定配置されている。
The reciprocating and rotational movement mechanism according to the present invention includes a rod member,
a first support plate element mounted movably relative to the rod member along its central axis but non-rotatably about the central axis; and a first support plate element movable relative to the rod member along its central axis; and a second support plate element rotatably mounted about the central axis. The first and second support plate elements are made of ferromagnetic material and are movable together with one another along the length of the rod member. In order to configure a flat motor in which the first support plate element functions as a stator and the second support plate element functions as a rotor, rods are provided on the opposite inner surfaces of the first and second support plate elements. An even number of permanent magnet elements are provided along the central axis of the member in a manner of alternating polarity, and an even number of superconducting coil elements are provided on the other of the inner facing surfaces. The reciprocating and rotary movement mechanism according to the present invention further comprises magnetic drive means for magnetically reciprocating the first and second support plate elements on the rod member along its central axis; The driving means is constituted by at least one permanent magnet element and at least one superconducting coil element, and either one of the at least one permanent magnet element and the at least one superconducting coil element is attached to the first support plate element. The first support plate element is attached to the outer surface and is fixedly arranged opposite the outer surface of the first support plate element in such a manner that the other side is immovable with respect to the rod member.

〔作 用〕[For production]

以上に述べたような往復運動兼回転運動機構の構成によ
れば、ロッド部材に沿う第1および第2の支持板要素の
往復運動は磁気駆動手段によって行われる。すなわち、
磁気駆動手段の一方の構成要素である少なくとも1つの
超電導コイルの通電の向きを切り変えることによって、
磁気駆動手段の他方の構成要素である少な(とも1つの
永久磁石と譲歩なくとも1つの超電導コイルとの間に磁
力による吸引/反発力が生じ、これにより第1および第
2の支持板要素が往復運動させられることになる。また
、第1および第2の支持板要素がそれぞれステータおよ
びロータとして機能するようになったフラットモータが
構成されるので、第2の支持板要素は第1の支持板要素
に対して回転変位を行うことができる。かくして、第2
の支持板要素が往復運動兼回転運動機構の出力部として
の機能を果たし得る。要するに、第2の支持板要素にロ
ボットアームを取り付ければ、そのロボットアームは所
定の軸線方向に沿う往復運動と該!t111線の回りで
の回転運動とを行い得ることになる。
According to the configuration of the reciprocating and rotational movement mechanism as described above, the reciprocating movement of the first and second support plate elements along the rod member is performed by the magnetic drive means. That is,
By switching the direction of energization of at least one superconducting coil that is one component of the magnetic drive means,
A magnetic attraction/repulsion force is created between the other component of the magnetic drive means, at least one permanent magnet and at least one superconducting coil, which causes the first and second support plate elements to Also, since a flat motor is constructed in which the first and second support plate elements function as a stator and a rotor, respectively, the second support plate element A rotational displacement can be performed on the plate element. Thus, the second
The support plate element may serve as the output of the reciprocating and rotary movement mechanism. In short, if the robot arm is attached to the second support plate element, the robot arm can reciprocate along a predetermined axial direction. Rotational movement around the t111 line can be performed.

〔実施例〕〔Example〕

次に、第1図および第2図を参照して、本発明による往
復運動兼回転運動機構の一実施例について説明し、また
第3図を参照して該往復運動兼回転運動機構の適用例に
ついて説明する。
Next, with reference to FIGS. 1 and 2, an embodiment of the reciprocating motion/rotating motion mechanism according to the present invention will be described, and with reference to FIG. 3, an application example of the reciprocating motion/rotating motion mechanism will be described. I will explain about it.

第1図において、参照番号50は基台ケーシングを示し
、この基台ケーシング50の底部からはロッド部材52
が直立して該基台ケーシング5゜の頂部壁を貫通して上
方に突出する。基台ケーシング50の頂部壁上面には環
状部材54がロッド部材52を取り巻くような態様で配
置され、該環状部材54にはその周囲部から円筒状部材
56が直立するような態様で固着される。円筒状部材5
6の側面には液体窒素供給管58が接続され、該円筒状
部材56の内部に供給された液体窒素はロッド部材52
と環状部材54との間に形成された環状通路を通して基
台ケーシング50内に排出されるようになっている。要
するに、円筒状部材56内には常に液体窒素が満たされ
、その内部温度が所定の低温状態下に維持されるように
なっている。
In FIG. 1, reference numeral 50 indicates a base casing, and from the bottom of this base casing 50 there is a rod member 52.
stands upright and projects upwardly through the top wall of the base casing 5°. An annular member 54 is arranged on the upper surface of the top wall of the base casing 50 so as to surround the rod member 52, and a cylindrical member 56 is fixed to the annular member 54 in such a manner that it stands upright from its periphery. . Cylindrical member 5
A liquid nitrogen supply pipe 58 is connected to the side surface of the cylindrical member 56, and the liquid nitrogen supplied to the inside of the cylindrical member 56 is transferred to the rod member 52.
The liquid is discharged into the base casing 50 through an annular passage formed between the annular member 54 and the annular member 54 . In short, the cylindrical member 56 is always filled with liquid nitrogen, and its internal temperature is maintained at a predetermined low temperature.

環状部材54の上面には4つの超電導コイル要素60が
設けられ、これら超電導コイル要素60は第2図Aに示
すように環状部材54の上面の4分の1円領域にそれぞ
れ配置される。本実施例では、環状部材54の上面には
4つの超電導コイル要素60が設けられたが、それ以下
あるいはそれ以上の超電導コイル要素を設けることもで
きる。
Four superconducting coil elements 60 are provided on the upper surface of the annular member 54, and these superconducting coil elements 60 are each arranged in a quarter circle area on the upper surface of the annular member 54, as shown in FIG. 2A. In this embodiment, four superconducting coil elements 60 are provided on the upper surface of the annular member 54, but it is also possible to provide fewer or more superconducting coil elements.

超電導コイル要素の超電導材料としては、Y−Ba−C
u−0系のものを用いることが可能であり、それを上述
したような低温状態下に置くことにより、超電導性が得
られることになる。第4図Aに示した4つの超電導コイ
ル要素60の各々に対する通電方向は切換自在とされる
が、その切換は同時に行われると共に常に同一方向に通
電されるようになっている。すなわち、4つの超電導コ
イル要素60によって発生させられるすべての磁極(N
あるいはS)は常に同一とされる。
The superconducting material of the superconducting coil element is Y-Ba-C.
It is possible to use a u-0 type material, and by placing it under the above-mentioned low temperature conditions, superconductivity can be obtained. The direction of energization to each of the four superconducting coil elements 60 shown in FIG. 4A can be switched, but the switching is done simultaneously and the energization is always in the same direction. That is, all the magnetic poles (N
Alternatively, S) is always the same.

ロッド部材52の上方側部分は縮径部分62として形成
され、その縮径部分62には軸受ハブ部材64が摺動自
在に収容される。縮径部分62の外面にはその中心軸線
に沿う長手方向溝部66が形成され、この長手方向溝部
66には軸受ハブ部材64の内面に転勤自在保持された
ボール要素(第1図では見えない)が収容され、このた
め軸受ハブ部材64はロッド部材52の縮径部分62に
対して摺動運動を行うことはできるが、その中心軸線の
回りでの回転運動は行い得ないようにされている。
The upper portion of the rod member 52 is formed as a reduced diameter portion 62, and a bearing hub member 64 is slidably accommodated in the reduced diameter portion 62. A longitudinal groove 66 is formed on the outer surface of the reduced diameter portion 62 along its central axis, and a ball element (not visible in FIG. 1) that is rotatably held on the inner surface of the bearing hub member 64 is formed in the longitudinal groove 66. is accommodated, so that the bearing hub member 64 can perform sliding movement relative to the reduced diameter portion 62 of the rod member 52, but cannot perform rotational movement about its central axis. .

軸受ハブ部材65には第1の支持板要素68が固定状態
で支持され、この第1の支持板要素68は円筒状部材5
6の内径よりも幾分小さな直径を持つ環状板形状を呈し
、その中心孔に軸受ハブ部材65を受容した態様で咳軸
受ハブ部材65に対して固着され、これにより第1の支
持板要素68ば軸受板要素65と共にロッド部材52の
縮径部分62に沿ってのみ摺動運動を行い得ることにな
る。第1の支持板要素68は永久磁石要素70および超
電導コイル要素72に対する取付面を提供するように機
能する。第1の支持板要素68はその中間にサンドイン
チ状に挟み込んだ超電導層74を含むものとして構成さ
れ、また第1の支持板要素68自体は強磁性材料例えば
純鉄がら作られる。なお、図示はされていないが、超電
導層74と強磁性材料との間には適宜絶縁層が適用され
る。
A first support plate element 68 is fixedly supported on the bearing hub member 65, and this first support plate element 68 is connected to the cylindrical member 5.
The first support plate element 68 is fixed to the cough bearing hub member 65 in such a manner that the first support plate element 68 This means that a sliding movement can only take place along the reduced diameter section 62 of the rod member 52 together with the bearing plate element 65 . First support plate element 68 functions to provide a mounting surface for permanent magnet element 70 and superconducting coil element 72. The first support plate element 68 is constructed to include a sandwiched superconducting layer 74 therebetween, and the first support plate element 68 itself is made of a ferromagnetic material, such as pure iron. Although not shown, an insulating layer is appropriately applied between the superconducting layer 74 and the ferromagnetic material.

第1の支持板要素6Bの下面には第2図Bに示されるよ
うな配置形態で8つの扇形永久磁石要素70が取り付け
られ、そのすべての扇形永久磁石要素70の下面、すな
わち環状部材54の上面に設けられた超電導コイル要素
60側に対向する面倒は同一極性とされる。要するに、
扇形永久磁石要素70の下面は第2図Bに示されるよう
にN極であってもよし、あるいはS極であってもよい。
Eight fan-shaped permanent magnet elements 70 are attached to the lower surface of the first support plate element 6B in the arrangement shown in FIG. 2B. The surfaces facing the superconducting coil element 60 provided on the top surface have the same polarity. in short,
The lower surface of the sector-shaped permanent magnet element 70 may be a north pole, as shown in FIG. 2B, or a south pole.

本実施例では、8つの扇形永久磁石70が互いに隣接状
態で配置されたが、それら永久磁石の個数、形状および
配置形態については何等制限されない。
In this embodiment, eight sector-shaped permanent magnets 70 are arranged adjacent to each other, but the number, shape, and arrangement of these permanent magnets are not limited in any way.

例えば、単一の環状永久磁石を用いてもよいし、あるい
は任意形状の適当な数の永久磁石要素を第1の支持板要
素68の下面に等間隔に隔設してもよい。
For example, a single annular permanent magnet may be used, or a suitable number of permanent magnet elements of any shape may be equally spaced on the underside of the first support plate element 68.

第1の支持板要素68の上面には第2図Cに示すような
配置形態で4つの超電導コイル要素72が介して取り付
けられる。本実施例では、超電導コイル要素72の配置
形態は第2図Aの場合と同様とされているが、第1の支
持板要素68の上面側に取り付けられる超電導コイル要
素は最低2つ以上の偶数個とされなければならない。ま
た、第4図Aの場合と同様に、4つの超電導コイル要素
72の通電は個々に切り換えられ得るようにされるが、
その通電方向は4つの超電導コイル要素72に対して交
互に反対方向となるようにされ、4つの超電導コイル要
素72によって生じさせられる磁極は交互に異極とされ
る。すなわち、4つの超電導コイル要素72のうちの一
方の対角線方向の一対の超電導コイル要素によってN極
が発生させられる場合には、その他方の対角線方向の一
対の超電導コイル要素はS極を発生させるようにされる
Four superconducting coil elements 72 are attached to the upper surface of the first support plate element 68 via the arrangement shown in FIG. 2C. In this embodiment, the arrangement of the superconducting coil elements 72 is the same as in the case of FIG. Must be individualized. Furthermore, as in the case of FIG. 4A, the energization of the four superconducting coil elements 72 can be switched individually;
The current direction is alternately opposite to the four superconducting coil elements 72, and the magnetic poles generated by the four superconducting coil elements 72 are alternately different. That is, when a north pole is generated by one diagonal pair of superconducting coil elements 72 among the four superconducting coil elements 72, the other diagonal pair of superconducting coil elements 72 generates an south pole. be made into

また、回転自在となった軸受ハブ部材64には第2の支
持板要素76が結合され、この第2の支持板要素76は
強磁性材料例えば純鉄から形成され、しかも第1の支持
板要素68に対して所定の間隔を維持するように配置さ
れる。第2の支持板要素76は回転自在な軸受ハブ部材
64に対して取り付けられ、これにより第2の支持板要
素76は軸受板要素64と共にロッド部材52の縮径部
分62に沿って摺動運動を行い得ると共に該縮径部分6
2の中心軸線の回りで回転運動を行い得ることになる。
Further, a second support plate element 76 is coupled to the rotatable bearing hub member 64, and the second support plate element 76 is made of a ferromagnetic material such as pure iron, and the second support plate element 76 is made of a ferromagnetic material such as pure iron. 68 to maintain a predetermined spacing. The second support plate element 76 is mounted to the rotatable bearing hub member 64 such that the second support plate element 76 moves along the reduced diameter portion 62 of the rod member 52 with the bearing plate element 64 . and the reduced diameter portion 6
Rotational movement can be performed around the central axis of 2.

第2の支持板要素76の下面には第2図りに示されるよ
うな配置形態で8つの扇形永久磁石要素78が取り付け
られ、そのすべての扇形永久磁石要素78の下面、すな
わち第1の支持板要素68の上面に配置された超電導コ
イル要素72側に対向する面倒は交互に異極とされる。
Eight fan-shaped permanent magnet elements 78 are attached to the lower surface of the second support plate element 76 in the arrangement form shown in the second diagram, and the lower surface of all the sector-shaped permanent magnet elements 78, that is, the first support plate The surfaces facing the superconducting coil element 72 disposed on the upper surface of the element 68 have alternately different polarities.

本実施例では、永久磁石要素78の配置形態は第2図B
の場合と同様とされているが、第2の支持板要素76の
下面側に取り付けられる超電導コイル要素は最低2つ以
上の偶数個とされなければならない。
In this embodiment, the arrangement of the permanent magnet elements 78 is as shown in FIG.
However, the number of superconducting coil elements attached to the lower surface side of the second support plate element 76 must be an even number of at least two or more.

第1および第2の支持板要素68および76の中心部領
域には縮径部分62を取り囲むようにロータリエンコー
ダ80が設けられ、このロータリエンコーダ80は適当
なスペース81を介在させた2つの要素からなり、その
一方は第1の支持板部分68側に、またその他方は第2
の支持板要素76側に取り付けられる。ロークリエンコ
ーダ80は第1の支持板要素68に対する第2の支持板
要素76の回転変位量を検出するようになっている。
A rotary encoder 80 is provided in the central region of the first and second support plate elements 68 and 76 so as to surround the reduced diameter portion 62, and this rotary encoder 80 is made of two elements separated by a suitable space 81. One side is on the first support plate portion 68 side, and the other side is on the second support plate portion 68 side.
is attached to the support plate element 76 side. The rotary encoder 80 is configured to detect the amount of rotational displacement of the second support plate element 76 with respect to the first support plate element 68.

第1図から明らかなように、第2の支持板要素76は円
筒状アーム部材82の一方の端部側を閉鎖するような態
様でそこに取り付けられ、その結果円筒状アーム部材8
2は円筒状部材56に対して入れ予成の態様で配置され
ることになる。なお、円筒状部材56と円筒状アーム部
材82との間には適当なシール材が配置され、これによ
り円筒状部材56内の液体窒素が漏出しないようにされ
る。
As can be seen in FIG. 1, the second support plate element 76 is attached to one end side of the cylindrical arm member 82 in such a manner as to close it, so that the cylindrical arm member 82
2 is placed in a pre-filled manner with respect to the cylindrical member 56. Note that a suitable sealing material is placed between the cylindrical member 56 and the cylindrical arm member 82 to prevent the liquid nitrogen within the cylindrical member 56 from leaking.

円筒状部材56の上方開口縁部にはリニアエンコーダ8
4が取り付けられ、これにより円筒状部材56に対する
円筒状アーム部材82の直線変位量(ロッド部材52の
中心軸線に沿う)が検出されるようになっている。
A linear encoder 8 is provided at the upper opening edge of the cylindrical member 56.
4 is attached, so that the amount of linear displacement (along the central axis of the rod member 52) of the cylindrical arm member 82 with respect to the cylindrical member 56 is detected.

先に述べたように、第1の支持板要素68の上面に取り
付けられた4つの超電導コイル要素72が交互に異極を
生じるように該超電導コイル要素72への通電が切り換
えられ得るようになっていることから、また第2の支持
板要素76の下面には取り付けらた8つの扇形永久磁石
要素78が交互に異極となるように配置されていること
から、第1および第2の支持板要素68および76をそ
れぞれステータおよびロータとするようなフラットモー
タが構成されることになる。要するに、超電導コイル要
素72への通電を切り換えることによって、第2゛の支
持板要素76が、したがって円筒状アーム要素82が第
1の支持板要素68に対して所定の方向に回転運動を行
い得ることになる。
As described above, the energization of the four superconducting coil elements 72 attached to the upper surface of the first support plate element 68 can be switched so that the four superconducting coil elements 72 alternately have different polarities. In addition, since the eight fan-shaped permanent magnet elements 78 attached to the lower surface of the second support plate element 76 are arranged so as to have different polarities alternately, the first and second support plate elements 76 A flat motor is constructed in which plate elements 68 and 76 serve as a stator and a rotor, respectively. In short, by switching the energization to the superconducting coil element 72, the second support plate element 76, and thus the cylindrical arm element 82, can perform a rotational movement in a predetermined direction relative to the first support plate element 68. It turns out.

このような回転運動はロークリエンコーダ80によって
フィードバック制御されることになる。
Such rotational movement is feedback-controlled by the low-resolution encoder 80.

また、円筒状部材56の上面に設けられた超電導コイル
要素60と、第1の支持板要素68の下面に取り付けら
れた永久磁石要素70とは第1および第2の支持板要素
68および76を磁気作用でロッド部材52の縮径部分
62に沿って往復運動させるための磁気駆動手段を構成
する。すなわち、超電導コイル要素60への通電を上述
したように切り換えることによって、超電導コイル要素
60と永久磁石要素70との間には磁気的な吸引力ある
いは反発力が作用し、これを制御するこによって第1お
よび第2の支持板要素68および76が、したがって円
筒状アーム部材82がロッド部材52の中心軸線に沿っ
て往復運動を行い得ることになる。このような往復運動
はリニアエンコーダ84によってフィードバック制御さ
れることになる。
Further, the superconducting coil element 60 provided on the upper surface of the cylindrical member 56 and the permanent magnet element 70 attached to the lower surface of the first support plate element 68 connect the first and second support plate elements 68 and 76. It constitutes a magnetic drive means for causing the rod member 52 to reciprocate along the reduced diameter portion 62 by magnetic action. That is, by switching the energization to the superconducting coil element 60 as described above, magnetic attractive force or repulsive force acts between the superconducting coil element 60 and the permanent magnet element 70, and by controlling this force, The first and second support plate elements 68 and 76, and thus the cylindrical arm member 82, can reciprocate along the central axis of the rod member 52. Such reciprocating motion is feedback-controlled by the linear encoder 84.

ここで注目すべき点は、第1の支持板要素68がその中
間超電導層74でもって磁気シールドの機能を果たし、
このため超電導コイル要素72と永久磁石要素78とか
ら構成されるフラットモータと、超電導コイル要素60
と永久磁石要素70とから構成される磁気駆動手段とが
互いに磁気的に干渉し合わないということである。
It should be noted here that the first support plate element 68, with its intermediate superconducting layer 74, functions as a magnetic shield;
Therefore, a flat motor composed of a superconducting coil element 72 and a permanent magnet element 78, and a superconducting coil element 60
This means that the magnetic drive means constituted by the permanent magnet element 70 and the permanent magnet element 70 do not magnetically interfere with each other.

以上に述べた実施例では、超電導コイル要素60が円筒
状部材54の上面に設けられ、また永久磁石要素70が
第1の支持板要素68の下面に取り付けられたが、そめ
配置関係を逆にし得ることは言うまでもない。また、同
様なことは、第1の支持板要素68の上面に取り付けら
れた超電導コイル要素72と第2の支持板要素76の下
面に取り付けられた永久磁石要素78との配置関係につ
いても言える。
In the embodiment described above, the superconducting coil element 60 was provided on the upper surface of the cylindrical member 54, and the permanent magnet element 70 was attached to the lower surface of the first support plate element 68, but the arrangement relationship could be reversed. Needless to say, you can get it. Further, the same can be said about the arrangement relationship between the superconducting coil element 72 attached to the upper surface of the first support plate element 68 and the permanent magnet element 78 attached to the lower surface of the second support plate element 76.

第3図を参照すると、半導体製造用の縦型X線露光装置
にマスクを供給するためのマスク供給ロボット装置に第
1図の往復運動兼回転機構を適用した適用例が示されて
いる。なお、第3図では、第1図の往復運動兼回転運動
機構が参照番号86でもって全体的に示されている。往
復運動兼回転運動機構86の全体はその基台ケーシング
50をキャリヤ88上に取り付けることによって該キャ
リヤ88から片持ち梁の態様で支持される。すなわち、
往復運動兼回転運動機構86はその円筒状アーム部材8
2を水平方向に往復運動させるような態様で配置される
ことになる。第3図では、キャリヤ88は単なるブロッ
クとして図示されているが、所定の移動経路に沿って水
平面内を二次元方向に制御下で移動することが可能であ
り、また往復運動兼回転運動機構86の全体を垂直方向
にも制御下で移動し得るようになっている。
Referring to FIG. 3, there is shown an example in which the reciprocating and rotating mechanism of FIG. 1 is applied to a mask supply robot device for supplying masks to a vertical X-ray exposure apparatus for semiconductor manufacturing. In FIG. 3, the reciprocating and rotating mechanism of FIG. 1 is generally designated by reference numeral 86. The entire reciprocating and rotating mechanism 86 is supported in a cantilever manner from a carrier 88 by mounting its base casing 50 thereon. That is,
The reciprocating and rotational movement mechanism 86 has a cylindrical arm member 8
2 will be arranged in such a manner that it will reciprocate in the horizontal direction. Although the carrier 88 is illustrated as a simple block in FIG. 3, it is capable of controlled movement in two dimensions in a horizontal plane along a predetermined path of movement, and also includes a reciprocating and rotational movement mechanism 86. The entire body can also be moved vertically under control.

また、マスク供給ロボット装置には液体窒素循環器90
も設けられ、この液体窒素循環器9oには円筒状部材か
ら延びる液体窒素供給管58が接続されると共に基台ケ
ーシング5oがら延びる液体窒素戻し管92も接続され
る。なお、液体窒素供給管58および液体窒素戻し管9
2を可撓性材料から形成し、液体窒素循環器9oを固定
位置に設置し、キャリヤ88の移動時、可撓性の液体窒
素供給管58および液体窒素戻し管92を追従させるよ
うにして、キャリヤ88に対する荷重付加を軽減するこ
とが好ましい。
In addition, the mask supply robot device includes a liquid nitrogen circulator 90.
A liquid nitrogen supply pipe 58 extending from the cylindrical member is connected to the liquid nitrogen circulator 9o, and a liquid nitrogen return pipe 92 extending from the base casing 5o is also connected. Note that the liquid nitrogen supply pipe 58 and the liquid nitrogen return pipe 9
2 is made of a flexible material, the liquid nitrogen circulator 9o is installed at a fixed position, and when the carrier 88 moves, the flexible liquid nitrogen supply pipe 58 and the liquid nitrogen return pipe 92 follow, It is preferable to reduce the load applied to the carrier 88.

往復運動兼回転運動機構86の円筒状アーム部材82の
先端部側にはマスク吸着器94が装着され、このマスク
吸着器94はマスク保持リング96(マスクが張られた
リング)を真空作用でもって吸着するようになっている
A mask suction device 94 is attached to the tip side of the cylindrical arm member 82 of the reciprocating and rotational movement mechanism 86, and this mask suction device 94 uses a vacuum action to hold the mask holding ring 96 (the ring on which the mask is stretched). It is designed to absorb.

マスク供給ロボット装置には、更に、制御部98が設け
られ、この制御部98はキャリヤ88の移動と液体窒素
循環器90との制御するばかりでなく、円筒状アーム部
材82の往復運動および回転運動をも制御するようにな
っている。すなわち、ロークリエンコーダ8oとリニア
エンコーダ84からの検出信号に基づいて超電導コイル
要素60および72へのそれぞれの通電制御が制御部9
8によって行われる。
The mask supply robot device is further provided with a control unit 98 that not only controls the movement of the carrier 88 and the liquid nitrogen circulator 90, but also controls the reciprocating and rotational movements of the cylindrical arm member 82. is also controlled. That is, the control unit 9 controls the energization of the superconducting coil elements 60 and 72 based on the detection signals from the row encoder 8o and the linear encoder 84.
8.

また、第3図には上述の縦型X線露光装置の一部、すな
わちマスク保持器100も示され、第3図ではそのマス
ク保持器100とマスク吸着器94とが互いに整列され
た状態で示されてる。なお、参照番号102はかかる縮
型X線露光装置の制御部を示し、この制御部102と制
御部98とは互いに連絡され、マスク供給ロボット装置
と縦型X線露光装置とが互いに関連して作動させられる
ようになっている。
FIG. 3 also shows a part of the above-mentioned vertical X-ray exposure apparatus, that is, a mask holder 100, and in FIG. It's shown. Reference numeral 102 indicates a control section of such a compact X-ray exposure apparatus, and the control section 102 and the control section 98 are in communication with each other, so that the mask supply robot apparatus and the vertical X-ray exposure apparatus are related to each other. It is ready to be activated.

第3図に示したマスク供給ロボット装置の作動例につい
て簡単に述べると、キャリヤ88の移動によってマスク
供給ロボット装置がマスク格納場所まで移動させられ、
そこで往復運動兼回転運動機構86が作動されて、マス
ク保持リング86が円筒状アーム部材82のマスク吸着
器96に吸着される。次いで、キャリヤ88は第3図に
示す位置まで移動させられ、このときマスク吸着器94
とマスク保持器100とが整列関係にされ、そこで復運
動兼回転運動機構86が作動されて、円筒状アーム部材
82が回転させれると共、に前進させられ、これにより
マスク吸着器に吸着されたマスクリング96はマスク保
持器100に対する適正な姿勢位置に直されると共にそ
こに衝合させれて、該マスク保持器100に受は渡され
ることになる。
Briefly describing an example of the operation of the mask supply robot device shown in FIG. 3, the mask supply robot device is moved to the mask storage location by the movement of the carrier 88;
Thereupon, the reciprocating and rotational movement mechanism 86 is activated, and the mask retaining ring 86 is attracted to the mask suction device 96 of the cylindrical arm member 82. The carrier 88 is then moved to the position shown in FIG.
and the mask holder 100 are aligned, and the reciprocating and rotational movement mechanism 86 is activated to rotate and advance the cylindrical arm member 82, thereby causing it to be sucked into the mask suction device. The mask ring 96 is adjusted to an appropriate posture relative to the mask holder 100 and brought into contact with the mask holder 100, so that the mask ring 96 is transferred to the mask holder 100.

第3図では、本発明による往復運動兼回転運動機構をマ
スク供給ロボット装置に適用した場合が示しされたが、
かかる往復運動兼回転運動機構を種々のロボット装置に
適用し得ることは言うまでもない。
FIG. 3 shows a case where the reciprocating motion/rotating motion mechanism according to the present invention is applied to a mask supplying robot device.
It goes without saying that such a reciprocating and rotating mechanism can be applied to various robot devices.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の記載から明らかなように、本発明による往復運動
兼回転運動機構におては、その駆動系が比較的軽量な超
電導材料を用いて構成されているので、DCモータ、軸
受、歯車、ボール螺子/ナツトを駆動系として持つ従来
の往復運動兼回転運動気候に比べると、大巾に軽量化が
達成され得る。
As is clear from the above description, in the reciprocating motion/rotating motion mechanism according to the present invention, the drive system is constructed using a relatively lightweight superconducting material. Compared to the conventional reciprocating and rotary motion system using a screw/nut as the drive system, a significant weight reduction can be achieved.

したがって、多関節型ロボットアーム構造の軽量化に起
用し得ると共にその固有振動数の低下を阻止して制御性
を改善することができる。
Therefore, it can be used to reduce the weight of the multi-jointed robot arm structure, and also prevent the natural frequency from decreasing and improve controllability.

また、本発明による往復運動兼回転運動機構では、その
駆動系の殆どが非接触であるから、塵埃の発生を極力抑
えることが可能であり、このため本発明による往復運動
兼回転運動機構を用いるロボット装置は精密加工工場で
のクリーンルームでの使用に特に適したものとなる。一
方、駆動系の殆どが非接触であるとう点で、永年の使用
によっても作動精度の劣化を小さく抑え得るという利点
も得られるだけでなく、騒音も小さいという効果も得ら
れる。
Furthermore, in the reciprocating motion/rotating motion mechanism according to the present invention, since most of its drive system is non-contact, it is possible to suppress the generation of dust as much as possible, and for this reason, the reciprocating motion/rotating motion mechanism according to the present invention is used The robotic device will be particularly suited for use in clean rooms in precision processing factories. On the other hand, since most of the drive system is non-contact, it not only has the advantage of suppressing deterioration of operating accuracy even after long-term use, but also has the effect of reducing noise.

更に、本発明による往復運動兼回転運動機構によれば、
円筒状アーム部材は浮動状態で往復運動を行うので、該
円筒状アーム部材の衝合時にその衝撃が和らげられるの
で、本発明による往復運動兼回転運動機構は上述のマス
ク供給ロボット装置のように衝合動作の伴うようロボッ
ト装置に効果的なものである。
Furthermore, according to the reciprocating and rotational movement mechanism according to the present invention,
Since the cylindrical arm member performs reciprocating motion in a floating state, the impact when the cylindrical arm members collide is softened. Therefore, the reciprocating and rotational movement mechanism according to the present invention is capable of reciprocating the impact like the above-mentioned mask supply robot device. This is effective for robot devices that involve joint movements.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による往復運動兼回転運動機構の概略構
造を示す縦断面図、第2図A、第2図B、第2図Cおよ
び第2図りはそれぞれ第1図の八−A線、B−B線、C
−C線およびD−D線に沿う横断面図、第3図は第1図
の往復運動兼回転運動機構をマスク供給ロボット装置に
適用した適用例を示す概略図、第4図は多関節アーム型
ロボット装置に用いられる従来の伸縮回転機構を示す概
略縦断面図である。 50・・・基台ケーシング、  52・・・ロッド部材
、54・・・環状部材、56・・・円筒状部材、58・
・・液体窒素供給管、60・・・超電導コイル要素、6
2・・・縮径部分、64・・・軸受ハブ部材、66・・
・長手方向溝部、68・・・第1の支持板部材、70・
・・永久磁石要素、72・・・超電導コイル要素、74
・・・超電導層、76・・・第2の支持板要素、7日・
・・永久磁石要素、80・・・ロータリエンコーダ、8
2・・・円筒状アーム部材、84・・・リニアエンコー
ダ。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing the schematic structure of the reciprocating and rotating mechanism according to the present invention, and FIGS. 2A, 2B, 2C, and 2 are lines 8-A in FIG. , B-B line, C
- A cross-sectional view taken along the C line and the D-D line, FIG. 3 is a schematic diagram showing an application example in which the reciprocating and rotational movement mechanism of FIG. 1 is applied to a mask supply robot device, and FIG. 4 is a multi-jointed arm. FIG. 2 is a schematic vertical cross-sectional view showing a conventional telescoping and rotating mechanism used in a mold robot device. 50... Base casing, 52... Rod member, 54... Annular member, 56... Cylindrical member, 58...
...Liquid nitrogen supply pipe, 60...Superconducting coil element, 6
2... Reduced diameter portion, 64... Bearing hub member, 66...
・Longitudinal groove portion, 68...first support plate member, 70・
... Permanent magnet element, 72 ... Superconducting coil element, 74
...Superconducting layer, 76...Second support plate element, 7th...
...Permanent magnet element, 80...Rotary encoder, 8
2... Cylindrical arm member, 84... Linear encoder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、ロッド部材(52)と、このロッド部材に対してそ
の中心軸線に沿って移動自在にしかし該中心軸線の回り
では非回転状態に装着された第1の支持板要素(68)
と、前記ロッド部材に対してその中心軸線に沿って移動
自在にしかも該中心軸線の回りで回転自在に装着された
第2の支持板要素(76)とを具備し、前記第1および
第2の支持板要素は強磁性材料から作られ、しかも互い
に一体的に前記ロッド部材の長手方向に沿って移動し得
るようになっており、前記第1の支持板要素がステータ
として、また前記第2の支持板要素がロータとして機能
するようなフラットモータを構成すべく該第1および第
2の支持板要素の内側両対向面の一方には前記ロッド部
材の中心軸線の回りに沿って偶数の永久磁石要素(78
)が極性を交互に異ならせるような態様で設けられると
共に該内側両対向面の他方には偶数の超電導コイル要素
(72)が設けられ、更に、前記第1および第2の支持
板要素を磁気作用で前記ロッド部材上でその中心軸線に
沿って往復運動させるための磁気駆動手段を具備し、こ
の磁気駆動手段が少なくとも1つの永久磁石要素(70
)と少なくとも1つの超電導コイル要素(60)とから
構成され、前記少なくとも1つの永久磁石要素と前記少
なくとも1つの超電導コイル要素のいずれか一方が前記
第1の支持板要素の外側面に取り付けられると共にその
他方が前記ロッド部材に対して不動状態となるような態
様で該第1の支持板要素の外側面の側と向かい合うよう
に固定配置されていることを特徴とする往復運動兼回転
運動機構。
1. A rod member (52) and a first support plate element (68) mounted movably relative to the rod member along its central axis but non-rotatably about the central axis;
and a second support plate element (76) mounted to the rod member so as to be movable along the central axis thereof and rotatable around the central axis; The support plate elements are made of ferromagnetic material and are movable together with each other along the longitudinal direction of the rod member, the first support plate element serving as a stator and the second support plate element acting as a stator. In order to construct a flat motor in which the support plate element functions as a rotor, one of the inner opposing surfaces of the first and second support plate elements has an even number of permanent holes along the central axis of the rod member. Magnetic element (78
) are provided in such a manner that their polarities alternately differ, and an even number of superconducting coil elements (72) are provided on the other of the inner opposing surfaces, and further, the first and second support plate elements are magnetically connected. magnetic drive means for operatively causing reciprocating movement on said rod member along its central axis, said magnetic drive means comprising at least one permanent magnet element (70);
) and at least one superconducting coil element (60), one of the at least one permanent magnet element and the at least one superconducting coil element being attached to the outer surface of the first support plate element; A reciprocating and rotational movement mechanism, characterized in that the other side is fixedly disposed facing the outer surface of the first support plate element in such a manner that the other side is immovable with respect to the rod member.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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