JPH01318563A - Actuator - Google Patents

Actuator

Info

Publication number
JPH01318563A
JPH01318563A JP63150308A JP15030888A JPH01318563A JP H01318563 A JPH01318563 A JP H01318563A JP 63150308 A JP63150308 A JP 63150308A JP 15030888 A JP15030888 A JP 15030888A JP H01318563 A JPH01318563 A JP H01318563A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric motor
actuator
traveling wave
voltage
driven member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP63150308A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0714276B2 (en
Inventor
Ryozo Masaki
良三 正木
Masahiro Shikayama
昌宏 鹿山
Hiroshi Hayashida
林田 弘
Hideki Nihei
秀樹 二瓶
Yasunori Katayama
片山 恭紀
Hiroshi Nagase
博 長瀬
Toshihiko Matsuda
敏彦 松田
Kenzo Kamiyama
神山 健三
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP63150308A priority Critical patent/JPH0714276B2/en
Priority to US07/367,663 priority patent/US4983875A/en
Priority to EP19890111222 priority patent/EP0347846A3/en
Publication of JPH01318563A publication Critical patent/JPH01318563A/en
Publication of JPH0714276B2 publication Critical patent/JPH0714276B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02Sensing devices
    • B25J19/021Optical sensing devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00Joints
    • B25J17/02Wrist joints
    • B25J17/0258Two-dimensional joints
    • B25J17/0275Universal joints, e.g. Hooke, Cardan, ball joints
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/046Revolute coordinate type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/108Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors around multiple axes of rotation, e.g. spherical rotor motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/10Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
    • H02N2/16Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To miniaturize and lighten an apparatus by arranging piezoelectric motor elements generating progressive waves in one direction and those generating progressive waves in the direction perpendicularly intersecting to one direction on the whole spherical surface through putting both piezoelectric motor elements side by side alternately. CONSTITUTION:In a video camera subject automatic tracking apparatus using an actuator, a video camera 2 photographing a subject 1 is fitted to the actuator 4 installed on a tripod 3. Also, the apparatus is equipped with a picture- processing circuit 5, to which the picture signal P of the subject 1 is inputted, and a voltage command circuit 6 generating an alternating voltage in the directions of three axes perpendicularly intersecting each other of the actuator 4. In this case, the actuator 4 is constituted by a driving member 4a, a driven member 4b fitted with the video camera 2, and piezoelectric motor elements 7. Further, the driving member 4a has a spherical surface on the inside and piezoelectric motor elements 7a, 7b generating progressive waves in the directions perpendicularly intersecting each other are adjacently arranged on the inner surface of the driving member so that the driven member 4b is moved in the directions of X- to Y-axes.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は2自由度以上の可動機能を持つアクチュエータ
およびそのアクチュエータを用いたロボット機構に係り
、特にビデオカメラの被写体自動追従装置、ロボットの
関節装置に好適なアクチュエータに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an actuator having a movable function with two or more degrees of freedom and a robot mechanism using the actuator, and particularly relates to an automatic subject tracking device for a video camera, and a robot joint. The present invention relates to an actuator suitable for the device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ロボットの関節などに適用できる圧電素子を用いたアク
チュエータとしては、特開昭62−141978号公報
に記載のように、複数のリング状圧電モータ要素を用い
た方法が考えられていた。この方法は小型・軽量なアク
チュエータを構成できる利点を持っている。
As an actuator using a piezoelectric element that can be applied to the joints of a robot, a method using a plurality of ring-shaped piezoelectric motor elements has been considered, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 141978/1983. This method has the advantage that a small and lightweight actuator can be constructed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、上記従来のアクチュエータは、複数のリング状
圧電モータ要素を用いるため、駆動部材と被駆動部材が
接する面積に比べて、圧電素子で駆動できる面積が非常
に小さく、駆動力が少なくなる問題点があった。
However, since the conventional actuator described above uses multiple ring-shaped piezoelectric motor elements, the area that can be driven by the piezoelectric element is very small compared to the area where the driving member and the driven member are in contact, resulting in a problem that the driving force is reduced. was there.

本発明の目的は、圧電素子で駆動できる面積を広げ、小
型・軽量でしかも大きな駆動力を発生できるアクチュエ
ータを構成することにある。
An object of the present invention is to expand the area that can be driven by a piezoelectric element and to construct an actuator that is small and lightweight and can generate a large driving force.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は、リング状圧電モータ要素でなく、一つの方
向の進行波を発生する圧電モータ要素とそれと異なる方
向、例えば、直交する方向の進行波を発生する圧電モー
タ要素を交互に並べて、駆動部材と被駆動部材との間の
球状面全体に配置することにより、達成される。
The above purpose is to create a driving member by alternately arranging piezoelectric motor elements that generate traveling waves in one direction and piezoelectric motor elements that generate traveling waves in a different direction, for example, orthogonal directions, instead of using ring-shaped piezoelectric motor elements. This is achieved by arranging the entire spherical surface between the drive member and the driven member.

また、異なる方向の進行波を発生する2種の圧電モータ
要素を任意に配置する場合には、各圧電モータ要素に供
給する電圧の大きさ、位相をそれぞれ制御することによ
り、達成される。
Furthermore, when two types of piezoelectric motor elements that generate traveling waves in different directions are arbitrarily arranged, this can be achieved by controlling the magnitude and phase of the voltage supplied to each piezoelectric motor element.

〔作用〕[Effect]

圧電素子に電圧を印加すると伸縮するので、交番電圧を
印加することにより振動が発生する。このような2つの
圧電素子をλ/4(λ:振動波長)だけずらせて接着し
、しかも、それぞれの圧電素子に印加する電圧の大きさ
9位相を変えることにより、進行波を発生させることが
できる。これを一方向の進行波を発生する圧電モータ要
素と呼んでいる。そこで、このある一方向の進行波を発
生する圧電モータ要素と、異なる方向の進行波を発生す
る圧電モータ要素を交互に、球状面で接する駆動部材と
被駆動部材の間の全面に配置し、印加する電圧を制御す
ることで、機構的に動作可能な方向に被駆動部材を動作
できる。直交する3方向に被駆動部材をそれぞれ動作さ
せるための圧電モータ要素を決めておくことにより、3
方向の動きを簡単な電圧制御で行うことができる。また
、各圧電モータ要素の電圧を独立に制御できる場合には
、圧電モータ要素の進行波の方向は任意に設定しても、
被駆動部材の姿勢に任意に動かすことができる。
When a voltage is applied to a piezoelectric element, it expands and contracts, so applying an alternating voltage generates vibrations. By gluing these two piezoelectric elements with a difference of λ/4 (λ: vibration wavelength) and changing the magnitude and phase of the voltage applied to each piezoelectric element, it is possible to generate a traveling wave. can. This is called a piezoelectric motor element that generates a traveling wave in one direction. Therefore, piezoelectric motor elements that generate traveling waves in one direction and piezoelectric motor elements that generate traveling waves in different directions are alternately arranged on the entire surface between the driving member and the driven member that are in contact with each other at the spherical surface. By controlling the applied voltage, the driven member can be moved in a mechanically movable direction. By determining piezoelectric motor elements for operating the driven member in three orthogonal directions, three
Directional movement can be performed by simple voltage control. Furthermore, if the voltage of each piezoelectric motor element can be controlled independently, the direction of the traveling wave of the piezoelectric motor element can be set arbitrarily;
The position of the driven member can be moved arbitrarily.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

第1図は本発明のアクチュエータをビデオカメラ被写体
自動追従装置に適用した例である。被写体1を撮影する
ビデオカメラ2は三脚3の上に設置されたアクチュエー
タ4に取付けられている。
FIG. 1 shows an example in which the actuator of the present invention is applied to an automatic subject tracking device for a video camera. A video camera 2 for photographing a subject 1 is attached to an actuator 4 placed on a tripod 3.

このアクチュエータ4は駆動部材4aと被駆動部材4b
から構成されている。
This actuator 4 includes a driving member 4a and a driven member 4b.
It consists of

まず、ビデオカメラ2で撮影された被写体1の画像信号
Pを画像処理回路5に入力する。この画像処理回路5に
は前回までの撮影された画像信号pの情報を記憶してお
き、今回の画像信号pの情報と比較し、画像処理を行う
。例えば、画像処理技術で用いられる方法としては、輪
郭強調、差分。
First, an image signal P of the subject 1 photographed by the video camera 2 is input to the image processing circuit 5. The image processing circuit 5 stores information on the image signal p taken up to the previous time, compares it with information on the current image signal p, and performs image processing. For example, methods used in image processing technology include edge enhancement and subtraction.

重み付は手法などがあり、これらを用いて被写体1の動
きの情報を得る。この情報をもとにビデオカメラ2の移
動指令θRを画像処理回路5で演算し、電圧制御何路6
に入力する。この電圧制御何路6では、移動指令ORに
基づき、アクチュエータ4の直交する三軸方向の交番電
圧V X r V Y r V Zを発生する。これに
より、アクチュエータが駆動し、ビデオカメラ2を被写
体1の動きに合わせて追従させることができる。なお、
被写体1の中で最も撮影したい対象の移動を検出する必
要があるが、この方法としてはいくつか考えられる。例
えば、撮影したい対象を常に画像の中心にすれば、中心
の移動の重み付けを重くすればよい。また、全体の流れ
(例えば1人の流れや雲の流れ)を追っていく場合は、
画像全体の移動の平均を移動指令θRとすれば、被写体
自動追従制御を行うことができる。
There are various weighting methods, and information on the movement of the subject 1 is obtained using these methods. Based on this information, the image processing circuit 5 calculates a movement command θR for the video camera 2, and the voltage control path 6
Enter. This voltage control path 6 generates alternating voltages V X r V Y r V Z in three orthogonal axes directions of the actuator 4 based on the movement command OR. Thereby, the actuator is driven, and the video camera 2 can be made to follow the movement of the subject 1. In addition,
It is necessary to detect the movement of the object most desired to photograph among the objects 1, and there are several possible methods for this. For example, if the object to be photographed is always placed at the center of the image, weighting of the movement of the center may be increased. Also, if you want to follow the overall flow (for example, the flow of one person or the flow of clouds),
If the average movement of the entire image is used as the movement command θR, automatic subject tracking control can be performed.

では、本発明のアクチュエータ4について詳細を述べる
。第2図はアクチュエータ4の断面図を示したものであ
る。アクチュエータ4は三脚3に設置された駆動部材4
a、ビデオカメラ2を取付ける被駆動部材4b、被駆動
部材4bを駆動する圧電モータ要素7から構成される。
Now, the actuator 4 of the present invention will be described in detail. FIG. 2 shows a sectional view of the actuator 4. The actuator 4 is a driving member 4 installed on the tripod 3.
a, a driven member 4b to which the video camera 2 is attached, and a piezoelectric motor element 7 that drives the driven member 4b.

まず、駆動部材4aは内側が球状になった面を持ってい
る。この面に内接する球状の部分を持つ被駆動部材4b
は駆動部材4a内に挿入され、その球の中心を原点とす
る直交するX軸、Y軸、Z軸を中心とする方向にそれぞ
れ回転運動ができるようになっている。
First, the driving member 4a has a spherical inner surface. Driven member 4b having a spherical portion inscribed in this surface
is inserted into the drive member 4a, and can rotate in directions centered on the X-axis, Y-axis, and Z-axis, which are perpendicular to each other with the center of the sphere as the origin.

ここで、進行波を発生する圧電モータ要素7の原理を第
3図で説明しておく。圧電素子8は電圧の方向、大きさ
により歪みを生じる性質がある。
Here, the principle of the piezoelectric motor element 7 that generates traveling waves will be explained with reference to FIG. The piezoelectric element 8 has the property of causing distortion depending on the direction and magnitude of voltage.

そこで、第3図(a)のように電圧Vにより、伸びる圧
電素子と縮む圧電素子を交互に配置しておく。第3図(
a)と反対方向に電圧Vを印加すると、第3図(a)の
矢印と反対方向に歪みが生じる。このような圧電素子8
を弾性体9に接着し、圧電素子8に電圧Vを印加すると
、第3図(b)のように変形する。この構成のとき、電
圧Vのかわりに交番電圧Vを印加すると、定在波となる
Therefore, as shown in FIG. 3(a), the piezoelectric elements that expand and the piezoelectric elements that contract are arranged alternately depending on the voltage V. Figure 3 (
When voltage V is applied in the direction opposite to a), distortion occurs in the direction opposite to the arrow in FIG. 3(a). Such a piezoelectric element 8
When the piezoelectric element 8 is bonded to the elastic body 9 and a voltage V is applied to the piezoelectric element 8, the piezoelectric element 8 is deformed as shown in FIG. 3(b). In this configuration, if an alternating voltage V is applied instead of the voltage V, a standing wave is generated.

この定在波の波長をλとしておく。次に、第3図(Q)
のように、弾性体9に接着した圧電素子8aに対して歪
み方がλ/4(ただし、λ:定在波の波長)だけ異なる
ように圧電素子8bを、圧電素子8aに接着させる。こ
れが圧電モータ要素7の構成である。そして、圧電素子
8aに印加する交番電圧Vaよりも圧電素子8bに印加
する交番電圧■5の位相のほうが90度遅くなるように
する。
Let the wavelength of this standing wave be λ. Next, Figure 3 (Q)
The piezoelectric element 8b is bonded to the piezoelectric element 8a so that the strain is different from the piezoelectric element 8a bonded to the elastic body 9 by λ/4 (where λ is the wavelength of the standing wave) as shown in FIG. This is the configuration of the piezoelectric motor element 7. The phase of the alternating voltage (2)5 applied to the piezoelectric element 8b is made to be 90 degrees slower than the alternating voltage Va applied to the piezoelectric element 8a.

このとき、第3図(c)に示した圧電モータ要素の波形
は第3図(d)に示すように時間経過とともに右側に移
動する。また、交番電圧Vbの位相が交番電圧Vaの位
相よりも90度進んでいる場合は、逆に移動する。これ
が進行波を発生する圧電モータ要素の原理である。なお
、説明の都合上。
At this time, the waveform of the piezoelectric motor element shown in FIG. 3(c) moves to the right as time passes, as shown in FIG. 3(d). Further, when the phase of the alternating voltage Vb is 90 degrees ahead of the phase of the alternating voltage Va, the phase shifts in the opposite direction. This is the principle of piezoelectric motor elements that generate traveling waves. For convenience of explanation.

第3図(c)の電圧を正弦波状の交番電圧としたが、交
番電圧であれば同様に動作する。
Although the voltage shown in FIG. 3(c) is a sinusoidal alternating voltage, the same operation will occur if the voltage is an alternating voltage.

では、本実施例が直交する3方向に回転する原理につい
て述べる。第4図に本発明の特徴である圧電モータ要素
の並べ方を示す。第4図は第2図において被駆動部材4
bを取除いたときの駆動部材4a内の構造を示すもので
ある。各電f−タ要素内に示しである矢印は進行波の方
向であり、隣り合う圧電モータ要素7a、7bは互いに
直交する方向に進行波を発生させるように、球状の内面
全面に配置する。次に、第1図の電圧制御何路6から出
力される3方向を駆動するための交番電圧vx、vy、
vzは第4図内に示すx、y、zの圧電モータ要素にそ
れぞれ印加される。このようにすれば、比較的簡単な電
圧制御何路で直交する3方向を中心とする回転運動を独
立に行うことができる。
The principle by which this embodiment rotates in three orthogonal directions will now be described. FIG. 4 shows how piezoelectric motor elements are arranged, which is a feature of the present invention. Figure 4 shows the driven member 4 in Figure 2.
It shows the structure inside the drive member 4a when b is removed. The arrow shown inside each electric motor element indicates the direction of the traveling wave, and adjacent piezoelectric motor elements 7a and 7b are arranged on the entire surface of the spherical inner surface so as to generate traveling waves in mutually orthogonal directions. Next, the alternating voltages vx, vy for driving the three directions output from the voltage control circuit 6 in FIG.
vz is applied to the x, y, and z piezoelectric motor elements shown in FIG. 4, respectively. In this way, rotational motion around three orthogonal directions can be independently performed using relatively simple voltage control paths.

したがって、本実施例によれば、接触する駆動部材の全
面に駆動力を発生させる圧電モータ要素を配置できるの
で、小型、軽量で、しかも、大きい駆動力を持つアクチ
ュエータを構成できる。また、このアクチュエータを用
いれば、3自由度の動作を1つのアクチュエータで構成
できるので、被写体自動追従装置自体も小型、軽量化を
図ることができる。さらに、画像信号をフィードバック
して制御する際、ギヤなどを介さず、直接アクチュエー
タを位置決めできるので、振動がなく、応答性の良い自
動追従装置となる。この装置は船上やヘリコプタの上に
おける撮影のとき、床のゆれもフィードバックできるの
で、安定した画像を撮影できる。
Therefore, according to this embodiment, the piezoelectric motor element that generates the driving force can be disposed on the entire surface of the driving member that comes into contact with it, so that it is possible to configure an actuator that is small, lightweight, and has a large driving force. Further, if this actuator is used, operations with three degrees of freedom can be configured with one actuator, so the automatic subject tracking device itself can be made smaller and lighter. Furthermore, when performing control by feeding back image signals, the actuator can be directly positioned without using gears, resulting in an automatic tracking device with no vibration and good responsiveness. When photographing on a ship or a helicopter, this device can provide feedback on the shaking of the floor, allowing stable images to be taken.

第12図は第4図よりもZ軸を中心とする回転運動の駆
動力を増すようにした他の実施例である。
FIG. 12 shows another embodiment in which the driving force for rotational movement around the Z axis is increased compared to that in FIG. 4.

第4図と異なる点は各圧電モータ要素がそれぞれ特定の
一軸に対してだけ働くのではなく、他の軸の回転運動に
も寄与できる点である。これについて以下説明する。
The difference from FIG. 4 is that each piezoelectric motor element does not work only on one specific axis, but can also contribute to the rotational movement of other axes. This will be explained below.

本実施例では、電圧制御何路から出力される交番電圧V
X、VY、VZは直接各圧電モータ要素に入力されるの
ではなく、電圧指令切換回路51に入力される。電圧指
令切換回路51ではそれらの交番電圧の値に従って、そ
れぞれの軸方向の回転に適した駆動力を与えるように、
圧電モータ駆動回路52に指令が与えられる。それによ
り、各圧電モータ要素に印加される電圧を発生している
In this embodiment, the alternating voltage V output from which voltage control path is
X, VY, and VZ are not directly input to each piezoelectric motor element, but are input to a voltage command switching circuit 51. The voltage command switching circuit 51 applies driving force suitable for rotation in each axial direction according to the values of these alternating voltages.
A command is given to the piezoelectric motor drive circuit 52. This generates a voltage that is applied to each piezoelectric motor element.

第12図の2つの圧電モータ要素7c、7dを例にとっ
て説明する。例えば、Z軸を中心とする回転運動をさせ
る場合には、同じ方向の進行波を発生させることにより
駆動することができる。逆に。
This will be explained by taking two piezoelectric motor elements 7c and 7d in FIG. 12 as an example. For example, when rotating around the Z-axis, driving can be done by generating traveling waves in the same direction. vice versa.

逆方向の進行波を発生させれば、Z軸を中心とする方向
の回転運動を行わせることができる。このように、電圧
指令切換回路51を用いることにより、2方向以上の駆
動力を発生させるために使用することができる。
By generating a traveling wave in the opposite direction, it is possible to perform rotational movement in a direction centered on the Z-axis. In this way, by using the voltage command switching circuit 51, it can be used to generate driving force in two or more directions.

したがって、本実施例を用いれば、望む方向への回転運
動の駆動力をさらに増すことができる。
Therefore, by using this embodiment, the driving force for rotational movement in a desired direction can be further increased.

第5図は遠隔操作によりビデオカメラの撮影位置を決め
る遠隔操作ビデオカメラ装置に本発明のアクチュエータ
を適用したときの一実施例である。
FIG. 5 shows an embodiment in which the actuator of the present invention is applied to a remote-controlled video camera device that determines the shooting position of a video camera by remote control.

第4図は画像処理回路5のかわりに遠隔操作器12を用
いること、アクチュエータ4の構造が異なること、の2
点が第1図と異なっている。
FIG. 4 shows two things: a remote controller 12 is used instead of the image processing circuit 5, and the structure of the actuator 4 is different.
This figure differs from Figure 1 in several points.

まず、被写体1の中、あるいはビデオカメラ2から離れ
た地点にいる撮影者は遠隔操作器12にある3つの遠隔
操作レバー13を操作し、上下信号UD、左右信号LR
,ズーム信号ZMを発生する。ズーム信号ZMはビデオ
カメラ2に入力され、レンズの位置を動かすことにより
、画像の大きさを変える。また、上下信号UD、左右信
号LRは電圧制御何路6に入力される。電圧制御何路6
では、これらの信号に従って、アクチュエータ4の圧電
素子に印加する交番電圧V UD 、 V LRを発生
する。
First, a photographer who is inside the subject 1 or at a point away from the video camera 2 operates the three remote control levers 13 on the remote control device 12 to send the up/down signal UD and the left/right signal LR.
, generates a zoom signal ZM. The zoom signal ZM is input to the video camera 2, and the size of the image is changed by moving the position of the lens. Further, the up/down signal UD and the left/right signal LR are input to a voltage control path 6. Voltage control number 6
Then, according to these signals, alternating voltages V UD and V LR to be applied to the piezoelectric element of the actuator 4 are generated.

次に、第1図と異なるアクチュエータの構成について第
6図を用いて説明する。第6図は第5図のアクチュエー
タ4を駆動部材4Cと被駆動部材4dに分解した図であ
る。駆動部材4Cにはビデオカメラ2を駆動部材4Cの
座標軸Z軸を中心に回転させるための回転用圧電モータ
要素14が取付けている。また、被駆動部材4dにはビ
デオカメラ2を上下させるため、被駆動部材4dの座標
軸X′軸を中心に回転するように上下用圧電モー力要素
15が取付けである。回転用及び上下用圧電モータ要素
14.15にそれぞれ交番電圧VLRtvuoを入力す
れば、常に画像上の上下関係と実際の被写体の上下関係
を保ちながら遠隔操作によりビデオカメラの撮影を行う
ことができる。また、アクチュエータの構造からビデオ
カメラ2の上下方向は180度以上の可動範囲をとるこ
とができ、真上や真下を含めて全方向を撮影できる。
Next, the structure of the actuator that is different from that in FIG. 1 will be explained using FIG. 6. FIG. 6 is an exploded view of the actuator 4 shown in FIG. 5 into a driving member 4C and a driven member 4d. A rotation piezoelectric motor element 14 for rotating the video camera 2 around the coordinate axis Z-axis of the drive member 4C is attached to the drive member 4C. Further, in order to move the video camera 2 up and down, a vertical piezoelectric motor element 15 is attached to the driven member 4d so as to rotate around the coordinate axis X' axis of the driven member 4d. By inputting the alternating voltage VLRtvuo to the rotational and vertical piezoelectric motor elements 14 and 15, respectively, it is possible to take pictures with the video camera by remote control while always maintaining the vertical relationship on the image and the vertical relationship of the actual subject. Further, due to the structure of the actuator, the video camera 2 can have a movable range of 180 degrees or more in the vertical direction, and can photograph in all directions including directly above and directly below.

したがって、この実施例によれば、複雑な座標変換を行
うことなく、常に画像の上下関係の正しい撮影を全方向
で行うことができる。また、圧電モータ要素は2つでよ
く、電圧制御何路を簡単化できる。さらに、圧電素子の
取付けを駆動部材だけでなく、被駆動部材にも取付ける
ことにより、圧電モータ要素の配置面積をさらに広げる
ことができ、駆動力の大きいアクチュエータを構成でき
る。この装置を用いれば、撮影者自身が被写体となるこ
ともできる。特に、この装置は安価に構成できる特長も
持っている。
Therefore, according to this embodiment, images can always be photographed in all directions with the correct vertical relationship without performing complicated coordinate transformation. Furthermore, only two piezoelectric motor elements are required, and the number of voltage control paths can be simplified. Furthermore, by attaching the piezoelectric element not only to the driving member but also to the driven member, the area in which the piezoelectric motor element is arranged can be further expanded, and an actuator with a large driving force can be constructed. Using this device, the photographer himself can become the subject. In particular, this device has the advantage of being inexpensive to construct.

第7図は組立作業用ロボットに本発明のアクチュエータ
を適用した一実施例である。これは作業台16の上に置
かれた部品17aをベルトコンベア18上の部品17b
にロボットを用いて挿入する工程を示している。部品1
7aを部品17bに挿入するとき、そのはめあいの偏差
を位置偏差検出器19により検出する。位置偏差検出器
19としては、例えば、画像処理による方法などがある
FIG. 7 shows an embodiment in which the actuator of the present invention is applied to an assembly work robot. This transfers the part 17a placed on the workbench 16 to the part 17b on the belt conveyor 18.
This figure shows the process of inserting the paper into the container using a robot. Part 1
When inserting 7a into component 17b, the positional deviation detector 19 detects the deviation in the fit. As the positional deviation detector 19, for example, there is a method using image processing.

この位置偏差検出器19から得られた偏差信号εはロボ
ット制御袋[20に入力される。ロボット制御袋W20
では、はめあいの偏差を少なくなるように制御演算が行
われ、ロボットの関節となっている各アクチュエータの
印加電圧Vl、’/2. V3を出力する。これらの印
加電圧VL、V2.V3により、第1.第2及び第3の
アクチュエータ21゜22.23が動作し、先端アーム
24により部品17aを部品17bに挿入することがで
きる。
The deviation signal ε obtained from the position deviation detector 19 is input to the robot control bag [20]. Robot control bag W20
In this case, a control calculation is performed to reduce the deviation of the fit, and the applied voltage Vl,'/2. Outputs V3. These applied voltages VL, V2. By V3, the 1st. The second and third actuators 21, 22, 23 are operated so that the tip arm 24 can insert the part 17a into the part 17b.

次に、この実施例の特長であるアクチュエータの構造に
ついて、第8図を用いて説明する。この実施例で示した
ロボットは架台となる第1のアクチュエータ21と先端
アーム24を除いて、すべて、第8図(a)にその断面
を示す3自由度アームアクチュエータ25により構成さ
れている。3自由度アームアクチュエータ25を駆動す
る圧電素子は球面状の内面を持つ部分に取付けられてお
り、第3図に示した圧電モータ要素の構成と同じになっ
ている。したがって、直交する三軸いずれの方向にも回
転させることが可能であり、これにより、アクチュエー
タの数が少なくとも従来の6軸で構成されるロボットと
同等以上の動作が可能である。また、3自由度アームア
クチュエータ25の大きさ(球の直径、内球の内径、腕
の長さ)の規格をつくり、大量生産すれば、安価なロボ
ットを容易に構成できる。ロボットの腕も3自由度アー
ムアクチュエータ25を継ぎ足すだけで増やすことがで
き、象の鼻のようなロボットにも適用できる。なお、第
8図(b)に示すように、2自白変アームアクチュエー
タ26も考えられる。これは3つの圧電モータ要素27
,28.29で動作するが、基本的な原理は3自由度ア
ームアクチュエータ25と同じである。
Next, the structure of the actuator, which is a feature of this embodiment, will be explained using FIG. The robot shown in this embodiment is entirely composed of a three-degree-of-freedom arm actuator 25, the cross section of which is shown in FIG. 8(a), except for the first actuator 21 and the tip arm 24, which serve as a pedestal. The piezoelectric element that drives the three-degree-of-freedom arm actuator 25 is attached to a portion having a spherical inner surface, and has the same configuration as the piezoelectric motor element shown in FIG. 3. Therefore, it is possible to rotate in any of the three orthogonal axes, and thereby the robot can perform operations equivalent to or greater than a conventional robot having at least six axes of actuators. Furthermore, by creating a standard for the size of the three-degree-of-freedom arm actuator 25 (diameter of the sphere, inner diameter of the inner sphere, length of the arm) and mass producing it, an inexpensive robot can be easily constructed. The robot's arms can also be increased by simply adding 3-degree-of-freedom arm actuators 25, and can also be applied to robots like elephant trunks. Note that, as shown in FIG. 8(b), a two-confession variable arm actuator 26 is also considered. This consists of three piezoelectric motor elements 27
, 28, 29, but the basic principle is the same as the three-degree-of-freedom arm actuator 25.

この実施例によれば、アームアクチュエータを用いるこ
とにより、より簡単な構成で組立作業用ロボットを構成
できる。また、アームアクチュエータの規格統一も容易
なので、安価でしかも腕の数で任意に設定できるロボッ
トを製造できる。アームアクチュエータの交換も簡単な
ので、故障時の修復時間が短いという特長もある。さら
に、このアクチュエータは摩擦力により動作するので、
停電時にも停電前の姿勢を保持でき、安全性の点からも
優れている。
According to this embodiment, by using the arm actuator, the assembly work robot can be configured with a simpler configuration. In addition, it is easy to standardize arm actuators, so it is possible to manufacture robots that are inexpensive and can be configured with any number of arms. Since the arm actuator is easy to replace, it also has the advantage of shortening the repair time in the event of a failure. Furthermore, since this actuator is operated by frictional force,
Even in the event of a power outage, it can maintain the same posture as before the power outage, which is excellent from a safety standpoint.

第9図は本発明のアクチュエータをねじ止め作業用ロボ
ットに適用した例である。ねじ17cを部品17dのね
じ穴にロボットでねじ止めするための装置を第9図に示
しているが、第7図と異なる点は第3のアクチュエータ
23と先端アーム24のかわりに、中間アーム30と先
端アクチュエータ31を用いたことがある。ねじ止め作
業の場合、先端アクチュエータ31はある位置に達した
後、先端アクチュエータ31の腕を座標とする軸を中心
として高速に回転させる必要がある。そこで、先端アク
チュエータ31の中に取付けられた圧電モータ要素の中
で、先端アクチュエータ31の腕を座標とする軸を中心
として回転する圧電モータ要素だけに電圧を印加すれば
よい。これに対して、第7図で示した実施例で同じ動作
をさせるためには、第3のアクチュエータ23の3つの
圧電モータ要素を動作させなければならない。
FIG. 9 shows an example in which the actuator of the present invention is applied to a screw-fastening robot. FIG. 9 shows a device for screwing the screw 17c into the screw hole of the component 17d by a robot, but the difference from FIG. 7 is that the intermediate arm 30 is used instead of the third actuator 23 and the tip arm 24. I have used the tip actuator 31. In the case of screw fastening work, after the tip actuator 31 reaches a certain position, it is necessary to rotate the tip actuator 31 at high speed about an axis whose coordinate is the arm of the tip actuator 31. Therefore, among the piezoelectric motor elements installed in the tip actuator 31, it is sufficient to apply a voltage only to the piezoelectric motor element that rotates around an axis whose coordinate is the arm of the tip actuator 31. In contrast, in order to perform the same operation in the embodiment shown in FIG. 7, three piezoelectric motor elements of the third actuator 23 must be operated.

しかも、そのための座標変換演算をロボット制御装置2
0で高速に行う必要がある。したがって、第9図の実施
例では作業を行う側にある先端アクチュエータ31を動
作させるため、ねじ止め作業における座標変換は必要な
くなる。
Moreover, the robot controller 2 performs the coordinate transformation calculations for this purpose.
It is necessary to do it at high speed with 0. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 9, since the tip actuator 31 on the side that performs the work is operated, coordinate transformation in the screwing work is not necessary.

また、第10図に示すような各種のアームを用いれば、
ロボット制御に必要な座標変換の数を減らすこともでき
る。つまり、中間アーム30の他に、両方の端に各種の
アクチュエータがついたアームアクチュエータ32,3
3.34が考えられる。これらのアームと第8図に示し
たアームを組合せれば、さらに構造の異なるロボットを
構成できる。
Furthermore, if various arms as shown in Fig. 10 are used,
It is also possible to reduce the number of coordinate transformations required for robot control. In other words, in addition to the intermediate arm 30, there are arm actuators 32, 3 with various actuators attached to both ends.
3.34 is possible. By combining these arms with the arms shown in FIG. 8, it is possible to construct robots with even different structures.

したがって、本実施例を用いれば、ねじ止め作業が高速
で行えるロボットを構成できる。また、各種のアームを
用いれば、それぞれの作業に最適なロボットをつくるこ
とができる。
Therefore, by using this embodiment, it is possible to construct a robot that can perform screw fastening work at high speed. Furthermore, by using various types of arms, it is possible to create a robot that is optimal for each task.

第11図は太陽熱、太陽光を収集するための自動追跡装
置に本発明のアクチュエータを適用した実施例である。
FIG. 11 shows an embodiment in which the actuator of the present invention is applied to an automatic tracking device for collecting solar heat and sunlight.

これは太陽35からの熱や光を太陽熱・太陽光収集器3
6に集め、光・熱転送装置37により必要な所に転送す
ることを目的とした装置である。
This is a solar heat/solar collector 3 that collects heat and light from the sun 35.
This is a device whose purpose is to collect the light at 6 and transfer it to the required place using the light/heat transfer device 37.

まず、太陽熱・太陽光収集器36の面は太陽35に対し
て垂直のとき最も熱や光を収集できるため、太陽位置検
出器38を用いる。この太陽位置検出器38の影の長さ
及び方向を画像センサ39により読み取り、これに基づ
いて、太陽熱・太陽光収集器36の位置を太l535に
一致させるように追跡制御装置40で制御演算を行う。
First, since the solar heat/sunlight collector 36 can collect the most heat and light when its surface is perpendicular to the sun 35, the solar position detector 38 is used. The length and direction of the shadow of the solar position detector 38 are read by the image sensor 39, and based on this, the tracking control device 40 performs control calculations so that the position of the solar heat/sunlight collector 36 matches the diameter 535. conduct.

次に、追跡制御装置40から出力される電圧Vにより、
追跡用アクチュエータ41は動作し、自動的に太陽35
の方向に太陽熱・太陽光収集器36を合わせることがで
きる。なお、追跡用アクチュエータ41は第6図に示し
たアクチュエータと同じ原理のものでよい。
Next, by the voltage V output from the tracking control device 40,
The tracking actuator 41 operates and automatically tracks the sun 35.
The solar heat/sunlight collector 36 can be aligned in the direction of . Note that the tracking actuator 41 may be of the same principle as the actuator shown in FIG.

本実施例によれば、アクチュエータに電圧を印加しない
ときには摩擦力により同じ姿勢を保持できるので、1時
間に数回だけアクチュエータに電圧を印加して制御すれ
ばよく、運転による経費を非常に安くすることができる
。特に、このアクチュエータは小型で大トルクを発生で
き、しかも電源が供給さ九でぃないときも保持力が強い
ので。
According to this embodiment, when no voltage is applied to the actuator, the same posture can be maintained by frictional force, so it is only necessary to apply voltage to the actuator several times per hour for control, which greatly reduces operating costs. be able to. In particular, this actuator is small, can generate large torque, and has strong holding power even when power is not supplied.

このような装置に最適である。It is ideal for such devices.

以上が本発明の詳細な説明であるが1本アクチュエータ
はスポットライト等の照明器具を動かす装置、ピッチン
グマシン等にも適用できることは言うまでもない。また
、実施例では、2自由度。
The above is a detailed explanation of the present invention, but it goes without saying that the single actuator can also be applied to devices that move lighting equipment such as spotlights, pitching machines, etc. In addition, in the example, there are two degrees of freedom.

3自由度の回転ができるアクチュエータについて述べた
が、直線状に移動する機構と組合せることも当然テきる
。さらに、説明の都合上、各圧電素子は決められた一方
向に動かすときだけに用いるように説明したが、多方向
に駆動するために用いることも可能である。追跡装置に
適用する場合には、太陽だけでなく、星9人工衛星、飛
行物体等にも有効である。
Although we have described an actuator that can rotate with three degrees of freedom, it is of course possible to combine it with a mechanism that moves linearly. Furthermore, for convenience of explanation, each piezoelectric element has been described as being used only when moving in one predetermined direction, but it is also possible to use it to drive in multiple directions. When applied to a tracking device, it is effective not only for the sun but also for star 9 artificial satellites, flying objects, etc.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、駆動機構と被用区動機構が接する面積
の大部分に、駆動力を発生する圧電素子を配置できるの
で、小型・軽量でしかも大きな駆動力を発生できるアク
チュエータを構成できる。
According to the present invention, the piezoelectric element that generates the driving force can be disposed in most of the area where the driving mechanism and the working movement mechanism are in contact, so that it is possible to configure an actuator that is small and lightweight and can generate a large driving force.

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

第1図は被写体自動追従装置に適用した本発明の一実施
例の構成図、第2図は第1図で用いたアクチュエータの
構造を示す断面図、第3図は圧電モータ要素の動作原理
を示す構造図、第4図は第2図の被駆動部材を取除いた
ときの断面図、第5図は遠隔操作ビデオカメラ装置に適
用した一実施例の構成図、第6図は第5図に用いたアク
チュエータの分解図、第7図は組立作業用ロボットに適
用した一実施例の構成図、第8図は第7図に用いたアク
チュエータの概略図、第9図はねじ止め作業用ロボット
に適用した一実施例の構成図、第10図はロボットに適
用できるアクチュエータの概略図、第11図は太陽熱・
太陽光を収集するための自動追従装置に適用した一実施
例の構成図、第12図は第4図と異なる他の実施例を示
す駆動部材の断面図である。 1・・・被写体、2・・・ビデオカメラ、3・・・三脚
、4・・・アクチュエータ、5・・・画像処理回路、6
・・・電圧制御何路、7・・・圧電モータ要素、8・・
・圧電素子、9・・・弾性体、12・・・遠隔操作器、
13・・・遠隔操作レバー、14・・・回転用圧電モー
タ要素、15・・・上下用圧電モータ要素、16・・・
作業台、17・・・部品、18・・・ベルトコンベア、
19・・・位置偏差検出器、20・・・ロボット制御装
置、21,22.23・・・アクチュエータ、24・・
・先端アーム、25・・・3自由度アクチュエータ、2
6・・・2自由度アクチュエータ、27,28.29・
・・圧電モータ要素、3o・・・中間アーム、31・・
・先端アクチュエータ、32゜33.34・・・アーム
アクチュエータ、35・・・太陽、36・・・太陽熱・
太陽光収集器、37・・・光・熱転送装置、38・・・
太陽位置検出器、39・・・画像・センサ、40・・・
追跡制御装置、41・・・追跡用アクチュエータ、51
・・・電圧指令切換回路、52・・・圧電モ第 1 囚 茶2図 第3 口 (a) CC) 寮 4圓 寮7区 $q 辺 第t0団 第12m
Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention applied to an automatic subject tracking device, Fig. 2 is a sectional view showing the structure of the actuator used in Fig. 1, and Fig. 3 shows the operating principle of the piezoelectric motor element. FIG. 4 is a cross-sectional view when the driven member of FIG. 2 is removed, FIG. 5 is a configuration diagram of an embodiment applied to a remote-controlled video camera device, and FIG. Fig. 7 is a configuration diagram of an embodiment applied to an assembly robot, Fig. 8 is a schematic diagram of the actuator used in Fig. 7, and Fig. 9 is a screw fastening robot. Fig. 10 is a schematic diagram of an actuator that can be applied to a robot, and Fig. 11 is a schematic diagram of an actuator that can be applied to a robot.
FIG. 12 is a configuration diagram of an embodiment applied to an automatic tracking device for collecting sunlight, and FIG. 12 is a sectional view of a driving member showing another embodiment different from FIG. 4. 1... Subject, 2... Video camera, 3... Tripod, 4... Actuator, 5... Image processing circuit, 6
...How many voltage control paths, 7...Piezoelectric motor element, 8...
・Piezoelectric element, 9... Elastic body, 12... Remote controller,
13...Remote control lever, 14...Rotation piezoelectric motor element, 15...Vertical piezoelectric motor element, 16...
Workbench, 17... Parts, 18... Belt conveyor,
19...Position deviation detector, 20...Robot control device, 21, 22.23...Actuator, 24...
・Tip arm, 25...3 degrees of freedom actuator, 2
6...2 degrees of freedom actuator, 27, 28.29.
... Piezoelectric motor element, 3o... Intermediate arm, 31...
・Tip actuator, 32° 33.34...Arm actuator, 35...Sun, 36...Solar heat・
Solar collector, 37... Light/heat transfer device, 38...
Solar position detector, 39... Image sensor, 40...
Tracking control device, 41... Tracking actuator, 51
... Voltage command switching circuit, 52 ... Piezoelectric motor No. 1 Prisoner 2 Figure 3 Exit (a) CC) Dormitory 4 Enryo 7 ward $q Side t0 Group 12m

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.一方向に進行波を発生させる1個又は1群の圧電モ
ータ要素と、前記進行波と異なる方向に進行波を発生さ
せる他の1個又は1群の圧電モータ要素とを、交互に、
球面で内接する駆動部材と被駆動部材の間に介在させ、
上記圧電モータ要素に電圧を供給する電源を有すること
を特徴とするアクチユエータ。
1. Alternating one or one group of piezoelectric motor elements that generate a traveling wave in one direction and another one or one group of piezoelectric motor elements that generate a traveling wave in a direction different from the traveling wave,
interposed between a driving member and a driven member that are inscribed on a spherical surface,
An actuator comprising a power source that supplies voltage to the piezoelectric motor element.
2.一方向に進行波を発生させる1個又は1群の圧電モ
ータ要素と、前記進行波と異なる方向に進行波を発生さ
せる他の1個又は1群の圧電モータ要素とを、交互に、
球面で内接する駆動部材と被駆動部材の間に介在させ、
上記圧電モータ要素に電圧を供給する電源を有するアク
チユエータと、移動物体の動きに応答した信号を検出す
る検出回路と、上記検出回路からの出力に対応して上記
被駆動部材が少なくとも2自由度以上に可動になるよう
に上記アクチユエータに供給する電圧を制御する電圧制
御回路と、を有することを特徴とする移動物体追尾装置
2. Alternating one or one group of piezoelectric motor elements that generate a traveling wave in one direction and another one or one group of piezoelectric motor elements that generate a traveling wave in a direction different from the traveling wave,
interposed between a driving member and a driven member that are inscribed on a spherical surface,
an actuator having a power source that supplies voltage to the piezoelectric motor element; a detection circuit that detects a signal in response to the movement of a moving object; A moving object tracking device comprising: a voltage control circuit that controls voltage supplied to the actuator so that the actuator is movable.
3.一方向に進行波を発生させる1個又は1群の圧電モ
ータ要素と、前記進行波と異なる方向に進行波を発生さ
せる他の1個又は1群の圧電モータ要素とを、交互に、
球面で内接する駆動部材と被駆動部材の間に介在させ、
上記圧電モータ要素に電圧を供給する電源を有するアク
チユエータと、被作業物体の位置に応答した信号を検出
する検出回路と、上記検出回路からの出力に対応して上
記被駆動部材が少なくとも2自由度以上に可動になるよ
うに上記アクチユエータに供給する電圧を制御する電圧
制御回路と、を有することを特徴とする作業用ロボット
3. Alternating one or one group of piezoelectric motor elements that generate a traveling wave in one direction and another one or one group of piezoelectric motor elements that generate a traveling wave in a direction different from the traveling wave,
interposed between a driving member and a driven member that are inscribed on a spherical surface,
an actuator having a power source for supplying voltage to the piezoelectric motor element; a detection circuit for detecting a signal responsive to the position of the object to be worked; A working robot, comprising: a voltage control circuit that controls voltage supplied to the actuator so that the actuator can move more than 100 degrees.
4.一方向に進行波を発生させる1個又は1群の圧電モ
ータ要素と、前記進行波と異なる方向に進行波を発生さ
せる他の1個又は1群の圧電モータ要素とを、任意に、
球面で内接する駆動部材と被駆動部材の間に介在させ、
上記圧電モータ要素に電圧を供給する電源を有し、上記
電源から上記圧電モータ要素に供給する電圧の大きさ又
は位相を制御することにより、上記被駆動部材が2自由
度以上に可動であるようにしたことを特徴とするアクチ
ユエータ。
4. Optionally, one or one group of piezoelectric motor elements generates a traveling wave in one direction, and another one or one group of piezoelectric motor elements generates a traveling wave in a direction different from the traveling wave.
interposed between a driving member and a driven member that are inscribed on a spherical surface,
The driven member has a power supply that supplies voltage to the piezoelectric motor element, and controls the magnitude or phase of the voltage supplied from the power supply to the piezoelectric motor element, so that the driven member can move in two or more degrees of freedom. An actuator characterized by:
5.一方向に進行波を発生させる1個又は1群の圧電モ
ータ要素と、前記進行波と異なる方向に進行波を発生さ
せる他の1個又は1群の圧電モータ要素とを、任意に、
球面で内接する駆動部材と被駆動部材の間に介在させ、
上記圧電モータ要素に電圧を供給する電源を有し、上記
電源から上記圧電モータ要素に供給する電圧の大きさ又
は位相を制御することにより、上記被駆動部材が2自由
度以上に可動であるようにしたアクチユエータと、移動
物体の動きに応答した信号を検出する検出回路と、上記
検出回路からの出力に対応して上記被駆動部材が少なく
とも2自由度以上に可動になるように上記アクチユエー
タに供給する電圧を制御する電圧制御回路と、を有する
ことを特徴とする移動物体追尾装置。
5. Optionally, one or one group of piezoelectric motor elements generates a traveling wave in one direction, and another one or one group of piezoelectric motor elements generates a traveling wave in a direction different from the traveling wave.
interposed between a driving member and a driven member that are inscribed on a spherical surface,
The driven member has a power supply that supplies voltage to the piezoelectric motor element, and controls the magnitude or phase of the voltage supplied from the power supply to the piezoelectric motor element, so that the driven member can move in two or more degrees of freedom. a detection circuit that detects a signal responsive to the movement of a moving object; and a detection circuit that supplies signals to the actuator so that the driven member can move in at least two degrees of freedom in response to the output from the detection circuit. A moving object tracking device comprising a voltage control circuit that controls a voltage.
6.一方向に進行波を発生させる1個又は1群の圧電モ
ータ要素を球状の駆動部材にリング状又は全面に配置し
、前記進行波と異なる方向の進行波を発生させる他の1
個又は1群の圧電モータ要素を前記駆動部材と球面で内
接する被駆動部材の内面に配置するとともに、上記圧電
モータ要素に電圧を供給する電源を有することを特徴と
するアクチユエータ。
6. Another method in which one or a group of piezoelectric motor elements that generate a traveling wave in one direction is arranged in a ring shape or on the entire surface of a spherical driving member, and generates a traveling wave in a direction different from the traveling wave.
An actuator characterized in that a piezoelectric motor element or a group of piezoelectric motor elements are disposed on an inner surface of a driven member that is spherically inscribed with the driving member, and the actuator has a power supply that supplies voltage to the piezoelectric motor element.
7.一方向に進行波を発生させる1個又は1群の圧電モ
ータ要素を球状の駆動部材にリング状又は全面に配置し
、前記進行波と異なる方向の進行波を発生させる他の1
個又は1群の圧電モータ要素を前記駆動部材と球面で内
接する被駆動部材の内面に配置するとともに、上記圧電
モータ要素に電圧を供給する電源を有するアクチユエー
タと、移動物体の動きに応じて信号を出力する手段と、
上記信号出力手段からの出力に応じて上記被駆動部材が
少なくとも2自由度以上に可動になるように上記アクチ
ユエータに供給する電圧を制御する電圧制御回路と、を
有することを特徴とする移動物体追尾装置。
7. Another method in which one or a group of piezoelectric motor elements that generate a traveling wave in one direction is arranged in a ring shape or on the entire surface of a spherical driving member, and generates a traveling wave in a direction different from the traveling wave.
A piezoelectric motor element or a group of piezoelectric motor elements are disposed on an inner surface of a driven member that is spherically inscribed with the driving member, and an actuator having a power supply for supplying voltage to the piezoelectric motor element, and a signal generator that generates a signal according to the movement of a moving object. a means for outputting
a voltage control circuit that controls a voltage supplied to the actuator so that the driven member is movable in at least two degrees of freedom in accordance with the output from the signal output means; Device.
8.接続部材の一端に、球状内表面に圧電モータ要素を
配置した駆動部材を有し、上記接続部材の他端には、球
状の被駆動部材、又は、球状内表面に圧電モータ要素を
配置した駆動部材を有することを特徴とするロボツト用
アーム単体。
8. One end of the connection member has a drive member with a piezoelectric motor element arranged on its spherical inner surface, and the other end of the connection member has a spherical driven member or a drive member with a piezoelectric motor element arranged on its spherical inner surface. A single arm for a robot characterized by having a member.
9.接続部材の一端に、球状内表面に圧電モータ要素を
配置した駆動部材を有し、上記接続部材の他端には、球
状の被駆動部材、又は、球状内表面に圧電モータ要素を
配置した駆動部材を有するロボツト用アーム単体を連結
して複数のアクチユエータを有するアームと、被作業物
体の位置に応答した信号を検出する検出回路と、上記検
出回路からの出力に対応して上記被駆動部材が少なくと
も2自由度以上に可動になるように前記各アクチユエー
タに供給される電圧を制御する電圧制御何路と、を有す
ることを特徴とするロボツト。
9. One end of the connection member has a drive member with a piezoelectric motor element arranged on its spherical inner surface, and the other end of the connection member has a spherical driven member or a drive member with a piezoelectric motor element arranged on its spherical inner surface. a robot arm having a plurality of actuators connected to each other; a detection circuit for detecting a signal responsive to the position of the object to be worked; and a detection circuit for detecting a signal responsive to the position of the object being worked; A robot comprising: a voltage control path for controlling the voltage supplied to each of the actuators so that the robot can move in at least two degrees of freedom.
JP63150308A 1988-06-20 1988-06-20 Actuator Expired - Lifetime JPH0714276B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63150308A JPH0714276B2 (en) 1988-06-20 1988-06-20 Actuator
US07/367,663 US4983875A (en) 1988-06-20 1989-06-19 Actuator
EP19890111222 EP0347846A3 (en) 1988-06-20 1989-06-20 Actuator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63150308A JPH0714276B2 (en) 1988-06-20 1988-06-20 Actuator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01318563A true JPH01318563A (en) 1989-12-25
JPH0714276B2 JPH0714276B2 (en) 1995-02-15

Family

ID=15494170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63150308A Expired - Lifetime JPH0714276B2 (en) 1988-06-20 1988-06-20 Actuator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0714276B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04197085A (en) * 1990-11-28 1992-07-16 Hitachi Ltd Multi-degree-of-freedom actuator
WO2004001941A1 (en) * 2002-06-25 2003-12-31 Korea Electronics Technology Institute Spherical motor device
CN105856201A (en) * 2016-05-25 2016-08-17 华南理工大学 Three-degree-of-freedom robot vision servo platform
WO2018134582A1 (en) * 2017-01-20 2018-07-26 Voltrics Ltd Electrical connector system
CN109940658A (en) * 2019-04-12 2019-06-28 合肥工业大学 A kind of mechanical wrist of built-in spherical joint

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016190211A (en) * 2015-03-31 2016-11-10 日本ペイントホールディングス株式会社 Preventing method for cissing in coating film formed after paint coating

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62141978A (en) * 1985-12-13 1987-06-25 Olympus Optical Co Ltd Multi-shaft type piezoelectric motor
JPS62222108A (en) * 1986-03-25 1987-09-30 Hitachi Ltd Image processing method in robot system
JPS62224440A (en) * 1986-03-24 1987-10-02 Sumitomo Metal Ind Ltd Transfer method for crank shaft
JPS62228392A (en) * 1986-03-28 1987-10-07 株式会社神戸製鋼所 Plural freedom-degree joint device
JPS62277290A (en) * 1986-05-26 1987-12-02 株式会社東芝 Controller for manipulator
JPS6358505A (en) * 1986-08-29 1988-03-14 Fanuc Ltd Robot controller
JPS63100516A (en) * 1986-05-15 1988-05-02 Mitsubishi Electric Corp Device for positioning automatic machine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62141978A (en) * 1985-12-13 1987-06-25 Olympus Optical Co Ltd Multi-shaft type piezoelectric motor
JPS62224440A (en) * 1986-03-24 1987-10-02 Sumitomo Metal Ind Ltd Transfer method for crank shaft
JPS62222108A (en) * 1986-03-25 1987-09-30 Hitachi Ltd Image processing method in robot system
JPS62228392A (en) * 1986-03-28 1987-10-07 株式会社神戸製鋼所 Plural freedom-degree joint device
JPS63100516A (en) * 1986-05-15 1988-05-02 Mitsubishi Electric Corp Device for positioning automatic machine
JPS62277290A (en) * 1986-05-26 1987-12-02 株式会社東芝 Controller for manipulator
JPS6358505A (en) * 1986-08-29 1988-03-14 Fanuc Ltd Robot controller

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04197085A (en) * 1990-11-28 1992-07-16 Hitachi Ltd Multi-degree-of-freedom actuator
WO2004001941A1 (en) * 2002-06-25 2003-12-31 Korea Electronics Technology Institute Spherical motor device
CN105856201A (en) * 2016-05-25 2016-08-17 华南理工大学 Three-degree-of-freedom robot vision servo platform
WO2018134582A1 (en) * 2017-01-20 2018-07-26 Voltrics Ltd Electrical connector system
CN110462944A (en) * 2017-01-20 2019-11-15 沃尔特里克斯有限公司 Electrical connector system
CN109940658A (en) * 2019-04-12 2019-06-28 合肥工业大学 A kind of mechanical wrist of built-in spherical joint

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0714276B2 (en) 1995-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4983875A (en) Actuator
JPH04226885A (en) Robot articulation
JP2564186B2 (en) Space structure vibration control device
Gosselin et al. On the development of the agile eye
Tan et al. A low-cost flexure-based handheld mechanism for micromanipulation
Carretero et al. Kinematic analysis of a three-dof parallel mechanism for telescope applications
Villgrattner et al. Optimization and dynamic simulation of a parallel three degree-of-freedom camera orientation system
JP2566665B2 (en) Robot controller in inertial system
JPH07102510B2 (en) Micro manipulator
JPH01318563A (en) Actuator
Abu Hanieh Piezoelectric Stewart platform for general purpose active damping interface and precision control
Sian et al. Whole body teleoperation of a humanoid robot integrating operator's intention and robot's autonomy: an experimental verification
Bederson et al. Two miniature pan-tilt devices
McInroy et al. A robotic approach to fault-tolerant, precision pointing
Wagner et al. A pivotable head mounted camera system that is aligned by three-dimensional eye movements
Arsenault et al. Kinematic and static analysis of a three-degree-of-freedom spatial modular tensegrity mechanism
Tazaki Parallel link-based light-weight leg design for bipedal robots
Hongo et al. Development of bilateral wearable device “kento” for control robots using muscle actuator modules
Shen et al. Translational and rotational maneuvers of an underactuated space robot using prismatic actuators
Miao et al. A rolling 3-UPU parallel mechanism
Juston et al. A miniature bio-inspired position sensing device for the control of micro-aerial robots
Estremera et al. Re-locatable manipulator for on-orbit assembly and servicing
JP2520660B2 (en) Remotely operated manipulator device
JPS59162762A (en) Spherical motor
Ni et al. The control system of a distributed aperture imaging testbed