JPH03265908A - 姿勢制御装置 - Google Patents
姿勢制御装置Info
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- JPH03265908A JPH03265908A JP2065013A JP6501390A JPH03265908A JP H03265908 A JPH03265908 A JP H03265908A JP 2065013 A JP2065013 A JP 2065013A JP 6501390 A JP6501390 A JP 6501390A JP H03265908 A JPH03265908 A JP H03265908A
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- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
- B25J17/02—Wrist joints
- B25J17/0208—Compliance devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/1005—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements comprising adjusting means
- B25J9/1015—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements comprising adjusting means using additional, e.g. microadjustment of the end effector
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Automatic Assembly (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、電子部品や異形部品などの方向性のある部品
の挿着や、部品同士の位置合わせや組み立てを行う自動
組み立て工程に用いられたり、精密位置決めテーブルと
して用いられ、複数の自由度をもち、コンプライアンス
制御可能な姿勢制御装置に関するものである。
の挿着や、部品同士の位置合わせや組み立てを行う自動
組み立て工程に用いられたり、精密位置決めテーブルと
して用いられ、複数の自由度をもち、コンプライアンス
制御可能な姿勢制御装置に関するものである。
［従来の技術］
従来、自動組み立て工程に用いられるこの種の姿勢制御
装置として、例えば、特開昭６３−３１８２８３号公報
があり、第１３図に示すように、６角筒状の可動体２１
の各面にそれぞれ永久磁石２０ａ、２０ｂと口字状コイ
ル１６とで形成される直流アクチュエータＤＡを配置し
、可動体２１の位置を検出する位置検出センサ出力に基
づいて各コイル１６に流す電流をフィードバック制御す
ることにより可動体２１の各コイル１６にローレンツ力
を発生させ、可動体２１を６自由度制御自在にしたもの
があった。
装置として、例えば、特開昭６３−３１８２８３号公報
があり、第１３図に示すように、６角筒状の可動体２１
の各面にそれぞれ永久磁石２０ａ、２０ｂと口字状コイ
ル１６とで形成される直流アクチュエータＤＡを配置し
、可動体２１の位置を検出する位置検出センサ出力に基
づいて各コイル１６に流す電流をフィードバック制御す
ることにより可動体２１の各コイル１６にローレンツ力
を発生させ、可動体２１を６自由度制御自在にしたもの
があった。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上述の従来例にあっては、６角筒状の可
動体２１に取着された口字状のコイル１６を１２個の永
久磁石２０ａ、２０ｂで形成される磁気回路中に配置し
てローレンツ力を得るようにしており、多くの永久磁石
２０ａ、２０ｂを必要とするので、構成が複電になり、
また、６角筒状の可動体２１を用い、その周りに永久磁
石２０ａ ２０ｂを配置しているので、全体形状が大
型化するという問題があった。
動体２１に取着された口字状のコイル１６を１２個の永
久磁石２０ａ、２０ｂで形成される磁気回路中に配置し
てローレンツ力を得るようにしており、多くの永久磁石
２０ａ、２０ｂを必要とするので、構成が複電になり、
また、６角筒状の可動体２１を用い、その周りに永久磁
石２０ａ ２０ｂを配置しているので、全体形状が大
型化するという問題があった。
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、構成が簡単で、全体形状を小型化で
きる姿勢制御装置を提供することにある。
的とするところは、構成が簡単で、全体形状を小型化で
きる姿勢制御装置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の請求項１記載の姿勢制御装置は、可動体に対し
てＺ軸方向に作用する吸引力あるいは反発力を発生する
第１の駆動手段と、上記可動体に対してＺ軸周り（θｘ
、θｙ）に揺動するとともに、第１の方向に交差するＸ
Ｙ面で並進する方向（Ｘ、Ｙ、θ２）に作用するローレ
ンツ力を発生するリニア直流アクチュエータよりなる第
２の駆動手段と、上記可動体の位置を検出する位置セン
サと、上記位置センサ出力に基づいて再駆動手段を制御
する制御手段とを備えたものである。
てＺ軸方向に作用する吸引力あるいは反発力を発生する
第１の駆動手段と、上記可動体に対してＺ軸周り（θｘ
、θｙ）に揺動するとともに、第１の方向に交差するＸ
Ｙ面で並進する方向（Ｘ、Ｙ、θ２）に作用するローレ
ンツ力を発生するリニア直流アクチュエータよりなる第
２の駆動手段と、上記可動体の位置を検出する位置セン
サと、上記位置センサ出力に基づいて再駆動手段を制御
する制御手段とを備えたものである。
また、請求項２のものは、４角形の平板状磁性体の片面
の４隅に板厚方向くＺ軸方向）に着磁された永久磁石を
磁極が交互に形成されるように配置した２個の磁石ブロ
ックを、異なる磁極が対向するように適当な間隙をもっ
て配置するとともに、各間隙中に磁石あるいは磁性体を
配置することにより８個の磁気ギャップを形成した磁気
回路ブロックと、上記磁気回路ブロックのＺ軸方向の片
側の４個の磁気ギャップ中に配置され非磁性体の軸に固
定された４個の口字状コイルよりなり、各口字状コイル
が２カ所の磁気ギャップを通過するようにした一対の可
動コイルブロックとで第２の駆動手段を形成したもので
ある。
の４隅に板厚方向くＺ軸方向）に着磁された永久磁石を
磁極が交互に形成されるように配置した２個の磁石ブロ
ックを、異なる磁極が対向するように適当な間隙をもっ
て配置するとともに、各間隙中に磁石あるいは磁性体を
配置することにより８個の磁気ギャップを形成した磁気
回路ブロックと、上記磁気回路ブロックのＺ軸方向の片
側の４個の磁気ギャップ中に配置され非磁性体の軸に固
定された４個の口字状コイルよりなり、各口字状コイル
が２カ所の磁気ギャップを通過するようにした一対の可
動コイルブロックとで第２の駆動手段を形成したもので
ある。
さらにまた、可動体に対してＺ軸方向に作用するリニア
直流アクチュエータにより第１の駆動手段を形成したも
のである。
直流アクチュエータにより第１の駆動手段を形成したも
のである。
さらにまた、請求項４のものは、可動体に対してＺ軸方
向に作用する弾性ばねにより第１の駆動手段を形成した
ものである。
向に作用する弾性ばねにより第１の駆動手段を形成した
ものである。
［作 用］
本発明は上述のように構成されており、可動体に対して
Ｚ軸方向に作用する吸引力あるいは反発力を発生する第
１の駆動手段と、上記可動体に対してＺ軸周り（θｘ、
θｙ）に揺動するとともに、第１の方向に交差するＸＹ
面で並進する方向（Ｘ。
Ｚ軸方向に作用する吸引力あるいは反発力を発生する第
１の駆動手段と、上記可動体に対してＺ軸周り（θｘ、
θｙ）に揺動するとともに、第１の方向に交差するＸＹ
面で並進する方向（Ｘ。
Ｙ、θ２）に作用するローレンツ力を発生するリニア直
流アクチュエータよりなる第２の駆動手段とを設け、制
御手段にて、上記可動体の位置を検出する位置センサ出
力に基づいて再駆動手段を制御するようにしたものであ
り、構成の簡略化ができるとともに、全体形状の小型化
を図ることができるようになっている。
流アクチュエータよりなる第２の駆動手段とを設け、制
御手段にて、上記可動体の位置を検出する位置センサ出
力に基づいて再駆動手段を制御するようにしたものであ
り、構成の簡略化ができるとともに、全体形状の小型化
を図ることができるようになっている。
また、４角形の平板状磁性体の片面の４隅に板厚方向く
Ｚ軸方向）に着磁された永久磁石を磁極が交互に形成さ
れるように配置した２個の磁石ブロックを、異なる磁極
が対向するように適当な間隙をもって配置するとともに
、各間隙中に磁石あるいは磁性体を配置することにより
８個の磁気ギャップを形成した磁気回路ブロックと、上
記磁気回路ブロックのＺ軸方向の片側の４個の磁気ギャ
ップ中に配置され非磁性体の軸に固定された４個の口字
状コイルよりなり、各口字状コイルが２カ所の磁気ギャ
ップを通過するようにした一対の可動コイルブロックと
で第２の駆動手段を形成すれば、より構成の簡略化およ
び小型化を図ることができる。
Ｚ軸方向）に着磁された永久磁石を磁極が交互に形成さ
れるように配置した２個の磁石ブロックを、異なる磁極
が対向するように適当な間隙をもって配置するとともに
、各間隙中に磁石あるいは磁性体を配置することにより
８個の磁気ギャップを形成した磁気回路ブロックと、上
記磁気回路ブロックのＺ軸方向の片側の４個の磁気ギャ
ップ中に配置され非磁性体の軸に固定された４個の口字
状コイルよりなり、各口字状コイルが２カ所の磁気ギャ
ップを通過するようにした一対の可動コイルブロックと
で第２の駆動手段を形成すれば、より構成の簡略化およ
び小型化を図ることができる。
さらにまた、請求項３のものは、可動体に対してＺ軸方
向に作用するリニア直流アクチュエータにより第１の駆
動手段を形成したものであり、Ｚ軸方向の制御がやり易
くなる。
向に作用するリニア直流アクチュエータにより第１の駆
動手段を形成したものであり、Ｚ軸方向の制御がやり易
くなる。
さらにまた、請求項４のものは、可動体に対してＺ軸方
向に作用する弾性ばねにより第１の駆動手段を形成した
ものであり、Ｚ軸方向の動作が安定化されるようになっ
ている。
向に作用する弾性ばねにより第１の駆動手段を形成した
ものであり、Ｚ軸方向の動作が安定化されるようになっ
ている。
［実施例］
第１図乃至第４図は、自動組み立て装置（例えば、部品
Ａの孔ａに部品Ｂを挿入する装置）として利用した本発
明一実施例の概略構成を示すもので、姿勢制御される可
動体１は、可動体１に対してＺ軸方向に作用する吸引力
あるいは反発力を発生する電磁石２ａ、２ｂよりなる第
１の駆動手段と、上記可動体１に対してＺ軸周り（θｘ
、θｙ）に揺動するとともに、第１の方向に交差するＸ
Ｙ面で並進する方向（Ｘ、Ｙ、θ２）に作用するローレ
ンツ力を発生するリニア直流アクチュエータ３よりなる
第２の駆動手段と、上記可動体１の位置を検出する位置
センサ４ａ〜４ｆと、上記位置センサ４ａ〜４ｆ出力に
基づいて再駆動手段を制御する制御手段５とを備えたも
のである。実施例では、４角形の平板状磁性体１０の片
面の４隅に板厚方向くＺ軸方向）に着磁された永久磁石
１１を磁極が交互に形成されるように配置した２個の磁
石ブロックＬ２ａ、１２ｂを、異なる磁極が対向するよ
うに適当な間隙をもって配置するとともに、各間隙中に
磁石く但し、磁石に代えて磁性体でも良い）１３を配置
することにより８個の磁気ギャップＧを形成した磁気回
路ブロック１４と、上記磁気回路ブロック１４のＺ軸方
向の片側の４個の磁気ギヤツブＧ中に配置され非磁性体
の軸１５に固定された４個の口字状コイル１６ａ〜１６
ｈよりなり、各口字状コイル１６ａ〜１６ｈが２力所の
磁気ギャップＧを通過するようにした一対の可動コイル
ブロック１７とよりなるリニア直流アクチュエータ３に
て第２の駆動手段を形成している。また、可動体１は、
可動コイルブロック１７の非磁性体の軸１５上端に磁性
体円板１８を取り付けるとともに、下端に部品保持用の
グリッパ１９を取り付けて形成されている。また、磁性
体円板１８を吸引保持（あるいは反発保持）する電磁石
２ａ、２ｂおよび磁気回路ブロック１４は、組み立てロ
ボットのアームＣ先端取り付けられている。なお、本発
明は、上述のような自動組み立て装置の姿勢制御に限定
されるものではなく、各種姿勢制御に適用できることは
言うまでもない。
Ａの孔ａに部品Ｂを挿入する装置）として利用した本発
明一実施例の概略構成を示すもので、姿勢制御される可
動体１は、可動体１に対してＺ軸方向に作用する吸引力
あるいは反発力を発生する電磁石２ａ、２ｂよりなる第
１の駆動手段と、上記可動体１に対してＺ軸周り（θｘ
、θｙ）に揺動するとともに、第１の方向に交差するＸ
Ｙ面で並進する方向（Ｘ、Ｙ、θ２）に作用するローレ
ンツ力を発生するリニア直流アクチュエータ３よりなる
第２の駆動手段と、上記可動体１の位置を検出する位置
センサ４ａ〜４ｆと、上記位置センサ４ａ〜４ｆ出力に
基づいて再駆動手段を制御する制御手段５とを備えたも
のである。実施例では、４角形の平板状磁性体１０の片
面の４隅に板厚方向くＺ軸方向）に着磁された永久磁石
１１を磁極が交互に形成されるように配置した２個の磁
石ブロックＬ２ａ、１２ｂを、異なる磁極が対向するよ
うに適当な間隙をもって配置するとともに、各間隙中に
磁石く但し、磁石に代えて磁性体でも良い）１３を配置
することにより８個の磁気ギャップＧを形成した磁気回
路ブロック１４と、上記磁気回路ブロック１４のＺ軸方
向の片側の４個の磁気ギヤツブＧ中に配置され非磁性体
の軸１５に固定された４個の口字状コイル１６ａ〜１６
ｈよりなり、各口字状コイル１６ａ〜１６ｈが２力所の
磁気ギャップＧを通過するようにした一対の可動コイル
ブロック１７とよりなるリニア直流アクチュエータ３に
て第２の駆動手段を形成している。また、可動体１は、
可動コイルブロック１７の非磁性体の軸１５上端に磁性
体円板１８を取り付けるとともに、下端に部品保持用の
グリッパ１９を取り付けて形成されている。また、磁性
体円板１８を吸引保持（あるいは反発保持）する電磁石
２ａ、２ｂおよび磁気回路ブロック１４は、組み立てロ
ボットのアームＣ先端取り付けられている。なお、本発
明は、上述のような自動組み立て装置の姿勢制御に限定
されるものではなく、各種姿勢制御に適用できることは
言うまでもない。
図中、７は位置センサ４ａ〜４ｆから構成される装置情
報をマイクロコンピュータ６に取り込むためのインター
フェース、８は電磁石２ａ、２ｂおよびリニア直流アク
チュエータ３の可動コイルブロックに流す所定電流をマ
イクロコンピュータ６からの指令によって供給するアン
プ、９は駆動用電源である。
報をマイクロコンピュータ６に取り込むためのインター
フェース、８は電磁石２ａ、２ｂおよびリニア直流アク
チュエータ３の可動コイルブロックに流す所定電流をマ
イクロコンピュータ６からの指令によって供給するアン
プ、９は駆動用電源である。
第５図乃至第９図は具体構成例を示すもので、本発明に
係る姿勢制御装置Ｘは、自動組み立てロボットＹのアー
ムＣの先端に収着され、パレットＰ上の部品Ｂを部品Ａ
の孔ａに挿着するようにしたものである。ここに、位置
センサ４ａ〜４ｆは、軸１５に取着されている磁性体よ
りなる検出板４ａ°〜４ｅ’あるいは磁性体円板１８の
固定ねじ４ｆ’ との間のギャップを検出する磁気セン
ナにて形成されている。また、口字状コイル１６ａ〜１
６ｈは、第９図に示すように、四角平板状に巻回される
とともに、取付側を上方に折曲されており、＠１５に設
けられたスリットに取着されている。
係る姿勢制御装置Ｘは、自動組み立てロボットＹのアー
ムＣの先端に収着され、パレットＰ上の部品Ｂを部品Ａ
の孔ａに挿着するようにしたものである。ここに、位置
センサ４ａ〜４ｆは、軸１５に取着されている磁性体よ
りなる検出板４ａ°〜４ｅ’あるいは磁性体円板１８の
固定ねじ４ｆ’ との間のギャップを検出する磁気セン
ナにて形成されている。また、口字状コイル１６ａ〜１
６ｈは、第９図に示すように、四角平板状に巻回される
とともに、取付側を上方に折曲されており、＠１５に設
けられたスリットに取着されている。
以下、実施例の動作について説明する。いま、リニア直
流アクチュエータ３は、可動コイルブロック１７の口字
状コイル１６ａ〜１６ｈに電流を流すことにより発生す
るローレンツ力Ｆにて可動体を駆動するようになってい
る。このとき、リニア直流アクチュエータ３により可動
体１に作用するローレンツ力Ｆは、コイル１６ａ〜１６
ｈの巻数をｎ、コイル１６ａ〜１６ｈに流す電流を■、
磁石回路ブロック１４の磁気ギャップＧの磁束密度をＢ
、磁界中のコイル長をＬとすれば、Ｆ ＝ ｎ −Ｉ
−Ｂ −Ｌ−−−−−−・−−−−−（１）となる。
流アクチュエータ３は、可動コイルブロック１７の口字
状コイル１６ａ〜１６ｈに電流を流すことにより発生す
るローレンツ力Ｆにて可動体を駆動するようになってい
る。このとき、リニア直流アクチュエータ３により可動
体１に作用するローレンツ力Ｆは、コイル１６ａ〜１６
ｈの巻数をｎ、コイル１６ａ〜１６ｈに流す電流を■、
磁石回路ブロック１４の磁気ギャップＧの磁束密度をＢ
、磁界中のコイル長をＬとすれば、Ｆ ＝ ｎ −Ｉ
−Ｂ −Ｌ−−−−−−・−−−−−（１）となる。
ここに、可動体１に作用する力は、各コイル１６ａ〜１
６ｈに発生するローレンツ力Ｆａ〜Ｆｈの合力となり、
各コイル１６ａ〜１６ｈに流れる電流値を適当に設定す
ることにより、可動体１を駆動して５軸（Ｘ、Ｙ、θｘ
、θｙ、θＺ）の位置制御を行うとともに、電気−磁気
相互作用によるコンプライアンス制御も行えるようにな
っている。
６ｈに発生するローレンツ力Ｆａ〜Ｆｈの合力となり、
各コイル１６ａ〜１６ｈに流れる電流値を適当に設定す
ることにより、可動体１を駆動して５軸（Ｘ、Ｙ、θｘ
、θｙ、θＺ）の位置制御を行うとともに、電気−磁気
相互作用によるコンプライアンス制御も行えるようにな
っている。
ここに、Ｘ、Ｙ方向、θｘ、θｙ、θ２回転の制御は以
下のようにして行われる。
下のようにして行われる。
Ｘ方向
コイル１６ｂ、１６ｄ、１６ｆ、１６ｈに発生するロー
レンツ力の合力。
レンツ力の合力。
Ｙ方向
コイル１６ａ、１６ｃ、１６ｅ、１６ｇに発生スるロー
レンツ力の合力。
レンツ力の合力。
θＸ回転
コイル１６ａ、１６ｃとコイル１６ｅ、１６ｇに発生す
るローレンツ力の差による回転モーメント。
るローレンツ力の差による回転モーメント。
θｙ回転
コイル１６ｂ、１６ｄとコイル１６ｆ、１６ｈに発生す
るローレンツ力の差による回転モーメント。
るローレンツ力の差による回転モーメント。
０２回転
全コイル１６ａ〜１６ｈに発生するローレンツ力の差に
よる回転モーメント。
よる回転モーメント。
上述のようにリニア直流アクチュエータ３による駆動力
（ローレンツ力）は、各コイル１６ａ〜１６ｈに流れる
電流に比例しているので、所定範囲（Ｗｓ気回路の磁束
内に各コイル１６ａ〜１６ｈが存在する範囲）内では、
駆動量を考直することなくコイル電流の制御（位置セン
サ４ａ〜４ｆ出力に基づいたフィードバック帽１を行う
ことができ、Ｚ軸方向を除く５軸姿勢制御（Ｘ、Ｙ、θ
ｘ、θｙ、θ２〉をやり易くできる。
（ローレンツ力）は、各コイル１６ａ〜１６ｈに流れる
電流に比例しているので、所定範囲（Ｗｓ気回路の磁束
内に各コイル１６ａ〜１６ｈが存在する範囲）内では、
駆動量を考直することなくコイル電流の制御（位置セン
サ４ａ〜４ｆ出力に基づいたフィードバック帽１を行う
ことができ、Ｚ軸方向を除く５軸姿勢制御（Ｘ、Ｙ、θ
ｘ、θｙ、θ２〉をやり易くできる。
さらに、本実施例では、電磁石２ａ、２ｂの磁性体円板
１８に対する磁気吸引力を利用してＺ軸方向の位置制御
を行っているので、Ｚ軸方向を部品挿入方向として大き
な挿入力を得ることができるとともに、ＸＹ方向の可動
範囲を広く取ることができる。また、吸引面積を広くす
ることができるので、Ｚ軸方向の小型化が可能になる。
１８に対する磁気吸引力を利用してＺ軸方向の位置制御
を行っているので、Ｚ軸方向を部品挿入方向として大き
な挿入力を得ることができるとともに、ＸＹ方向の可動
範囲を広く取ることができる。また、吸引面積を広くす
ることができるので、Ｚ軸方向の小型化が可能になる。
第１０図および第１１図は他の実施例であり、可動体に
対してＺ鞠方向に作用するリニア直流アクチュエータ３
０にて第１の駆動手段を形成したものであり、リニア直
流アクチュエータ３３は、永久磁石３１ａおよびヨーク
３１ｂよりなり、アームＣに固定される固定磁石３１と
、ボビン３２に巻装された可動コイル３２とで構成され
、可動コイル３２のボビン３２ａが軸１５の上端に取り
付けられている。ここに、可動コイル３２に流す電流を
制御手段５にて制御することにより、可動体１のＺ軸方
向に作用するローレンツ力が変化し、可動体１のＺ軸方
向の位置およびコンプライアンス制御が行えるようにな
っている。また、駆動力が可動コイル３２に流す電流に
比例するリニア直流アクチュエータ３０を用いているの
で、Ｚ軸方向の制御性も良好に行えることになる。なお
、他の構成および動作は前記実施例と同様である。
対してＺ鞠方向に作用するリニア直流アクチュエータ３
０にて第１の駆動手段を形成したものであり、リニア直
流アクチュエータ３３は、永久磁石３１ａおよびヨーク
３１ｂよりなり、アームＣに固定される固定磁石３１と
、ボビン３２に巻装された可動コイル３２とで構成され
、可動コイル３２のボビン３２ａが軸１５の上端に取り
付けられている。ここに、可動コイル３２に流す電流を
制御手段５にて制御することにより、可動体１のＺ軸方
向に作用するローレンツ力が変化し、可動体１のＺ軸方
向の位置およびコンプライアンス制御が行えるようにな
っている。また、駆動力が可動コイル３２に流す電流に
比例するリニア直流アクチュエータ３０を用いているの
で、Ｚ軸方向の制御性も良好に行えることになる。なお
、他の構成および動作は前記実施例と同様である。
第１２図はさらに他の実施例を示すものであり、第１の
駆動手段に代えて、可動体１に対してＺ軸方向に作用す
るコイルばね３５よりなる保持手段を設けたものである
。この場合、Ｚ軸方向に対して機械的な保持手段を用い
ているため、他の実施例に比べてＺ軸方向が最も安定し
ており、高剛性のコイルばね３５を用いれば、高い弾性
を持たせることができる。
駆動手段に代えて、可動体１に対してＺ軸方向に作用す
るコイルばね３５よりなる保持手段を設けたものである
。この場合、Ｚ軸方向に対して機械的な保持手段を用い
ているため、他の実施例に比べてＺ軸方向が最も安定し
ており、高剛性のコイルばね３５を用いれば、高い弾性
を持たせることができる。
し発明の効果］
本発明は上述のように構成されており、可動体に対して
Ｚ軸方向に作用する吸引力あるいは反発力を発生する第
１の駆動手段と、上記可動体に対してＺ軸周り（θｘ、
θｙ）に揺動するとともに、第１の方向に交差するＸＹ
面で並進する方向（Ｘ。
Ｚ軸方向に作用する吸引力あるいは反発力を発生する第
１の駆動手段と、上記可動体に対してＺ軸周り（θｘ、
θｙ）に揺動するとともに、第１の方向に交差するＸＹ
面で並進する方向（Ｘ。
Ｙ、θ２）に作用するローレンツ力を発生するりニア直
流アクチュエータよりなる第２の駆動手段とを設け、制
御手段にて、上記可動体の位置を検出する位置センサ出
力に基づいて再駆動手段を制御するようにしたので、構
成の簡略化ができるとともに、全体形状の小型化を図る
ことができるという効果がある。
流アクチュエータよりなる第２の駆動手段とを設け、制
御手段にて、上記可動体の位置を検出する位置センサ出
力に基づいて再駆動手段を制御するようにしたので、構
成の簡略化ができるとともに、全体形状の小型化を図る
ことができるという効果がある。
また、４角形の平板状磁性体の片面の４隅に板厚方向く
Ｚ軸方向）に着磁された永久磁石を磁極が交互に形成さ
れるように配置した２個の磁石ブロックを、異なる磁極
が対向するように適当な間隙をもって配置するとともに
、各間隙中に磁石あるいは磁性体を配置することにより
８個の磁気ギャップを形成した磁気回路ブロックと、上
記磁気回路ブロックのＺ軸方向の片側の４個の磁気ギャ
ップ中に配置され非磁性体の軸に固定された４個の口字
状コイルよりなり、各口字状コイルが２カ所の磁気ギャ
ップを通過するようにした一対の可動コイルブロックと
で第２の駆動手段を形成すれば、より構成の簡略化およ
び小型化を図ることができる。
Ｚ軸方向）に着磁された永久磁石を磁極が交互に形成さ
れるように配置した２個の磁石ブロックを、異なる磁極
が対向するように適当な間隙をもって配置するとともに
、各間隙中に磁石あるいは磁性体を配置することにより
８個の磁気ギャップを形成した磁気回路ブロックと、上
記磁気回路ブロックのＺ軸方向の片側の４個の磁気ギャ
ップ中に配置され非磁性体の軸に固定された４個の口字
状コイルよりなり、各口字状コイルが２カ所の磁気ギャ
ップを通過するようにした一対の可動コイルブロックと
で第２の駆動手段を形成すれば、より構成の簡略化およ
び小型化を図ることができる。
さらにまた、可動体に対してＺ軸方向に作用するリニア
直流アクチュエータにより第１の駆動手段を形成すれば
、Ｚ軸方向の制御がやり易くなる。
直流アクチュエータにより第１の駆動手段を形成すれば
、Ｚ軸方向の制御がやり易くなる。
さらにまた、可動体に対してＺ軸方向に作用する弾性ば
ねにより第１の駆動手段を形成すれば、Ｚ軸方向の動作
が安定化される。
ねにより第１の駆動手段を形成すれば、Ｚ軸方向の動作
が安定化される。
第１図は本発明一実施例の概略構成図、第２図は同上の
要部斜視図、第３図は同上の要部断面図、第４図は同上
の要部斜視図、第５図は自動組み立てロボットの外観斜
視図、第６図は同上の要部斜視図、第７図は同上の要部
切欠斜視図、第８図は同上の要部分解斜視図、第９図（
ａ）〜（ｄ）は同上の可動コイルブロックの作製手順を
示す説明図、第１０図は他の実施例の要部断面図、第１
１図（ａ） （ｂ）は同上の要部断面図、第１２図はさ
らに他の実施例の要部断面図、第１３図は従来例の概略
構成図である。 １は可動体、２ａ、２ｂは電磁石、３はリニア直流アク
チュエータ、４ａ〜４ｆは位置センサ、５は制御手段、
１ｏは磁性体、１１は永久磁石、１２ａ、１２ｂはブロ
ック、１３は磁性体く永久磁石〉、１４は磁気回路ブロ
ック、１５は軸、１６ａ〜１６ｈはコイル、１７は可動
コイルブロック、１８は磁性体円板、１９はグリッパ、
３ｏはリニア直流アクチュエータ、３５はコイルばねで
ある。 第２区
要部斜視図、第３図は同上の要部断面図、第４図は同上
の要部斜視図、第５図は自動組み立てロボットの外観斜
視図、第６図は同上の要部斜視図、第７図は同上の要部
切欠斜視図、第８図は同上の要部分解斜視図、第９図（
ａ）〜（ｄ）は同上の可動コイルブロックの作製手順を
示す説明図、第１０図は他の実施例の要部断面図、第１
１図（ａ） （ｂ）は同上の要部断面図、第１２図はさ
らに他の実施例の要部断面図、第１３図は従来例の概略
構成図である。 １は可動体、２ａ、２ｂは電磁石、３はリニア直流アク
チュエータ、４ａ〜４ｆは位置センサ、５は制御手段、
１ｏは磁性体、１１は永久磁石、１２ａ、１２ｂはブロ
ック、１３は磁性体く永久磁石〉、１４は磁気回路ブロ
ック、１５は軸、１６ａ〜１６ｈはコイル、１７は可動
コイルブロック、１８は磁性体円板、１９はグリッパ、
３ｏはリニア直流アクチュエータ、３５はコイルばねで
ある。 第２区
Claims (4)
- （１）可動体に対してＺ軸方向に作用する吸引力あるい
は反発力を発生する第１の駆動手段と、上記可動体に対
してＺ軸周り（θｘ、θｙ）に揺動するとともに、第１
の方向に交差するＸＹ面で並進する方向（Ｘ、Ｙ、θｚ
）に作用するローレンツ力を発生するリニア直流アクチ
ュエータよりなる第２の駆動手段と、上記可動体の位置
を検出する位置センサと、上記位置センサ出力に基づい
て両駆動手段を制御する制御手段とを備えた姿勢制御装
置。 - （２）４角形の平板状磁性体の片面の４隅に板厚方向（
Ｚ軸方向）に着磁された永久磁石を磁極が交互に形成さ
れるように配置した２個の磁石ブロックを、異なる磁極
が対向するように適当な間隙をもって配置するとともに
、各間隙中に磁石あるいは磁性体を配置することにより
８個の磁気ギャップを形成した磁気回路ブロックと、上
記磁気回路ブロックのＺ軸方向の片側の４個の磁気ギャ
ップ中に配置され非磁性体の軸に固定された４個のロ字
状コイルよりなり、各ロ字状コイルが２カ所の磁気ギャ
ップを通過するようにした一対の可動コイルブロックと
で第２の駆動手段を形成したことを特徴とする請求項１
記載の姿勢制御装置。 - （３）可動体に対してＺ軸方向に作用するリニア直流ア
クチュエータにより第１の駆動手段を形成したことを特
徴とする請求項２記載の姿勢制御装置。 - （４）可動体に対してＺ軸方向に作用する弾性ばねによ
り第１の駆動手段を形成したことを特徴とする請求項２
記載の姿勢制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2065013A JP2834832B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 姿勢制御装置 |
| US07/669,570 US5160877A (en) | 1990-03-15 | 1991-03-14 | Multiple degree-of-freedom positioning device |
| DE4108317A DE4108317C2 (de) | 1990-03-15 | 1991-03-14 | Vorrichtung zum Positionieren mit mehreren Freiheitsgraden |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2065013A JP2834832B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 姿勢制御装置 |
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|---|---|
| JPH03265908A true JPH03265908A (ja) | 1991-11-27 |
| JP2834832B2 JP2834832B2 (ja) | 1998-12-14 |
Family
ID=13274673
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2065013A Expired - Fee Related JP2834832B2 (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | 姿勢制御装置 |
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| DE (1) | DE4108317C2 (ja) |
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1991
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- 1991-03-14 US US07/669,570 patent/US5160877A/en not_active Expired - Fee Related
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