JPH05123992A - Surface wave manipulator - Google Patents
Surface wave manipulatorInfo
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- JPH05123992A JPH05123992A JP3315416A JP31541691A JPH05123992A JP H05123992 A JPH05123992 A JP H05123992A JP 3315416 A JP3315416 A JP 3315416A JP 31541691 A JP31541691 A JP 31541691A JP H05123992 A JPH05123992 A JP H05123992A
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- JP
- Japan
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- rotor
- stators
- arm
- surface wave
- stator
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は表面波マニピュレータに
関する。具体的にいうと、表面波型の超音波振動を利用
してロータを2軸方向に動かす自在関節型の表面波マニ
ピュレータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface wave manipulator. Specifically, the present invention relates to a universal joint type surface wave manipulator that moves a rotor in two axial directions by utilizing surface wave type ultrasonic vibrations.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来よりロボット等に適用されている多
関節型マニピュレータにおいては、1軸方向に回転する
1軸型の回転軸を2段階に組合せることにより、アーム
等を2軸方向に自由に回転できるようにしている。2. Description of the Related Art In a multi-joint type manipulator which has been conventionally applied to a robot or the like, an arm or the like can be freely moved in two axial directions by combining two uniaxial type rotating shafts which rotate in one axial direction. I am able to rotate to.
【0003】しかしながら、このような形態のマニピュ
レータにおいては、各回転軸を駆動するためのアクチュ
エータとして回転モータを使用した場合、2つの駆動部
を有しているので、駆動機構が複雑となり、駆動部の重
量が大きくなるという欠点があった。However, in the manipulator of such a form, when a rotary motor is used as an actuator for driving each rotary shaft, the manipulator has two driving parts, so that the driving mechanism becomes complicated and the driving parts are complicated. There was a drawback that the weight of the
【0004】また、図10(a)(b)に示すものは別
な従来例であって、3自由度関節アクチュエータ51
(日本機械学会誌、1991年7月号)である。このア
クチュエータ51にあっては、三角柱状のアーム52の
下端に設けられた球状体53をベース54の外筒55内
に挿入し、外筒55内に摺動自在に納められている受け
座56をバネ57によって上方へ付勢することにより、
受け座56と外筒55のフランジ55aの間で球状体5
3を回動自在に枢支している。さらに、アーム52の外
周面には上下2段に駆動部58が設けられており、各駆
動部58は図10(b)に示すように、アーム52の軸
心に対して非対称となるように3つの圧電素子59が取
り付けられており、アーム52から突出するように片持
ち状に取り付けられた各圧電素子59の先端に同一重量
の重り60を固定している。Further, FIGS. 10A and 10B show another conventional example, which is a joint actuator 51 having three degrees of freedom.
(Journal of the Japan Society of Mechanical Engineers, July 1991 issue). In this actuator 51, a spherical body 53 provided at the lower end of a triangular prism-shaped arm 52 is inserted into an outer cylinder 55 of a base 54, and a receiving seat 56 slidably accommodated in the outer cylinder 55. By urging the spring upward by the spring 57,
The spherical body 5 is provided between the receiving seat 56 and the flange 55a of the outer cylinder 55.
3 is pivotally supported. Further, the outer peripheral surface of the arm 52 is provided with upper and lower drive parts 58, and each drive part 58 is asymmetric with respect to the axis of the arm 52 as shown in FIG. 10B. Three piezoelectric elements 59 are attached, and a weight 60 of the same weight is fixed to the tip of each piezoelectric element 59 attached in a cantilever manner so as to project from the arm 52.
【0005】しかして、1個ないし複数個の圧電素子5
9を伸張ないし圧縮させることにより重り60を衝撃的
に移動させ、その反発力によってアーム52を3方向に
移動させることができる。例えば、6つの圧電素子59
を同時に同量だけ伸張させると、その反発力によってア
ーム52はその軸心の回りに回転する。また、各圧電素
子59をアンバランスに伸縮させることによりアーム5
2の軸心方向を2方向に変化させることができ、この結
果アーム52の駆動方向に3つの自由度を持たせること
ができる。Therefore, one or a plurality of piezoelectric elements 5
The weight 60 can be shockedly moved by extending or compressing 9, and the repulsive force can move the arm 52 in three directions. For example, six piezoelectric elements 59
When they are simultaneously extended by the same amount, the repulsive force causes the arm 52 to rotate about its axis. In addition, the piezoelectric elements 59 are unbalancedly expanded and contracted to move the arms 5.
The axial direction of 2 can be changed to 2 directions, and as a result, the arm 52 can have three degrees of freedom in the driving direction.
【0006】しかしながら、このようなアクチュエータ
にあっては、アームに複数個の圧電素子と重りを取り付
ける必要があり、軽量なアクチュエータを得ることがで
きなかった。また、アームをある方向に連続的に動かそ
うとすれば、例えばある圧電素子を急激に伸張させてア
ームを動かし、ついでアームを動かさないように緩慢に
圧電素子を収縮させ、再び圧電素子を急激に伸張させて
アームを動かすという動作を繰り返す必要があり、アー
ムをスムーズに動かすことができなかった。However, in such an actuator, it is necessary to attach a plurality of piezoelectric elements and weights to the arm, so that a lightweight actuator cannot be obtained. Also, if the arm is continuously moved in a certain direction, for example, a certain piezoelectric element is suddenly expanded to move the arm, and then the piezoelectric element is contracted slowly so as not to move the arm, and then the piezoelectric element is rapidly moved again. It was necessary to extend the arm and move the arm repeatedly, and the arm could not be moved smoothly.
【0007】また、図11に示すものは別な従来例の斜
視図であって、超音波モータを用いたロボット用アクチ
ュエータ(1991年度精密工学会春季大会学術講演会
講演論文集 P.207〜208)である。このアクチ
ュエータにあっては、アーム62を有する球体状のロー
タ61の外周面に2つのステータ63,64を接触させ
ている。このステータ63,64は、回転型超音波モー
タを利用したものであって、互いに直交するX軸方向及
びY軸方向でロータ61に接触しており、X軸方向から
ロータ61に接触しているステータ63を駆動するとロ
ータ61がX軸の回りに回転し、Y軸方向からロータ6
1に接触しているステータ64を駆動するとロータ61
がY軸の回りに回転する。したがって、両ステータ6
3,64によってロータ61を回転させることによりア
ーム62を任意の方向へ回動させることができる。FIG. 11 is a perspective view of another conventional example, which is an actuator for a robot using an ultrasonic motor (Proceedings of the 1991 Spring Meeting of the Precision Engineering Society of Japan, Spring Conference, P.207-208). ). In this actuator, two stators 63 and 64 are in contact with the outer peripheral surface of a spherical rotor 61 having an arm 62. The stators 63 and 64 use a rotary ultrasonic motor, and are in contact with the rotor 61 in the X-axis direction and the Y-axis direction which are orthogonal to each other, and are in contact with the rotor 61 from the X-axis direction. When the stator 63 is driven, the rotor 61 rotates around the X axis, and the rotor 6 rotates in the Y axis direction.
When the stator 64 that is in contact with 1 is driven, the rotor 61
Rotates around the Y axis. Therefore, both stators 6
By rotating the rotor 61 with 3, 64, the arm 62 can be rotated in any direction.
【0008】しかしながら、このアクチュエータにあっ
ては、ステータ63,64が回転型の超音波モータであ
るため、互いに直交する2方向に配置しなければなら
ず、互いに相手のステータが妨げになってロータ61の
回動角を制限されるという欠点があった。例えば、図1
2に示すように、ステータ63を駆動させてアーム62
をZ軸方向からX軸の回りに回転させようとすると、9
0度よりも小さな回動角θでアーム62がステータ64
に衝突し、アーム62の回動範囲が制限されるという欠
点があった。However, in this actuator, since the stators 63 and 64 are rotary ultrasonic motors, they must be arranged in two directions orthogonal to each other, and the stators of the other partner interfere with each other, and There is a drawback that the rotation angle of 61 is limited. For example, in FIG.
2, the stator 62 is driven to move the arm 62.
When trying to rotate from the Z-axis direction around the X-axis, 9
When the rotation angle θ is smaller than 0 degrees, the arm 62 moves to the stator 64.
However, there is a drawback that the rotation range of the arm 62 is limited.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、ロータないしアーム等の可動部分を広い回動範
囲にわたって連続的に動かすことができ、構造が簡単で
軽量な表面波マニピュレータを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the drawbacks of the above-mentioned conventional examples, and an object thereof is to continuously move a movable part such as a rotor or an arm over a wide rotation range. The object is to provide a surface wave manipulator that can be moved to any position, has a simple structure, and is lightweight.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の表面波マニピュ
レータは、球体状をしたロータを回動自在に枢支し、リ
ニア型表面波振動子からなる1組のステータを各表面波
の進行方向が互いに異なるようロータの表面に接触させ
たことを特徴としている。In a surface wave manipulator of the present invention, a spherical rotor is rotatably supported, and a pair of stators each composed of a linear surface wave oscillator is used for traveling direction of each surface wave. Are in contact with the surface of the rotor so that they are different from each other.
【0011】また、ステータの表面には、ロータとの接
触面に沿って凹溝を形成してもよい。Further, a groove may be formed on the surface of the stator along the contact surface with the rotor.
【0012】[0012]
【作用】本発明にあっては、ロータと接触しているステ
ータによってロータの表面を移動させることによりロー
タを回転させることができる。しかも、進行波方向が異
なる2つのリニア型表面波振動子によって1組のステー
タを構成しているので、1箇所の関節部分で2自由度を
得ることができ、ロータを任意の方向へ回転させること
ができる。In the present invention, the rotor can be rotated by moving the surface of the rotor by the stator that is in contact with the rotor. Moreover, since one set of stators is composed of two linear type surface acoustic wave oscillators having different traveling wave directions, it is possible to obtain two degrees of freedom at one joint portion and rotate the rotor in any direction. be able to.
【0013】しかも、表面波振動子からなるステータを
用いることにより、構造を簡単にできると共にマニピュ
レータを小型軽量化できる。また、低速でロータを回転
させることができるので、減速機構も必要なく、静止ト
ルクも大きいので、ブレーキも不要になる。Moreover, by using the stator composed of the surface wave oscillator, the structure can be simplified and the manipulator can be reduced in size and weight. Further, since the rotor can be rotated at a low speed, a speed reduction mechanism is not required, and the static torque is large, so a brake is not required.
【0014】さらに、ロータを広い回動範囲にわたって
連続的かつスムーズに動かすことができる。Further, the rotor can be continuously and smoothly moved over a wide rotation range.
【0015】また、電磁気を発生しないため周辺機器を
乱すこともない。Further, since electromagnetic waves are not generated, the peripheral equipment is not disturbed.
【0016】[0016]
【実施例】図1は本発明の一実施例による表面波マニピ
ュレータAの断面図である。このマニピュレータAは関
節型の構造を有しており、アーム1の一端に設けられた
関節部2とアーム3の一端に設けられたロータ4を組合
せて構成されている。1 is a sectional view of a surface wave manipulator A according to an embodiment of the present invention. The manipulator A has a joint type structure and is configured by combining a joint portion 2 provided at one end of an arm 1 and a rotor 4 provided at one end of an arm 3.
【0017】関節部2は、アーム1に固定された球殻状
の外装ケース5の内面にリニア型表面波振動子からなる
2つのステータ6,7を設けたものである。球殻状をし
た外装ケース5内には球状の空洞8が形成されており、
空洞8の内壁面には2つのステータ6,7が進行波の方
向が直交するようにして十文字状に配置されている。ま
た、2つのステータ6,7の交差位置と対向させて、外
装ケース5の一部に丸穴状の開口9があけられている。
この開口面積は、外装ケース5の全表面積の1/2より
も小さくなっている。The joint portion 2 is provided with two stators 6 and 7 formed of a linear type surface wave oscillator on the inner surface of a spherical shell-shaped exterior case 5 fixed to the arm 1. A spherical cavity 8 is formed in the outer shell-shaped outer case 5,
Two stators 6 and 7 are arranged in a cross shape on the inner wall surface of the cavity 8 such that the directions of the traveling waves are orthogonal to each other. Further, a circular hole-shaped opening 9 is formed in a part of the outer case 5 so as to face the intersecting position of the two stators 6 and 7.
This opening area is smaller than 1/2 of the total surface area of the outer case 5.
【0018】また、ロータ4は球体状をしており、前記
外装ケース5の空洞8内に納められている。外装ケース
5内にロータ4を納めるためには、外装ケース5を2分
割できるようにしておくとよい。ステータ6,7の表面
は外装ケース5内に納められたロータ4の球面に圧接し
ており、ロータ4はガタツキなく回動できるように保持
されている。しかも、ロータ4の一部は外装ケース5の
開口9から露出しており、開口9の直径はアーム3の直
径よりも相当大きくなっていてロータ4は関節部2内に
おいて一定範囲内で回動できるようになっている。The rotor 4 has a spherical shape and is housed in the cavity 8 of the outer case 5. In order to store the rotor 4 in the outer case 5, it is preferable that the outer case 5 be divided into two parts. The surfaces of the stators 6 and 7 are in pressure contact with the spherical surface of the rotor 4 housed in the outer case 5, and the rotor 4 is held so that it can rotate without rattling. Moreover, a part of the rotor 4 is exposed from the opening 9 of the outer case 5, the diameter of the opening 9 is considerably larger than the diameter of the arm 3, and the rotor 4 rotates within the fixed range within the joint 2. You can do it.
【0019】リニア型表面波振動子からなる上記ステー
タ6,7は超音波モータとして使用されているものと同
様な原理によってロータ4を駆動するものであって、圧
電素子を振動させることによって弾性体の表面にたわみ
振動や伸縮振動等の表面波振動を発生させるものであ
る。図4はステータ6,7の作用を説明するための図で
あって、リニア型表面波振動子Bを示している。このリ
ニア型表面波振動子Bは、弾性体11の裏面にPZT等
の圧電素子10を貼り付けたものであり、圧電素子10
は例えば一定間隔毎に分極方向(図4において分極方向
を矢印で示す。)を反転させてある。しかして、この圧
電素子10を所定の駆動モードで駆動すると、図4に示
すように弾性体11中をW方向に進む進行波(たわみ進
行波)により弾性体11の表面の粒子が楕円軌道を描い
て運動し、ロータ(あるいは、スライダ)4aがV方向
に移動させられる。The stators 6 and 7 composed of linear type surface wave oscillators drive the rotor 4 by the same principle as that used as an ultrasonic motor, and an elastic body is obtained by vibrating a piezoelectric element. It generates surface wave vibrations such as flexural vibrations and stretching vibrations on the surface. FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the stators 6 and 7, and shows a linear type surface wave oscillator B. This linear type surface acoustic wave oscillator B is one in which a piezoelectric element 10 such as PZT is attached to the back surface of an elastic body 11.
For example, the polarization direction (the polarization direction is indicated by an arrow in FIG. 4) is inverted at regular intervals. Then, when the piezoelectric element 10 is driven in a predetermined drive mode, particles on the surface of the elastic body 11 follow an elliptical orbit due to a traveling wave (deflection traveling wave) traveling in the W direction in the elastic body 11 as shown in FIG. The rotor (or slider) 4a is moved in the V direction by drawing and moving.
【0020】従って、図4のようなリニア型表面波振動
子Bを円弧状に曲げて弧状のステータ6又は7とし、こ
れをロータ4の外周面に接触させてステータ6又は7を
駆動させれば、図5に示すように、ステータ6又は7の
伸びている周方向と垂直な回転軸Zの回りにロータ4を
回転させることができる。なお、ステータ6,7の弾性
体部分には一定ピッチ毎にスリット状の溝を切入してあ
る。Therefore, the linear type surface wave oscillator B as shown in FIG. 4 is bent into an arc shape to form an arc-shaped stator 6 or 7, and the stator 6 or 7 is driven by contacting this with the outer peripheral surface of the rotor 4. For example, as shown in FIG. 5, the rotor 4 can be rotated around a rotation axis Z that is perpendicular to the circumferential direction in which the stator 6 or 7 extends. In addition, slit-shaped grooves are cut into the elastic portions of the stators 6 and 7 at regular intervals.
【0021】よって、本発明の実施例(図1)のよう
に、2つのステータ6,7を直交させるようにしてロー
タ4の表面に接触させてあれば、直交2方向θx,θy
にロータ4を回転させることができ、アーム3を任意の
方向へ任意の角度だけ移動させることができる。しか
も、この表面波マニピュレータAは、外装ケース5の内
面に2つのステータ6,7を設けるだけで良いので、小
型軽量化することができると共に任意の方向へ連続的に
スムーズに回動させることができる。また、低速で駆動
することができ、高トルクを得ることができる。Therefore, as in the embodiment of the present invention (FIG. 1), if the two stators 6 and 7 are in contact with the surface of the rotor 4 so as to be orthogonal to each other, the orthogonal two directions θx and θy.
The rotor 4 can be rotated, and the arm 3 can be moved in any direction by any angle. Moreover, since the surface wave manipulator A only needs to be provided with the two stators 6 and 7 on the inner surface of the outer case 5, the size and weight can be reduced and the surface wave manipulator A can be continuously and smoothly rotated in any direction. it can. Further, it can be driven at a low speed and a high torque can be obtained.
【0022】さらに、本発明のような構造の表面波マニ
ピュレータにあっては、2つのステータ6,7を交差さ
せるようにして一箇所にまとめることができ、しかも、
ステータ6,7の長さを短くできるので、適当な枢支手
段でロータ4を枢支すれば、ロータ4の回動範囲を広く
することができる。例えば、ステータ6,7を図6に示
すように短くすれば、アーム3がステータ6,7に衝突
するまでのロータ4の回動角θx,θyを90度以上に
大きくでき、さらにステータ6,7を短くすれば一層ロ
ータ4の回動範囲を広くすることができる。Further, in the surface wave manipulator having the structure as in the present invention, the two stators 6 and 7 can be integrated in one place by intersecting each other, and
Since the lengths of the stators 6 and 7 can be shortened, the pivot range of the rotor 4 can be widened by pivotally supporting the rotor 4 by an appropriate pivoting means. For example, if the stators 6 and 7 are shortened as shown in FIG. 6, the rotation angles θx and θy of the rotor 4 until the arm 3 collides with the stators 6 and 7 can be increased to 90 degrees or more. By shortening 7, the rotation range of the rotor 4 can be further widened.
【0023】図3はロータ4のアーム3側から見た正面
図である。ロータ4の少なくともアーム3側の半球には
図3に示すようなパターンが描かれている。すなわち、
片側半分には放射状パターン12が描かれており、他方
の片側半分には同心円状パターン13が描かれている。
しかして、関節部2の開口9から露出しているロータ4
の表面に描かれているパターン12,13を例えばエン
コーダ(図示せず)によって読み取ることにより、ロー
タ4ないし関節部2の2軸方向の回動角もしくは方位を
検出することができる。あるいは、外装ケース5に開口
した窓(図示せず)からパターン12,13を読み取る
ようにしても差し支えない。なお、このパターン12,
13は印刷したものでも、ロータ4に刻設した罫書き線
でも良い。FIG. 3 is a front view seen from the arm 3 side of the rotor 4. A pattern as shown in FIG. 3 is drawn on at least the hemisphere on the arm 3 side of the rotor 4. That is,
A radial pattern 12 is drawn on one half and a concentric pattern 13 is drawn on the other half.
Then, the rotor 4 exposed from the opening 9 of the joint 2
By reading the patterns 12 and 13 drawn on the surface of the disk with an encoder (not shown), for example, the rotation angle or azimuth of the rotor 4 or the joint portion 2 in the biaxial directions can be detected. Alternatively, the patterns 12 and 13 may be read from a window (not shown) opened in the outer case 5. In addition, this pattern 12,
13 may be a printed one or a marking line engraved on the rotor 4.
【0024】なお、上記実施例では、外装ケース5の空
洞8内壁面にステータ6,7を貼り付けていたが、各ス
テータ6,7を外装ケース5の空洞8内壁面に埋め込む
ようにしても良い。ステータ6,7を空洞8内壁面に埋
め込むようにしてステータ6,7の表面と空洞8の内壁
面とがほぼ面一になるようにすれば、ロータ4とステー
タ6,7及び外装ケース5との接触面積が増加するの
で、ロータ4をより安定に支持できるようになる。In the above embodiment, the stators 6, 7 are attached to the inner wall surface of the cavity 8 of the outer case 5, but the stators 6, 7 may be embedded in the inner wall surface of the cavity 8 of the outer case 5. good. By embedding the stators 6, 7 in the inner wall surface of the cavity 8 so that the surface of the stator 6, 7 and the inner wall surface of the cavity 8 are substantially flush with each other, the rotor 4, the stator 6, 7, and the outer case 5 are Since the contact area of the rotor increases, the rotor 4 can be supported more stably.
【0025】図7(a)はステータ6,7の異なる形状
を示している。図2あるいは図5に示したステータ6,
7は内面がロータ4とほぼ同じ曲率の2次曲面(球面)
に形成されているが、図7(a)のステータ6,7は1
方向にのみ湾曲して図7(b)に示すようにロータ4と
線接触している。すなわち、ステータ6,7は曲線14
に沿ってロータ4と接触するようになっており、曲線1
4と垂直な方向には真っ直ぐな表面を有している。この
ような形状にすることによりステータ6,7の製作を容
易にすることができる。FIG. 7A shows different shapes of the stators 6 and 7. The stator 6 shown in FIG. 2 or FIG.
7 is a quadric surface (spherical surface) whose inner surface has almost the same curvature as the rotor 4.
However, the stators 6 and 7 in FIG.
It is curved only in the direction and is in line contact with the rotor 4 as shown in FIG. That is, the stators 6 and 7 have a curved line 14
It comes into contact with the rotor 4 along the
It has a straight surface in the direction perpendicular to 4. With such a shape, the stators 6 and 7 can be easily manufactured.
【0026】また、図8(a)は一方向にのみ湾曲した
ステータ6,7の表面に接触方向に沿ってV字状等の溝
15を切入したものである。このステータ6,7にあっ
ては、図8(b)に示すように溝15内にロータ4が嵌
合するので、ロータ4が安定する。さらに、ステータ
6,7が2本の曲線16に沿ってロータ4と線接触する
ので、ロータ4とステータ6,7の接触面積が増し、ロ
ータ4の駆動力が増大する。Further, FIG. 8 (a) shows a V-shaped groove 15 formed along the contact direction on the surfaces of the stators 6, 7 which are curved only in one direction. In the stators 6 and 7, the rotor 4 is fitted in the groove 15 as shown in FIG. 8B, so that the rotor 4 is stable. Furthermore, since the stators 6 and 7 make line contact with the rotor 4 along the two curved lines 16, the contact area between the rotor 4 and the stators 6 and 7 increases, and the driving force of the rotor 4 increases.
【0027】図9は本発明の別な実施例による表面波マ
ニピュレータCを示す正面図である。この実施例にあっ
ては、各ステータ6,7に対向させて配置したボールベ
アリングやローラベアリング等のベアリング17,17
をロータ4に接触させ、各ステータ6,7とベアリング
17,17によってロータ4を回転自在に枢支するよう
にしている。したがって、この実施例にあっては、ロー
タ4の回動角を制限し易い外装ケースが必要なくなり
(ステータ6,7やベアリング17を支持するフレーム
的なものでよい。)、ステータ4の長さも短くでき、ロ
ータ4の回動範囲(アーム3の動く範囲)を広くでき
る。また、ロータ4には基準点(原点)検出用のマーク
19が入っており、ロータ4の外周面にはステータ6,
7による回転方向におけるロータ4の回転角を検出する
ための2つの非接触式エンコーダ18が設置されてい
る。しかして、アーム3の方向はエンコーダ18によっ
て検出されている。また、このベアリング17に非接触
式エンコーダ18の働きを兼用させるようにしてもよ
い。FIG. 9 is a front view showing a surface wave manipulator C according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, bearings 17 and 17 such as ball bearings and roller bearings which are arranged so as to face each stator 6 and 7.
Are brought into contact with the rotor 4, and the rotor 4 is rotatably supported by the stators 6, 7 and the bearings 17, 17. Therefore, in this embodiment, an external case that easily limits the rotation angle of the rotor 4 is not necessary (a frame-like one that supports the stators 6, 7 and the bearing 17) is required, and the length of the stator 4 is also increased. The length can be shortened, and the rotation range of the rotor 4 (range in which the arm 3 moves) can be widened. Further, the rotor 4 has a mark 19 for detecting a reference point (origin), and the stator 6 is provided on the outer peripheral surface of the rotor 4.
Two non-contact encoders 18 for detecting the rotation angle of the rotor 4 in the rotation direction by 7 are installed. Then, the direction of the arm 3 is detected by the encoder 18. The bearing 17 may also function as the non-contact encoder 18.
【0028】なお、ステータ6,7及びロータ4の名称
は、使用方法を特定するものではなく、外装ケース5に
対して固定されているものと回転するものを示すに過ぎ
ない。従って、使用状態においては、ロータ4側が静止
していて、ステータ6,7の駆動によって関節部2側が
動くようになっていても差し支えない。The names of the stators 6 and 7 and the rotor 4 do not specify how they are used, but merely indicate those that are fixed with respect to the outer case 5 and those that rotate. Therefore, in use, the rotor 4 side may be stationary and the joints 2 side may be moved by driving the stators 6 and 7.
【0029】[0029]
【発明の効果】本発明によれば、1箇所の関節部分で2
自由度を得ることができる小型軽量のマニピュレータを
製作できる。また、低速でロータを動かすことができ、
トルクも大きいので、減速機構やブレーキが不要にな
る。さらに、ロータを連続的に、かつスムーズに動かす
ことができ、電磁気を発生しないため周辺機器を乱すこ
ともないという利点がある。According to the present invention, two joints are provided at one joint.
It is possible to manufacture a small and lightweight manipulator that can obtain the degree of freedom. Also, you can move the rotor at low speed,
Since the torque is large, a speed reduction mechanism and a brake are unnecessary. Furthermore, there is an advantage that the rotor can be continuously and smoothly moved, and no electromagnetic is generated so that peripheral devices are not disturbed.
【図1】本発明の一実施例による表面波マニピュレータ
を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a surface wave manipulator according to an embodiment of the present invention.
【図2】(a)(b)はステータを備えた関節部の断面
図及び正面図である。2A and 2B are a cross-sectional view and a front view of a joint portion including a stator.
【図3】同上のロータを示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing the above rotor.
【図4】本発明で利用されている表面波振動による駆動
原理を説明するための概略斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view for explaining a driving principle by surface wave vibration used in the present invention.
【図5】ステータの表面波振動によりロータを回転させ
るための原理を説明する説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the principle for rotating the rotor by the surface wave vibration of the stator.
【図6】本発明による表面波マニピュレータの回動角を
説明するための側面図である。FIG. 6 is a side view for explaining a rotation angle of the surface wave manipulator according to the present invention.
【図7】(a)(b)は別な構造のステータを示す斜視
図及びそのステータとロータとの接触状態を示す断面図
である。7A and 7B are a perspective view showing a stator having another structure and a cross-sectional view showing a contact state between the stator and the rotor.
【図8】(a)(b)はさらに別な構造のステータを示
す斜視図及びそのステータとロータとの接触状態を示す
断面図である。8A and 8B are a perspective view showing a stator having another structure and a sectional view showing a contact state between the stator and the rotor.
【図9】本発明のさらに別な実施例による表面波マニピ
ュレータを示す正面図である。FIG. 9 is a front view showing a surface wave manipulator according to still another embodiment of the present invention.
【図10】(a)(b)は従来例の一部破断した正面図
およびアームの平面図である。10A and 10B are a partially cutaway front view and a plan view of an arm of a conventional example.
【図11】別な従来例を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing another conventional example.
【図12】同上の問題点を説明する正面図である。FIG. 12 is a front view for explaining the above problem.
2 関節部 4 ロータ 6,7 ステータ 2 joint part 4 rotor 6,7 stator
Claims (2)
し、リニア型表面波振動子からなる1組のステータを各
表面波の進行方向が互いに異なるようロータの表面に接
触させたことを特徴とする表面波マニピュレータ。1. A spherical rotor is rotatably supported, and a pair of stators composed of linear surface wave oscillators are brought into contact with the surface of the rotor so that the traveling directions of the surface waves are different from each other. Surface wave manipulator characterized by.
面に凹溝を形成したことを特徴とする請求項1に記載の
表面波マニピュレータ。2. The surface wave manipulator according to claim 1, wherein a concave groove is formed on the surface of the stator along the contact surface with the rotor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3315416A JPH05123992A (en) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | Surface wave manipulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3315416A JPH05123992A (en) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | Surface wave manipulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05123992A true JPH05123992A (en) | 1993-05-21 |
Family
ID=18065122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3315416A Pending JPH05123992A (en) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | Surface wave manipulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05123992A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7081700B2 (en) | 2003-03-19 | 2006-07-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Manipulator |
JP2013233066A (en) * | 2012-04-03 | 2013-11-14 | Ricoh Co Ltd | Rotation drive transmission device and image forming apparatus using the same |
JP2014119078A (en) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Honda Motor Co Ltd | Spherical actuator |
JP2015208803A (en) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | 株式会社ソミック石川 | Joint device |
CN109617360A (en) * | 2019-01-08 | 2019-04-12 | 河北科技大学 | Multiple degrees of freedom rotation and linear compound motion motor |
CN110871920A (en) * | 2020-01-20 | 2020-03-10 | 佛山隆深智能装备有限公司 | Packaging robot for transporting home decoration plates |
-
1991
- 1991-11-01 JP JP3315416A patent/JPH05123992A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7081700B2 (en) | 2003-03-19 | 2006-07-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Manipulator |
US7122940B2 (en) | 2003-03-19 | 2006-10-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Manipulator |
JP2013233066A (en) * | 2012-04-03 | 2013-11-14 | Ricoh Co Ltd | Rotation drive transmission device and image forming apparatus using the same |
JP2014119078A (en) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Honda Motor Co Ltd | Spherical actuator |
JP2015208803A (en) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | 株式会社ソミック石川 | Joint device |
CN109617360A (en) * | 2019-01-08 | 2019-04-12 | 河北科技大学 | Multiple degrees of freedom rotation and linear compound motion motor |
CN110871920A (en) * | 2020-01-20 | 2020-03-10 | 佛山隆深智能装备有限公司 | Packaging robot for transporting home decoration plates |
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