JPH05340341A - Mobile robot - Google Patents

Mobile robot

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Publication number
JPH05340341A
JPH05340341A JP4216251A JP21625192A JPH05340341A JP H05340341 A JPH05340341 A JP H05340341A JP 4216251 A JP4216251 A JP 4216251A JP 21625192 A JP21625192 A JP 21625192A JP H05340341 A JPH05340341 A JP H05340341A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric actuator
mobile robot
moving
moving surface
moving body
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4216251A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Murase
有一 村瀬
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP4216251A priority Critical patent/JPH05340341A/en
Publication of JPH05340341A publication Critical patent/JPH05340341A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a mobile robot which can be formed small in size and light in weight by constituting the robot with no power transmitting mechanism required, relating to the mobile robot moved on a plane or the like by using a piezoelectric actuator. CONSTITUTION:A base end part of an advancing laminated piezoelectric actuator means 33 (331, 332) is mounted so that its axial direction is in parallel to a moving surface 35, on a moving unit 30 having supporting legs 31, 32 for standing on the moving surface 35. A supporting leg laminated piezoelectric actuator 34 (341, 342), extended almost vertically toward the moving surface 35, is mounted on a free end part of this advancing laminated piezoelectric actuator means 33, and this supporting leg laminated piezoelectric actuator 34 is constituted so that the moving unit 30 is lifted from the moving surface 35 together with the supporting legs 31, 32, at extension time of the actuator, and erected on the moving surface 35 by the supporting legs 31, 32 at contraction time.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は圧電アクチュエータを用
いて平面等を移動する移動ロボットに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mobile robot which uses a piezoelectric actuator to move on a flat surface or the like.

【0002】かかる移動ロボットは、カメラを搭載する
ことで小型の平面観測ロボットとして利用できる。ま
た、産業用ロボットのパレット移動装置として用いるこ
とで、多様なラインレイアウトが可能となる。
Such a mobile robot can be used as a small plane observation robot by mounting a camera. Also, by using it as a pallet moving device for an industrial robot, various line layouts are possible.

【従来の技術】[Prior Art]

【0003】平面上で並進・回転移動自由度を持った従
来の移動ロボットの例が図12に示される。この移動ロ
ボットにおいては、移動体の中心Gから一定距離の位置
に円周等間隔で4個の車輪31〜34が配置されてお
り、これらの車輪31〜34のうち、対向配置された車
輪31、32は受動的な回転自由度を持った支持車輪と
して働き、他の車輪33、34は駆動車輪として働く。
この駆動車輪33、34は、移動用モータ35、36と
連結されており、任意の方向に回転できるように構成し
てある。
FIG. 12 shows an example of a conventional mobile robot having a translational / rotary movement degree of freedom on a plane. In this mobile robot, four wheels 31 to 34 are arranged at a constant distance from the center G of the moving body at equal circumferential intervals, and among these wheels 31 to 34, the wheels 31 arranged opposite to each other. , 32 act as support wheels having a passive rotational freedom, and the other wheels 33, 34 act as drive wheels.
The drive wheels 33 and 34 are connected to the moving motors 35 and 36 so that they can rotate in arbitrary directions.

【0004】また、駆動車輪33、34は、その車軸が
進行方向用モータ37により移動平面38と平行な任意
の向きに回転でき、また車輪が常に互いに平行となるよ
うな機構をもつ。
The drive wheels 33 and 34 have a mechanism in which the axles thereof can be rotated in an arbitrary direction parallel to the moving plane 38 by the traveling direction motor 37, and the wheels are always parallel to each other.

【0005】この移動ロボットを並進移動させる場合に
は、図13の(A)に示されるように、駆動車輪33、
34の向きを移動方向に揃え、並進移動方向に同じ速度
で回転させる。一方、移動ロボットを回転移動させる場
合には、図13の(B)に示されるように、駆動車輪3
3、34の向きを回転中心Gに対して垂直にし、各駆動
車輪33、34を同じ速度で、回転中心G回りに同じ向
きに回転させる。
When the mobile robot is moved in translation, as shown in FIG.
The direction of 34 is aligned with the movement direction and rotated in the translational movement direction at the same speed. On the other hand, when the mobile robot is rotationally moved, as shown in FIG.
The directions of 3 and 34 are perpendicular to the rotation center G, and the drive wheels 33 and 34 are rotated at the same speed in the same direction around the rotation center G.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の移動ロボット
は、モータの動力を駆動車輪33、34に伝達させる機
構および車輪31〜34の向きを変える機構が必要であ
り、そのため小型化、軽量化が困難であった。また、車
輪と移動平面の間に生じる滑りにより高精度の移動が困
難であった。
The conventional mobile robot requires a mechanism for transmitting the power of the motor to the drive wheels 33, 34 and a mechanism for changing the direction of the wheels 31-34, and therefore, the size and weight can be reduced. It was difficult. Further, it is difficult to move with high precision due to slippage between the wheel and the moving plane.

【0007】本発明はかかる問題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、動力伝達機構が不
要な構成とすることで、小型化、軽量化が可能な移動ロ
ボットを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems. An object of the present invention is to provide a mobile robot which can be reduced in size and weight by eliminating the need for a power transmission mechanism. Especially.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】図1は本発明に係る原理
説明図である。本発明の移動ロボットは、移動面35に
立つための支持足31、32を有する移動体30に、進
行用積層形圧電アクチュエータ手段33の基端部をその
軸方向が移動面35に平行であるように取り付け、この
進行用積層形圧電アクチュエータ手段33の自由端部に
移動面35に向かってほぼ垂直に伸びる支持足用積層形
圧電アクチュエータ34を取り付け、この支持足用積層
圧電アクチュエータ34はその伸長時に移動体30を支
持足31、32ごと移動面35から持ち上げ、収縮時に
移動体30をその支持足31、32で移動面35に立た
せるように構成されている。
FIG. 1 is an explanatory view of the principle of the present invention. In the mobile robot of the present invention, the base end of the advancing laminated piezoelectric actuator means 33 is parallel to the moving surface 35 on the moving body 30 having the supporting legs 31 and 32 for standing on the moving surface 35. And the supporting leg laminated piezoelectric actuator 34 extending substantially vertically toward the moving surface 35 is attached to the free end of the advancing laminated piezoelectric actuator means 33, and the supporting leg laminated piezoelectric actuator 34 extends. The movable body 30 is sometimes lifted together with the supporting legs 31 and 32 from the moving surface 35, and the movable body 30 is erected on the moving surface 35 by the supporting legs 31 and 32 when contracted.

【0009】この進行用積層形圧電アクチュエータ手段
33は自由端部に支持足用積層形圧電アクチュエータ3
、34をそれぞれ有する同方向を向いた二つの進
行用積層形圧電アクチュエータ33、33で構成す
ることができる。
The traveling laminated piezoelectric actuator means 33 has a free end portion for supporting the supporting laminated piezoelectric actuator 3.
It can be configured by two traveling laminated piezoelectric actuators 33 1 and 33 2 facing in the same direction and having 4 1 and 34 2 , respectively.

【0010】また本発明の移動ロボットは、移動面に立
つための支持足を有する移動体に、第1、第2、第3、
第4の進行用積層形圧電アクチュエータ手段の基端部を
それらが格子状を成しかつ移動面に平行であるように取
り付け、これら第1、第2、第3、第4の進行用積層形
圧電アクチュエータ手段の自由端部に移動面に向かって
ほぼ垂直に伸びる支持足用積層形圧電アクチュエータを
それぞれ取り付け、支持足用積層圧電アクチュエータは
その伸長時に該移動体を支持足ごと移動面から持ち上
げ、収縮時に該移動体をその支持足で移動面に立たせる
ように構成されている。
In the mobile robot of the present invention, the first, the second, the third, the third,
The base ends of the fourth traveling laminated piezoelectric actuator means are attached so that they form a lattice and are parallel to the plane of movement, and these first, second, third and fourth traveling laminated piezoelectric devices are mounted. At the free ends of the piezoelectric actuator means, supporting-layer laminated piezoelectric actuators extending substantially perpendicularly to the moving surface are respectively attached, and the supporting-leg laminated piezoelectric actuator lifts the moving body together with the supporting feet from the moving surface when the supporting-leg laminated piezoelectric actuator extends. When contracted, the moving body is configured to stand on the moving surface with its supporting foot.

【0011】上述の第1、第2の進行用積層形圧電アク
チュエータ手段は各々、自由端部に支持足用積層形圧電
アクチュエータをそれぞれ有する同方向を向いた二つの
進行用積層形圧電アクチュエータで構成することができ
る。
The above-mentioned first and second advancing laminated piezoelectric actuator means each comprise two advancing laminated piezoelectric actuators each having a supporting leg laminated piezoelectric actuator at its free end. can do.

【0012】また本発明の移動ロボットは、移動面に立
つための支持足を有する移動体に、第1、第2、第3、
第4の進行用バイモルフ形圧電アクチュエータ手段の基
端部をそれらの軸方向が互いにほぼ垂直でかつ移動面に
平行であるようにそれぞれ取り付け、これら第1、第
2、第3、第4の該進行用バイモルフ形圧電アクチュエ
ータ手段の自由端部に移動面に向かってほぼ垂直に伸び
る支持足用積層形圧電アクチュエータをそれぞれ取り付
け、この支持足用積層圧電アクチュエータはその伸長時
に移動体を支持足ごと移動面から持ち主げ、収縮時に移
動体をその支持足で移動面に立たせるように構成されて
いる。
In the mobile robot of the present invention, the first, second, third, and third moving bodies having the supporting feet for standing on the moving surface are provided.
The base ends of the fourth traveling bimorph-type piezoelectric actuator means are attached so that their axial directions are substantially perpendicular to each other and parallel to the moving surface, and the first, second, third, and fourth parts are attached. At the free end of the bimorph-type piezoelectric actuator means for advancing, laminated piezoelectric actuators for supporting legs, which extend substantially perpendicularly to the moving surface, are respectively attached, and the laminated piezoelectric actuators for supporting legs move the movable body together with the supporting legs during extension. It is constructed so that it can be held from the surface, and when it contracts, the moving body can be made to stand on the moving surface with its supporting feet.

【0013】上述の第1、第2、第3、第4の進行用バ
イモルフ形圧電アクチュエータ手段は各々、自由端部に
支持足用積層形圧電アクチュエータをそれぞれ有する二
つの並列配置された進行用バイモルフ形圧電アクチュエ
ータで構成することができる。
The above-mentioned first, second, third, and fourth advancing bimorph-type piezoelectric actuator means each comprise two juxtaposed advancing bimorphs each having a supporting leg laminated piezoelectric actuator at its free end. Shape piezoelectric actuator.

【0014】上述の2番目と3番目の移動ロボットは、
各々8個の進行用圧電アクチュエータと支持足用圧電ア
クチュエータのうち一つ置きの4個のみを駆動して回転
移動を行うように構成することができる。
The above-mentioned second and third mobile robots are
It is possible to configure so that only four of the eight traveling piezoelectric actuators and the supporting leg piezoelectric actuators are driven to perform the rotational movement.

【0015】またこれらの移動ロボットは、X方向の並
進、Y方向の並進、Z軸回りの回転のステップ移動頻度
を各方向の移動量の割合で混ぜて行うように構成するこ
とができる。
Further, these mobile robots can be configured so that the step movement frequencies of translation in the X direction, translation in the Y direction, and rotation about the Z axis are mixed at a ratio of the amount of movement in each direction.

【0016】またこれらの移動ロボットは、移動面を磁
性材料で構成し、移動体の移動面側に磁石を取り付け、
移動面と移動体間に吸引力を生じさせるように構成する
ことができ、また反対に、移動面側に該移動面に磁気を
生じるように磁石を設け、移動体の少なくとも移動面側
の部分を磁性材料で構成し、移動面と移動体間に吸引力
を生じさせるように構成することができる。
Further, in these mobile robots, the moving surface is made of a magnetic material, and a magnet is attached to the moving surface side of the moving body.
It can be configured to generate an attractive force between the moving surface and the moving body. On the contrary, a magnet is provided on the moving surface side so as to generate magnetism on the moving surface side, and at least a portion of the moving body on the moving surface side. Can be made of a magnetic material, and an attractive force can be generated between the moving surface and the moving body.

【0017】[0017]

【作用】第1番目の移動ロボットでは、支持足用積層形
圧電アクチュエータ34を縮めた状態で進行用積層圧電
アクチュエータ手段33を移動方向に伸ばして(あるい
は縮めて)支持足用積層形圧電アクチュエータ34を移
動させ、その移動点で支持足用積層形圧電アクチュエー
タ34を伸ばして移動体30を持ち上げ、次には進行用
積層形圧電アクチュエータ手段33を縮めて(あるいは
伸ばして)移動体30を移動させ、次に支持足用積層形
圧電アクチュエータ34を縮めて移動体30を移動面3
5に立たせる。この動作を繰り返すことで移動を行う。
In the first mobile robot, the traveling laminated piezoelectric actuator means 33 is extended (or contracted) in a state where the supporting foot laminated piezoelectric actuator 34 is contracted, and the supporting foot laminated piezoelectric actuator 34 is expanded. Is moved, and the laminated piezoelectric actuator 34 for supporting feet is extended at the moving point to lift the moving body 30, and then the moving laminated body 30 is moved by contracting (or extending) the advancing laminated piezoelectric actuator means 33. Next, the laminated piezoelectric actuator 34 for supporting legs is contracted to move the moving body 30 to the moving surface 3.
Stand at 5. The movement is performed by repeating this operation.

【0018】第2番目の移動ロボットは、第1、第2、
第3、第4の進行用積層形圧電アクチュエータ手段によ
って上述の移動動作を各方向に行うことで、移動面上を
2次元的に並進移動させたり回転移動させたりすること
ができる。
The second mobile robot is the first, second,
By performing the above-described moving operation in each direction by the third and fourth advancing laminated piezoelectric actuator means, it is possible to perform two-dimensional translational movement or rotational movement on the moving surface.

【0019】また第3番目の移動ロボットでは、進行用
の圧電アクチュエータ手段を第2番目の移動ロボットの
進行用積層形圧電アクチュエータ手段から進行用バイモ
ルフ形圧電アクチュエータ手段に換えて1歩進の移動量
を大きくしている。
In the third mobile robot, the moving piezoelectric actuator means is changed from the moving laminated piezoelectric actuator means of the second mobile robot to the moving bimorph piezoelectric actuator means, and the moving amount is one step. Is getting bigger.

【0020】第1、第2、第3、第4の進行用バイモル
フ形圧電アクチュエータ手段は各々、自由端部に支持足
用積層形圧電アクチュエータをそれぞれ有する二つの並
列配置された進行用バイモルフ形圧電アクチュエータで
構成することができ、その場合、それら合計8個の進行
用圧電アクチュエータのうち一つ置きの4個のみを駆動
して回転移動を行わせることにより、回転移動の位置ず
れを少なくすることができる。
The first, second, third and fourth bimorph piezoelectric actuator means for traveling each have two parallel bimorph piezoelectric actuators arranged in parallel, each having a laminated piezoelectric actuator for supporting legs at its free end. In this case, it is possible to reduce the positional deviation of the rotational movement by driving only four of the total eight piezoelectric actuators for movement in order to drive the rotational movement. You can

【0021】またこれらの移動ロボットは、X方向の並
進、Y方向の並進、Z軸回りの回転のステップ移動頻度
を各方向の移動量の割合で混ぜて行うことにより、連続
的で滑らかな移動を行うことができる。
Further, these mobile robots perform continuous and smooth movement by mixing the step movement frequency of translation in the X direction, translation in the Y direction, and rotation about the Z axis at a ratio of the movement amount in each direction. It can be performed.

【0022】また移動面を磁性材料で構成し、移動体の
移動面側に磁石を取り付け、移動面と移動体間に吸引力
を生じさせるようしたり、反対に、移動面側に該移動面
に磁気を生じるように磁石を設け、移動体の少なくとも
移動面側の部分を磁性材料で構成し、移動面と移動体間
に吸引力を生じさせるようにすれば、水平面だけでな
く、垂直な壁あるいは天井などを移動することもでき
る。
The moving surface is made of a magnetic material, and a magnet is attached to the moving surface side of the moving body so as to generate an attractive force between the moving surface and the moving body. If a magnet is provided to generate magnetism in at least the moving surface side portion of the moving body is made of a magnetic material and an attractive force is generated between the moving surface and the moving body, not only a horizontal plane but also a vertical plane is generated. You can also move walls or ceilings.

【0023】[0023]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図2には本発明の一実施例としての移動ロボット
が示される。図2において、2本の剛体支持足6、7を
有する移動体5を、X方向に伸縮自由度を持たせた進行
用の二つの積層型圧電アクチュエータ1、2の間に固定
する。また、これらの圧電アクチュエータ1、2の他端
には、Z方向に伸縮自由度を持たせた支持足用の積層型
圧電アクチュエータ3、4を接続剛体を介してそれぞれ
固定する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 shows a mobile robot as an embodiment of the present invention. In FIG. 2, a movable body 5 having two rigid support legs 6 and 7 is fixed between two traveling piezoelectric actuators 1 and 2 having a degree of freedom of expansion and contraction in the X direction. Further, to the other ends of the piezoelectric actuators 1 and 2, laminated piezoelectric actuators 3 and 4 for supporting legs having a degree of freedom of expansion and contraction in the Z direction are fixed via connecting rigid bodies.

【0024】これら支持足用の圧電アクチュエータ3、
4は、アクチュエータ駆動用の印加電圧がOFF状態の
ときにその長さが剛体支持足6、7より短くなることで
移動平面10と無接触状態となり、ON状態のときには
剛体支持足6、7より長くなることで移動平面10と接
触状態となるよう構成される。
A piezoelectric actuator 3 for these supporting feet,
When the applied voltage for driving the actuator is in the OFF state, the length 4 is shorter than that of the rigid support legs 6 and 7 and is in a non-contact state with the moving plane 10. In the ON state, 4 is greater than that of the rigid support legs 6 and 7. It is configured to come into contact with the moving plane 10 as the length increases.

【0025】移動平面10は磁性材料で構成される。ま
た、移動体5の剛体支持足6、7の間には永久磁石8が
固定され、この永久磁石8により磁性材料からなる移動
平面10と移動体5との間で吸引力を持たせるようにし
ている。なお、磁石8を複数取り付ける場合には、継磁
鉄9を設けて吸引力を大きくする。
The moving plane 10 is made of a magnetic material. Further, a permanent magnet 8 is fixed between the rigid body support legs 6 and 7 of the moving body 5 so that the permanent magnet 8 can exert an attractive force between the moving plane 10 made of a magnetic material and the moving body 5. ing. When a plurality of magnets 8 are attached, a magnetic iron 9 is provided to increase the attractive force.

【0026】図3には積層型圧電アクチュエータの基本
動作が示される。図示するように、圧電素子への印加電
圧の極性を切り変えることで、伸縮動作を行わせること
ができ、そのアクチュエータ軸方向の長さを変化させる
ことができる。
FIG. 3 shows the basic operation of the laminated piezoelectric actuator. As shown in the figure, by changing the polarity of the voltage applied to the piezoelectric element, the expansion / contraction operation can be performed, and the length in the actuator axial direction can be changed.

【0027】図4にはこの圧電アクチュエータの基本動
作を組み合わせた移動ロボットの移動原理が示される。
まず、ステップは移動ロボットが停止している状態で
あり、すべての圧電アクチュエータ1〜4はOFFとな
っている。このため、アクチュエータ3、4の長さは剛
体支持足6、7の長さよりも短くなっており、移動体5
はこの剛体支持足6、7によって移動平面10上に起立
している。
FIG. 4 shows the movement principle of a mobile robot in which the basic operations of this piezoelectric actuator are combined.
First, in the step, the mobile robot is stopped, and all the piezoelectric actuators 1 to 4 are OFF. Therefore, the lengths of the actuators 3 and 4 are shorter than the lengths of the rigid support legs 6 and 7, and the moving body 5
The rigid support legs 6 and 7 stand on the moving plane 10.

【0028】この移動ロボットは図示のステップ〜
を繰り返すことによって図中を左側方向に移動するもの
である。ステップでは、進行用の圧電アクチュエータ
1、2を、進行方向の圧電アクチュエータ1を伸ばす方
向に、進行方向と反対側の圧電アクチュエータ2を縮め
る方向に駆動する。
This mobile robot has steps shown in FIG.
By repeating the above, the left side of the figure is moved. In the step, the traveling piezoelectric actuators 1 and 2 are driven in a direction in which the piezoelectric actuator 1 in the traveling direction is extended and in a direction in which the piezoelectric actuator 2 on the opposite side to the traveling direction is contracted.

【0029】ステップでは、ステップの状態から、
支持足用の圧電アクチュエータ3、4を伸ばす方向に駆
動しており、これにより剛体支持足6、7は、移動体5
が圧電アクチュエータ3、4によって持ち上げられるこ
とによって移動平面10から離れる。
In the step, from the state of the step,
The piezoelectric actuators 3 and 4 for supporting legs are driven in the extending direction, whereby the rigid support legs 6 and 7 are moved to the moving body 5.
Is lifted by the piezoelectric actuators 3 and 4 to move away from the moving plane 10.

【0030】ステップでは、ステップの状態から進
行用の圧電アクチュエータ1、2を、進行方向側の圧電
アクチュエータ1を縮め、進行方向と反対側の圧電アク
チュエータ2を伸ばすように駆動する。この時点で、圧
電アクチュエータ3、4によって持ち上げられて支持さ
れている移動体5が、圧電アクチュエータ1、2の伸縮
作用により進行方向に移動する。
In step, from the state of step, the piezoelectric actuators 1 and 2 for traveling are driven so that the piezoelectric actuator 1 on the traveling direction side is contracted and the piezoelectric actuator 2 on the opposite side to the traveling direction is extended. At this point, the moving body 5 lifted and supported by the piezoelectric actuators 3 and 4 moves in the traveling direction due to the expansion and contraction of the piezoelectric actuators 1 and 2.

【0031】ステップでは、ステップの状態から支
持足用の圧電アクチュエータ3、4を縮めて(すなわち
印加雷圧をOFFまたは逆極性にして縮め)、移動体5
を剛体支持足6、7によって再び移動平面10上に起立
させ、それにより1歩進の移動を完了する。そしてステ
ップの状態に戻って同じ動作を繰り返すことで、連続
的な直線移動が可能となる。
In the step, from the state of the step, the piezoelectric actuators 3 and 4 for the supporting feet are contracted (that is, the applied lightning pressure is turned off or reversed in polarity) to move the moving body 5.
Is made to stand on the moving plane 10 again by the rigid support legs 6 and 7, thereby completing the movement of one step. Then, by returning to the step state and repeating the same operation, continuous linear movement becomes possible.

【0032】この実施例の移動ロボットは移動平面10
と永久磁石8の吸引力を利用することにより、単に水平
面上を移動するだけでなく、壁などの垂直面を、さらに
は天井を裏返しになって移動することもできる。
The mobile robot of this embodiment has a moving plane 10
By using the attraction force of the permanent magnet 8, it is possible to move not only on a horizontal plane, but also on a vertical surface such as a wall or even with the ceiling turned upside down.

【0033】図5には本発明の他の実施例としての移動
ロボットが示される。この移動ロボットは移動平面10
上を2次元的(すなわち面的)に移動可能なようにした
ものである。この移動ロボットは、前述の実施例の移動
ロボットの永久磁石8を取り去って剛体支持足を1本に
したもの(例えば剛体支持足6だけとする)を移動足1
3として構成し、この移動足を4個用意して、これら4
個の移動足13〜13を、正方形平板11の底にそ
れらの移動足の進行用圧電アクチュエータ1〜1
〜2が正方格子状を成すようにして、剛体支持足
〜6の端部で固定する。また、永久磁石14は継
磁鉄12を挟んで平板11の底の中心位置に固定する。
FIG. 5 shows a mobile robot as another embodiment of the present invention. This mobile robot has a moving plane 10
The upper part can be moved two-dimensionally (that is, two-dimensionally). In this mobile robot, the permanent magnet 8 of the mobile robot of the above-described embodiment is removed to have one rigid support leg (for example, only the rigid support leg 6 is used).
3 and prepare 4 of these moving feet,
The moving legs 13 1 to 13 4 are provided on the bottom of the square flat plate 11 and the piezoelectric actuators 1 1 to 1 4 for advancing the moving legs are provided.
The rigid support legs 6 1 to 6 4 are fixed at the ends so that 2 1 to 2 4 form a square lattice shape. Further, the permanent magnet 14 is fixed to the center position of the bottom of the flat plate 11 with the magnet iron 12 interposed therebetween.

【0034】この移動ロボットの動作を図6を参照して
以下に説明する。図中X方向の並進移動は、X軸に平行
に配置した1対の移動足13、13を同じ向き・同
じ速度で前述の実施例と同様な方法(図4参照)で駆動
して直接移動させることによる。同様に、図中Y方向の
並進移動は、Y軸に平行に配置した1対の移動足1
、13を同じ向き・同じ速度で同様な方法で駆動
して直線移動させることによる。
The operation of this mobile robot will be described below with reference to FIG. In the translational movement in the X direction in the figure, a pair of movable feet 13 1 and 13 3 arranged parallel to the X axis are driven in the same direction and at the same speed in the same manner as in the above-described embodiment (see FIG. 4). By moving it directly. Similarly, the translational movement in the Y direction in the figure is performed by a pair of movable feet 1 arranged parallel to the Y axis.
By driving 3 2 and 13 4 in the same direction and at the same speed in the same manner to move linearly.

【0035】X、Y方向に対して斜めの方向への並進移
動は、図6の(A)に示されるように、X方向への並進
移動とY方向への並進移動を組み合わせることにより実
現する。すなわち、例えば最初の一歩をY方向に、次の
一歩をX方向に、その次の一歩をまたY方向に・・・と
いうように繰り返していくと、X、Y平面上を45゜方
向に並進移動することができる。
The translational movement in the direction oblique to the X and Y directions is realized by combining the translational movement in the X direction and the translational movement in the Y direction as shown in FIG. 6 (A). .. That is, for example, if the first step is repeated in the Y direction, the next step in the X direction, the next step in the Y direction, and so on, the translation is performed in the 45 ° direction on the X and Y planes. You can move.

【0036】また回転移動を行わせたい場合には、図6
の(B)に示されるように、X、Y軸にそれぞれ平行に
配置した1対の移動足13と13、13と13
をそれぞれ回転中心G回りに同じ向き・同じ速度で駆動
させればよい。
When it is desired to perform rotational movement, FIG.
(B), a pair of moving feet 13 1 and 13 3 , 13 2 and 13 4 arranged parallel to the X and Y axes, respectively.
Should be driven around the rotation center G in the same direction and at the same speed.

【0037】この移動ロボットの移動軌跡を連続的で滑
らかなものにする駆動手法について図7を参照して説明
する。まず、X方向の並進、Y方向の並進、Z軸回りの
回転のステップ移動頻度を各方向の移動量の割合で定め
る。ここでは各方向の移動量はX方向に100歩、Y方
向に50歩、Z回転移動量θに25歩とし、よってス
テップ移動頻度はX:Y:θ=4:2:1である。移
動はまずX方向に2歩進み、次にY方向に1歩進み、次
にX方向に2歩進み、次にY方向に1歩進み、その後に
1回の回転移動θを行い・・・という動作を繰り返
す。これにより移動ロボットはX:Y=2:1の方向に
その移動方向に対しておおかた正面を向いて移動する。
この場合の移動軌跡は、各方向への1歩進あたりの移動
量が小さいことから、マクロ的にみると連続的で滑らか
なものとなる。
A driving method for making the movement trajectory of the mobile robot continuous and smooth will be described with reference to FIG. First, the step movement frequency of translation in the X direction, translation in the Y direction, and rotation about the Z axis is determined by the ratio of the movement amount in each direction. Here, the movement amount in each direction is 100 steps in the X direction, 50 steps in the Y direction, and the Z rotation movement amount θ z is 25 steps, and thus the step movement frequency is X: Y: θ z = 4: 2: 1. .. The movement first advances 2 steps in the X direction, then advances 1 step in the Y direction, then advances 2 steps in the X direction, then advances 1 step in the Y direction, and then performs one rotational movement θ z.・ The above operation is repeated. As a result, the mobile robot moves in the direction of X: Y = 2: 1 with respect to the direction of movement, generally facing the front.
The movement locus in this case is continuous and smooth from a macro perspective because the amount of movement per step in each direction is small.

【0038】図8には本発明のまた他の実施例としての
移動ロボットが示される。この移動ロボットは、上述の
図5の移動ロボットにおいて、進行用の圧電アクチュエ
ータ1〜1、2〜2をバイモルフ型の圧電アク
チュエータ20〜20に換えて1歩進の移動量を大
きくすることで、移動速度を高めたものである。
FIG. 8 shows a mobile robot as another embodiment of the present invention. In this mobile robot, in the mobile robot of FIG. 5 described above, the moving piezoelectric actuators 1 1 to 1 4 and 2 1 to 2 4 are replaced with bimorph type piezoelectric actuators 20 1 to 20 8 to move one step. By increasing, the moving speed is increased.

【0039】図9にはこのバイモルフ型の圧電アクチュ
エータの基本動作が示される。図9の(A)に示される
ように、電導性の弾性体(例えばリン青銅)の薄板20
−1の両面に、対向した分極特性を持たせた圧電素子2
0−2,20−3を固定する。このものにシリーズに印
加電圧をかけると、分極方向が異なるため一方の圧電素
子は縮み、他方は伸びる。この結果、薄板20−1の表
面に歪み差が生じ、板が屈曲する。屈曲方向は、図9の
(B)に示されるように、印加電圧の極性を切り換える
ことで選択できる。このバイモルフ形圧電アクチュエー
タは積層型のものに比較して大きな変位を得ることがで
きる。
FIG. 9 shows the basic operation of this bimorph type piezoelectric actuator. As shown in FIG. 9A, a thin plate 20 of an electrically conductive elastic body (eg, phosphor bronze) is used.
-1 Piezoelectric element 2 having opposite polarization characteristics on both sides
Fix 0-2 and 20-3. When an applied voltage is applied to this product in series, one piezoelectric element contracts and the other expands because the polarization directions are different. As a result, a difference in strain occurs on the surface of the thin plate 20-1, and the plate bends. The bending direction can be selected by switching the polarity of the applied voltage, as shown in FIG. This bimorph type piezoelectric actuator can obtain a large displacement as compared with a laminated type.

【0040】図8において、この実施例の移動ロボット
はバイモルフ型の圧電アクチュエータ20〜20
進行用の圧電アクチュエータとして用いている。すなわ
ち、移動平面10と平行に永久磁石24を底部に固定し
た移動体25の周囲に、4本の剛体支持足23〜23
と8枚の同一構成の薄板状のバイモルフ型圧電アクチ
ュエータ20〜20とを固定する。
In FIG. 8, the mobile robot of this embodiment uses bimorph type piezoelectric actuators 20 1 to 20 8 as the traveling piezoelectric actuators. That is, four rigid body support legs 23 1 to 23 are provided around the moving body 25 having the permanent magnet 24 fixed to the bottom thereof in parallel with the moving plane 10.
Four and eight thin plate-shaped bimorph type piezoelectric actuators 20 1 to 20 8 having the same structure are fixed.

【0041】剛体支持足23〜23の軸はZ軸と平
行にし、移動平面10との各接触位置は同一XY平面上
に位置するよう配置する。また、剛体支持足23〜2
が移動平面10と接触した状態で、永久磁石24が
移動平面10と接触しない程度の間隙を設けておく。
The axes of the rigid body support feet 23 1 to 23 4 are parallel to the Z axis, and the respective contact positions with the moving plane 10 are arranged on the same XY plane. In addition, the rigid support legs 23 1 to 2
3 4 in contact with the moving plane 10, should be a clearance enough to the permanent magnet 24 does not contact the moving plane 10.

【0042】一方、薄板状のバイモルフ型圧電アクチュ
エータ20〜20の配置は、互いに平行に向き合っ
た1対の薄板がXY平面において十字形となり、全ての
薄板平面がZ軸と垂直になるようにする。各バイモルフ
型圧電アクチュエータ20〜20の他端には接続剛
体22〜22を介して支持足用の積層型圧電アクチ
ュエータ21〜21をそれぞれ固定する。これらの
圧電アクチュエータ21〜21の自由端は全て同一
XY平面上に位置し、また、その伸縮方向がZ軸と平行
となるように配置する。なお、支持足用の圧電アクチュ
エータ21〜21は、OFF時には剛体支持足23
〜23より短くなって移動平面10と隙間を持ち、
伸びたときには、剛体支持足23〜23より長くな
って移動平面10と接触することで剛体支持足23
23と移動平面10の間に隙間を生じさせるようにし
ておく。
On the other hand, the thin plate-shaped bimorph type piezoelectric actuators 20 1 to 20 8 are arranged such that a pair of thin plates facing each other in a cross shape are cruciform in the XY plane, and all the thin plate planes are perpendicular to the Z axis. To The other end of each bimorph piezoelectric actuator 20 1 to 20 8 to fix respectively the laminated piezoelectric actuator 21 1 to 21 8 for the support legs via a connection rigid 22 1-22 8. All the free ends of these piezoelectric actuators 21 1 to 21 8 positioned on the same XY plane, also, the stretchable direction is arranged parallel to the Z axis. The piezoelectric actuator 21 1 to 21 8 for the support feet, OFF sometimes rigid support legs 23
Has a movement plane 10 and the gap is shorter than 1-23 4,
When extended, the rigid support legs 23 1 to 23 4 become longer than the rigid support legs 23 1 to 23 4 and come into contact with the moving plane 10 so that the rigid support legs 23 1 to 23 1 .
Keep to produce a gap between 23 4 and the mobile plane 10.

【0043】この移動ロボットの移動動作を以下に説明
する。図10はこの移動ロボットの並進移動の流れを示
すものである。基本的には、この並進移動は図2の実施
例の移動ロボットの移動原理と同様である。図中の丸印
は支持足用の圧電アクチュエータ21〜21を示
し、網目の入った丸印は支持足用の圧電アクチュエータ
がOFFの状態であって移動平面10と無接触であるこ
とを表し、白丸○は支持足用の圧電アクチュエータが伸
びた状態であって移動平面10と接触していることを表
す。
The movement operation of this mobile robot will be described below. FIG. 10 shows a flow of translational movement of this mobile robot. Basically, this translational movement is similar to the movement principle of the mobile robot of the embodiment shown in FIG. Circles in the figure show the piezoelectric actuator 21 1 to 21 8 for supporting the foot, circles containing the mesh is that piezoelectric actuator for supporting the feet is a non-contact with the moving plane 10 in a state of OFF The white circle indicates that the piezoelectric actuator for the supporting leg is in an expanded state and is in contact with the moving plane 10.

【0044】この図10では移動ロボットは図中を右方
向に並進移動する。まず、ステップでは進行用の圧電
アクチュエータ20、20、20、20を進行
方向側に向かって屈曲させ、次のステップでそれら進
行用圧電アクチュエータ20、20、20、20
の先端に取り付けられた支持足用の圧電アクチュエー
タ21、21、21、21を伸ばすことで移動
体25を持ち上げて剛体支持足23〜23を移動平
面10から離す。次に、ステップにて進行用の圧電ア
クチュエータ20、20、20、20を進行方
向と逆方向側に向かって屈曲させ、それにより移動体2
5を進行方向側に移動させる。次のステップでは支持
足用の圧電アクチュエータ21、21、21、2
を縮めて移動平面10から離し、移動体25が剛体
支持足23〜23によって移動平面10上に立つよ
うにする。以下、このステップ〜を繰り返すこと
で、図中を右方向に並進移動することができる。
In FIG. 10, the mobile robot translates rightward in the figure. First, in the step, the traveling piezoelectric actuators 20 3 , 20 4 , 20 7 , and 20 8 are bent toward the traveling direction side, and in the next step, the traveling piezoelectric actuators 20 3 , 20 4 , 20 7 , and 20.
8 the piezoelectric actuator 21 3 for supporting legs attached to the distal end of the, 21 4, 21 7, 21 8 lifts the moving body 25 by extending the release of the rigid support foot 23 1-23 4 from moving plane 10. Next, in a step, the traveling piezoelectric actuators 20 3 , 20 4 , 20 7 , and 20 8 are bent toward the direction opposite to the traveling direction, whereby the moving body 2 is moved.
5 is moved to the traveling direction side. In the next step, the piezoelectric actuators 21 3 , 21 4 , 21 7 , 2 for supporting legs are
18 is contracted and separated from the moving plane 10 so that the moving body 25 stands on the moving plane 10 by the rigid support legs 23 1 to 23 4 . After that, by repeating these steps 1 to 3, translational movement can be performed in the right direction in the drawing.

【0045】また図10中の上下方向に並進移動する場
合には、上述の説明の進行用の圧電アクチュエータ20
、20、20、20にかえて、圧電アクチュエ
ータ20、20、20、20を駆動すればよ
い。
Further, in the case of translational movement in the vertical direction in FIG. 10, the piezoelectric actuator 20 for advancement described above is used.
The piezoelectric actuators 20 1 , 20 2 , 20 5 , 20 6 may be driven instead of 3 , 20 4 , 20 7 , 20 8 .

【0046】図11にはこの移動ロボットの回転移動の
動作が示される。丸印は図10と同様の意味を持つ。進
行用のバイモルフ型圧電アクチュエータと支持用の積層
型圧電アクチュエータで構成された8本の移動足を、一
個とばしで駆動することで、位置ズレの少ない回転移動
が可能となる。
FIG. 11 shows the rotational movement operation of this mobile robot. The circles have the same meaning as in FIG. By driving the eight moving legs composed of the bimorph type piezoelectric actuator for advancing and the laminated type piezoelectric actuator for supporting by one skipping, it is possible to perform rotational movement with little positional deviation.

【0047】すなわち、ステップで、支持足用の圧電
アクチュエータ21〜21を全て縮めた状態におい
て1個とばしの進行用の圧電アクチュエータ20、2
、20、20を回転方向に向かって屈曲させ、
ステップにおいて、それらの圧電アクチュエータ20
、20、20、20の先端に取り付けられた支
持足用の圧電アクチュエータ21、21、21
21を伸ばして移動体25を持ち上げ、次のステップ
において、進行用の圧電アクチュエータ20、20
、20、20を回転方向と逆方向に向かって屈曲
させることで移動体25を回転方向に向かって回転さ
せ、最後にステップにおいて支持足用の圧電アクチュ
エータ21、21、21、21を縮めて移動体
25を再びその剛体支持足23〜23により移動平
面10に立たせる。このステップ〜を繰り返すこと
で、移動体25を逐次に回転させることができる。
[0047] That is, in step, the piezoelectric actuator 20 1 for progression of skipping one in every piezoelectric actuator 21 1 to 21 8 contracted state of the supporting foot, 2
Bending 0 3 , 20 5 , 20 7 in the direction of rotation,
In step, those piezoelectric actuators 20
Piezoelectric actuators 21 1 , 21 3 , 21 5 , for supporting legs attached to the tips of 1 , 20 3 , 20 5 , 20 7 .
Lift the moving body 25 stretched out 21 7, in a next step, the piezoelectric actuator 20 1 for progression, 20
The movable body 25 is rotated in the rotation direction by bending 3 , 20 5 , and 20 7 in the direction opposite to the rotation direction, and finally in the step, the piezoelectric actuators 21 1 , 21 3 , 21 5 for supporting feet are formed. , it stands in moving plane 10 by the rigid supporting leg 23 1-23 4 mobile 25 again contracted 21 7. By repeating these steps, the moving body 25 can be sequentially rotated.

【0048】なお、この図8の移動ロボットにおいて
も、図7で説明したような駆動手法を用いることによっ
てその移動軌跡を連続的で滑らかなものにすることがで
きる。
In the mobile robot shown in FIG. 8 as well, it is possible to make its movement locus continuous and smooth by using the driving method described in FIG.

【0049】また、この図8と図5の移動ロボットも、
永久磁石の作用を利用して壁や天井を移動できること
は、図2の移動ロボットの場合と同じである。
The mobile robot shown in FIGS. 8 and 5 also has
The fact that a wall or a ceiling can be moved by using the action of a permanent magnet is the same as in the case of the mobile robot shown in FIG.

【0050】本発明の実施にあたっては、上述の各実施
例の他にも種々の変形態様が可能である。例えば前述の
図2の実施例の移動ロボットでは、進行用の圧電アクチ
ュエータ1、2を移動体5から外側に向かうようにして
取り付けたが、本発明はこれに限られるものではなく、
例えば移動体5を枠状のもので形成し、その枠から内側
に向かって進行用の圧電アクチュエータ1、2を取り付
けるような構造のものであってもよい。これは図4と図
8の各実施例の移動ロボットについても同様である。
In carrying out the present invention, various modifications other than the above-described embodiments are possible. For example, in the above-described mobile robot of the embodiment shown in FIG. 2, the piezoelectric actuators 1 and 2 for traveling are attached so as to face outward from the moving body 5, but the present invention is not limited to this.
For example, the moving body 5 may be formed in a frame shape, and the piezoelectric actuators 1 and 2 for advancing inward from the frame may be attached. This also applies to the mobile robots of the embodiments shown in FIGS. 4 and 8.

【0051】また図8の実施例では進行用の圧電アクチ
ュエータとして各方向に2枚一組の薄板状の圧電アクチ
ュエータを取り付けたが、本発明はこれに限られるもの
ではなく、各方向にそれぞれ1枚ずつの薄板状圧電アク
チュエータ(つまり合計で4枚)で構成することも可能
である。但し、この場合には、並進移動時において移動
体25を支える支持足用の圧電アクチュエータが2本だ
けになって移動体25を2箇所だけで点的に支えること
になるため移動体25が傾くおそれがあるので、支持足
用の圧電アクチュエータの底部に例えば円形平板などの
起立を安定させるための足を取り付けてやる必要があ
る。
In the embodiment of FIG. 8, a pair of thin plate piezoelectric actuators is attached in each direction as a traveling piezoelectric actuator, but the present invention is not limited to this, and one in each direction. It is also possible to form each by a thin plate piezoelectric actuator (that is, a total of four piezoelectric actuators). However, in this case, since there are only two piezoelectric actuators for supporting legs that support the moving body 25 during translational movement, and the moving body 25 is supported only at two points, the moving body 25 tilts. Therefore, it is necessary to attach a foot such as a circular flat plate for stabilizing the standing up to the bottom of the piezoelectric actuator for the supporting foot.

【0052】同様に図4の実施例の移動ロボットを変形
して、進行用の移動足をX方向とY方向用にそれぞれ一
つずつで構成することも可能である。例えば、正方形平
板11の底の中央位置に、各々自由端側に支持足用積層
形圧電アクチュエータを持つ都合4つの進行用積層形圧
電アクチュエータを4方向に伸びるようにそれぞれ取り
付ける。この場合、支持足は移動体に別途取り付ける。
また並進移動時の移動体の姿勢を保つため、上述同様に
支持足用積層形圧電アクチュエータの底に平板の足を取
り付けるとよい。なお、この変形例の場合には回転移動
はできないが、X、Y方向への並進は可能である。
Similarly, the mobile robot of the embodiment shown in FIG. 4 may be modified to have one moving foot for traveling and one moving foot for each of the X and Y directions. For example, at the center of the bottom of the square flat plate 11, four advancing laminated piezoelectric actuators each having a supporting leg laminated piezoelectric actuator on the free end side are attached so as to extend in four directions. In this case, the support foot is separately attached to the moving body.
Further, in order to maintain the posture of the moving body during translational movement, it is preferable to attach a flat plate foot to the bottom of the laminated piezoelectric actuator for supporting feet as described above. It should be noted that in the case of this modification, rotation movement is not possible, but translation in the X and Y directions is possible.

【0053】また上述の各実施例では、移動平面を磁性
体で形成し、かつ移動ロボット側に永久磁石を取り付け
ることで、移動ロボットが水平面だけでなく壁や天井な
ども移動できるようにしたが、本発明はこれに限られな
い。すなわち、移動ロボットを鉄などの磁性材料で形成
して移動平面側に永久磁石を設けることによっても、移
動ロボットが壁などを移動することが可能であり、その
ようにすることで移動ロボット本体を一層に小型・軽量
化させることができる。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the moving plane is made of a magnetic material and the permanent magnet is attached to the side of the moving robot so that the moving robot can move not only the horizontal plane but also the wall, the ceiling and the like. However, the present invention is not limited to this. That is, it is possible to move a mobile robot on a wall or the like by forming the mobile robot with a magnetic material such as iron and providing a permanent magnet on the moving plane side. It can be made even smaller and lighter.

【0054】また移動ロボットの移動に際して上述の磁
気力による吸引作用を利用しないものであってもよく、
その場合、壁あるいは天井での移動はできないが、移動
ロボットの自重により水平面での移動は可能である。
Further, the moving action of the mobile robot may be such that it does not utilize the above-mentioned magnetic attraction.
In that case, the mobile robot cannot move on a wall or ceiling, but can move on a horizontal plane due to the weight of the mobile robot.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、圧電アクチュエータを用いることで、動力伝達機構
が不要な、小型、軽量の移動ロボットを実現できる。ま
たこの移動ロボットは高精度の移動を行うことができ
る。
As described above, according to the present invention, by using the piezoelectric actuator, it is possible to realize a small and lightweight mobile robot that does not require a power transmission mechanism. In addition, this mobile robot can move with high precision.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る原理説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.

【図2】本発明の一実施例としての1次元移動形の移動
ロボットを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a one-dimensional mobile robot according to an embodiment of the present invention.

【図3】積層形圧電アクチュエータの動作を説明する図
である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the laminated piezoelectric actuator.

【図4】実施例の移動ロボットの移動原理を説明する図
である。
FIG. 4 is a diagram illustrating the movement principle of the mobile robot of the embodiment.

【図5】本発明の他の実施例としての2次元移動形の移
動ロボットを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a two-dimensional mobile robot as another embodiment of the present invention.

【図6】実施例の移動ロボットの並進・回転移動の原理
を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the principle of translation / rotational movement of the mobile robot of the embodiment.

【図7】実施例の2次元移動形の移動ロボットの滑らか
な移動軌跡を実現するための駆動方法を説明する図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating a driving method for realizing a smooth movement trajectory of the two-dimensional mobile robot according to the embodiment.

【図8】本発明のまた他の実施例としてのバイモルフ形
圧電アクチュエータを用いた2次元移動形の移動ロボッ
トを示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a two-dimensional mobile robot using a bimorph piezoelectric actuator according to another embodiment of the present invention.

【図9】バイモルフ形圧電アクチュエータの動作原理を
説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating the operating principle of a bimorph piezoelectric actuator.

【図10】実施例の移動ロボットの並進移動の原理を説
明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating the principle of translational movement of the mobile robot of the embodiment.

【図11】実施例の移動ロボットの回転移動の原理を説
明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating the principle of rotational movement of the mobile robot of the embodiment.

【図12】従来の平面移動ロボットを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a conventional planar mobile robot.

【図13】従来の平面移動ロボットの並進・回転移動の
原理を説明する図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating the principle of translation / rotational movement of a conventional planar mobile robot.

【符号の説明】 1、1〜1、2、2〜2 進行用の積層形圧電
アクチュエータ 3、3〜3、4、4〜4、21〜21支持
足用の積層形圧電アクチュエータ 5、25 移動体 6、6〜6、23〜23 剛体支持足 8、14、24 永久磁石 9、12 継磁鉄 11 正方形平面 13〜13 移動足 20〜20 進行用のバイモルフ形圧電アクチュエ
ータ 22〜22接続剛体
[Explanation of Codes] 1, 1 1 to 1 4 , 2, 2, 2 1 to 2 4 Multilayer Piezoelectric Actuator for Traveling 3, 3 1 to 3 4 , 4, 4 1 to 4 4 , 21 1 to 21 8 Supporting Feet Type piezoelectric actuator for use 5, 25 Moving body 6, 6 1 to 6 4 , 23 1 to 23 4 Rigid body supporting foot 8, 14, 24 Permanent magnet 9, 12 Magnet iron 11 Square plane 13 1 to 13 4 Moving foot 20 1 to 20 8 Bimorph piezoelectric actuator for traveling 22 1 to 22 8 Connection rigid body

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 移動面(35)に立つための支持足(3
1、32)を有する移動体(30)に、進行用積層形圧
電アクチュエータ手段(33)の基端部をその軸方向が
移動面に平行であるように取り付け、該進行用積層形圧
電アクチュエータ手段の自由端部に移動面に向かってほ
ぼ垂直に伸びる支持足用積層形圧電アクチュエータ(3
4)を取り付け、該支持足用積層圧電アクチュエータは
その伸長時に該移動体を支持足ごと移動面から持ち上
げ、収縮時に該移動体をその支持足で移動面に立たせる
ように構成されている移動ロボット。
1. Supporting feet (3) for standing on a moving surface (35).
1, 32) is attached to the moving body (30) having the traveling multilayer piezoelectric actuator means (33) so that its axial direction is parallel to the moving surface. A laminated piezoelectric actuator for a support leg (3 extending substantially perpendicularly to the moving surface at the free end of the
4) is attached, and the laminated piezoelectric actuator for supporting legs is configured to lift the moving body together with the supporting legs from the moving surface when it extends, and to move the moving body to stand on the moving surface with the supporting legs when contracting. robot.
【請求項2】 該進行用積層形圧電アクチュエータ手段
(33)は自由端部に支持足用積層形圧電アクチュエー
タ(34、34)をそれぞれ有する同方向を向いた
二つの進行用積層形圧電アクチュエータ(33、33
)からなる請求項1記載の移動ロボット。
Wherein said progression for multilayered piezoelectric actuator means (33) is multilayered piezoelectric actuator supporting foot to the free end (34 1, 34 2) two progression for multilayered piezoelectric facing the same direction with each Actuator (33 1 , 33
2. The mobile robot according to claim 1, which comprises 2 ).
【請求項3】 移動面に立つための支持足を有する移動
体に、第1、第2、第3、第4の進行用積層形圧電アク
チュエータ手段の基端部をそれらが格子状を成しかつ移
動面に平行であるように取り付け、これら第1、第2、
第3、第4の進行用積層形圧電アクチュエータ手段の自
由端部に移動面に向かってほぼ垂直に伸びる支持足用積
層形圧電アクチュエータをそれぞれ取り付け、該支持足
用積層圧電アクチュエータはその伸長時に該移動体を支
持足ごと移動面から持ち上げ、収縮時に該移動体をその
支持足で移動面に立たせるように構成されている移動ロ
ボット。
3. A moving body having support legs for standing on a moving surface, wherein the base ends of the first, second, third and fourth advancing laminated piezoelectric actuator means are formed in a lattice shape. And mounted so that they are parallel to the plane of movement, these first, second,
Mounted on the free ends of the third and fourth advancing laminated piezoelectric actuator means are supporting leg laminated piezoelectric actuators that extend substantially perpendicularly to the moving surface, and the supporting leg laminated piezoelectric actuators are extended when they extend. A mobile robot configured to lift a moving body together with a support foot from a moving surface, and to make the moving body stand on the moving surface with the supporting foot when contracted.
【請求項4】 該第1、第2、第3、第4の進行用積層
形圧電アクチュエータ手段は各々、自由端部に支持足用
積層形圧電アクチュエータをそれぞれ有する同方向を向
いた二つの進行用積層形圧電アクチュエータで構成され
ている請求項3記載の移動ロボット
4. The first, second, third, and fourth advancing laminated piezoelectric actuator means each have two advancing in the same direction, each having a supporting leg laminated piezoelectric actuator at its free end. 4. The mobile robot according to claim 3, wherein the mobile robot comprises a laminated piezoelectric actuator for a vehicle.
【請求項5】 移動面に立つための支持足を有する移動
体に、第1、第2、第3、第4の進行用バイモルフ形圧
電アクチュエータ手段の基端部をそれらの軸方向が互い
にほぼ垂直でかつ移動面に平行であるようにそれぞれ取
り付け、これら第1、第2、第3、第4の該進行用バイ
モルフ形圧電アクチュエータ手段の自由端部に移動面に
向かってほぼ垂直に伸びる支持足用積層形圧電アクチュ
エータをそれぞれ取り付け、該支持足用積層圧電アクチ
ュエータはその伸長時に該移動体を支持足ごと移動面か
ら持ち上げ、収縮時に該移動体をその支持足で移動面に
立たせるように構成されている移動ロボット。
5. A moving body having support legs for standing on a moving surface, wherein the base ends of the first, second, third, and fourth advancing bimorph-type piezoelectric actuator means are arranged so that their axial directions are substantially parallel to each other. Supports mounted vertically and parallel to the plane of movement, at the free ends of the first, second, third, and fourth advancing bimorph-type piezoelectric actuator means, extending substantially perpendicularly to the plane of movement. Each of the laminated piezoelectric actuators for legs is attached, and the laminated piezoelectric actuators for supporting legs lift the moving body together with the supporting feet from the moving surface when it extends and make the moving body stand on the moving surface with the supporting feet when contracting. A mobile robot that is configured.
【請求項6】 該第1、第2、第3、第4の進行用バイ
モルフ形圧電アクチュエータ手段は各々、自由端部に支
持足用積層形圧電アクチュエータをそれぞれ有する二つ
の並列配置された進行用バイモルフ形圧電アクチュエー
タで構成されている請求項5記載の移動ロボット。
6. The first, second, third, and fourth advancing bimorph-type piezoelectric actuator means each have two side-by-side advancing-type piezoelectric actuator means each having a supporting leg laminated piezoelectric actuator at a free end. The mobile robot according to claim 5, wherein the mobile robot comprises a bimorph piezoelectric actuator.
【請求項7】 請求項4または請求項6記載の移動ロボ
ットにおいて、各々8個の進行用圧電アクチュエータと
支持足用圧電アクチュエータのうち一つ置きの4個のみ
を駆動して回転移動を行うように構成されている移動ロ
ボット。
7. The mobile robot according to claim 4 or 6, wherein only four of the eight traveling piezoelectric actuators and one of the supporting leg piezoelectric actuators are driven to perform rotational movement. A mobile robot configured to.
【請求項8】 請求項3〜請求項6のいずれかに記載の
移動ロボットにおいて、X方向の並進、Y方向の並進、
Z軸回りの回転のステップ移動頻度を各方向の移動量の
割合で混ぜて行うように構成されている移動ロボット。
8. The mobile robot according to claim 3, wherein translation in the X direction, translation in the Y direction,
A mobile robot configured to mix the step movement frequency of rotation around the Z axis at a ratio of the movement amount in each direction.
【請求項9】 移動面を磁性材料で構成し、移動体の移
動面側に磁石を取り付け、該移動面と該移動体間に吸引
力を生じさせるように構成されている請求項1〜8のい
ずれかに記載の移動ロボット。
9. The moving surface is made of a magnetic material, a magnet is attached to the moving surface side of the moving body, and an attractive force is generated between the moving surface and the moving body. The mobile robot according to any one of 1.
【請求項10】 移動面側に該移動面に磁気を生じるよ
うに磁石を設け、移動体の少なくとも移動面側の部分を
磁性材料で構成し、該移動面と該移動体間に吸引力を生
じさせるように構成されている請求項1〜8のいずれか
に記載の移動ロボット。
10. A magnet is provided on the moving surface so as to generate magnetism on the moving surface, at least a portion of the moving body on the moving surface side is made of a magnetic material, and an attractive force is applied between the moving surface and the moving body. The mobile robot according to claim 1, wherein the mobile robot is configured to generate.
JP4216251A 1992-06-09 1992-06-09 Mobile robot Withdrawn JPH05340341A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100439049C (en) * 2004-07-15 2008-12-03 清华大学 Plane movement mechanism and its device for micro robot
CN118494633A (en) * 2024-07-17 2024-08-16 南京信息工程大学 Climbing robot and control method thereof

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