JPH0550384A - Moving mechanism - Google Patents

Moving mechanism

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Publication number
JPH0550384A
JPH0550384A JP3209683A JP20968391A JPH0550384A JP H0550384 A JPH0550384 A JP H0550384A JP 3209683 A JP3209683 A JP 3209683A JP 20968391 A JP20968391 A JP 20968391A JP H0550384 A JPH0550384 A JP H0550384A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
moving mechanism
legs
leg
type
ceramic actuator
Prior art date
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Pending
Application number
JP3209683A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
伸彰 ▲高▼梨
Nobuaki Takanashi
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH0550384A publication Critical patent/JPH0550384A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To miniaturize a moving mechanism and to prevent the lowering of driving force by connecting a plurality of driving legs and direction selecting legs to layered ceramic actuators which are connected through transmission mechanisms respectively and holding these legs by means of moving mechanism base plates in a miniaturized moving type moving mechanism. CONSTITUTION:A plurality of driving legs 31 to 36, and a plurality of direction selecting legs 11, 12, 21, and 22 which swing up and down facing either back or forth are arranged on the side of the ground plane of the robot on a moving mechanism base plate 1. In addition, the driving legs 31 to 36 are connected first kind layered ceramic actuators 71 to 73 through a transmission mechanism comprising racks 141 and 142, pinions 151 and 152, and an output shaft 110. The direction selecting legs 11, 12, 21, and 22 are connected to second kind layered ceramic actuators 51, 52, 61, and 62 through a transmission mechanism comprising a rack 141, pinion 151, and output shaft 110.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は小型形状の移動型移動機
構に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small-sized movable moving mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、個別部品の組合せにより移動を実
現する移動機構があった。この装置において移動は微小
モータと微小な車輪の組合せにより実現していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been a moving mechanism for realizing movement by combining individual parts. In this device, movement was realized by a combination of a minute motor and minute wheels.

【0003】例えばアニタ フリン(Anita M.
Flynn)氏らにより「ザ・ワールド・ラージェスト
・ワン・キュービック・インチ・ロボット」(“The
World’s Largest One Cubi
c Inch Robot”)という題目でIEEEマ
イクロエレクトロメカニカルシステム論文集(Proc
eedings IEEE Micro Electr
o Mechanical Systems)98〜1
01ページに述べられている。
For example, Anita M.F.
"The World Largest One Cubic Inch Robot"("Then
World's Largest One Cubi
c Inch Robot "), IEEE Micro Electromechanical Systems Proceedings (Proc
feedings IEEE Micro Electr
o Mechanical Systems) 98-1
It is described on page 01.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記従来の移動機構で
は1インチ立方以下という比較的微小な移動ロボットを
実現することができるが、電磁モータおよび歯車等部品
を組み合わせているため、これを大幅に小型化すること
は不可能であるという問題があった。さらに、小型かす
ればするほど駆動力も微弱となるという大きな問題もあ
った。
The above-mentioned conventional moving mechanism can realize a relatively minute moving robot having a size of 1 inch cubic or less. However, since the electromagnetic motor and gears and other parts are combined, this is greatly reduced. There was a problem that it was impossible to miniaturize. Further, there is a big problem that the driving force becomes weaker as the size becomes smaller.

【0005】本発明の目的は、これらの問題を解決した
移動機構を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a moving mechanism that solves these problems.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、小型の移動機
構において、ロボット進行方向に対して前方および後方
の双方に揺動する複数の駆動脚と、前方もしくは後方の
いずれか一方を向き上下に揺動する複数の方向選択脚
と、駆動脚に接続された第一の種類の積層セラミックア
クチュエータと、方向選択脚に接続された第二の種類の
積層セラミックアクチュエータと、駆動脚および前記第
一の種類の積層セラミックアクチュエータを接続する第
一の種類の伝達機構と、方向選択脚および前記第二の種
類の積層セラミックアクチュエータを接続する第二の種
類の伝達機構と、前記複数の脚および複数のアクチュエ
ータおよび複数の伝達機構を保持する移動機構基板、と
からなることを特徴とする。
According to the present invention, in a small-sized moving mechanism, a plurality of drive legs swinging both forward and backward with respect to a robot traveling direction, and either the front or the rear are turned up and down. A plurality of direction selection legs swinging in the direction, a first type monolithic ceramic actuator connected to the drive leg, a second type monolithic ceramic actuator connected to the direction selection leg, a drive leg and the first A transmission mechanism of a first type for connecting a monolithic ceramic actuator of the above type; a direction selection leg and a transmission mechanism of a second type for connecting the second type monolithic ceramic actuator; A moving mechanism substrate that holds an actuator and a plurality of transmission mechanisms.

【0007】[0007]

【実施例】本発明の具体的な実施例について図面を用い
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0008】図1は本発明に従う移動機構の機構構成を
示す機構図である。
FIG. 1 is a mechanism diagram showing a mechanism structure of a moving mechanism according to the present invention.

【0009】移動機構は、複数の脚および複数のアクチ
ュエータおよび複数の伝達機構を保持する移動機構基板
1上に、搭載する。移動機構基板1上のロボット接地面
側には、ロボット進行方向に対して前方および後方の双
方に揺動する複数の駆動脚31,32,……,36を設
置する。また、前方もしくは後方のいずれか一方を向
き、上下に揺動する複数の方向選択脚11,12,2
1,22をロボット接地面側に設置する。
The moving mechanism is mounted on the moving mechanism board 1 which holds a plurality of legs, a plurality of actuators, and a plurality of transmission mechanisms. A plurality of drive legs 31, 32, ..., 36 swinging both forward and backward with respect to the robot traveling direction are installed on the robot contact surface side on the moving mechanism substrate 1. In addition, a plurality of direction selection legs 11, 12, and 2 that swings up and down by facing either the front or the rear
1 and 22 are installed on the robot ground plane side.

【0010】駆動脚31,32,……,36は、それぞ
れ第一の種類の積層セラミックアクチュエータ71,7
2,73に伝達機構を介して接続される。また、方向選
択脚11,12,21,22は、第二の種類の積層セラ
ミックアクチュエータ51,52,61,62に伝達機
構を介して接続される。
The drive legs 31, 32, ..., 36 are respectively provided with a first-type monolithic ceramic actuator 71, 7 respectively.
2, 73 via a transmission mechanism. Further, the direction selection legs 11, 12, 21, 22 are connected to the second type of laminated ceramic actuators 51, 52, 61, 62 via a transmission mechanism.

【0011】図1の構成において、ロボットの移動を実
行するためには、駆動脚31,32,……,36を揺動
させておき、希望する進行方向によって第一として方向
選択脚11,12の組を接地させるか、または第二とし
て方向選択脚21,22の組を接地させるか、前記第一
もしくは第二のいずれかを選択駆動する。上記駆動脚の
動作により、機構全体がロボット進行方向に対して前後
に駆動力を与えられるが、駆動力は方向選択脚により一
方向にのみ有効となる。
In the configuration of FIG. 1, in order to execute the movement of the robot, the driving legs 31, 32, ..., 36 are swung, and the direction selecting legs 11, 12 are set as the first depending on the desired traveling direction. Of the direction selection legs 21 and 22 is grounded as the second, or either the first or the second is selectively driven. By the operation of the drive leg, the entire mechanism gives a driving force to the front and back with respect to the robot traveling direction, but the driving force is effective only in one direction by the direction selection leg.

【0012】例えば、図1において方向選択脚11,1
2の組を接地させながら駆動脚31,32,……,36
を揺動させた場合、紙面右方への移動に対し、方向選択
脚は移動を妨げることはないが、左方への移動に関して
は大きな摩擦を生じ、移動を阻止する。従って、駆動脚
31,32,……,36は紙面右および左双方に駆動力
を発生しているが、移動機構全体としては紙面右方に移
動する。
For example, in FIG. 1, the direction selection legs 11, 1
Drive legs 31, 32, ..., 36 while grounding the pair of 2
When is swung, the direction selection leg does not hinder the movement to the right on the paper surface, but causes a large friction with respect to the movement to the left and prevents the movement. Therefore, the driving legs 31, 32, ..., 36 generate driving force on both the right and left sides of the drawing, but the moving mechanism as a whole moves to the right on the drawing.

【0013】図2はアクチュエータおよび脚の機構の一
実施例を示す詳細機構図である。
FIG. 2 is a detailed mechanism diagram showing an embodiment of the mechanism of the actuator and the leg.

【0014】図2(a)に示すように、駆動脚31,3
2および第一の種類の積層セラミックアクチュエータ1
00は、第一の種類の伝達機構としてラック141,1
42とピニオン151,152により接続する。これに
より積層セラミックアクチュエータ100の出力軸11
0が上下に変位すると、駆動脚31,32は前後に振れ
る。
As shown in FIG. 2 (a), drive legs 31, 3 are provided.
2 and the first type of monolithic ceramic actuator 1
00 is the rack 141, 1 as the first type transmission mechanism.
42 and the pinions 151 and 152. As a result, the output shaft 11 of the monolithic ceramic actuator 100 is
When 0 is displaced vertically, the drive legs 31 and 32 swing back and forth.

【0015】また、図2(b)に示すように、方向選択
脚11および第二の種類の積層セラミックアクチュエー
タ100は、第二の種類の伝達機構として、ラック14
1とピニオン151により接続する。これにより、積層
セラミックアクチュエータ100の出力軸110が上下
に変位すると、方向選択脚11は上下に振れる。
Further, as shown in FIG. 2B, the direction selection leg 11 and the second type monolithic ceramic actuator 100 include a rack 14 as a second type transmission mechanism.
1 and the pinion 151. As a result, when the output shaft 110 of the monolithic ceramic actuator 100 is vertically displaced, the direction selection leg 11 swings vertically.

【0016】ここで、積層セラミックアクチュエータは
電界により伸縮するセラミック素子を積み重ねたデバイ
スである。図2における積層セラミックアクチュエータ
100の両端に電圧を印加することにより全体の長さが
伸長する。従って、出力軸110の反対側の一端を移動
機構基板1に固定することにより、出力軸110を下方
へ押し出すことができる。また、一般のモータのような
電磁型のアクチュエータと比較して少ない電力にて大き
な駆動力を発生可能である。
Here, the monolithic ceramic actuator is a device in which ceramic elements which expand and contract due to an electric field are stacked. By applying a voltage to both ends of the monolithic ceramic actuator 100 in FIG. 2, the entire length is extended. Therefore, by fixing one end on the opposite side of the output shaft 110 to the moving mechanism substrate 1, the output shaft 110 can be pushed downward. Further, it is possible to generate a large driving force with less electric power as compared with an electromagnetic actuator such as a general motor.

【0017】図2の構成によれば、まず方向選択脚に接
続された積層セラミックアクチュエータのうち、進行方
向に対応するアクチュエータの組に電圧を加えてアクチ
ュエータを伸長させる。これにより出力軸を下方に引き
下げることになり方向選択脚を接地させる。その後、駆
動脚用の積層セラミックアクチュエータを上下に変位さ
せ続けることにより、所望の方向にロボットを移動させ
ることができる。
According to the configuration of FIG. 2, first, of the laminated ceramic actuators connected to the direction selection legs, a voltage is applied to the set of actuators corresponding to the traveling direction to extend the actuators. As a result, the output shaft is pulled down, and the direction selection leg is grounded. After that, the robot can be moved in a desired direction by continuing to vertically displace the laminated ceramic actuator for the drive leg.

【0018】図3はアクチュエータおよび脚の機構の第
二の実施例を示す詳細機構図である。図2に示したラッ
クとピニオンに代えてヒンジ機構を用いている。ヒンジ
レバー202は固定端201にてその軸回りに回転可能
としながら移動機構基板1に固定される。一方、ヒンジ
レバー202の他の固定端203はその軸回りに回転可
能としながら方向選択脚11の一点と接続される。ま
た、方向選択脚11の中心211はその軸回りに回転可
能としながら移動機構基板1に固定される。一方、積層
セラミックアクチュエータ100の出力軸110は、ヒ
ンジレバー202の固定端201の近傍を押すよう接続
される。
FIG. 3 is a detailed mechanical view showing a second embodiment of the actuator and leg mechanism. A hinge mechanism is used instead of the rack and pinion shown in FIG. The hinge lever 202 is fixed to the moving mechanism substrate 1 while being rotatable about its axis at the fixed end 201. On the other hand, the other fixed end 203 of the hinge lever 202 is connected to one point of the direction selection leg 11 while being rotatable about its axis. Further, the center 211 of the direction selection leg 11 is fixed to the moving mechanism substrate 1 while being rotatable about its axis. On the other hand, the output shaft 110 of the monolithic ceramic actuator 100 is connected so as to push in the vicinity of the fixed end 201 of the hinge lever 202.

【0019】以上、図3に示す構成によれば、積層セラ
ミックアクチュエータ100の微小な変位により、方向
選択脚11先端を大きく変位させることができる。同様
に駆動脚も構成することができる。
As described above, according to the configuration shown in FIG. 3, the tip of the direction selection leg 11 can be largely displaced by a minute displacement of the monolithic ceramic actuator 100. The drive legs can likewise be constructed.

【0020】図4は本発明を適用した移動機構を示す斜
視図である。移動機構本体3の両側面に本発明に従う移
動機構基板1,2を取り付ける。所望の進行方向に対し
て、同方向に移動機構基板1,2を駆動することにより
ロボット本体3を移動させることができる。また、移動
機構基板1,2を互いに逆方向に駆動することにより、
移動することなくその場で回転することができる。移動
機構基板1,2のうちいずれか一方を停止させ、他方の
み駆動することによれば、比較的大きな半径にてロボッ
ト本体3の方向を変えることができる。
FIG. 4 is a perspective view showing a moving mechanism to which the present invention is applied. The moving mechanism boards 1 and 2 according to the present invention are attached to both side surfaces of the moving mechanism body 3. The robot body 3 can be moved by driving the movement mechanism substrates 1 and 2 in the same direction with respect to the desired traveling direction. Further, by driving the moving mechanism substrates 1 and 2 in opposite directions,
It can rotate on the spot without moving. By stopping one of the moving mechanism substrates 1 and 2 and driving only the other, the direction of the robot body 3 can be changed with a relatively large radius.

【0021】以上の各ブロックの構成および動作は同業
者に容易に類推成しうるものであり、さらに詳細な説明
は省略する。
The configuration and operation of each block described above can be easily inferred by those skilled in the art, and a detailed description thereof will be omitted.

【0022】本発明に従う移動機構付き移動機構におい
て、駆動軸と脚部の伝達機構に関しては、ラックとピニ
オンを用いた例について詳細に延べたが、直動部材と回
転部材との摩擦により駆動する構成に対しても本発明が
適用可能であることは明らかである。
In the moving mechanism with the moving mechanism according to the present invention, the transmission mechanism of the drive shaft and the leg portion has been described in detail with respect to the example using the rack and the pinion, but it is driven by the friction between the direct acting member and the rotating member. It is obvious that the present invention can be applied to the configuration.

【0023】さらに、駆動脚および方向選択脚の本数
は、要求される駆動力、移動対象表面の状態などにより
任意の値に設計・加工することが可能であり、図1,図
2の実施例に示した本数に制限されるものではない。
Furthermore, the number of drive legs and direction selection legs can be designed and processed to any values depending on the required driving force, the state of the surface to be moved, etc. The number is not limited to the number shown in.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば微小な形状にて移動可能
な移動機構が得られる。機構全体の形状を小型化する場
合、駆動力も外形に応じて減少してしまう課題が残る
が、本発明に従う構成によれば、長方形の領域を最大限
利用してアクチュエータを設置でき、かつロボット側面
のほとんどの領域をアクチュエータとして利用すること
ができる。この構成は、大きな駆動力を持つ積層セラミ
ック型アクチュエータの設置法として、最適な設置形状
を提供する。従って、ロボット全体の大きさを小さく保
ちながら、アクチュエータの駆動力を最大限大きくする
ことができるという大きな特徴がある。
According to the present invention, a moving mechanism capable of moving in a minute shape can be obtained. When the size of the entire mechanism is reduced, the driving force also decreases in accordance with the outer shape, but the structure according to the present invention allows the actuator to be installed by making maximum use of the rectangular area, and the robot side surface can be used. Most of the area can be used as an actuator. This configuration provides an optimal installation shape as an installation method for a laminated ceramic type actuator having a large driving force. Therefore, there is a great feature that the driving force of the actuator can be maximized while keeping the size of the entire robot small.

【0025】以上述べた本発明によれば前記従来の課題
を解決した移動機構が得られる。
According to the present invention described above, it is possible to obtain a moving mechanism that solves the conventional problems.

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

【図1】本発明に従う移動機構の機構構成を示す機構図
である。
FIG. 1 is a mechanism diagram showing a mechanism configuration of a moving mechanism according to the present invention.

【図2】アクチュエータおよび脚の機構の一実施例を示
す詳細機構図である。
FIG. 2 is a detailed mechanism diagram showing an embodiment of the mechanism of the actuator and the leg.

【図3】本発明を適用した移動機構を示す斜視図であ
る。
FIG. 3 is a perspective view showing a moving mechanism to which the present invention is applied.

【図4】本発明を適用した移動機構を示す斜視図であ
る。
FIG. 4 is a perspective view showing a moving mechanism to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 移動機構基板 3 ロボット本体 31,32,……,36 駆動脚 11,12,21,22 方向選択脚 51,52,61,62,71,72,73,100
積層セラミックアクチュエータ 141,142 ラック 151,152 ピニオン 110 出力軸
1, 2 moving mechanism substrate 3 robot body 31, 32, ..., 36 drive leg 11, 12, 21, 22 direction selection leg 51, 52, 61, 62, 71, 72, 73, 100
Multilayer ceramic actuator 141,142 Rack 151,152 Pinion 110 Output shaft

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】小型の移動機構において、 ロボット進行方向に対して前方および後方の双方に揺動
する複数の駆動脚と、前方もしくは後方のいずれか一方
を向き上下に揺動する複数の方向選択脚と、 駆動脚に接続された第一の種類の積層セラミックアクチ
ュエータと、 方向選択脚に接続された第二の種類の積層セラミックア
クチュエータと、 駆動脚および前記第一の種類の積層セラミックアクチュ
エータを接続する第一の種類の伝達機構と、 方向選択脚および前記第二の種類の積層セラミックアク
チュエータを接続する第二の種類の伝達機構と、 前記複数の脚および複数のアクチュエータおよび複数の
伝達機構を保持する移動機構基板、とからなることを特
徴とする移動機構。
1. In a small moving mechanism, a plurality of drive legs swinging forward and backward with respect to a robot traveling direction, and a plurality of direction selections swinging up and down facing either forward or backward. Connects the leg, the first type monolithic ceramic actuator connected to the drive leg, the second type monolithic ceramic actuator connected to the direction selection leg, and connects the drive leg and the first type monolithic ceramic actuator Holding a plurality of legs, a plurality of actuators, and a plurality of transmission mechanisms, a second type of transmission mechanism that connects the direction selection leg and the second type of laminated ceramic actuator And a moving mechanism substrate for performing the moving mechanism.
JP3209683A 1991-08-22 1991-08-22 Moving mechanism Pending JPH0550384A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116242146A (en) * 2023-05-09 2023-06-09 赣州海盛钨业股份有限公司 Auxiliary boat hooking device for tungsten powder reduction processing

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