JPH06292B2 - 多自由度回転運動を行う微動機構 - Google Patents
多自由度回転運動を行う微動機構Info
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- JPH06292B2 JPH06292B2 JP25854785A JP25854785A JPH06292B2 JP H06292 B2 JPH06292 B2 JP H06292B2 JP 25854785 A JP25854785 A JP 25854785A JP 25854785 A JP25854785 A JP 25854785A JP H06292 B2 JPH06292 B2 JP H06292B2
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- 230000033001 locomotion Effects 0.000 title claims description 29
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
- B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
- B23Q1/36—Springs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
- B23Q1/50—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism
- B23Q1/54—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only
- B23Q1/5406—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only a single rotating pair followed perpendicularly by a single rotating pair
- B23Q1/5412—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only a single rotating pair followed perpendicularly by a single rotating pair followed perpendicularly by a single rotating pair
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は高分解能を有する微動回転機構に関する。
従来の微動機構は１部を挿入十字板ばね機構のような１
自由度の機構であり、多自由度の運動を得るためには１
自由度機構を組み合わせて用いていた。そのため機構の
形状が大きくなるという欠点を有するとともに、加工も
複雑で、高価であるという問題があった。
自由度の機構であり、多自由度の運動を得るためには１
自由度機構を組み合わせて用いていた。そのため機構の
形状が大きくなるという欠点を有するとともに、加工も
複雑で、高価であるという問題があった。
例えば、これらに関する先行技術として、「精密機械48
巻６号、p.734,1982」や「応用物理第50巻第３号、p.21
2,1981」をあげることができる。
巻６号、p.734,1982」や「応用物理第50巻第３号、p.21
2,1981」をあげることができる。
本発明は所定の点を中心とする多自由度の回転運動を行
う高分解能微動機構を提供することを目的とする。
う高分解能微動機構を提供することを目的とする。
本発明は回転運動を行う切欠部を設け、この回転運動の
軸が常に定点（回転中心）を通過するように配置するこ
とにより、多自由度の純粋な回転運動を得るものであ
る。
軸が常に定点（回転中心）を通過するように配置するこ
とにより、多自由度の純粋な回転運動を得るものであ
る。
以下本発明の実施例を第１図および第２図を用いて説明
する。第１図は本発明の微動回転機構の構造を示す。静
止部１と出力部２は３本の駆動部（図では１本のみを示
す）３により構成される。静止部１は固定され、出力部
から所望の運動をとり出す。駆動部３には３個の切欠部
４，５，６が設けられており、駆動部を静止部に連絡さ
れるリンク７、出力部に連結されるリンク10と中間リン
ク８，９とに分けている。この駆動部３は、静止部１と
中間リンク８の間に設けられたピエゾ素子１１により駆
動される（ピエゾ素子はモータ等であっても差し支えな
い）。また、図示していない２本の駆動部も静止部１と
中間リンクの間に設けられたピエゾ素子により駆動され
る。
する。第１図は本発明の微動回転機構の構造を示す。静
止部１と出力部２は３本の駆動部（図では１本のみを示
す）３により構成される。静止部１は固定され、出力部
から所望の運動をとり出す。駆動部３には３個の切欠部
４，５，６が設けられており、駆動部を静止部に連絡さ
れるリンク７、出力部に連結されるリンク10と中間リン
ク８，９とに分けている。この駆動部３は、静止部１と
中間リンク８の間に設けられたピエゾ素子１１により駆
動される（ピエゾ素子はモータ等であっても差し支えな
い）。また、図示していない２本の駆動部も静止部１と
中間リンクの間に設けられたピエゾ素子により駆動され
る。
図示しない２本の駆動部を含め、静止部１と出力部２の
間には３本の駆動部が設けられている。そして、この各
駆動部の配置は、各駆動部に設けられた各切欠部の回転
軸の交点である出力部２上の点Ｏを通り、駆動部が取り
付けられる静止部１及び出力部２の面に垂直な軸１２回
りに等配となり、点Ａと点Ｄ、点Ｂと点Ｅ、点Ｃと点Ｆ
とをそれぞれ結合するよう３本の駆動部が配置されてい
る。切欠部は第２図に示すような構造を持ち、切欠部を
はさむリンクが相対的に回転運動を行うようにする。
間には３本の駆動部が設けられている。そして、この各
駆動部の配置は、各駆動部に設けられた各切欠部の回転
軸の交点である出力部２上の点Ｏを通り、駆動部が取り
付けられる静止部１及び出力部２の面に垂直な軸１２回
りに等配となり、点Ａと点Ｄ、点Ｂと点Ｅ、点Ｃと点Ｆ
とをそれぞれ結合するよう３本の駆動部が配置されてい
る。切欠部は第２図に示すような構造を持ち、切欠部を
はさむリンクが相対的に回転運動を行うようにする。
第１図において切欠部４，５，６の回転運動の軸が点０
に交るように加工する。このときこれらの回転軸に平行
な単位ベクトルを１，１，１とし、回転量がそれ
ぞれα１，β１，γ１であったとする。このとき出力部
の運動は点Ｏを通る任意の軸回りの回転運動となり、こ
の任意の軸に平行な単位ベクトル、回転量をδとする
と、回転量α１，β１，γ１が微小であるとき δ＝α１ １＋β１ １＋γ１ １ (1) の関係が成立する。
に交るように加工する。このときこれらの回転軸に平行
な単位ベクトルを１，１，１とし、回転量がそれ
ぞれα１，β１，γ１であったとする。このとき出力部
の運動は点Ｏを通る任意の軸回りの回転運動となり、こ
の任意の軸に平行な単位ベクトル、回転量をδとする
と、回転量α１，β１，γ１が微小であるとき δ＝α１ １＋β１ １＋γ１ １ (1) の関係が成立する。
このような駆動部を点０を中心とする円周上に等間隔に
配置すると、出力部の運動と駆動部の運動との関係は δ＝α１ １＋β１ １＋γ１ １ (2) ＝α２ ２＋β２ ２＋γ２ ２ (3) ＝α３ ３＋β３ ３＋γ３ ３ (4) の関係が成立する。上記式(2)、式(3)、式(4)はそれぞ
れ静止部１と出力部２の上の点Ａと点Ｄ、点Ｂと点Ｅ、
点Ｃと点Ｆとをそれぞれ結合するように設け有られた３
本の駆動部３にそれぞれ対応している。式(2)〜(4)でα
１，α２，α３の値を与えるとδが定まり、β１〜β
３，γ１〜γ３の値が定まる。すなわちこの機構ではリ
ンク８が静止部材に対してたわむような力等の入力を加
えれば、α１の値がかわり、出力部が運動する。このよ
うにしてα２，α３を与えれば、出力部が任意の回転を
行うことになる。ここで１ ：１×１に平行な単位ベクトル２ ：２×２ 〃３ ：３×３ 〃 とし、１，２，３と式(2)〜(4)の内積をとると δ・１＝α１ １・１ (5) δ・２＝α２ ２・２ (6) δ・３＝α３ ３・３ (7) を得る。ここで１，２，３が互いに直交になるよ
うに、すなわち１と１、２と２、３と３が
作る３個の平面が互いに直角となるように切欠部および
駆動部を配置すると、（１ ２ ３）は直交基底とな
る。そこで出力部の運動をこの直交基底の要素として
（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）で表わすと、 Ｓｉ＝δ・ｉ であるから、与えられた出力部の運動を生じさせるのに
必要な入力は α１＝Ｓ１／１・１ (8) α２＝Ｓ２／２・２ (9) α３＝Ｓ３／３・３ (10) と簡単に求まる。ここで１・１、２・２、３
・３は機構個有の定数である。
配置すると、出力部の運動と駆動部の運動との関係は δ＝α１ １＋β１ １＋γ１ １ (2) ＝α２ ２＋β２ ２＋γ２ ２ (3) ＝α３ ３＋β３ ３＋γ３ ３ (4) の関係が成立する。上記式(2)、式(3)、式(4)はそれぞ
れ静止部１と出力部２の上の点Ａと点Ｄ、点Ｂと点Ｅ、
点Ｃと点Ｆとをそれぞれ結合するように設け有られた３
本の駆動部３にそれぞれ対応している。式(2)〜(4)でα
１，α２，α３の値を与えるとδが定まり、β１〜β
３，γ１〜γ３の値が定まる。すなわちこの機構ではリ
ンク８が静止部材に対してたわむような力等の入力を加
えれば、α１の値がかわり、出力部が運動する。このよ
うにしてα２，α３を与えれば、出力部が任意の回転を
行うことになる。ここで１ ：１×１に平行な単位ベクトル２ ：２×２ 〃３ ：３×３ 〃 とし、１，２，３と式(2)〜(4)の内積をとると δ・１＝α１ １・１ (5) δ・２＝α２ ２・２ (6) δ・３＝α３ ３・３ (7) を得る。ここで１，２，３が互いに直交になるよ
うに、すなわち１と１、２と２、３と３が
作る３個の平面が互いに直角となるように切欠部および
駆動部を配置すると、（１ ２ ３）は直交基底とな
る。そこで出力部の運動をこの直交基底の要素として
（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）で表わすと、 Ｓｉ＝δ・ｉ であるから、与えられた出力部の運動を生じさせるのに
必要な入力は α１＝Ｓ１／１・１ (8) α２＝Ｓ２／２・２ (9) α３＝Ｓ３／３・３ (10) と簡単に求まる。ここで１・１、２・２、３
・３は機構個有の定数である。
本発明によれば、純粋に多自由度回転運動を行う微動を
機構をコンパクトにかつ安価に作れるという効果があ
る。また積み重ねることなく一体加工で製作が可能であ
り、信頼性も向上する。
機構をコンパクトにかつ安価に作れるという効果があ
る。また積み重ねることなく一体加工で製作が可能であ
り、信頼性も向上する。
第１図は微動機構の外観図、第２図は切欠部の形状を示
す。 １…静止部 ２…出力部 ３…駆動部 4,5,6…切欠部
す。 １…静止部 ２…出力部 ３…駆動部 4,5,6…切欠部
Claims (2)
- 【請求項１】静止部と出力部とこれらを結合するための
３本の駆動部を持ち、 該３本の駆動部は、 それぞれ前記静止部及び出力部が相対的に微少回転運動
を行うよう３個の切欠部を有し、該３個の切欠部の回転
軸が前記出力部上の１点で交わるように配置されてお
り、 前記３本の駆動部の切欠部の回転軸の交点は、全て一致
し、 該３本の駆動部の交点を通り駆動部か取り付けられる静
止部及び出力部の面に垂直な軸回りに等配となるよう配
置され、 この３本の駆動部により静止部と出力部を結合して構成
したことを特徴とする多自由度回転運動を行う微動機
構。 - 【請求項２】上記多自由度回転運動を行う微動機構にお
いて、３本の駆動部がそれぞれ有する３個の切欠部の内
の２個の切欠部の回転軸が作る３個の平面が、互いに直
交するように配置したことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の多自由度回転運動を行う微動機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25854785A JPH06292B2 (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 多自由度回転運動を行う微動機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25854785A JPH06292B2 (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 多自由度回転運動を行う微動機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62120927A JPS62120927A (ja) | 1987-06-02 |
| JPH06292B2 true JPH06292B2 (ja) | 1994-01-05 |
Family
ID=17321744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25854785A Expired - Lifetime JPH06292B2 (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 多自由度回転運動を行う微動機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06292B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2817784B1 (fr) * | 2000-12-08 | 2003-04-18 | Renault Automation Comau | Machine-outil notamment a architecture parallele adoptant des articulations a deformation et articulation a deformation adaptee |
-
1985
- 1985-11-20 JP JP25854785A patent/JPH06292B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62120927A (ja) | 1987-06-02 |
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