JPH0739174A - Drive controller for ultrasonic motor - Google Patents

Drive controller for ultrasonic motor

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Publication number
JPH0739174A
JPH0739174A JP5202563A JP20256393A JPH0739174A JP H0739174 A JPH0739174 A JP H0739174A JP 5202563 A JP5202563 A JP 5202563A JP 20256393 A JP20256393 A JP 20256393A JP H0739174 A JPH0739174 A JP H0739174A
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JP
Japan
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ultrasonic motor
ultrasonic
output
voltage
difference
Prior art date
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Application number
JP5202563A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takatoshi Ashizawa
隆利 芦沢
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Publication of JPH0739174A publication Critical patent/JPH0739174A/en
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Abstract

PURPOSE:To control ultrasonic motors in such a manner that a required difference in output is produced between them. CONSTITUTION:The drive controller for ultrasonic motors comprises first and second ultrasonic motor driving means 110, 120 for driving first and second ultrasonic motors 101, 102, and output difference detecting means 104 for detecting a difference of the outputs of the first and second ultrasonic motors, and output difference control means 105 for setting a predetermined output difference at the outputs of the first and second ultrasonic motors and so controlling both or one of the first and second ultrasonic motor driving means as to generate a difference set at the outputs of the first and second ultrasonic motors based on a detected result of the means 104.

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、複数個の超音波モータ
を駆動制御する超音波モータの駆動制御装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic motor drive controller for driving and controlling a plurality of ultrasonic motors.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、複数の超音波モータを使用して1
つの回転軸や回転筒等の被回転体を駆動させるときに、
発生トルク(出力)に対する回転速度の関係が各超音波
モータによって個体差が生じる場合があったために、あ
る回転速度における各超音波モータからの発生トルクに
差が生ずる場合があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, a plurality of ultrasonic motors have been used.
When driving a rotating body such as two rotating shafts or a rotating cylinder,
The relationship between the generated torque (output) and the rotation speed may vary depending on the ultrasonic motors. Therefore, the generated torques from the ultrasonic motors may differ at a certain rotation speed.

【0003】このことについて、図2を用いて説明す
る。図2は、各超音波モータ(以下、図面中では超音波
モータをUSMと示している)の出力軸の各部に生じる
ねじりモーメントを示した図である。第1超音波モータ
201と第2超音波モータ202は、軸203によって
連結されており、さらに、軸203に負荷手段204が
取り付けられている。図2に示すような場合に、回転速
度に対する発生トルクT1、T2が各超音波モータ20
1、202によって同一であるときには、各超音波モー
タ201、202からの発生トルクは等しくなる。
This will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a torsion moment generated in each part of the output shaft of each ultrasonic motor (hereinafter, the ultrasonic motor is shown as USM in the drawings). The first ultrasonic motor 201 and the second ultrasonic motor 202 are connected by a shaft 203, and a load means 204 is attached to the shaft 203. In the case as shown in FIG. 2, the generated torques T1 and T2 with respect to the rotation speed are set to the respective ultrasonic motors 20.
When they are the same, the generated torques from the ultrasonic motors 201 and 202 are equal.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、回転速度に対
する発生トルクT1、T2が各超音波モータ201、2
02によって異なるときに、各超音波モータ201、2
02からの発生トルクT1、T2が破線で示したように
異なり、負荷トルクTL の分担割合が異なってしまう
(発生トルクT1とT2の和が負荷トルクTL であ
る)。このために、双方の超音波モータ201、202
の能力を十分に発揮できないという問題があった。
However, the generated torques T1 and T2 with respect to the rotational speed are different from those of the ultrasonic motors 201 and 2, respectively.
02, the ultrasonic motors 201, 2
The generated torques T1 and T2 from No. 02 are different as shown by the broken line, and the share ratio of the load torque TL is different (the sum of the generated torques T1 and T2 is the load torque TL). To this end, both ultrasonic motors 201, 202
There was a problem that he could not fully exercise his ability.

【0005】このような問題を解決するために、本出願
人により双方の超音波モータの出力を合わせることがで
きる超音波モータの駆動制御装置(特願平4−2330
92等)を既に提案している。
In order to solve such a problem, the applicant of the present invention can control the output of both ultrasonic motors by controlling the drive of the ultrasonic motor (Japanese Patent Application No. 4-2330).
92) has already been proposed.

【0006】しかし、設計上の都合により、能力が異な
る超音波モータを2つ以上連結する場合に、各超音波モ
ータからの出力を同じにすると、能力の小さな超音波モ
ータに対しては負荷かがかかりすぎたり、能力の大きな
超音波モータに対しては負荷が小さすぎたりすることが
あった。従って、能力に応じて各超音波モータの負荷分
担をそれぞれ変えていかなくてはならない、という問題
があった。
However, due to design considerations, when two or more ultrasonic motors having different capabilities are connected, if the outputs from the respective ultrasonic motors are the same, a load may be applied to the ultrasonic motor having a small capability. The load may be too small or the load may be too small for an ultrasonic motor having a large capacity. Therefore, there has been a problem that the load sharing of each ultrasonic motor has to be changed depending on the ability.

【0007】また、2個以上の超音波モータを車輪の駆
動源にして使用し移動体を移動する場合(図11参照)
に、各超音波モータの出力を合わせる方法は、進行方向
に直進するときは非常に有効な方法である。しかし、左
右に曲がるときには、各超音波モータからの出力(発生
トルク及び回転速度)を変えてやらなくてはならないと
いう問題があった。
When two or more ultrasonic motors are used as driving sources for wheels to move a moving body (see FIG. 11)
In addition, the method of adjusting the output of each ultrasonic motor is a very effective method when going straight in the traveling direction. However, there is a problem that the output (generated torque and rotation speed) from each ultrasonic motor has to be changed when the vehicle turns right and left.

【0008】本発明は、このような問題点を解決するた
めに、それぞれの超音波モータに出力差が必要な場合
に、積極的に出力差をもたせるように制御できる超音波
モータの駆動制御装置を提供することを目的とする。
In order to solve such a problem, the present invention provides a drive control device for an ultrasonic motor that can positively control the output difference when the output difference is required for each ultrasonic motor. The purpose is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明による超音波モータの駆動制御装置の第1の
解決手段は、第1及び第2超音波モータを駆動する第1
及び第2超音波モータ駆動手段と、前記第1及び第2超
音波モータの出力の差を検出する出力差検出手段と、前
記第1超音波モータの出力と前記第2超音波モータの出
力とに所定の出力差を設定し、前記出力差検出手段の検
出結果に基づいて、前記第1及び第2超音波モータの出
力に設定された差が生じるように、前記第1又は前記第
2超音波モータ駆動手段の双方又は一方を制御する出力
差制御手段とを備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a first solution means of a drive control device for an ultrasonic motor according to the present invention is a first drive means for driving a first and a second ultrasonic motor.
And a second ultrasonic motor driving means, an output difference detecting means for detecting a difference between outputs of the first and second ultrasonic motors, an output of the first ultrasonic motor and an output of the second ultrasonic motor. Is set to a predetermined output difference, and based on the detection result of the output difference detection means, the first or the second ultrasonic wave is generated so that the difference set in the outputs of the first and second ultrasonic motors is generated. Output difference control means for controlling both or one of the sonic motor drive means is provided.

【0010】また、第2の解決手段は、前記第1超音波
モータの出力と前記第2超音波モータの出力とに所定の
出力差を設定する出力差設定手段を備え、前記出力差制
御手段は、前記出力差検出手段の検出結果及び前記出力
差設定手段の設定値に基づいて、前記第1及び第2超音
波モータの出力に設定された差が生じるように、前記第
1又は前記第2超音波モータ駆動手段の双方又は一方を
制御することを特徴とする。
The second solving means includes an output difference setting means for setting a predetermined output difference between the output of the first ultrasonic motor and the output of the second ultrasonic motor, and the output difference control means. Is based on the detection result of the output difference detection means and the set value of the output difference setting means, so that the difference set in the outputs of the first and second ultrasonic motors occurs, Two or more ultrasonic motor driving means are controlled.

【0011】第3の解決手段では、前記出力差制御手段
は、前記第1又は前記第2超音波モータに入力する駆動
信号の周波数を制御することを特徴とする。第4の解決
手段では、前記出力差制御手段は、前記第1又は前記第
2超音波モータに入力する駆動信号の入力電圧を制御す
ることを特徴とする。第5の解決手段では、前記出力差
制御手段は、前記第1又は前記第2超音波モータに入力
する駆動信号の周波数と入力電圧とを制御することを特
徴とする。
In a third solution means, the output difference control means controls the frequency of a drive signal input to the first or second ultrasonic motor. In a fourth solution means, the output difference control means controls an input voltage of a drive signal input to the first or second ultrasonic motor. In a fifth solution means, the output difference control means controls a frequency and an input voltage of a drive signal input to the first or second ultrasonic motor.

【0012】[0012]

【作用】本発明によれば、出力差制御手段は、第1及び
第2超音波モータに所定の出力差が生じるように、第1
又は第2超音波モータ駆動手段を制御する。また、出力
差設定手段は、所定の出力差を設定し、出力差検出手段
は、第1及び第2超音波モータの出力差を検出し、その
検出結果と出力差設定手段の設定値とに基づいて、出力
差制御手段は、第1超音波モータと第2超音波モータと
に所定の出力差が生じるように、第1又は第2超音波モ
ータ駆動手段を制御する。
According to the present invention, the output difference control means controls the first and second ultrasonic motors so that a predetermined output difference is generated between the first and second ultrasonic motors.
Alternatively, the second ultrasonic motor driving means is controlled. Further, the output difference setting means sets a predetermined output difference, and the output difference detection means detects the output difference between the first and second ultrasonic motors, and outputs the detection result and the set value of the output difference setting means. Based on the output difference control means, the first or second ultrasonic motor drive means is controlled so that a predetermined output difference is generated between the first ultrasonic motor and the second ultrasonic motor.

【0013】[0013]

【実施例】(第1実施例)以下、図面などを参照しなが
ら、実施例をあげて、さらに詳しく説明する。図1は、
本発明による超音波モータの駆動制御装置の第1実施例
を示すブロック図である。第1駆動手段110は、駆動
信号を発する第1発振手段113と、その駆動信号を2
つに分ける第1移相手段114と、2つに分けられた駆
動信号をそれぞれ増幅する第1増幅手段115a、11
5bとを有している。第1超音波モータ101は、第1
増幅手段115a、115bからの増幅駆動信号の入力
により励振される圧電体111a及びその圧電体111
aに接合されその励振によって駆動面に進行性振動波を
発生する弾性体111bを有する第1固定子111と、
弾性体111bの駆動面に加圧接触され、前記進行性振
動波により駆動される第1移動子112とから構成され
ている。
EXAMPLES (First Example) The present invention will be described in more detail below with reference to the drawings and the like. Figure 1
1 is a block diagram showing a first embodiment of a drive control device for an ultrasonic motor according to the present invention. The first drive means 110 outputs the drive signal to the first oscillating means 113 and the drive signal to the second oscillator means 113.
First phase shifting means 114 for dividing into two and first amplifying means 115a, 11 for amplifying the driving signal divided into two, respectively.
5b and. The first ultrasonic motor 101 has a first
Piezoelectric body 111a and its piezoelectric body 111 excited by the input of the amplification drive signal from the amplification means 115a and 115b.
a first stator 111 having an elastic body 111b joined to a and generating a progressive vibration wave on the drive surface by its excitation;
The first moving element 112 is in pressure contact with the driving surface of the elastic body 111b and is driven by the progressive vibration wave.

【0014】同様にして、第2駆動手段120は、駆動
信号を発する第2発振手段123と、その駆動信号を2
つに分ける第2移相手段124と、2つに分けられた駆
動信号をそれぞれ増幅する第2増幅手段125a、12
5bとを有している。第2超音波モータ102は、第2
増幅手段125a、125bからの増幅駆動信号の入力
により励振される圧電体121a及びその圧電体121
aに接合され、前記励振によって駆動面に進行性振動波
を発生する弾性体121bを有する第2固定子121
と、弾性体121bの駆動面に加圧接触され、前記進行
性振動波により駆動される第2移動子122とから構成
されている。
Similarly, the second drive means 120 outputs the drive signal to the second oscillating means 123 and the drive signal to the second drive means 123.
The second phase shifting means 124 which divides into two and the second amplifying means 125a and 12 which respectively amplifies the driving signal divided into two.
5b and. The second ultrasonic motor 102 has a second
Piezoelectric body 121a and its piezoelectric body 121 excited by the input of the amplification drive signal from the amplifying means 125a and 125b.
A second stator 121 having an elastic body 121b joined to a and generating a progressive vibration wave on the driving surface by the excitation.
And a second moving element 122 which is brought into pressure contact with the driving surface of the elastic body 121b and is driven by the progressive vibration wave.

【0015】第1移動子112と第2移動子122は、
出力軸103によって連結されている。出力差検出手段
104は、第1超音波モータ101と第2超音波モータ
102との出力値の差を検出する手段である。出力差制
御手段105は、出力差検出手段104の測定値の結果
により、第1超音波モータ101と第2超音波モータ1
02とに所定の出力差を生じさせるように、第2発振手
段123の駆動信号を制御する手段である。
The first moving element 112 and the second moving element 122 are
They are connected by the output shaft 103. The output difference detection means 104 is means for detecting a difference in output value between the first ultrasonic motor 101 and the second ultrasonic motor 102. The output difference control means 105 determines the first ultrasonic motor 101 and the second ultrasonic motor 1 according to the result of the measurement value of the output difference detection means 104.
02 is a means for controlling the drive signal of the second oscillating means 123 so as to cause a predetermined output difference with respect to 02.

【0016】つぎに、第1実施例の動作を説明する。第
1発振手段113からの駆動信号は、第1移相手段11
4と第1増幅手段115を介して第1固定子111に伝
達される。これにより、第1固定子111の駆動面に進
行性振動波が発生して、第1移動子112が駆動され
る。また、第2発振手段123からの駆動信号も第2移
相手段124と第2増幅手段125を介して第2固定子
121に伝達される。これにより第2固定子121の駆
動面に進行性振動波が発生して、第2移動子122が駆
動される。
Next, the operation of the first embodiment will be described. The drive signal from the first oscillating means 113 is the first phase shifting means 11
4 and the first amplifying means 115 to be transmitted to the first stator 111. As a result, a progressive vibration wave is generated on the drive surface of the first stator 111, and the first mover 112 is driven. The drive signal from the second oscillating means 123 is also transmitted to the second stator 121 via the second phase shifting means 124 and the second amplifying means 125. As a result, a progressive vibration wave is generated on the drive surface of the second stator 121, and the second mover 122 is driven.

【0017】このとき、出力差検出手段102は、第1
超音波モータ101と第2超音波モータ102との出力
差を検出する。出力差の検出は、特願平4−23309
2に示した軸のねじれ量の差を検出する方法や、第2実
施例で詳細を述べる固定子上に設けた機械−電気変換素
子からの振動信号の電圧の差を検出する方法等がある。
出力差制御手段103は、出力差検出手段102によっ
て検出された出力に所定の差を持たせるように、第2発
振手段123の駆動信号を制御する。
At this time, the output difference detecting means 102 has the first
The output difference between the ultrasonic motor 101 and the second ultrasonic motor 102 is detected. The output difference is detected by Japanese Patent Application No. 4-23309.
There is a method of detecting the difference in the amount of twist of the shaft shown in FIG. 2 and a method of detecting the difference in the voltage of the vibration signal from the mechanical-electrical conversion element provided on the stator, which will be described in detail in the second embodiment. .
The output difference control means 103 controls the drive signal of the second oscillating means 123 so that the outputs detected by the output difference detection means 102 have a predetermined difference.

【0018】なお、第1実施例では、第2発振手段12
3の駆動信号を制御するようにしたが、第1発振手段1
13を制御してもよいし(図1の破線参照)、第1及び
第2発振手段113、123の双方を制御してもよい。
In the first embodiment, the second oscillating means 12
The drive signal of No. 3 is controlled, but the first oscillating means 1
13 may be controlled (see the broken line in FIG. 1), or both the first and second oscillating means 113 and 123 may be controlled.

【0019】(第2実施例)図3は、本発明による超音
波モータの駆動制御装置の第2実施例を示すブロック図
である。第1駆動手段は、駆動信号を発する第1発振手
段13と、その駆動信号を2つに分ける第1移相手段1
4と、2つに分けられた駆動信号をそれぞれ増幅する第
1増幅手段15a、15bとを有している。第1超音波
モータ1は、第1増幅手段15a、15bからの増幅駆
動信号の入力により励振される圧電体11a及びその圧
電体11aに接合されその励振によって駆動面に進行性
振動波を発生する弾性体11bを有する第1固定子11
と、弾性体11bの駆動面に加圧接触され、前記進行性
振動波により駆動される第1移動子12とから構成され
ている。
(Second Embodiment) FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the drive control apparatus for the ultrasonic motor according to the present invention. The first driving means includes a first oscillating means 13 which emits a driving signal and a first phase shifting means 1 which divides the driving signal into two.
4 and first amplifying means 15a and 15b for respectively amplifying the two divided drive signals. The first ultrasonic motor 1 is joined to the piezoelectric body 11a and the piezoelectric body 11a which are excited by the input of the amplification drive signal from the first amplifying means 15a and 15b, and the progressive vibration wave is generated on the drive surface by the excitation. First stator 11 having elastic body 11b
And a first moving element 12 that is pressed against the driving surface of the elastic body 11b and is driven by the progressive vibration wave.

【0020】同様にして、第2駆動手段は、駆動信号を
発する第2発振手段23と、その駆動信号を2つに分け
る第2移相手段24と、2つに分けられた駆動信号をそ
れぞれ増幅する第2増幅手段25a、25bとを有して
いる。第2超音波モータ2は、第2増幅手段25a、2
5bからの増幅駆動信号の入力により励振される圧電体
21a及びその圧電体21aに接合され、前記励振によ
って駆動面に進行性振動波を発生する弾性体21bを有
する第2固定子21と、弾性体21bの駆動面に加圧接
触され、前記進行性振動波により駆動される第2移動子
22とから構成されている。
Similarly, the second driving means respectively outputs the second oscillating means 23 which emits a driving signal, the second phase shifting means 24 which divides the driving signal into two, and the driving signal which is divided into two. It has the 2nd amplification means 25a, 25b which amplifies. The second ultrasonic motor 2 includes the second amplifying means 25a and 2a.
A piezoelectric body 21a excited by the input of an amplified drive signal from 5b and a second stator 21 having an elastic body 21b joined to the piezoelectric body 21a and generating a progressive vibration wave on the drive surface by the excitation; The second moving element 22 is in pressure contact with the driving surface of the body 21b and is driven by the progressive vibration wave.

【0021】第1移動子12と第2移動子22は、出力
軸3によって連結されている。出力差検出手段4は、第
1超音波モータ1の圧電体11a上に設けた機械−電気
変換素子11apから出力される振動信号電圧値と、第
2超音波モータ2の圧電体21a上に設けた機械−電気
変換素子21apから出力される振動信号電圧値と、の
差を検出する手段である。出力差設定手段6は、2つの
超音波モータ1、2について所定の出力差を設定するた
めの手段である。出力差制御手段5は、出力差検出手段
4の測定値の結果により、第1超音波モータ1と第2超
音波モータ2とが出力差設定手段6によって設定された
出力差になるように、第2発振手段23の駆動信号を制
御する手段である。
The first moving element 12 and the second moving element 22 are connected by the output shaft 3. The output difference detection means 4 is provided on the piezoelectric body 21 a of the second ultrasonic motor 2 and the vibration signal voltage value output from the mechanical-electrical conversion element 11 ap provided on the piezoelectric body 11 a of the first ultrasonic motor 1. It is means for detecting the difference between the vibration signal voltage value output from the mechanical-electrical conversion element 21ap. The output difference setting means 6 is means for setting a predetermined output difference between the two ultrasonic motors 1 and 2. The output difference control means 5 causes the first ultrasonic motor 1 and the second ultrasonic motor 2 to have the output difference set by the output difference setting means 6 according to the result of the measurement value of the output difference detection means 4. It is a means for controlling the drive signal of the second oscillating means 23.

【0022】つぎに、第2実施例の動作を説明する。第
1発振手段13からの駆動信号は、第1移相手段14と
第1増幅手段15を介して第1固定子11に伝達され
る。これにより、第1固定子11の駆動面に進行性振動
波が発生して、第1移動子12が駆動される。進行性振
動波による移動子の駆動は、例えば、特公平1−173
54号等により説明されているために、ここでは説明を
省略する。また、第2発振手段23からの駆動信号も第
2移相手段24と第2増幅手段25を介して第2固定子
21に伝達される。これにより第2固定子21の駆動面
に進行性振動波が発生して、第2移動子22が駆動され
る。
Next, the operation of the second embodiment will be described. The drive signal from the first oscillating means 13 is transmitted to the first stator 11 via the first phase shifting means 14 and the first amplifying means 15. As a result, a progressive vibration wave is generated on the drive surface of the first stator 11, and the first mover 12 is driven. Driving of the moving element by the progressive vibration wave is described in, for example, Japanese Patent Publication No. 1-173.
Since it has been described by No. 54, etc., the description is omitted here. The drive signal from the second oscillating means 23 is also transmitted to the second stator 21 via the second phase shifting means 24 and the second amplifying means 25. As a result, a progressive vibration wave is generated on the drive surface of the second stator 21, and the second mover 22 is driven.

【0023】このとき、出力差検出手段4は、第1超音
波モータ1の圧電体11a上に設けた機械−電気変換素
子11abから出力される振動信号電圧値と、第2超音
波モータ2の圧電体21a上に設けた機械−電気変換素
子21abから出力される振動信号電圧値と、の差を検
出する。
At this time, the output difference detecting means 4 detects the vibration signal voltage value output from the mechanical-electrical conversion element 11ab provided on the piezoelectric body 11a of the first ultrasonic motor 1 and the second ultrasonic motor 2. The difference between the vibration signal voltage value output from the mechanical-electrical conversion element 21ab provided on the piezoelectric body 21a is detected.

【0024】図4は、駆動信号周波数と圧電体上に設け
た機械−電気変換素子からの振動信号電圧及び回転速度
の関係を示した線図である。超音波モータの圧電体上に
設けた機械−電気変換素子からの振動信号電圧から超音
波モータの所定負荷時の回転速度を求めることができ
る。また、図5は、超音波モータの発生トルクと回転速
度との関係を示した図である。ある周波数の発生トルク
と回転速度の関係も概略的に図5のようになっており、
ある回転速度に対する発生トルクも機械−電気変換素子
からの振動信号電圧より求めることができる。そのため
に、2つの振動信号電圧差を測定することによって、2
つの超音波モータ1、2の出力差を検出することができ
る。出力差制御手段5は、出力差検出手段4の2つの超
音波モータ1、2の出力差の検出結果により、出力差設
定手段6によって設定された出力差になるように、第2
発振手段23の駆動信号を制御する。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the drive signal frequency, the vibration signal voltage from the mechanical-electrical conversion element provided on the piezoelectric body, and the rotation speed. The rotation speed of the ultrasonic motor under a predetermined load can be obtained from the vibration signal voltage from the mechanical-electrical conversion element provided on the piezoelectric body of the ultrasonic motor. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the torque generated by the ultrasonic motor and the rotation speed. The relationship between the torque generated at a certain frequency and the rotation speed is also schematically shown in FIG.
The generated torque for a certain rotation speed can also be obtained from the vibration signal voltage from the mechanical-electrical conversion element. Therefore, by measuring the difference between the two vibration signal voltages,
It is possible to detect the output difference between the two ultrasonic motors 1 and 2. The output difference control means 5 sets the output difference set by the output difference setting means 6 according to the output difference detection result of the two ultrasonic motors 1 and 2 of the output difference detection means 4,
The drive signal of the oscillation means 23 is controlled.

【0025】図5に示すように、超音波モータ1、2
は、ある駆動周波数における発生トルクと回転速度の関
係が駆動信号の周波数によって変化する。従って、発生
トルクを上げたい場合には、駆動信号の周波数を下げ、
発生トルクを下げたい場合には、駆動信号の周波数を上
げればよい。このようにすることによって、各超音波モ
ータ1、2の調整工程を省略しても、自動的に所定の出
力差を得ることができ、また、所望の回転速度に変えた
場合にも、そのときの回転速度に応じて、自動的に所定
の出力差に調整することができる。
As shown in FIG. 5, the ultrasonic motors 1, 2
The relationship between the generated torque and the rotation speed at a certain drive frequency changes depending on the frequency of the drive signal. Therefore, if you want to increase the generated torque, lower the frequency of the drive signal,
To reduce the generated torque, the frequency of the drive signal may be increased. By doing so, a predetermined output difference can be automatically obtained even if the adjustment steps of the ultrasonic motors 1 and 2 are omitted, and even when the rotation speed is changed to a desired value, It is possible to automatically adjust to a predetermined output difference according to the rotation speed at that time.

【0026】第1超音波モータ1と第2超音波モータ2
との発生トルクだけではなく、連結軸3の回転速度も制
御する場合には、例えば、特開昭61−251490号
に開示されているように、第1圧電体11apの電圧無
印加部の振動信号電圧波形と入力電圧波形との位相差を
検出し、回転速度等を制御するようにその出力検出値に
より不図示の出力制御手段によって発振手段13の駆動
信号の周波数を補正させるようにすればよい。その他に
も、連結軸4にエンコーダを設けて回転速度を測定し、
その測定値により不図示の出力制御手段によって発振手
段13の駆動信号の周波数を補正させる方法でもよい。
このようにすることにより、回転速度と発生トルクの双
方を制御することができる。
First ultrasonic motor 1 and second ultrasonic motor 2
In the case of controlling not only the torque generated by and the rotation speed of the connecting shaft 3, the vibration of the voltage non-applied portion of the first piezoelectric body 11ap is disclosed, for example, as disclosed in JP-A-61-251490. By detecting the phase difference between the signal voltage waveform and the input voltage waveform and correcting the frequency of the drive signal of the oscillating means 13 by the output control means (not shown) according to the detected output value so as to control the rotation speed and the like. Good. In addition, an encoder is provided on the connecting shaft 4 to measure the rotation speed,
A method may be used in which the frequency of the drive signal of the oscillating means 13 is corrected by the output control means (not shown) based on the measured value.
By doing so, both the rotation speed and the generated torque can be controlled.

【0027】つぎに、出力差を検出してから、発振手段
の制御までについての方法を図6を用いて説明する。ま
ず、端子、は、第1超音波モータ1の圧電体11a
上に設けた機械−電気変換素子11apと、第2超音波
モータ1の圧電体21a上に設けた機械−電気変換素子
21apとにつながっており、端子は第1超音波モー
タ1の固定子12の振動信号電圧を、端子は第2超音
波モータ2の固定子2の振動信号電圧を得る。
Next, a method from detecting the output difference to controlling the oscillating means will be described with reference to FIG. First, the terminal is the piezoelectric body 11a of the first ultrasonic motor 1.
The mechanical-electrical conversion element 11 ap provided above is connected to the mechanical-electrical conversion element 21 ap provided on the piezoelectric body 21 a of the second ultrasonic motor 1, and the terminal thereof is the stator 12 of the first ultrasonic motor 1. , And the terminal obtains the vibration signal voltage of the stator 2 of the second ultrasonic motor 2.

【0028】これらの振動信号電圧V1 、V2 の差は、
図4を用いて説明したように、第1超音波モータ1と第
2超音波モータ2との出力(発生トルク)の差とみなす
ことができる。従って、電圧V2 と電圧V1 の差によ
り、第1、第2超音波モータ1、2の発生トルク差を設
定値に合わせることができる。
The difference between these vibration signal voltages V1 and V2 is
As described with reference to FIG. 4, it can be regarded as the difference in the output (generated torque) between the first ultrasonic motor 1 and the second ultrasonic motor 2. Therefore, the difference between the generated torques of the first and second ultrasonic motors 1 and 2 can be adjusted to the set value by the difference between the voltage V2 and the voltage V1.

【0029】電圧V2 と電圧V1 の差は、出力差検出手
段4により算出(Vd =V1−V2)される。その結果の
電圧Vd (=V1−V2)は、第1超音波モータ1の振動
電圧が大きい場合には正となり、第2超音波モータ2が
大きい場合には負となる。この電圧Vd の値は、現在の
2つの超音波モータ1、2の発生トルクの相対的な差を
間接的に示しており、発生トルク差が大きいほど、その
絶対値が大きくなる。
The difference between the voltage V2 and the voltage V1 is calculated by the output difference detecting means 4 (Vd = V1-V2). The resulting voltage Vd (= V1-V2) is positive when the vibration voltage of the first ultrasonic motor 1 is large, and is negative when the second ultrasonic motor 2 is large. The value of the voltage Vd indirectly indicates the relative difference between the current generated torques of the two ultrasonic motors 1 and 2, and the larger the generated torque difference, the larger the absolute value thereof.

【0030】一方、出力差設定部6では、2つの超音波
モータ1、2の出力差値が設定され、その値は電圧Vp
として第1演算部51に出力される。電圧Vp も第2超
音波モータ2に対して第1超音波モータ1の出力を大き
く設定する場合には正の値、小さく設定する場合には負
の値になるように設定されている。
On the other hand, the output difference setting unit 6 sets the output difference value of the two ultrasonic motors 1 and 2, and the value is the voltage Vp.
Is output to the first calculation unit 51. The voltage Vp is also set to a positive value when the output of the first ultrasonic motor 1 is set larger than that of the second ultrasonic motor 2 and a negative value when the output of the first ultrasonic motor 1 is set small.

【0031】第1演算部51は、検出された差の電圧V
d と設定された差の電圧Vp との差を算出し、さらに制
御電圧まで昇圧するために係数(−1×a)を掛ける。
その値Vrr(=−1×a×(Vd−Vp))は、現在の第
1、第2超音波モータ1、2の出力差と設定値との間の
相対的な補正量を示しており、補正すべき量が大きい程
その絶対値が大きくなる。
The first calculation unit 51 detects the voltage V of the detected difference.
The difference between d and the set difference voltage Vp is calculated, and is multiplied by a coefficient (−1 × a) to boost the voltage to the control voltage.
The value Vrr (= -1 * a * (Vd-Vp)) indicates the relative correction amount between the current output difference between the first and second ultrasonic motors 1 and 2 and the set value. The larger the amount to be corrected, the larger the absolute value.

【0032】つぎに、第2演算部52によって、補正量
Vrrをフィードバック部54からの電圧Vf により加算
し、基準電圧Vo に対してどれだけであるかの絶対的な
補正量Vr(=Vrr+Vf)を決める。次に、第3演算部
53によって電圧Vr と端子からの基準電圧Vo が加
算され、この値Vi (=Vo+Vr)は、発振手段23を
構成する電圧制御発振器23aへ出力される。
Next, the second calculation unit 52 adds the correction amount Vrr by the voltage Vf from the feedback unit 54, and an absolute correction amount Vr (= Vrr + Vf) with respect to the reference voltage Vo. Decide. Next, the third calculation unit 53 adds the voltage Vr and the reference voltage Vo from the terminal, and the value Vi (= Vo + Vr) is output to the voltage controlled oscillator 23a constituting the oscillating means 23.

【0033】電圧制御発振器23aは、Vi 値に応じた
周波数を持つ信号を発生し、端子から不図示の波形成
形部に出力する。これにより、第2超音波モータ2の発
生トルクと回転速度特性が変わる。そして、そのときの
双方の超音波モータ1、2の振動信号電圧の差が再び端
子、から入力され、Vrrが算出される。
The voltage controlled oscillator 23a generates a signal having a frequency corresponding to the Vi value and outputs it from a terminal to a waveform shaping section (not shown). As a result, the torque generated by the second ultrasonic motor 2 and the rotation speed characteristic change. Then, the difference between the vibration signal voltages of the ultrasonic motors 1 and 2 at that time is input again from the terminal, and Vrr is calculated.

【0034】一方、フィードバック部54は、第3演算
部53からの電圧Vi を入力し、基準電圧Vo との差を
求めて、その値Vf (=Vi−Vo)を第2演算部52に
返す。そして、第2演算部52では、電圧Vf と再入力
された電圧Vrrとを加算し、さらに第3演算部53によ
り基準電圧Vo を加算して電圧Vi を出力する。
On the other hand, the feedback section 54 receives the voltage Vi from the third operation section 53, obtains the difference from the reference voltage Vo, and returns the value Vf (= Vi-Vo) to the second operation section 52. . Then, the second arithmetic unit 52 adds the voltage Vf and the re-input voltage Vrr, and further the third arithmetic unit 53 adds the reference voltage Vo to output the voltage Vi.

【0035】次に、第2実施例に基づいて、第1超音波
モータ1と第2超音波モータ2との出力差を補正する動
作を説明する。まず、第1超音波モータ1に対しての第
2超音波モータ2の発生トルクが設定値より小さい場合
を想定する。この想定の場合に、第2超音波モータ2の
駆動信号の周波数を小さくし、ある回転速度に対する発
生トルクを大きくする補正を行えばよい。ここで、電圧
Vd は電圧Vp より大きくなるために、電圧Vrrは負と
なり、電圧Vr 及び電圧Vi が小さくなるように作用さ
れ、電圧制御発振器23aからの駆動信号の周波数は小
さくなる。
Next, the operation of correcting the output difference between the first ultrasonic motor 1 and the second ultrasonic motor 2 will be described based on the second embodiment. First, it is assumed that the torque generated by the second ultrasonic motor 2 with respect to the first ultrasonic motor 1 is smaller than the set value. In this case, the frequency of the drive signal of the second ultrasonic motor 2 may be reduced and the generated torque for a certain rotation speed may be increased. Here, since the voltage Vd becomes larger than the voltage Vp, the voltage Vrr becomes negative, the voltage Vr and the voltage Vi are acted so as to become small, and the frequency of the drive signal from the voltage controlled oscillator 23a becomes small.

【0036】逆に、第1超音波モータ1に対しての第2
超音波モータ21の発生トルクが設定値より大きい場合
を想定する。この想定の場合に、第2超音波モータ21
の駆動信号の周波数を大きくし、ある回転速度に対する
発生トルクを小さくする補正を行えばよい。ここで、電
圧Vd は電圧Vp より小さくなるために、電圧Vrrは正
となり、電圧Vr 及び電圧Vi が大きくなるように作用
され、電圧制御発振器23aからの駆動信号の周波数は
大きくなる。
On the contrary, the second ultrasonic wave for the first ultrasonic motor 1
It is assumed that the generated torque of the ultrasonic motor 21 is larger than the set value. In this case, the second ultrasonic motor 21
The correction of increasing the frequency of the drive signal and decreasing the generated torque for a certain rotation speed may be performed. Here, since the voltage Vd is smaller than the voltage Vp, the voltage Vrr becomes positive, the voltage Vr and the voltage Vi are increased, and the frequency of the drive signal from the voltage controlled oscillator 23a increases.

【0037】第2実施例では、発振手段の制御を駆動信
号の周波数を変えることによって行ったが、駆動信号の
電圧を変える方法でもよい。図7は、超音波モータの発
生トルクと回転速度との関係を示した図である。超音波
モータ1、2のある駆動周波数における発生トルクと回
転速度の関係は、駆動信号の電圧によって変化する。従
って、発生トルクを上げたい場合には、駆動信号の電圧
を上げ、発生トルクを下げたい場合には、駆動信号の電
圧を下げればよい。
In the second embodiment, the oscillating means is controlled by changing the frequency of the drive signal, but a method of changing the voltage of the drive signal may be used. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the torque generated by the ultrasonic motor and the rotation speed. The relationship between the generated torque and the rotation speed of the ultrasonic motors 1 and 2 at a certain drive frequency changes depending on the voltage of the drive signal. Therefore, when the generated torque is desired to be increased, the voltage of the drive signal is increased, and when the generated torque is desired to be decreased, the voltage of the drive signal is decreased.

【0038】(第3実施例)図8は、第3実施例による
超音波モータの駆動制御装置の電圧制御方法を説明する
図である。以下に示す各実施例では、特徴的な部分のみ
図示し、第2実施例と同様な機能を果たす部分には、末
尾の符号を統一して付して、重複する説明は省略する。
まず、端子、は、第1超音波モータ1の圧電体11
a上に設けた機械−電気変換素子11apと、第2超音
波モータ2の圧電体21a上に設けた機械−電気変換素
子21apとにつながっており、端子は第1超音波モ
ータ1の固定子12の振動信号電圧を、端子は第2超
音波モータ2の固定子22の振動信号電圧を得る。
(Third Embodiment) FIG. 8 is a diagram for explaining a voltage control method of an ultrasonic motor drive controller according to a third embodiment. In each of the embodiments described below, only characteristic parts are shown, and parts having the same functions as those in the second embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicated description will be omitted.
First, the terminal is the piezoelectric body 11 of the first ultrasonic motor 1.
The mechanical-electrical conversion element 11ap provided on the a and the mechanical-electrical conversion element 21ap provided on the piezoelectric body 21a of the second ultrasonic motor 2 are connected to each other, and the terminals are the stator of the first ultrasonic motor 1. The vibration signal voltage of 12 and the vibration signal voltage of the stator 22 of the second ultrasonic motor 2 are obtained at the terminals.

【0039】これらの振動信号電圧V1 、V2 の差は、
図4及び図5を用いて説明したように、第1超音波モー
タ1と第2超音波モータ2との出力(発生トルク)の差
とみなすことができる。従って、電圧V2 と電圧V1 の
差により、第1、第2超音波モータ1、2の発生トルク
差を設定値に合わせることができる。
The difference between these vibration signal voltages V1 and V2 is
As described with reference to FIGS. 4 and 5, it can be regarded as a difference in output (generated torque) between the first ultrasonic motor 1 and the second ultrasonic motor 2. Therefore, the difference between the generated torques of the first and second ultrasonic motors 1 and 2 can be adjusted to the set value by the difference between the voltage V2 and the voltage V1.

【0040】電圧V2 と電圧V1 の差は、出力差検出手
段4により算出(Vd =V1−V2)される。その結果の
電圧Vd (=V1−V2)は、第1超音波モータ1の振動
電圧が大きい場合には正となり、第2超音波モータ2が
大きい場合には負となる。このVd 値は、現在の2つの
超音波モータ1、2の発生トルクの相対的な差を間接的
に示しており、発生トルク差が大きい程、その絶対値が
大きくなる。
The difference between the voltage V2 and the voltage V1 is calculated by the output difference detecting means 4 (Vd = V1-V2). The resulting voltage Vd (= V1-V2) is positive when the vibration voltage of the first ultrasonic motor 1 is large, and is negative when the second ultrasonic motor 2 is large. The Vd value indirectly indicates the relative difference between the current generated torques of the two ultrasonic motors 1 and 2, and the larger the generated torque difference, the larger the absolute value thereof.

【0041】一方、出力差設定部6では、2つの超音波
モータ1、2の出力差値が設定され、その値は電圧Vp
として第1演算部61に出力される。電圧Vp も第2超
音波モータ2に対して第1超音波モータ1の出力を大き
く設定する場合には正の値、小さく設定する場合には負
の値になるように設定されている。
On the other hand, the output difference setting unit 6 sets the output difference value of the two ultrasonic motors 1 and 2, and the value is the voltage Vp.
Is output to the first calculation unit 61. The voltage Vp is also set to a positive value when the output of the first ultrasonic motor 1 is set larger than that of the second ultrasonic motor 2 and a negative value when the output of the first ultrasonic motor 1 is set small.

【0042】第1演算部61は、検出された差の電圧V
d と設定された差の電圧Vp との差を算出し、さらに制
御電圧まで昇圧するために係数aを掛ける。その値Vrr
(=a×(Vd−Vp))は、現在の第1、第2超音波モ
ータ1、2の出力差と設定値との間の相対的な補正量を
示しており、補正すべき量が大きい程その絶対値が大き
くなる。
The first calculation section 61 detects the voltage V of the detected difference.
The difference between d and the set difference voltage Vp is calculated, and is multiplied by a coefficient a to boost the control voltage. Its value Vrr
(= A × (Vd−Vp)) indicates the relative correction amount between the current output difference between the first and second ultrasonic motors 1 and 2 and the set value, and the amount to be corrected is The larger the value, the larger the absolute value.

【0043】次に、第2演算部62によって、補正量V
rrをフィードバック部64からの電圧Vf により加算
し、基準電圧Vo に対してどれだけであるかの絶対的な
補正量Vr(=Vrr+Vo)を決める。次に、第3演算部
63において電圧Vr と端子からの基準電圧Vo が加
算され、この値Vi (=Vr+Vo)はA/D変換部65
とフィードバック部64へ出力される。
Next, the correction amount V
rr is added by the voltage Vf from the feedback section 64 to determine an absolute correction amount Vr (= Vrr + Vo) with respect to the reference voltage Vo. Next, in the third calculation unit 63, the voltage Vr and the reference voltage Vo from the terminal are added, and this value Vi (= Vr + Vo) is added to the A / D conversion unit 65.
Is output to the feedback unit 64.

【0044】A/D変換部65は、Vi 値に応じたデジ
タル信号Sd として増幅量制御部66に伝達する。増幅
量制御部66は、Sd 値に応じた制御信号Ss を増幅部
23bに送る。
The A / D converter 65 transmits the digital signal Sd corresponding to the Vi value to the amplification amount controller 66. The amplification amount control unit 66 sends the control signal Ss corresponding to the Sd value to the amplification unit 23b.

【0045】第2発振手段23は、発振部23aと増幅
部23bとにより構成されており、発振部23aからの
駆動信号を増幅部23bにより選択された増幅量に増幅
し、次に移相手段に伝達する。増幅部23bは、制御信
号Ss に対応した増幅量によって、第2発振手段23内
の発振部23aからの駆動信号を増幅する。Va 値が大
きい場合には、増幅部23bにおける増幅量が大きくな
るように制御され、Va 値が小さい場合には、増幅部2
3bにおける増幅量が小さくなるように制御される。
The second oscillating means 23 is composed of an oscillating section 23a and an amplifying section 23b, amplifies the drive signal from the oscillating section 23a to the amplification amount selected by the amplifying section 23b, and then the phase shifting means. Communicate to. The amplification section 23b amplifies the drive signal from the oscillation section 23a in the second oscillating means 23 by the amplification amount corresponding to the control signal Ss. When the Va value is large, the amplification amount in the amplification unit 23b is controlled to be large, and when the Va value is small, the amplification unit 2 is controlled.
The amplification amount in 3b is controlled to be small.

【0046】一方、フィードバック部64は、第3演算
部63からの電圧Vi を入力し、基準電圧Voとの差を
求めて、その電圧の値Vf (=Vi−Vo)を第2演算部
62に返す。そして、第2演算部62では、電圧Vf と
再入力された電圧Vrrとを加算し、さらに第3演算部6
3によって基準電圧Vo を加算して、電圧Vi を出力す
る。
On the other hand, the feedback section 64 receives the voltage Vi from the third calculating section 63, obtains the difference from the reference voltage Vo, and obtains the voltage value Vf (= Vi-Vo) from the second calculating section 62. Return to. Then, in the second calculation unit 62, the voltage Vf and the re-input voltage Vrr are added, and the third calculation unit 6 is further added.
The reference voltage Vo is added by 3 and the voltage Vi is output.

【0047】図9は、駆動信号の増幅量を選択する方法
を説明した図である。増幅量制御部66は、マルチプレ
クサのような信号の選択が行え、制御信号が発生できる
制御信号発生部と、その制御信号によりON、OFFで
きるMOS電界効果トランジスタ等のスィッチング素子
Q1〜Q8とから構成されている。増幅量制御部66の
制御信号発生部は、A/D変換部65からデジタル信号
Sd を受け、信号Sd に応じてスィッチング素子Q1〜
Q8を選択し、選択されたスィッチング素子Q1〜Q8
にON信号を伝達する。ONされたスィッチング素子Q
1〜Q8は、抵抗Rf1〜Rf8がつながれている演算
増幅器A1の帰還部を開く。
FIG. 9 is a diagram for explaining a method of selecting the amplification amount of the drive signal. The amplification amount control unit 66 is composed of a control signal generation unit capable of selecting a signal like a multiplexer and generating a control signal, and switching devices Q1 to Q8 such as MOS field effect transistors which can be turned on and off by the control signal. Has been done. The control signal generator of the amplification amount controller 66 receives the digital signal Sd from the A / D converter 65, and switches the switching elements Q1 to Q1 according to the signal Sd.
Q8 is selected, and the selected switching elements Q1 to Q8
The ON signal is transmitted to. Switching element Q turned on
1 to Q8 open the feedback section of the operational amplifier A1 to which the resistors Rf1 to Rf8 are connected.

【0048】演算増幅器A1の帰還部には、抵抗値が異
なる抵抗Rf1〜Rf8が並列につながれていて、各抵
抗Rf1〜Rf8はそれぞれ直列につながれたスィッチ
ング素子Q1〜Q8が、制御信号発生部からの制御信号
によりONされることによって、演算増幅器A1の増幅
量を決定することができる。
In the feedback section of the operational amplifier A1, resistors Rf1 to Rf8 having different resistance values are connected in parallel, and the resistors Rf1 to Rf8 are switching elements Q1 to Q8 respectively connected in series. When the control signal is turned on, the amplification amount of the operational amplifier A1 can be determined.

【0049】第3実施例では、説明を分かりやすくする
ために、A/D変換部65からのデジタル信号を8ビッ
トとし、スィッチング素子Q及び抵抗Rfをそれぞれ8
個としたが、A/D変換部65からのデジタル信号を4
ビットとし、スィッチング素子Q及び抵抗Rfをそれぞ
れ4個としてもよい。また、A/D変換部65からのデ
ジタル信号を16ビットとし、スィッチング素子Q及び
抵抗Rfをそれぞれ16個としも、さらにそれ以上にし
てもよい。ビット数、スィッチング素子数及び抵抗数が
多けれが多いほど、きめ細かい制御が可能になる。
In the third embodiment, in order to make the explanation easy to understand, the digital signal from the A / D converter 65 is set to 8 bits, and the switching element Q and the resistor Rf are each set to 8 bits.
The number of digital signals from the A / D converter 65 is 4
The number of bits may be four, and the number of switching elements Q and the number of resistors Rf may be four. The digital signal from the A / D converter 65 may be 16 bits, and the switching elements Q and the resistors Rf may be 16 in number, respectively, or more. The larger the number of bits, the number of switching elements, and the number of resistors, the finer the control becomes.

【0050】次に、第3実施例に基づいて、第1超音波
モータ1と第2超音波モータ2との出力差を補正する動
作を説明する。まず、第1超音波モータ1に対しての第
2超音波モータ2の発生トルクが設定値より小さい場合
を想定する。この想定の場合に、第2超音波モータ2の
駆動信号の電圧を大きくし、ある回転速度に対する発生
トルクを大きくする補正を行えばよい。ここで、電圧V
d は電圧Vp より大きくなるために、電圧Vrrは正とな
り、電圧Vr 及び電圧Vi が大きくなるように作用さ
れ、A/D変換部65によって増幅量を大きくする信号
が増幅量制御部66に伝達される。増幅量制御部66は
増幅量を大きくする演算増幅器A1の抵抗Rf1〜Rf
8がつながっているスィッチング素子Q1〜Q8をON
にする。これにより、発振部23aからの駆動信号の電
圧は大きくなる。
Next, the operation of correcting the output difference between the first ultrasonic motor 1 and the second ultrasonic motor 2 will be described based on the third embodiment. First, it is assumed that the torque generated by the second ultrasonic motor 2 with respect to the first ultrasonic motor 1 is smaller than the set value. In this case, the voltage of the drive signal of the second ultrasonic motor 2 may be increased and the generated torque for a certain rotation speed may be increased. Where voltage V
Since d becomes larger than the voltage Vp, the voltage Vrr becomes positive and the voltage Vr and the voltage Vi are acted so as to become large, and a signal for increasing the amplification amount by the A / D conversion unit 65 is transmitted to the amplification amount control unit 66. To be done. The amplification amount control unit 66 controls the resistors Rf1 to Rf of the operational amplifier A1 for increasing the amplification amount.
Turning ON switching elements Q1 to Q8 connected to 8
To As a result, the voltage of the drive signal from the oscillator 23a increases.

【0051】逆に、第1超音波モータ1に対しての第2
超音波モータ2の発生トルクが設定値より大きい場合を
想定する。この想定の場合に、第2超音波モータ2の駆
動信号の電圧を小さくし、ある回転速度に対する発生ト
ルクを小さくする補正を行えばよい。ここで、電圧Vd
は電圧Vp より小さくなるために、電圧Vrrは負とな
り、電圧Vr 及び電圧Vi が小さくなるように作用さ
れ、A/D変換部65で増幅量を小さくする信号が増幅
量制御部65に伝達され、増幅量制御部65は増幅量を
小さくする演算増幅器A1の抵抗Rf〜Rf8がつなが
っているスィッチング素子Q1〜Q8をONにする。こ
れにより、発振部23aからの駆動信号の電圧は小さく
なる。
On the contrary, the second ultrasonic wave for the first ultrasonic motor 1
It is assumed that the generated torque of the ultrasonic motor 2 is larger than the set value. In this case, the voltage of the drive signal of the second ultrasonic motor 2 may be reduced and the generated torque for a certain rotation speed may be reduced. Where voltage Vd
Becomes smaller than the voltage Vp, the voltage Vrr becomes negative, the voltage Vr and the voltage Vi are reduced, and a signal for reducing the amplification amount in the A / D conversion unit 65 is transmitted to the amplification amount control unit 65. The amplification amount control unit 65 turns on the switching elements Q1 to Q8 connected to the resistors Rf to Rf8 of the operational amplifier A1 for reducing the amplification amount. As a result, the voltage of the drive signal from the oscillation unit 23a becomes small.

【0052】(第4実施例)第2、第3実施例では、発
振部23からの駆動信号の周波数、電圧をそれぞれ制御
する例によって説明したが、第4実施例では発振部23
からの駆動信号の電圧と周波数の2つを制御するように
した。この制御の方法を図10を用いて説明する。第4
実施例の制御の方法は、図6に示した方法と同様になる
が、第3演算部53より先が以下のように変更されてい
る。第3演算部53からの出力値Vi を発振部23とA
/D変換部75の双方に入力する。発振部23の方は、
上記したのと同様に、電圧制御発振器77へ伝達され、
駆動信号の周波数を制御する。一方、A/D変換部75
の方は、上記したのと同様に増幅量制御部76へ伝達さ
れ、駆動信号の電圧を制御する。
(Fourth Embodiment) In the second and third embodiments, the frequency and voltage of the drive signal from the oscillating unit 23 are controlled respectively, but in the fourth embodiment, the oscillating unit 23 is controlled.
The voltage and the frequency of the drive signal from are controlled. The control method will be described with reference to FIG. Fourth
The control method of the embodiment is the same as the method shown in FIG. 6, but the part ahead of the third calculation unit 53 is changed as follows. The output value Vi from the third calculation unit 53 is set to the oscillation unit 23 and A
Input to both of the / D conversion units 75. The oscillator 23 is
In the same way as described above, it is transmitted to the voltage controlled oscillator 77,
Controls the frequency of the drive signal. On the other hand, the A / D converter 75
1 is transmitted to the amplification amount control unit 76 in the same manner as described above, and controls the voltage of the drive signal.

【0053】制御する超音波モータの出力を増加させる
ときには、周波数f1を低下させ、電圧を上昇させる。
また、制御する超音波モータの出力を低下させるときに
は、周波数f1を増加させ、電圧を減少させる。このよ
うに、周波数と電圧の制御はそれぞれVi 値に対して反
対になる。そこで、第4実施例では、Vi 値は=Vo+
Vrであることから、A/D変換部75に入力されるVi
値を b×(−1×Vi +2Vo)=b×(Vo −Vr) (b:係数) のように演算し、その演算値によりA/D変換するよう
にした。
When increasing the output of the ultrasonic motor to be controlled, the frequency f1 is lowered and the voltage is raised.
Further, when the output of the controlled ultrasonic motor is decreased, the frequency f1 is increased and the voltage is decreased. In this way, the frequency and voltage controls are opposite for each Vi value. Therefore, in the fourth embodiment, the Vi value is = Vo +
Since it is Vr, Vi input to the A / D conversion unit 75
The value is calculated as follows: b * (-1 * Vi + 2Vo) = b * (Vo-Vr) (b: coefficient), and A / D conversion is performed according to the calculated value.

【0054】以上、図6を用いて発振手段の駆動周波数
を制御する方法を、図8を用いて発振手段の駆動信号電
圧を制御する方法を、図10を用いて発振手段の駆動周
波数と駆動信号電圧を制御する方法を説明したが、駆動
周波数や駆動信号電圧の制御はこれらの実施例の方法の
みではなく、他の方法でも駆動周波数や駆動信号電圧を
制御できれば、本発明の範囲である。
The method of controlling the driving frequency of the oscillating means by using FIG. 6, the method of controlling the driving signal voltage of the oscillating means by using FIG. 8, and the driving frequency and driving of the oscillating means by using FIG. Although the method of controlling the signal voltage has been described, the control of the drive frequency and the drive signal voltage is not limited to the methods of these embodiments, and it is within the scope of the present invention if the drive frequency and the drive signal voltage can be controlled by other methods. .

【0055】(第5実施例)第1〜4実施例は、複数の
超音波モータを1つの連結軸等で連結した場合を例とし
たが、複数の超音波モータを連結軸等で連結しないで駆
動する場合にも、本発明は適用できる。図11及び図1
2は、本発明による超音波モータの第5実施例を説明す
る図である。図11に示すような運搬装置330があ
り、2つの駆動輪331、332の駆動源は、それぞれ
2つの超音波モータ301、302によって構成されて
いる。これらの駆動輪331、332の軸331a、3
32aは、連結されていない。この運搬装置330は、
直進する場合には、2つの駆動輪331、332から発
生されるトルクや回転速度は同一でなくてはならない。
従って、2つの超音波モータ301、302から発生さ
れる発生されるトルクや回転速度は同一でなくてはなら
ない。また、曲がる場合、例えば、左に曲がる場合に
は、右側の駆動輪331から発生されるトルク及び回転
速度は左側の駆動輪332よりも大きくなければならな
い。従って、右側の超音波モータ301から発生される
トルク及び回転速度は左側の超音波モータ302よりも
大きくなければならない。
(Fifth Embodiment) In the first to fourth embodiments, the case where a plurality of ultrasonic motors are connected by one connecting shaft or the like is taken as an example, but the plurality of ultrasonic motors are not connected by a connecting shaft or the like. The present invention can be applied to the case of driving by. 11 and 1
FIG. 2 is a diagram illustrating a fifth embodiment of the ultrasonic motor according to the present invention. There is a carrying device 330 as shown in FIG. 11, and the drive sources of the two drive wheels 331 and 332 are composed of two ultrasonic motors 301 and 302, respectively. These drive wheels 331, 332 have shafts 331a, 3
32a is not connected. This carrier 330
When going straight, the torques and rotational speeds generated from the two drive wheels 331 and 332 must be the same.
Therefore, the torques and the rotational speeds generated from the two ultrasonic motors 301 and 302 must be the same. Further, when turning, for example, when turning left, the torque and rotation speed generated from the right drive wheel 331 must be greater than those of the left drive wheel 332. Therefore, the torque and rotation speed generated from the right ultrasonic motor 301 must be larger than those of the left ultrasonic motor 302.

【0056】ここで、直進する場合には、図12に示し
たように、出力差設定手段306の出力差を零に設定す
ることによって、2つの超音波モータ301、302か
ら発生されるトルクや回転速度をほぼ同一にすることが
でき、2つの駆動輪331、332からの発生トルクや
回転速度がほぼ同一になる。また、曲がる場合には、出
力差設定手段306の出力差を所定の値に設定すること
によって、2つの超音波モータ301、302から発生
されるトルクや回転速度に差を持たせることができ、2
つの駆動輪331、332からの発生トルクや回転速度
に差が生じる。
Here, in the case of going straight, as shown in FIG. 12, by setting the output difference of the output difference setting means 306 to zero, the torque generated from the two ultrasonic motors 301 and 302 and The rotation speeds can be made substantially the same, and the torques generated from the two drive wheels 331 and 332 and the rotation speeds become substantially the same. Further, in the case of bending, by setting the output difference of the output difference setting means 306 to a predetermined value, it is possible to give a difference in the torque and the rotational speed generated from the two ultrasonic motors 301 and 302, Two
Differences occur in the torque generated from the three drive wheels 331 and 332 and the rotational speed.

【0057】(第6実施例)図13は、本発明による超
音波モータの駆動制御装置の第6実施例を説明する図で
ある。第6実施例では、第2超音波モータ402は、第
1超音波モータ401よりも外径が大きく設計されてい
る。この場合にも、前述した第2実施例と同様に、各超
音波モータ401、402の出力差を持たせるように制
御することができる。第6実施例によれば、組み込まれ
る装置の構造上、2つの超音波モータ401,402の
大きさが異なる場合でも、小さい第1超音波モータ40
1に負荷がかからず、かつ、大きい第2超音波モータ4
02の能力を発揮する制御を行うことができる。
(Sixth Embodiment) FIG. 13 is a view for explaining a sixth embodiment of the drive control device for the ultrasonic motor according to the present invention. In the sixth embodiment, the second ultrasonic motor 402 is designed to have a larger outer diameter than the first ultrasonic motor 401. Also in this case, similarly to the second embodiment described above, it is possible to control so as to have the output difference between the ultrasonic motors 401 and 402. According to the sixth embodiment, even if the sizes of the two ultrasonic motors 401 and 402 are different due to the structure of the incorporated device, the small first ultrasonic motor 40
The second ultrasonic motor 4 which is large and has no load on 1
It is possible to perform control to exert the ability of 02.

【0058】(第7実施例)図14は、本発明による超
音波モータの駆動制御装置の第7実施例を説明する図で
ある。第7実施例では、第1超音波モータ501は、第
1増幅手段515a、515bからの増幅駆動信号の入
力により励振される圧電体511a及びその圧電体51
1aに接合されその励振によって駆動面に進行性振動波
を発生する弾性体511bを有する第1固定子511
と、弾性体511bの駆動面に加圧接触され、前記進行
性振動波により駆動される移動子542とから構成され
ている。一方、第2超音波モータ502は、第1増幅手
段525a、525bからの増幅駆動信号の入力により
励振される圧電体521a及びその圧電体521aに接
合されその励振によって駆動面に進行性振動波を発生す
る弾性体521bを有する第1固定子521と、弾性体
521bの駆動面に加圧接触され、前記進行性振動波に
より駆動される移動子542とから構成されている。す
なわち、第7実施例では、第1、第2超音波モータ50
1、502は、1つの移動子542を共用しており、こ
の移動子542に出力軸(不図示)が設けられている。
第7実施例の場合にも、第1、第2超音波モータ50
1、502に出力差を持たせて制御することができる。
(Seventh Embodiment) FIG. 14 is a diagram for explaining a seventh embodiment of the drive control apparatus for the ultrasonic motor according to the present invention. In the seventh embodiment, the first ultrasonic motor 501 includes the piezoelectric body 511a and its piezoelectric body 51 which are excited by the input of the amplification drive signal from the first amplification means 515a, 515b.
A first stator 511 having an elastic body 511b joined to 1a and generating a progressive vibration wave on a driving surface by its excitation.
And a moving element 542 which is brought into pressure contact with the driving surface of the elastic body 511b and is driven by the progressive vibration wave. On the other hand, the second ultrasonic motor 502 is joined to the piezoelectric body 521a excited by the input of the amplification drive signal from the first amplification means 525a, 525b and the piezoelectric body 521a, and a progressive vibration wave is generated on the drive surface by the excitation. It is composed of a first stator 521 having an elastic body 521b to be generated, and a mover 542 which is in pressure contact with the driving surface of the elastic body 521b and is driven by the progressive vibration wave. That is, in the seventh embodiment, the first and second ultrasonic motors 50
1 and 502 share one moving element 542, and the moving element 542 is provided with an output shaft (not shown).
Also in the case of the seventh embodiment, the first and second ultrasonic motors 50
It is possible to control by giving an output difference to 1 and 502.

【0059】(変形例)以上説明した実施例に限定され
ず、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明
に含まれる。例えば、前述した実施例では、弾性体に設
けた機械−電気変換素子からの振動信号を検出すること
によって超音波モータの出力を制御する方法を示した
が、他にも超音波モータに入力される電流を検出する方
法、超音波モータに入力される駆動信号と超音波モータ
の振動体に設置された機械−電気変換手段からの振動信
号との位相差を検出する方法、連結軸等の弾性変形量を
検出する方法、他の方法でも、超音波モータの出力が検
出でき、その検出量により超音波モータの出力を制御で
きる方法ならば、本発明の範囲である。
(Modification) The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes are possible, and these are also included in the present invention. For example, in the above-described embodiment, the method of controlling the output of the ultrasonic motor by detecting the vibration signal from the mechanical-electrical conversion element provided in the elastic body has been described. Current, a method of detecting the phase difference between the drive signal input to the ultrasonic motor and the vibration signal from the mechanical-electrical conversion means installed in the vibrator of the ultrasonic motor, elasticity of the connecting shaft, etc. The method of detecting the deformation amount and other methods can also detect the output of the ultrasonic motor, and the method of controlling the output of the ultrasonic motor by the detected amount is within the scope of the present invention.

【0060】また、前述した実施例では、弾性体の駆動
面に進行性振動波を発生させるために接合している、電
気的エネルギーを機械的エネルギーに変化する電気−機
械変換素子に圧電体を用いたが、電歪素子でもよい。
Further, in the above-mentioned embodiment, the piezoelectric body is attached to the electro-mechanical conversion element for changing the electrical energy into the mechanical energy, which is joined to the elastic body to generate the progressive vibration wave. Although used, an electrostrictive element may be used.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の超音波モータにおいて、それぞれの超音波モータ
に出力差が必要な場合に、第1超音波モータと第2超音
波モータとからの出力を、出力検出手段からの検出信号
などを検出して、その結果に基づいて、第1及び第2超
音波モータに出力差を生じさせることができるようにな
った。
As described above, according to the present invention,
In a case where a plurality of ultrasonic motors require an output difference between the ultrasonic motors, the outputs from the first ultrasonic motor and the second ultrasonic motor are detected, and the detection signals from the output detecting means are detected. Based on the result, the output difference can be generated in the first and second ultrasonic motors.

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

【図1】本発明による超音波モータの駆動制御装置の第
1実施例を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a drive control device for an ultrasonic motor according to the present invention.

【図2】出力軸の各部の生じるねじりモーメントを示し
た図である。
FIG. 2 is a diagram showing a twisting moment generated in each part of the output shaft.

【図3】本発明による超音波モータの駆動制御装置の第
2実施例を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the drive control device for the ultrasonic motor according to the present invention.

【図4】駆動信号周波数と機械−電気素子からの振動信
号電圧及び回転数の関係を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a drive signal frequency, a vibration signal voltage from a mechanical-electric element, and a rotation speed.

【図5】超音波モータの発生トルクと回転速度の関係を
示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between torque generated by an ultrasonic motor and rotation speed.

【図6】第2実施例の出力制御を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating output control of the second embodiment.

【図7】超音波モータの発生トルクと回転速度の関係を
示した図である。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the torque generated by the ultrasonic motor and the rotation speed.

【図8】本発明による超音波モータの駆動制御装置の第
3実施例を示した図である。
FIG. 8 is a diagram showing a third embodiment of the drive control device for the ultrasonic motor according to the present invention.

【図9】駆動信号の増幅量を選択する方法を説明した図
である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a method of selecting an amplification amount of a drive signal.

【図10】本発明による超音波モータの駆動制御装置の
第4実施例を示した図である。
FIG. 10 is a diagram showing a fourth embodiment of the drive control device for the ultrasonic motor according to the present invention.

【図11】本発明による超音波モータの駆動制御装置き
第5実施例を使用した機器を示す外観図である。
FIG. 11 is an external view showing an apparatus using a fifth embodiment of the drive control device for the ultrasonic motor according to the present invention.

【図12】本発明による超音波モータの駆動制御装置の
第5実施例を示した図である。
FIG. 12 is a diagram showing a fifth embodiment of the drive control device for the ultrasonic motor according to the present invention.

【図13】本発明による超音波モータの駆動制御装置の
第6実施例を示した図である。
FIG. 13 is a diagram showing a sixth embodiment of the drive control device for the ultrasonic motor according to the present invention.

【図14】本発明による超音波モータの駆動制御装置の
第7実施例を示した図である。
FIG. 14 is a diagram showing a seventh embodiment of the drive control device for the ultrasonic motor according to the present invention.

【符合の説明】[Explanation of sign]

1、101、201、301、401、501 第1超
音波モータ 2、102、202、302、402、502 第2超
音波モータ 3、103、203、403 連結軸 4、104、304、404、504 出力差検出手段 5、105、305、405、505 出力差制御手段 6、401、501 出力差設定手段 11ap、21ap 機械−電気変換素子
1, 101, 201, 301, 401, 501 First ultrasonic motor 2, 102, 202, 302, 402, 502 Second ultrasonic motor 3, 103, 203, 403 Connecting shaft 4, 104, 304, 404, 504 Output difference detection means 5, 105, 305, 405, 505 Output difference control means 6, 401, 501 Output difference setting means 11ap, 21ap Mechanical-electrical conversion element

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1及び第2超音波モータを駆動する第
1及び第2超音波モータ駆動手段と、 前記第1及び第2超音波モータの出力の差を検出する出
力差検出手段と、 前記第1超音波モータの出力と前記第2超音波モータの
出力とに所定の出力差を設定し、前記出力差検出手段の
検出結果に基づいて、前記第1及び第2超音波モータの
出力に設定された差が生じるように、前記第1又は前記
第2超音波モータ駆動手段の双方又は一方を制御する出
力差制御手段とを備えたことを特徴とする超音波モータ
の駆動制御装置。
1. A first and second ultrasonic motor driving means for driving the first and second ultrasonic motors, and an output difference detecting means for detecting a difference between outputs of the first and second ultrasonic motors. A predetermined output difference is set between the output of the first ultrasonic motor and the output of the second ultrasonic motor, and the outputs of the first and second ultrasonic motors are based on the detection result of the output difference detecting means. And an output difference control means for controlling both or one of the first or second ultrasonic motor drive means so that the difference set in (1) is generated.
【請求項2】 前記第1超音波モータの出力と前記第2
超音波モータの出力とに所定の出力差を設定する出力差
設定手段を備え、 前記出力差制御手段は、前記出力差検出手段の検出結果
及び前記出力差設定手段の設定値に基づいて、前記第1
及び第2超音波モータの出力に設定された差が生じるよ
うに、前記第1又は前記第2超音波モータ駆動手段の双
方又は一方を制御することを特徴とする請求項1に記載
の超音波モータの駆動制御装置。
2. The output of the first ultrasonic motor and the second ultrasonic motor
The output difference setting means for setting a predetermined output difference to the output of the ultrasonic motor, the output difference control means, based on the detection result of the output difference detection means and the set value of the output difference setting means, First
2. The ultrasonic wave according to claim 1, wherein both or one of the first or second ultrasonic motor drive means is controlled so that a difference between the outputs of the first and second ultrasonic motors is set. Motor drive control device.
【請求項3】 前記出力差制御手段は、前記第1又は前
記第2超音波モータに入力する駆動信号の周波数を制御
することを特徴とする請求項1に記載の超音波モータの
駆動制御装置。
3. The drive control device for an ultrasonic motor according to claim 1, wherein the output difference control means controls a frequency of a drive signal input to the first or the second ultrasonic motor. .
【請求項4】 前記出力差制御手段は、前記第1又は前
記第2超音波モータに入力する駆動信号の入力電圧を制
御することを特徴とする請求項1に記載の超音波モータ
の駆動制御装置。
4. The ultrasonic motor drive control according to claim 1, wherein the output difference control means controls an input voltage of a drive signal input to the first or second ultrasonic motor. apparatus.
【請求項5】 前記出力差制御手段は、前記第1又は前
記第2超音波モータに入力する駆動信号の周波数と入力
電圧とを制御することを特徴とする請求項1に記載の超
音波モータの駆動制御装置。
5. The ultrasonic motor according to claim 1, wherein the output difference control means controls a frequency and an input voltage of a drive signal input to the first or second ultrasonic motor. Drive controller.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1916649A2 (en) 2006-10-26 2008-04-30 Funai Electric Co., Ltd. Liquid crystal television receiver and liquid crystal display device
JP2012096193A (en) * 2010-11-04 2012-05-24 Canon Inc Driving method for piezoelectric vibrator, dust removing device by the driving method, and ultrasonic motor
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