JPH08318481A - マイクロマニピュレータ駆動装置 - Google Patents
マイクロマニピュレータ駆動装置Info
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- JPH08318481A JPH08318481A JP12125795A JP12125795A JPH08318481A JP H08318481 A JPH08318481 A JP H08318481A JP 12125795 A JP12125795 A JP 12125795A JP 12125795 A JP12125795 A JP 12125795A JP H08318481 A JPH08318481 A JP H08318481A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- micromanipulator
- driving device
- driving
- magnet
- coils
- Prior art date
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-
- 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
- B23Q1/44—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
- B23Q1/545—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 comprising spherical surfaces
- B23Q1/5462—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 comprising spherical surfaces with one supplementary sliding pair
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マイクロマニピュレータの微小な動作を維持
しつつ可動範囲が大きく作業性に優れたマイクロマニピ
ュレータ駆動装置を提供することを目的とする。 【構成】 マイクロマニピュレータ１は、基体７と、３
本の脚部８と、各脚部８の一端に連結された永久磁石か
らなる駆動体９と、基体７の表面側に、操作対象物に接
触し操作する先端ツール１０が設けられている。基体７
と脚部８、および脚部８と駆動体９とは、弾性ヒンジ１
１を介して連結されており、全体でリンク構造を形成し
ている。駆動体９の下部には複数のコイル１２が配置さ
れた駆動回路が設けられており、駆動体９へ向けてコイ
ル１２の励磁状態を切換制御することにより、各駆動体
９を移動することにより、マニピュレータ１の位置及び
姿勢を変化させる。
しつつ可動範囲が大きく作業性に優れたマイクロマニピ
ュレータ駆動装置を提供することを目的とする。 【構成】 マイクロマニピュレータ１は、基体７と、３
本の脚部８と、各脚部８の一端に連結された永久磁石か
らなる駆動体９と、基体７の表面側に、操作対象物に接
触し操作する先端ツール１０が設けられている。基体７
と脚部８、および脚部８と駆動体９とは、弾性ヒンジ１
１を介して連結されており、全体でリンク構造を形成し
ている。駆動体９の下部には複数のコイル１２が配置さ
れた駆動回路が設けられており、駆動体９へ向けてコイ
ル１２の励磁状態を切換制御することにより、各駆動体
９を移動することにより、マニピュレータ１の位置及び
姿勢を変化させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、精密位置決めを必要と
する分野、特に半導体関連産業、バイオエンジニアリグ
などの利用に適したマイクロマニピュレータに関するも
のである。
する分野、特に半導体関連産業、バイオエンジニアリグ
などの利用に適したマイクロマニピュレータに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、微小対象物を操作するマイクロマ
ニピュレータとして、特開平６−１７０７６１号で提案
されたものがある。これは６自由度パラレルリンク機構
により構成され、各リンクをピエゾ素子により伸縮動作
させることによって、マニピュレータ先端に６自由度を
持たせたものである。
ニピュレータとして、特開平６−１７０７６１号で提案
されたものがある。これは６自由度パラレルリンク機構
により構成され、各リンクをピエゾ素子により伸縮動作
させることによって、マニピュレータ先端に６自由度を
持たせたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この方式のようにピエ
ゾ素子を用いたアクチュエータの場合、微小な動作に対
しては容易に行うことができるが、各リンクの軸方向に
伸縮するのみであるため、その伸縮量は微小であること
から、マニピュレータの先端における可動範囲が狭いと
いう問題があった。 このような問題に鑑みて本発明
は、マイクロマニピュレータの微小な動作を維持しつつ
可動範囲が大きく作業性に優れたマイクロマニピュレー
タ駆動装置を提供することを目的とする。
ゾ素子を用いたアクチュエータの場合、微小な動作に対
しては容易に行うことができるが、各リンクの軸方向に
伸縮するのみであるため、その伸縮量は微小であること
から、マニピュレータの先端における可動範囲が狭いと
いう問題があった。 このような問題に鑑みて本発明
は、マイクロマニピュレータの微小な動作を維持しつつ
可動範囲が大きく作業性に優れたマイクロマニピュレー
タ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、複数の脚部を有し、該脚部の一端にそれぞ
れ磁石を備えたマイクロマニピュレータと、前記各磁石
が移動する移動面を有するとともに、前記移動面に向け
て磁界を発生、除去可能な磁界発生手段を備えた駆動台
と、前記磁界発生手段の励磁状態を制御する制御装置と
を備えるという技術的手段を採用するものである。
成するため、複数の脚部を有し、該脚部の一端にそれぞ
れ磁石を備えたマイクロマニピュレータと、前記各磁石
が移動する移動面を有するとともに、前記移動面に向け
て磁界を発生、除去可能な磁界発生手段を備えた駆動台
と、前記磁界発生手段の励磁状態を制御する制御装置と
を備えるという技術的手段を採用するものである。
【０００５】
【作用および発明の効果】本発明におけるマニピュレー
タ駆動装置は上記のような構成を有するので、前記制御
装置により磁石が移動する移動面に向けられる磁界の励
磁状態を変化させることにより磁石は前記移動面を移動
する。そしてこの移動とともに各磁石に連結された脚部
が駆動されることにより、マイクロマニピュレータの位
置及び姿勢が変化する。
タ駆動装置は上記のような構成を有するので、前記制御
装置により磁石が移動する移動面に向けられる磁界の励
磁状態を変化させることにより磁石は前記移動面を移動
する。そしてこの移動とともに各磁石に連結された脚部
が駆動されることにより、マイクロマニピュレータの位
置及び姿勢が変化する。
【０００６】従って、駆動される脚部内部に駆動部を設
けることなく、間接的に各脚部を移動、駆動できるた
め、マイクロマニピュレータの機構を複雑化することな
く、微小なマイクロマニピュレータを構成することが可
能となる。また、マニピュレータは、磁石に対する磁界
の励磁状態の変化によりその位置、姿勢が制御されるの
で、特に微小な動作を最適に制御することが可能とな
る。さらにマニピュレータが移動する移動面は、脚部等
の機構に制限されることなく拡大できることから、従来
になく可動範囲を広くし、また粗動動作を行わせること
を可能としている。
けることなく、間接的に各脚部を移動、駆動できるた
め、マイクロマニピュレータの機構を複雑化することな
く、微小なマイクロマニピュレータを構成することが可
能となる。また、マニピュレータは、磁石に対する磁界
の励磁状態の変化によりその位置、姿勢が制御されるの
で、特に微小な動作を最適に制御することが可能とな
る。さらにマニピュレータが移動する移動面は、脚部等
の機構に制限されることなく拡大できることから、従来
になく可動範囲を広くし、また粗動動作を行わせること
を可能としている。
【０００７】
【実施例】図１は本発明のマイクロマニピュレータ駆動
装置の構造を示す第１の実施例である。本実施例のマイ
クロマニピュレータ駆動装置は、大きくはマイクロマニ
ピュレータ１と、マイクロマニピュレータが移動、駆動
する駆動台２と、駆動台２に内蔵されマイクロマニピュ
レータ１を駆動する駆動回路３と、駆動回路３の励磁状
態を制御する制御装置４とからなり、さらにマイクロマ
ニピュレータ１の位置、姿勢を撮像するカメラ５と撮像
した映像を表示するモニタ６が備わっており、撮像され
た映像情報は制御装置４に供給されるよう構成されてい
る。
装置の構造を示す第１の実施例である。本実施例のマイ
クロマニピュレータ駆動装置は、大きくはマイクロマニ
ピュレータ１と、マイクロマニピュレータが移動、駆動
する駆動台２と、駆動台２に内蔵されマイクロマニピュ
レータ１を駆動する駆動回路３と、駆動回路３の励磁状
態を制御する制御装置４とからなり、さらにマイクロマ
ニピュレータ１の位置、姿勢を撮像するカメラ５と撮像
した映像を表示するモニタ６が備わっており、撮像され
た映像情報は制御装置４に供給されるよう構成されてい
る。
【０００８】マイクロマニピュレータ１は、任意の操作
対象物に対し接触等により操作対象物を操作するための
ものであり、図２に示すように、薄板状の基体７と、３
本の棒状の脚部８と、各脚部の一端に連結された永久磁
石からなる駆動体９と、基体７の表面側に、操作対象物
に接触し操作する先端ツール１０が設けられている。こ
れらの材質はリンク構造を構成するのに十分な剛性を持
った金属、木材等から形成されている。基体７は、ゴ
ム、シリコン等の弾性体でできた２自由度を有する可動
部としての弾性ヒンジ１１を介して各脚部８と連結され
ている。円錐状の先端ツール１０は、基体７の表面７ａ
の平面のほぼ中心位置に基体７に対し垂直に立設、固着
されている。
対象物に対し接触等により操作対象物を操作するための
ものであり、図２に示すように、薄板状の基体７と、３
本の棒状の脚部８と、各脚部の一端に連結された永久磁
石からなる駆動体９と、基体７の表面側に、操作対象物
に接触し操作する先端ツール１０が設けられている。こ
れらの材質はリンク構造を構成するのに十分な剛性を持
った金属、木材等から形成されている。基体７は、ゴ
ム、シリコン等の弾性体でできた２自由度を有する可動
部としての弾性ヒンジ１１を介して各脚部８と連結され
ている。円錐状の先端ツール１０は、基体７の表面７ａ
の平面のほぼ中心位置に基体７に対し垂直に立設、固着
されている。
【０００９】基体７の裏面７ｂには、各脚部８に連結さ
れた弾性ヒンジ１１の一方が固着されており、前記基体
７の外周付近で、中心からほぼ均等な距離離された位置
に配置されている。従って、マイクロマニピュレータ１
は、弾性ヒンジ１１を関接として、３本の脚部８、駆動
体９および基体７とによってリンク構造を構成するもの
である。
れた弾性ヒンジ１１の一方が固着されており、前記基体
７の外周付近で、中心からほぼ均等な距離離された位置
に配置されている。従って、マイクロマニピュレータ１
は、弾性ヒンジ１１を関接として、３本の脚部８、駆動
体９および基体７とによってリンク構造を構成するもの
である。
【００１０】駆動台２上面側にはマイクロマニピュレー
タ１の駆動体９が摺動可能なように平面状の移動面２ａ
が形成されている。 駆動台２の内部には、互いに等間
隔にアレイ状に配置された複数のコイル１２が設けられ
ており、その軸方向を移動面２ａに向けて立設されてい
る。コイル１２を駆動する駆動回路３の回路構成を図４
に示す。
タ１の駆動体９が摺動可能なように平面状の移動面２ａ
が形成されている。 駆動台２の内部には、互いに等間
隔にアレイ状に配置された複数のコイル１２が設けられ
ており、その軸方向を移動面２ａに向けて立設されてい
る。コイル１２を駆動する駆動回路３の回路構成を図４
に示す。
【００１１】この回路は、縦方向へ６個、横方向へ６個
アレイ状に配置された計３６個（コイル１２ａ〜コイル
１２ｆを含む）のマニピュレータ駆動用のコイル１２
と、各コイル１２にそれぞれ直列に接続される整流用ダ
イオード１８、各コイル１２へ電流を供給する電源１
４、各コイルへの電源の供給をＯＮ、ＯＦＦするための
１２個のＭＯＳ−ＦＥＴからなるスイッチ１３ａ〜１３
ｆ、１９ａ〜１９ｆ、各スイッチ１３ａ〜１３ｅのゲー
トへ１２Ｖの電圧を供給する電源１５、制御装置４から
の制御信号により動作する１２個のトランジスタ１６ａ
〜１６ｆ及びコイルの作動状態を表示するための１２個
のＬＥＤ１７から構成される。６Ｖに設定された電源１
４は、各コイル１２に通電するスイッチ１３ａ〜１３ｆ
のソースに接続されており、各スイッチ１３ａ〜１３ｆ
のドレインには、それぞれ縦列６個のコイルへ向けて駆
動電流が供給できるよう接続されており、各コイル１２
とスイッチ１３のドレインとの間には各コイル毎にダイ
オード１８が直列に配置されている。従って縦方向６個
のコイルに対しスイッチ１３一つを共有する構成となっ
ている。コイル１２のもう一方には、横方向６個のコイ
ル１２が連結されて各スイッチ１９ａ〜１９ｆのソース
へ接続されている。従ってスイッチ１９を横列６個のコ
イル１２で共有するように構成されている。
アレイ状に配置された計３６個（コイル１２ａ〜コイル
１２ｆを含む）のマニピュレータ駆動用のコイル１２
と、各コイル１２にそれぞれ直列に接続される整流用ダ
イオード１８、各コイル１２へ電流を供給する電源１
４、各コイルへの電源の供給をＯＮ、ＯＦＦするための
１２個のＭＯＳ−ＦＥＴからなるスイッチ１３ａ〜１３
ｆ、１９ａ〜１９ｆ、各スイッチ１３ａ〜１３ｅのゲー
トへ１２Ｖの電圧を供給する電源１５、制御装置４から
の制御信号により動作する１２個のトランジスタ１６ａ
〜１６ｆ及びコイルの作動状態を表示するための１２個
のＬＥＤ１７から構成される。６Ｖに設定された電源１
４は、各コイル１２に通電するスイッチ１３ａ〜１３ｆ
のソースに接続されており、各スイッチ１３ａ〜１３ｆ
のドレインには、それぞれ縦列６個のコイルへ向けて駆
動電流が供給できるよう接続されており、各コイル１２
とスイッチ１３のドレインとの間には各コイル毎にダイ
オード１８が直列に配置されている。従って縦方向６個
のコイルに対しスイッチ１３一つを共有する構成となっ
ている。コイル１２のもう一方には、横方向６個のコイ
ル１２が連結されて各スイッチ１９ａ〜１９ｆのソース
へ接続されている。従ってスイッチ１９を横列６個のコ
イル１２で共有するように構成されている。
【００１２】各スイッチ１３ａ〜１３ｆ、１９ａ〜１９
ｆのオン、オフを制御するトランジスタ１６ａ〜１６ｌ
はエミッタが接地されており、ベースに制御装置４から
の制御信号が入力されるとともに、この入力信号が入力
されているかどうかを判別するためのＬＥＤ１７，およ
び抵抗２１が各トランジスタ１６ａ〜１６ｌのベースへ
直列的に配置されている。さらに、各コレクタはスイッ
チ１３ａ〜１３ｆ、１９ａ〜１９ｆのゲートへ接続され
ている。このような構造により、制御信号の入力により
操作するスイッチの数は電源側のスイッチ１３と接地側
スイッチ１９それぞれ６つずつ合計１２個で構成され、
電源１４側のスイッチ１３と接地側のスイッチ１９を一
つずつ駆動することで一つのコイルを作動させることが
できる。
ｆのオン、オフを制御するトランジスタ１６ａ〜１６ｌ
はエミッタが接地されており、ベースに制御装置４から
の制御信号が入力されるとともに、この入力信号が入力
されているかどうかを判別するためのＬＥＤ１７，およ
び抵抗２１が各トランジスタ１６ａ〜１６ｌのベースへ
直列的に配置されている。さらに、各コレクタはスイッ
チ１３ａ〜１３ｆ、１９ａ〜１９ｆのゲートへ接続され
ている。このような構造により、制御信号の入力により
操作するスイッチの数は電源側のスイッチ１３と接地側
スイッチ１９それぞれ６つずつ合計１２個で構成され、
電源１４側のスイッチ１３と接地側のスイッチ１９を一
つずつ駆動することで一つのコイルを作動させることが
できる。
【００１３】制御装置４は１２個の並列的な信号出力を
有しており、１２個の信号出力はそれぞれトランジスタ
１６ａ〜１６ｌに連結されている。カメラ５はモニタ６
と接続されており、小さな領域でのマニピュレーション
の状況を拡大して観察することが可能であり、マイクロ
マニピュレータ１の位置、姿勢の情報を制御装置４に入
力し、１２個の制御信号の状態とマニピュレータ１の位
置、姿勢の関係を記憶している。従って、このカメラ５
により入力されたマイクロマニピュレータ１の位置姿勢
の画像情報に基づいて、適宜、制御信号を操作して、マ
イクロマニピュレータ１の位置、姿勢を制御することが
可能である。
有しており、１２個の信号出力はそれぞれトランジスタ
１６ａ〜１６ｌに連結されている。カメラ５はモニタ６
と接続されており、小さな領域でのマニピュレーション
の状況を拡大して観察することが可能であり、マイクロ
マニピュレータ１の位置、姿勢の情報を制御装置４に入
力し、１２個の制御信号の状態とマニピュレータ１の位
置、姿勢の関係を記憶している。従って、このカメラ５
により入力されたマイクロマニピュレータ１の位置姿勢
の画像情報に基づいて、適宜、制御信号を操作して、マ
イクロマニピュレータ１の位置、姿勢を制御することが
可能である。
【００１４】次に本実施例の作動方法を説明する。図５
に示すように駆動体９の一つを、順次右方向へ移動させ
る場合について説明する。図５（ａ）の状態において、
コイル１２ａ，コイル１２ｅ，コイル１２ｆは非励磁状
態すなわちオフ状態であり、駆動体９の直下にある３つ
のコイル１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが励磁状態すなわち電
流が流れる状態にあり、駆動体９は、このコイル１２ｂ
〜１２ｄにより生じた移動面２ａへ向けられた磁界によ
り駆動体９を移動面２ａへ向けて所定の吸引力でもっ
て、吸引、保持する。例えば、コイル１２ｂを励磁させ
る方法について説明すると、図４に示すように、スイッ
チ１３ｂのソースには６Ｖの電圧が供給されており、ト
ランジスタ１６ｂに信号が供給されていない場合、トラ
ンジスタ１６ｂのエミッタ、コレクタ間には電流が流れ
ず、従って、コレクタに接続されている電源１５からの
電圧１２Ｖが抵抗２２を介してスイッチ１３ｂのゲート
に供給されることとなり、スイッチ１３ｂのソース、ド
レイン間が導通し、ライン１３０ｂと電源１４とが接続
状態となる。
に示すように駆動体９の一つを、順次右方向へ移動させ
る場合について説明する。図５（ａ）の状態において、
コイル１２ａ，コイル１２ｅ，コイル１２ｆは非励磁状
態すなわちオフ状態であり、駆動体９の直下にある３つ
のコイル１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが励磁状態すなわち電
流が流れる状態にあり、駆動体９は、このコイル１２ｂ
〜１２ｄにより生じた移動面２ａへ向けられた磁界によ
り駆動体９を移動面２ａへ向けて所定の吸引力でもっ
て、吸引、保持する。例えば、コイル１２ｂを励磁させ
る方法について説明すると、図４に示すように、スイッ
チ１３ｂのソースには６Ｖの電圧が供給されており、ト
ランジスタ１６ｂに信号が供給されていない場合、トラ
ンジスタ１６ｂのエミッタ、コレクタ間には電流が流れ
ず、従って、コレクタに接続されている電源１５からの
電圧１２Ｖが抵抗２２を介してスイッチ１３ｂのゲート
に供給されることとなり、スイッチ１３ｂのソース、ド
レイン間が導通し、ライン１３０ｂと電源１４とが接続
状態となる。
【００１５】一方トランジスタ１６ｌにも制御信号が供
給されないことにより、スイッチ１６ｌのゲートには電
源１５の電圧１２Ｖが抵抗２２を介して供給されること
により、スイッチ１９ｆのソース、ドレイン間が導通
し、ライン１９０ｆはアースに接続される状態となる。
従って、コイル１２ｂの上流側が６Ｖ，下流側がアース
へ接続され、コイル１２ｂに電流が流れ励磁される。上
記実施例においては、それぞれ制御信号が入力されなか
った状態で、コイルに電流が流れるような回路構成とし
たが、この逆に、信号が入力された場合に、コイルに電
流が流れる構成とすることも同様の方法により可能であ
る。図５（ａ）に示す状態から、コイル１２ｂをオフに
し、コイル１２ｅをオンにすると、駆動体９は、図５
（ｂ）の如くコイル１２ｃ〜１２ｅの上方の位置へ向け
て、移動面２ａ上を摺動する。同様に図５（ｃ）に示す
ようにコイル１２ｄ〜１２ｆをオン状態とすることで、
コイル１２ｄ〜１２ｆの上方に駆動体９を摺動、移動す
ることができる。このように駆動体９より小径なコイル
を用いいることで、滑らかで精度良く移動させることが
できる。この様に、駆動体９を移動させ、各脚部８を動
かすことにより６自由度の動作が可能となる。例えば、
図６、図７のように動かすことによって先端ツールを振
る動作や、突く動作等が容易に可能となる。
給されないことにより、スイッチ１６ｌのゲートには電
源１５の電圧１２Ｖが抵抗２２を介して供給されること
により、スイッチ１９ｆのソース、ドレイン間が導通
し、ライン１９０ｆはアースに接続される状態となる。
従って、コイル１２ｂの上流側が６Ｖ，下流側がアース
へ接続され、コイル１２ｂに電流が流れ励磁される。上
記実施例においては、それぞれ制御信号が入力されなか
った状態で、コイルに電流が流れるような回路構成とし
たが、この逆に、信号が入力された場合に、コイルに電
流が流れる構成とすることも同様の方法により可能であ
る。図５（ａ）に示す状態から、コイル１２ｂをオフに
し、コイル１２ｅをオンにすると、駆動体９は、図５
（ｂ）の如くコイル１２ｃ〜１２ｅの上方の位置へ向け
て、移動面２ａ上を摺動する。同様に図５（ｃ）に示す
ようにコイル１２ｄ〜１２ｆをオン状態とすることで、
コイル１２ｄ〜１２ｆの上方に駆動体９を摺動、移動す
ることができる。このように駆動体９より小径なコイル
を用いいることで、滑らかで精度良く移動させることが
できる。この様に、駆動体９を移動させ、各脚部８を動
かすことにより６自由度の動作が可能となる。例えば、
図６、図７のように動かすことによって先端ツールを振
る動作や、突く動作等が容易に可能となる。
【００１６】例えば、図６（ａ）において、各脚部８
は、垂直になるよう各駆動体９が所定の位置に位置決め
されており、基体７の表面７ａは移動面２ａに対し、平
行に位置され、従って、基体７に垂直に立設されている
先端ツール１０は、垂直上方に向けられている。その状
態から、各脚部８を、基体７の中心から外周方向へ向け
て同一距離だけ順次移動させると、図６（ｂ）、図６
（ｃ）に示すように、基体７の表面７ａは、水平のまま
下降するように動作させることができ、この逆に駆動体
９を基体７の中心へ向かうよう互いに近づくように移動
させれば、先端ツール１０を上方へ突き上げるような動
作が可能となる。
は、垂直になるよう各駆動体９が所定の位置に位置決め
されており、基体７の表面７ａは移動面２ａに対し、平
行に位置され、従って、基体７に垂直に立設されている
先端ツール１０は、垂直上方に向けられている。その状
態から、各脚部８を、基体７の中心から外周方向へ向け
て同一距離だけ順次移動させると、図６（ｂ）、図６
（ｃ）に示すように、基体７の表面７ａは、水平のまま
下降するように動作させることができ、この逆に駆動体
９を基体７の中心へ向かうよう互いに近づくように移動
させれば、先端ツール１０を上方へ突き上げるような動
作が可能となる。
【００１７】また、図７においては、先端ツールを旋回
するような動きを引き起こすため、各脚部８の位置及び
移動距離を、駆動回路３によるコイル１２のオン、オフ
制御により適宜制御実施している。次に本発明における
第２の実施例を図８に基づいて説明する。なお、本発明
の第１の実施例と同様の構成については、同一の符号を
付すとともに、その詳細な説明は省略する。 図８は、
第２の実施例の構成を模式的に示した図であり、４本の
脚部８ａ〜８ｄと、各脚部の一端に弾性ヒンジ１１ａ〜
１１ｄを介して連結された駆動体９と、脚部８ａと脚部
８ｃの他端が互いに弾性ヒンジ１１ｅを介して接続され
るとともに、アーム２３の一端が接続されている。ま
た、脚部８ｂ、脚部８ｄの駆動体９とは反対の端部は、
弾性ヒンジ１１ｆにより互いに連結されるとともに、ア
ーム２３の中間位置に接続されている。
するような動きを引き起こすため、各脚部８の位置及び
移動距離を、駆動回路３によるコイル１２のオン、オフ
制御により適宜制御実施している。次に本発明における
第２の実施例を図８に基づいて説明する。なお、本発明
の第１の実施例と同様の構成については、同一の符号を
付すとともに、その詳細な説明は省略する。 図８は、
第２の実施例の構成を模式的に示した図であり、４本の
脚部８ａ〜８ｄと、各脚部の一端に弾性ヒンジ１１ａ〜
１１ｄを介して連結された駆動体９と、脚部８ａと脚部
８ｃの他端が互いに弾性ヒンジ１１ｅを介して接続され
るとともに、アーム２３の一端が接続されている。ま
た、脚部８ｂ、脚部８ｄの駆動体９とは反対の端部は、
弾性ヒンジ１１ｆにより互いに連結されるとともに、ア
ーム２３の中間位置に接続されている。
【００１８】以上のような構成を有することにより、例
えば、駆動体９ｂ、９ｃを互いに離れるように移動する
ことにより、弾性ヒンジ１１ｆの位置が下方へ移動する
ことにより、アーム２３の先端２３ａを下方へ移動させ
る動作を行うことができる。また、逆に駆動体９ｂ，９
ｃを互いに近づける方向へ移動することにより、弾性ヒ
ンジ１１ｆを上方へ移動させることによって、アーム２
３の先端２３ａを上方へ移動させることが可能となる。
えば、駆動体９ｂ、９ｃを互いに離れるように移動する
ことにより、弾性ヒンジ１１ｆの位置が下方へ移動する
ことにより、アーム２３の先端２３ａを下方へ移動させ
る動作を行うことができる。また、逆に駆動体９ｂ，９
ｃを互いに近づける方向へ移動することにより、弾性ヒ
ンジ１１ｆを上方へ移動させることによって、アーム２
３の先端２３ａを上方へ移動させることが可能となる。
【００１９】このような構成において、例えば、駆動体
９ｂ，９ｃが移動方向へ向けて発生する力からアーム２
３の先端２３ａに生じる作用力を推定することが可能で
あり、従って、コイル１２にへの電流を調整することに
よって、マニピュレータの操作対象物に対する作用力を
調整することが可能となり、より高精度なマニピュレー
タの動作制御を実現することができる。
９ｂ，９ｃが移動方向へ向けて発生する力からアーム２
３の先端２３ａに生じる作用力を推定することが可能で
あり、従って、コイル１２にへの電流を調整することに
よって、マニピュレータの操作対象物に対する作用力を
調整することが可能となり、より高精度なマニピュレー
タの動作制御を実現することができる。
【００２０】なお、上記実施例における各構成は、例え
ば駆動体９を、直径が６ｍｍ，厚さが２ｍｍ、重さ０．
３ｇのフェライト磁石により形成し、その表面の磁束密
度が８５０Ｇのもを利用することができる。またコイル
１２を直径が３．５ｍｍで高さが１７ｍｍのコイルを用
いて４．５ｃｍ四方内に６×６の計３６本を等間隔で格
子状に配置することができる。
ば駆動体９を、直径が６ｍｍ，厚さが２ｍｍ、重さ０．
３ｇのフェライト磁石により形成し、その表面の磁束密
度が８５０Ｇのもを利用することができる。またコイル
１２を直径が３．５ｍｍで高さが１７ｍｍのコイルを用
いて４．５ｃｍ四方内に６×６の計３６本を等間隔で格
子状に配置することができる。
【００２１】上記実施例においては、駆動体９は永久磁
石により構成したが、内部に永久磁石が内蔵された構造
であってもよい。また、図４に示す回路構成において
は、コイルが横方向へ６本、縦方向へ６本、計３６本配
設した場合についての回路構成を示しているが、コイル
１２はこの本数に限らず、適宜増減できるものであり、
その駆動回路構成は、上記実施例の場合と同様である。
石により構成したが、内部に永久磁石が内蔵された構造
であってもよい。また、図４に示す回路構成において
は、コイルが横方向へ６本、縦方向へ６本、計３６本配
設した場合についての回路構成を示しているが、コイル
１２はこの本数に限らず、適宜増減できるものであり、
その駆動回路構成は、上記実施例の場合と同様である。
【００２２】駆動台２の移動面２ａは駆動体９が摺動可
能であればどのような面であってもよく、例えば、球状
に湾曲した面、一部屈曲した面であってもよい。
能であればどのような面であってもよく、例えば、球状
に湾曲した面、一部屈曲した面であってもよい。
【図１】本発明に関するマイクロマニピュレータの基本
的なシステムの示す全体構成図である。
的なシステムの示す全体構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例におけるマイクロマニピ
ュレータの構成を示す図である。
ュレータの構成を示す図である。
【図３】本発明におけるマイクロマニピュレータの駆動
回路の構成例を示す部分斜視図である。
回路の構成例を示す部分斜視図である。
【図４】本発明の回路構成例を示す全体回路図である。
【図５】上記マイクロマニピュレータの部分的な作動を
示す原理図である。
示す原理図である。
【図６】（ａ）〜（ｂ）は、本発明の第１の実施例にお
けるマイクロマニピュレータの動作例を示す斜視図であ
る。
けるマイクロマニピュレータの動作例を示す斜視図であ
る。
【図７】（ａ）〜（ｂ）は、本発明の第１の実施例にお
けるマイクロマニピュレータの動作例を示す斜視図であ
る。マイクロマニピュレータの動作例を示す斜視図であ
る。
けるマイクロマニピュレータの動作例を示す斜視図であ
る。マイクロマニピュレータの動作例を示す斜視図であ
る。
【図８】本発明における第２の実施例におけるマイクロ
マニピュレータの模式図である。
マニピュレータの模式図である。
１ マイクロマニピュレータ ２ 駆動台 ３ 駆動回路 ４ 制御装置、 ５ カメラ ６ モニタ ７ 基台 ８ 脚部 ９ 駆動体 １０ 先端ツール １１ 弾性ヒンジ １２ コイル １３ａ〜１３ｆ スイッチ １４，１５ 電源 １６ トランジスタ １７ ＬＥＤ １８ ダイオード １９ａ〜１９ｆ スイッチ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年１１月１０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施例にお
けるマイクロマニピュレータの動作例を示す斜視図であ
る。
けるマイクロマニピュレータの動作例を示す斜視図であ
る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施例にお
けるマイクロマニピュレータの動作例を示す斜視図であ
る。
けるマイクロマニピュレータの動作例を示す斜視図であ
る。
Claims (7)
- 【請求項１】 複数の脚部を有し、該脚部の一端にそれ
ぞれ磁石を備えたマイクロマニピュレータと、前記各磁
石が移動する移動面を有するとともに、前記移動面に向
けて磁界を発生、除去可能な磁界発生手段を備えた駆動
台と、 前記磁界発生手段の励磁状態を制御する制御装置と、 を備えたことを特徴とするマイクロマニピュレータ駆動
装置。 - 【請求項２】 前記複数の脚部は、少なくとも３つの脚
部からなり、前記脚部と前記磁石とは、互いに回動自在
となるよう可動部を介して連結されるとともに、 前記脚部の他端には、外部に作用を施す作用部が設けら
れていることを特徴とする請求項１記載のマイクロマニ
ピュレータ駆動装置。 - 【請求項３】 前記脚部の各他端には、可動部を介して
平面状の部材が設けられるとともに、該平面部材に、前
記作用部が設置されていることを特徴とする請求項２に
記載のマイクロマニピュレータ駆動装置。 - 【請求項４】 前記磁力発生手段は、マトリックス状に
配置された複数のコイルからなることを特徴とする請求
項１乃至３記載のマイクロマニピュレータ駆動装置。 - 【請求項５】 前記制御装置は前記複数のコイルをそれ
ぞれ独立に励磁、非励磁可能なスイッチング手段を備え
ることを特徴とする請求項４記載のマイクロマニピュレ
ータ駆動装置。 - 【請求項６】 前記複数のコイルは同一の電源より所定
の電圧が供給されるよう接続されていることを特徴とす
る請求項４または５記載のマイクロマニピュレータ駆動
装置。 - 【請求項７】 前記制御装置は、前記磁石の位置を撮像
する撮像手段を有し、該撮像された前記磁石の位置に基
づいて前記磁力発生手段の励磁状態を制御するフィード
バック手段を備えることを特徴とする請求項１乃至７記
載のマイクロマニピュレータ駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12125795A JPH08318481A (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | マイクロマニピュレータ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12125795A JPH08318481A (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | マイクロマニピュレータ駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08318481A true JPH08318481A (ja) | 1996-12-03 |
Family
ID=14806784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12125795A Withdrawn JPH08318481A (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | マイクロマニピュレータ駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08318481A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6580076B1 (en) * | 1999-09-24 | 2003-06-17 | Japan Science And Technology Corporation | Micro-manipulation method |
| DE10060032B4 (de) * | 1999-12-06 | 2004-07-22 | Korea Advanced Institute Of Science And Technology | Parallelmechanismus mit sechs Freiheitsgraden für Mikropositionierungsaufgaben |
| KR100471749B1 (ko) * | 2002-11-06 | 2005-03-17 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 3자유도 병렬기구를 이용한 미세 운동기와 미세 부품 가공기 |
-
1995
- 1995-05-19 JP JP12125795A patent/JPH08318481A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6580076B1 (en) * | 1999-09-24 | 2003-06-17 | Japan Science And Technology Corporation | Micro-manipulation method |
| DE10060032B4 (de) * | 1999-12-06 | 2004-07-22 | Korea Advanced Institute Of Science And Technology | Parallelmechanismus mit sechs Freiheitsgraden für Mikropositionierungsaufgaben |
| KR100471749B1 (ko) * | 2002-11-06 | 2005-03-17 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 3자유도 병렬기구를 이용한 미세 운동기와 미세 부품 가공기 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020806 |