JPH09327190A - Supporting device and gravity compensator - Google Patents

Supporting device and gravity compensator

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JPH09327190A
JPH09327190A JP14606496A JP14606496A JPH09327190A JP H09327190 A JPH09327190 A JP H09327190A JP 14606496 A JP14606496 A JP 14606496A JP 14606496 A JP14606496 A JP 14606496A JP H09327190 A JPH09327190 A JP H09327190A
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magnetic
gravity
force
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Wataru Horiuchi
弥 堀内
Toshio Sugimoto
俊夫 杉本
Kenichi Hario
健一 針生
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JISEDAI EISEI TSUSHIN HOSO SYS
JISEDAI EISEI TSUSHIN HOSO SYST KENKYUSHO KK
Mitsubishi Electric Corp
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JISEDAI EISEI TSUSHIN HOSO SYS
JISEDAI EISEI TSUSHIN HOSO SYST KENKYUSHO KK
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to conduct a three-dimensional expansion test of a flexible expanding structure more precisely by making supports in such a structure that they can move freely in a two-dimensional plane without friction by being supported in non-contact. SOLUTION: An object 300 such as an expanding antenna is supported by a plurality of supports 100 through connectors such as cables 150. At the same time, each of the supports 100 is supported is non-contact by magnetic control on a base plate 200 at a vertical lower side of the base plate 200. The base plate 200 is formed of magnetic substance such as iron. By magnetically controlling the supports 100 and controlling the tensions of the cables 150, the gravity of the object 300 is compensated and thereby the movement of the object 300 can be simulated precisely on the ground without limiting the three-dimensional movement under a small gravity or gravity-free environment. As a result, a three-dimensional expansion test of not only a rigid multi-link system but also a flexible expanding structure such as an expanding antenna for space can be conducted more precisely.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物の重力を補
償し、無重力空間における対象物の3次元的な運動を地
上で模擬する装置に関し、特に、人工衛星搭載用の展開
アンテナや太陽電池パドルなどの柔軟な展開構造物の地
上における展開試験に対して、試験対象となる展開構造
物の重力を補償し、その展開性能の高精度な評価と宇宙
空間での展開構造物の運動の高精度な再現を行う装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for compensating for the gravity of an object and simulating the three-dimensional movement of the object in a weightless space on the ground, and more particularly to a deployable antenna for mounting an artificial satellite or a solar cell. For the deployment test of flexible deployment structures such as paddles on the ground, the gravity of the deployment structure to be tested is compensated for, the deployment performance is evaluated with high accuracy, and the motion of the deployment structure in space is enhanced. The present invention relates to a device for performing accurate reproduction.

【0002】[0002]

【従来の技術】地上において、宇宙空間における無重力
環境を模擬するための重力補償装置は既にいくつか提案
されている。例えば、特開平4−118400号公報に
記載されている無重力模擬実験装置がある。
2. Description of the Related Art On the ground, some gravity compensators for simulating a weightless environment in outer space have already been proposed. For example, there is a weightlessness simulation experiment device described in JP-A-4-118400.

【0003】この実験装置では、実験対象である多関節
構造体を上方からワイヤで吊している。そして、このワ
イヤを鉛直方向に維持するとともに、ワイヤの張力を一
定にすることで、無重力空間での多関節構造体の挙動を
模擬している。そして、この吊り機構部は、多関節構造
体の作業領域を囲むように形成されたフレームに沿って
移動する。
In this experimental apparatus, the multi-joint structure, which is the object of the experiment, is suspended from above by wires. Then, the behavior of the multi-joint structure in the weightless space is simulated by maintaining the wire in the vertical direction and keeping the tension of the wire constant. Then, the suspension mechanism unit moves along a frame formed so as to surround the work area of the multi-joint structure.

【0004】また、特開平1−316186号公報に記
載されている重力補償装置では、実験対象である多関節
構造物を、浮上させた支持手段によって重力補償してい
る。
In the gravity compensator disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-316186, the multi-joint structure to be tested is gravity-compensated by the floating support means.

【0005】さらに、特開平8−26198号公報に記
載されている重力補償装置では、床上を走行できる支持
手段により重力補償している。
Further, in the gravity compensating device described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-26198, gravity is compensated by a support means capable of traveling on the floor.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平4−118400号公報に記載の無重力模擬実験装
置や特開平8−26198号公報に記載の重力補償装置
では、対象物が剛体の多リンク系の場合には有効である
が、重力補償用の支持装置を多数用いる必要がある場合
には適さない。これは次の理由による。
However, in the weightlessness simulation experiment device described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-118400 and the gravity compensation device described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-26198, the object is a rigid multi-link system. However, it is not suitable when it is necessary to use a large number of support devices for gravity compensation. This is for the following reason.

【0007】宇宙用の柔軟な展開構造物は、多くの支持
点でその自重を分散支持しなければならないが、展開構
造物が展開アンテナの場合、アンテナの収納状態では、
例えば、直径1メートルのなかに重力補償のための支持
点を数十個も設ける必要がある。従って、特開平4−1
18400号公報及び特開平8−26198号公報に記
載の重力補償装置は、宇宙用の展開アンテナのように柔
軟な展開構造を対象とした重力補償には適さない。
A flexible deployable structure for space has to support its own weight in a distributed manner at many supporting points, but when the deployable structure is a deployable antenna, when the antenna is housed,
For example, it is necessary to provide dozens of support points for gravity compensation within a diameter of 1 meter. Therefore, Japanese Patent Laid-Open No. 4-1
The gravity compensation devices described in Japanese Patent No. 18400 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-26198 are not suitable for gravity compensation for a flexible deployment structure such as a deployment antenna for space.

【0008】さらに、これらの従来の重力補償装置は、
重力補償対象物が剛体とみなせる場合には適している
が、柔軟な構造物のように対象物が振動しやすい場合に
は、大きな慣性を持った支持装置をその振動に合わせて
移動させなければならないので、精度のよい重力補償が
困難である。
Further, these conventional gravity compensation devices
It is suitable when the object to be gravity-compensated can be regarded as a rigid body, but if the object easily vibrates like a flexible structure, a support device with a large inertia must be moved in accordance with the vibration. Therefore, accurate gravity compensation is difficult.

【0009】また、特開平1−316186号公報に記
載の重力補償装置では、浮上手段によって対象物を支持
するため、水平方向の対象物の運動には小さな抵抗で追
従できるが、3次元的な運動には対処できない。宇宙用
の展開アンテナは、展開が3次元的であるので、このよ
うな2次元的な運動にのみ追従できる重力補償装置では
支持できない。
Further, in the gravity compensating device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-316186, since the object is supported by the levitation means, it is possible to follow the movement of the object in the horizontal direction with a small resistance, but it is three-dimensional. I can't cope with exercise. Since the deployable antenna for space is three-dimensionally deployed, it cannot be supported by a gravity compensator capable of following only such a two-dimensional motion.

【0010】これらの問題点を考慮して、本発明の目的
は、剛体多リンク系の対象物のみならず、宇宙用展開ア
ンテナ等の柔軟な展開構造物の3次元的な展開の展開試
験をより高精度に行うことができる支持装置及び重力補
償装置を提供することにある。
In consideration of these problems, an object of the present invention is to perform a three-dimensional deployment test of a flexible deployment structure such as a space deployment antenna as well as a rigid multilink system object. An object of the present invention is to provide a supporting device and a gravity compensating device that can perform with higher accuracy.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明に係る支持装置は、対象物を支持す
る支持装置において、磁気支持制御によって非接触支持
された支持体を備え、前記支持体が前記非接触支持によ
り2次元平面内を摩擦なく自由に運動できることによ
り、前記対象物の運動を拘束することなく前記対象物を
支持することができるように構成される。
In order to achieve the above object, a supporting device according to the invention of claim 1 is a supporting device for supporting an object, comprising a supporting body which is non-contact supported by magnetic supporting control, Since the support can freely move in a two-dimensional plane without friction due to the non-contact support, the object can be supported without restraining the movement of the object.

【0012】請求項2の発明に係る重力補償装置は、対
象物の重力を補償する重力補償装置において、磁性体よ
りなり、水平な表面を有する基準板と、磁気支持制御に
よって前記基準板に非接触支持された支持体と、前記対
象物と前記支持体を連結する連結器とを備え、前記支持
体は、磁気支持制御によって前記支持体を前記基準板の
水平な表面上を非接触で運動させるための磁気支持制御
装置と、前記磁気支持制御を行うために磁気力を発生す
る磁気力発生装置と、前記支持体の位置と姿勢を検出す
る支持体位置姿勢検出装置と、前記連結器の長さを検出
する連結器長さ検出装置と、前記連結器長さを制御する
連結器長さ制御装置と、前記連結器に加わる力を検出す
る連結力検出装置と、前記連結器の連結力を制御する連
結力制御装置と、連結力制御装置の出力により前記連結
器を駆動する連結器駆動装置とを備え、前記連結力制御
検出装置は、前記連結力検出装置で前記対象物の重力を
検出して、目標連結力と前記対象物の重力が一致するよ
うに前記連結器駆動装置を駆動することにより前記対象
物の重力を補償し、前記対象物の無重力空間あるいは微
小重力空間における3次元的な運動を拘束することなく
前記対象物を支持するように構成される。
A gravity compensating device according to a second aspect of the present invention is a gravity compensating device for compensating gravity of an object, wherein a reference plate made of a magnetic material and having a horizontal surface and a magnetic support control are used to prevent the reference plate from being applied to the reference plate. The support includes a contact-supported support and a connector that connects the object and the support, and the support moves the support on the horizontal surface of the reference plate in a non-contact manner by magnetic support control. A magnetic support control device for causing the magnetic support control, a magnetic force generation device for generating a magnetic force for performing the magnetic support control, a support body position / posture detection device for detecting the position and posture of the support body, and A coupling length detecting device for detecting a length, a coupling length control device for controlling the coupling length, a coupling force detecting device for detecting a force applied to the coupling, and a coupling force of the coupling. A connecting force control device for controlling A coupling drive device for driving the coupling by the output of the coupling force control device, wherein the coupling force control detection device detects the gravity of the object by the coupling force detection device, and the target coupling force and the target coupling force. The gravity of the object is compensated by driving the coupler driving device such that the gravity of the object is matched, and the three-dimensional movement of the object in the zero gravity space or the microgravity space is not constrained. It is configured to support an object.

【0013】請求項3の発明に係る重力補償装置は、前
記支持体が前記基準板の下側の水平な表面の下方で前記
磁気支持制御装置によって磁力により支持され、前記連
結器がケーブルにより構成され、前記磁気力発生装置が
電磁アクチュエータにより構成され、前記支持体位置姿
勢検出装置が前記基準板と前記電磁アクチュエータとの
空隙長を検出する非接触型の変位センサを構成要素とし
て含み、前記連結器長さ制御装置及び前記連結力制御装
置が前記ケーブルの長さ及び連結力を調整するモータを
構成要素として含むものである。
In the gravity compensating device according to a third aspect of the present invention, the support is magnetically supported by the magnetic support control device below the lower horizontal surface of the reference plate, and the coupler is a cable. The magnetic force generation device is configured by an electromagnetic actuator, and the support body position / orientation detection device includes a non-contact type displacement sensor that detects a gap length between the reference plate and the electromagnetic actuator as a component, and the connection The device length control device and the connection force control device include a motor for adjusting the length and connection force of the cable as a component.

【0014】請求項4の発明に係る重力補償装置は、前
記支持体が2リンク以上の多リンク系であり、前記支持
体に作用する力のモーメントの伝達を防ぐための回転自
由度を有するヒンジにより、前記支持体のリンク間が結
合されているものである。
In a gravity compensating apparatus according to a fourth aspect of the present invention, the support is a multi-link system having two or more links, and a hinge having a rotational degree of freedom for preventing transmission of a moment of force acting on the support. Thus, the links of the support are connected.

【0015】請求項5の発明に係る重力補償装置は、前
記連結器長さから前記対象物の剛体的な変位を算出する
剛体的変位計算装置と、算出された前記対象物の剛体的
変位を一定に保つよう制御する剛体的変位制御装置とを
更に備えるものである。
According to a fifth aspect of the present invention, a gravity compensating apparatus calculates a rigid displacement of the object from the length of the coupler, and a rigid displacement calculating apparatus that calculates the rigid displacement of the object. And a rigid displacement control device for controlling to keep it constant.

【0016】請求項6の発明に係る重力補償装置は、複
数の前記支持体の間で情報を受け渡しする通信装置と、
前記支持体と前記基準板との距離や前記ケーブルの張力
や前記電磁アクチュエータへの供給電流や前記通信装置
の動作状況等の制御状態を監視する制御状態監視装置
と、前記制御状態が予め設定した許容範囲から外れたと
きに動作して、前記磁気支持制御を停止させる磁気支持
制御停止装置と、前記ケーブルの張力に応じて、前記磁
気支持制御装置における前記基準板と前記電磁アクチュ
エータとの間の目標空隙長を自動補正する空隙長自動補
正装置とを更に備えるものである。
A gravity compensating device according to a sixth aspect of the present invention includes a communication device for exchanging information between a plurality of the supports,
A control state monitoring device that monitors the control state such as the distance between the support and the reference plate, the tension of the cable, the supply current to the electromagnetic actuator, the operating state of the communication device, and the control state is preset. A magnetic support control stop device which operates when the magnetic support control is out of the allowable range and stops the magnetic support control, and a device between the reference plate and the electromagnetic actuator in the magnetic support control device according to the tension of the cable. And a device for automatically correcting the target air gap length.

【0017】請求項7の発明に係る重力補償装置は、前
記電磁アクチュエータが永久磁石と電磁石を併用した構
造であり、支持体の落下を防ぐための安全機能を有する
ものである。
In the gravity compensating device according to the invention of claim 7, the electromagnetic actuator has a structure in which a permanent magnet and an electromagnet are used in combination, and has a safety function for preventing the support from falling.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき本発明を
重力補償装置に適用した場合の一実施の形態について説
明する。図1は本発明による重力補償装置の一実施の形
態を概略的に示している。この図において、展開アンテ
ナ等の対象物300は、複数の支持体100によって、
ケーブル150等の連結器を介して支持される。同時
に、各支持体100は、基準板200に対して、基準板
200の鉛直下側で磁気制御によって非接触支持されて
いる。基準板200は鉄等の磁性体により形成されてい
る。この支持体100のみを拡大して斜視図で示したの
が図2である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a gravity compensating device will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 schematically shows an embodiment of a gravity compensation device according to the present invention. In this figure, an object 300 such as a deployable antenna is
It is supported via a connector such as the cable 150. At the same time, each support body 100 is supported in a non-contact manner with respect to the reference plate 200 on the vertically lower side of the reference plate 200 by magnetic control. The reference plate 200 is made of a magnetic material such as iron. FIG. 2 is an enlarged perspective view of only the support 100.

【0019】この図2において、各支持体100は、該
支持体100の位置及び姿勢等の変位を検出するための
複数の非接触型の変位センサ110と、基準板200に
対する磁気吸引力発生用の電磁アクチュエータ120
と、変位センサ110と電磁アクチュエータ120を所
定の位置に固定するためのベースプレート130と、連
結器としてのケーブル150の長さを制御する連結器駆
動装置としてのモータ140と、モータ140の回転軸
を固定するためのブレーキ141と、モータ140の回
転角を検出するエンコーダ142と、ケーブル150の
張力を検出するためのロードセル170と、そのロード
セル170とベースプレート130とを相対回転自在に
連結する球面ジョイント180と、後述する制御回路を
搭載した回路基板1000と、その回路基板1000と
ロードセル170及びモータ140を所定の位置関係に
固定する固定板190とより構成される。ケーブル15
0には衝撃吸収用のバネ160とダンパ161とが取り
付けられている。
In FIG. 2, each support 100 is provided with a plurality of non-contact type displacement sensors 110 for detecting displacements of the support 100 such as position and posture, and magnetic attraction force generation for the reference plate 200. Electromagnetic actuator 120
A base plate 130 for fixing the displacement sensor 110 and the electromagnetic actuator 120 at predetermined positions, a motor 140 as a coupler driving device for controlling the length of the cable 150 as a coupler, and a rotation shaft of the motor 140. A brake 141 for fixing, an encoder 142 for detecting the rotation angle of the motor 140, a load cell 170 for detecting the tension of the cable 150, and a spherical joint 180 for relatively rotatably connecting the load cell 170 and the base plate 130. And a fixed board 190 for fixing the circuit board 1000, the load cell 170, and the motor 140 in a predetermined positional relationship. Cable 15
At 0, a shock absorbing spring 160 and a damper 161 are attached.

【0020】図示例では、ベースプレート130は略三
角形状を呈し、3つの電磁アクチュエータ120が三角
形状のベースプレート130の各頂点に近接して配置さ
れ、3つの非接触型の変位センサ110が互いに隣接す
る2つの電磁アクチュエータ120の略中間位置にそれ
ぞれ配置されており、3つの電磁アクチュエータ120
により、基準板200に対して略均等な磁気吸着力がベ
ースプレート130に作用するとともに、3つの変位セ
ンサ110により、それらの先端部から基準板200の
下面までの距離(すなわちベースプレートと基準板20
0との空隙長)を検出できるようになっている。ロード
セル170の一端は固定板190を介してケーブル15
0に連結されると共に、その他端は球面ジョイント18
0を介してベースプレート130の重心位置に連結され
ている。
In the illustrated example, the base plate 130 has a substantially triangular shape, three electromagnetic actuators 120 are arranged close to the respective vertices of the triangular base plate 130, and three non-contact displacement sensors 110 are adjacent to each other. Each of the three electromagnetic actuators 120 is arranged at a substantially intermediate position between the two electromagnetic actuators 120.
As a result, a substantially uniform magnetic attraction force acts on the base plate 130 with respect to the reference plate 200, and the distances from the tip ends of the three displacement sensors 110 to the lower surface of the reference plate 200 (that is, the base plate and the reference plate 20).
The gap length with 0) can be detected. One end of the load cell 170 is connected to the cable 15 via the fixing plate 190.
0 and the other end is a spherical joint 18
It is connected to the center of gravity of the base plate 130 via 0.

【0021】ベースプレート130の形状は三角形以外
の形状でもよく、また電磁アクチュエータ120も3つ
に限らず、ベースプレート130を基準板200に対し
て安定よく支持できれば、いくつ用いても構わない。変
位センサ110も3つに限らず、ベースプレート130
の基準板200に対する位置(距離)及び姿勢(傾き)
を正確に検出できれば、いくつ用いてもよい。
The shape of the base plate 130 may be a shape other than a triangle, and the number of the electromagnetic actuators 120 is not limited to three, and any number may be used as long as the base plate 130 can be stably supported on the reference plate 200. The displacement sensor 110 is not limited to three, but the base plate 130
Position (distance) and posture (tilt) with respect to the reference plate 200
Any number can be used as long as it can be accurately detected.

【0022】尚、電磁アクチュエータ120は本発明の
磁気支持制御を行うために磁気力を発生する磁気力発生
装置を構成し、モータ140は本発明の連結力制御装置
の出力により連結器を駆動する連結器駆動装置を構成
し、球面ジョイント180は本発明の支持体に作用する
力のモーメントの伝達を防ぐための回転自由度を有する
ヒンジを構成する。
The electromagnetic actuator 120 constitutes a magnetic force generator for generating a magnetic force for performing the magnetic support control of the present invention, and the motor 140 drives the coupler by the output of the coupling force controller of the present invention. The spherical joint 180 constitutes a coupler driving device, and the spherical joint 180 constitutes a hinge having a rotational degree of freedom for preventing transmission of a moment of force acting on the support of the present invention.

【0023】図3は、回路基板1000を拡大して示し
たブロック回路図である。図3において、回路基板10
00は、磁気支持制御を行うための磁気支持制御装置1
300と、ケーブル150の張力と長さを制御するため
の連結力制御装置としてのケーブル長さ・張力制御装置
1400、複数の支持体100の間で指令やデータを受
け渡しするための通信装置1500と、コイル電流検出
装置1630とからなる。
FIG. 3 is a block circuit diagram showing an enlarged view of the circuit board 1000. In FIG. 3, the circuit board 10
00 is a magnetic support control device 1 for performing magnetic support control
300, a cable length / tension control device 1400 as a connecting force control device for controlling the tension and length of the cable 150, and a communication device 1500 for exchanging commands and data between the plurality of supports 100. , A coil current detection device 1630.

【0024】磁気支持制御装置1300は、変位センサ
110からの信号を処理して支持体100の位置と姿勢
等の変位を検出する変位検出装置1600と、電磁アク
チュエータ120に電流を流すための第一増幅器135
0と、検出された変位から制御力を計算する信号処理装
置1100からなる。尚、変位センサ110及び変位検
出装置1600は本発明の支持体の位置と姿勢を検出す
る支持体位置姿勢検出装置を構成する。
The magnetic support control device 1300 processes the signal from the displacement sensor 110 to detect the displacement of the support 100 such as the position and orientation of the support 100, and a first device for supplying a current to the electromagnetic actuator 120. Amplifier 135
0, and a signal processing device 1100 that calculates a control force from the detected displacement. The displacement sensor 110 and the displacement detection device 1600 constitute a support body position / orientation detection device for detecting the position and posture of the support body of the present invention.

【0025】ケーブル長さ・張力制御装置1400は、
エンコーダ142からの信号を処理してモータ140の
回転角度を検出することによりケーブル150の長さを
検出するケーブル長さ検出装置1610と、ロードセル
170からの信号を処理してケーブル150にはたらく
張力を検出するケーブル張力検出装置1620と、モー
タ140を駆動するために必要な電流を供給する第二増
幅器1470と、検出されたケーブル長さ及びケーブル
張力から制御力を計算するための信号処理装置1100
とからなる。尚、ケーブル長さ検出装置1610は本発
明の連結器の長さを検出する連結器長さ検出装置を構成
し、ケーブル張力検出装置1620は本発明の連結器に
加わる力を検出する連結力検出装置を構成し、モータ1
40及びケーブル長さ・張力制御装置1400は本発明
の連結器の長さを制御する連結器長さ制御装置及び本発
明の連結力を制御する連結力制御装置を構成する。
The cable length / tension controller 1400 is
A cable length detection device 1610 that processes the signal from the encoder 142 to detect the rotation angle of the motor 140 to detect the length of the cable 150, and a signal from the load cell 170 that processes the tension applied to the cable 150. A cable tension detecting device 1620 for detecting, a second amplifier 1470 for supplying a current required to drive the motor 140, and a signal processing device 1100 for calculating a control force from the detected cable length and cable tension.
Consists of The cable length detecting device 1610 constitutes a connector length detecting device for detecting the length of the connector of the present invention, and the cable tension detecting device 1620 detects connecting force for detecting the force applied to the connector of the present invention. The device constitutes a motor 1
40 and the cable length / tension control device 1400 constitute a connector length control device for controlling the length of the connector of the present invention and a connecting force control device for controlling the connecting force of the present invention.

【0026】通信装置1500は、送信部1510と、
受信部1520と、信号処理装置1100とからなる。
The communication device 1500 includes a transmitter 1510,
The receiving unit 1520 and the signal processing device 1100 are included.

【0027】信号処理装置1100は、ディジタル信号
処理装置(DSP)であり、DSPの動作のためのプロ
グラムを保持する読み出し専用メモリ(ROM)120
0を回路基板1000上に有している。
The signal processing device 1100 is a digital signal processing device (DSP), and a read only memory (ROM) 120 that holds a program for operating the DSP.
0 on the circuit board 1000.

【0028】支持体100と基準板200との距離と、
基準板200に対する支持体100の姿勢を表す2つの
回転角度を検出できるように、3台の変位センサ110
が同一直線上にのらないようにベースプレート130に
配置されている。
The distance between the support 100 and the reference plate 200,
Three displacement sensors 110 are provided so that two rotation angles representing the posture of the support 100 with respect to the reference plate 200 can be detected.
Are arranged on the base plate 130 so that they do not lie on the same straight line.

【0029】また、基準板200に対する支持体100
の距離と姿勢を変えるための力を発生できるように、3
台の電磁アクチュエータ120も同様に同一直線状にの
らないようにベースプレート130に配置されている。
Further, the support 100 for the reference plate 200
To generate force to change the distance and posture of
Similarly, the electromagnetic actuators 120 of the table are also arranged on the base plate 130 so as not to be on the same straight line.

【0030】図4は電磁アクチュエータ120の断面図
である。電磁アクチュエータ120は、縦断面が略倒立
E字状で、外観が円筒状のマグネットヨーク121と、
そのマグネットヨーク121の中央凸部に固着された円
盤状の永久磁石122と、その永久磁石122を取り囲
むように、マグネットヨーク121の環状凹部に配置さ
れた電磁石としての電磁コイル123とから構成され
る。マグネットヨーク121の中央の凸部の高さは環状
の側壁部の高さよりも低くなっており、この凸部に円盤
状の永久磁石122を配置したとき、永久磁石122の
端面が環状側壁部と略面一になるようになっている。永
久磁石122によって発生する磁束の方向と、電磁コイ
ル123によって発生する磁束の方向は、互いに逆向き
になるように設定されている。従って、電磁コイル12
3に流す電流を小さくすれば、電磁コイル123の発生
する磁力は弱くなり、永久磁石122の磁力を打ち消す
磁力が小さくなるので、電磁アクチュエータ120全体
としての磁気吸引力は大きくなる。逆に、電磁コイル1
23に流す電流を大きくすれば、電磁アクチュエータ1
20全体としての磁気吸引力は小さくなる。このように
して、電磁コイル123に流す電流を調整することによ
り、電磁アクチュエータ120が発生する磁気吸引力を
制御することができる。
FIG. 4 is a sectional view of the electromagnetic actuator 120. The electromagnetic actuator 120 has a magnet yoke 121 having a substantially inverted E-shaped vertical cross section and a cylindrical appearance.
It is composed of a disk-shaped permanent magnet 122 fixed to the central convex portion of the magnet yoke 121, and an electromagnetic coil 123 as an electromagnet arranged in the annular concave portion of the magnet yoke 121 so as to surround the permanent magnet 122. . The height of the central convex portion of the magnet yoke 121 is lower than the height of the annular side wall portion, and when the disk-shaped permanent magnet 122 is arranged on this convex portion, the end surface of the permanent magnet 122 becomes the annular side wall portion. It is almost flush. The direction of the magnetic flux generated by the permanent magnet 122 and the direction of the magnetic flux generated by the electromagnetic coil 123 are set to be opposite to each other. Therefore, the electromagnetic coil 12
If the current flowing through 3 is reduced, the magnetic force generated by the electromagnetic coil 123 becomes weaker and the magnetic force that cancels the magnetic force of the permanent magnet 122 becomes smaller, so that the magnetic attraction force of the electromagnetic actuator 120 as a whole increases. On the contrary, the electromagnetic coil 1
If the current passed through 23 is increased, the electromagnetic actuator 1
The magnetic attraction force as a whole 20 becomes small. In this way, by adjusting the current flowing through the electromagnetic coil 123, the magnetic attraction force generated by the electromagnetic actuator 120 can be controlled.

【0031】次に、複数の支持体100の間での通信に
ついて説明する。図7は通信装置1500のブロック図
である。図7において、通信装置1500は、受信部1
501と、送信部1502と、信号処理装置1100と
からなる。図示例では、通信の方法はシリアル通信であ
る。これは、次の理由による。 (1) 支持体100間の通信線の本数が多くなるほ
ど、磁気支持制御によって非接触支持された支持体10
0の抵抗のない自由な運動を妨げやすくなる。 (2) 通信する情報量を少なく設定できる。 (3) パラレル通信を用いると、通信線の本数がシリ
アル通信のときの2倍以上になる。
Next, communication between the plurality of supports 100 will be described. FIG. 7 is a block diagram of the communication device 1500. In FIG. 7, the communication device 1500 includes a receiving unit 1
501, a transmitting unit 1502, and a signal processing device 1100. In the illustrated example, the communication method is serial communication. This is for the following reason. (1) As the number of communication lines between the supports 100 increases, the support 10 supported by the magnetic support control in a non-contact manner.
It is easy to interfere with the free movement of 0 resistance. (2) A small amount of information can be set for communication. (3) When parallel communication is used, the number of communication lines is more than double that in serial communication.

【0032】以上の理由から、シリアル通信を採用し
た。複数の支持体100の間の通信は一方向通信にして
おり、2方向通信のときと比べて通信線の本数を減らす
ことができる。本実施の形態における通信線の本数は4
本であり、通信線は受信線1510と送信線1520が
それぞれ4本ずつである。受信線1520は、受信デー
タ線1511、受信フレーム同期パルス線1512、受
信クロック線1513、受信グランド線1514からな
り、同様に、送信線1520も、送信データ線152
1、送信フレーム同期パルス線1522、送信クロック
線1523、送信グランド線1524からなる。
For the above reasons, the serial communication is adopted. The communication between the plurality of supports 100 is one-way communication, and the number of communication lines can be reduced as compared with the two-way communication. The number of communication lines in this embodiment is 4
The number of communication lines is four for each of the reception lines 1510 and the transmission lines 1520. The reception line 1520 includes a reception data line 1511, a reception frame synchronization pulse line 1512, a reception clock line 1513, and a reception ground line 1514. Similarly, the transmission line 1520 also includes the transmission data line 152.
1, a transmission frame synchronization pulse line 1522, a transmission clock line 1523, and a transmission ground line 1524.

【0033】また、通信内容は図8に示すようなフォー
マット1550で行われる。すなわち、通信は16ビッ
トでひとまとまりとし、上位5ビットが支持体100を
識別するための支持体識別番号1551、下位8ビット
が情報の本体である数値データ1553、そして残る中
央の3ビットは、その下位8ビットの数値データがどの
ような種類の数値データであるかを区別するための数値
データ標識1553である。このフォーマット1550
は受信及び送信のいずれの場合も同じである。
The contents of communication are performed in the format 1550 as shown in FIG. That is, the communication is grouped with 16 bits, the upper 5 bits are the support identification number 1551 for identifying the support 100, the lower 8 bits are numerical data 1553 which is the main body of the information, and the remaining 3 bits in the center are It is a numerical data indicator 1553 for distinguishing what kind of numerical data the lower 8-bit numerical data is. This format 1550
Is the same for both reception and transmission.

【0034】6台の支持体100による通信の様子の概
略を図9に示す。支持体100は互いに通信線でつなが
れており、4本一組の通信線の一端は送信線1520、
他端は受信線1510となる。通信線はすべての支持体
をつないでおり、また、この通信線には、通信ホスト1
580を介して支持体統合監視・制御装置1590が接
続されている。通信ホスト1580と支持体統合監視・
制御装置1590との間は双方向通信ができるようにな
っている。そして、支持体統合監視・制御装置1590
からすべての支持体100を個別に監視・制御すること
が可能である。
FIG. 9 shows an outline of the state of communication by the six supports 100. The support 100 is connected to each other by a communication line, and one end of a set of four communication lines is a transmission line 1520,
The other end becomes a reception line 1510. The communication line connects all supports, and the communication host 1
A support integrated monitoring / control device 1590 is connected via 580. Communication host 1580 and support integrated monitoring
Two-way communication is possible with the control device 1590. Then, the support integrated monitoring / control device 1590
It is possible to monitor and control all the supports 100 individually.

【0035】次に、本実施の形態の動作を説明する。先
ず、図3に示されるROM1200に所定のプログラム
を記憶させておき、ROM1200に保持されているプ
ログラムに基づいてDSP1150を動作させる。これ
により、信号処理装置1100が動作する。
Next, the operation of this embodiment will be described. First, a predetermined program is stored in the ROM 1200 shown in FIG. 3, and the DSP 1150 is operated based on the program stored in the ROM 1200. As a result, the signal processing device 1100 operates.

【0036】第一に、支持体100の磁気支持制御につ
いて説明する。支持体100の磁気支持制御のブロック
図を図5に示す。この図において、磁気支持制御の制御
対象となる支持体100の変位1320が、3台の変位
センサ110における変位として磁気支持制御装置13
00の変位センサ110と変位検出装置1600によっ
て検出される。この3台の変位センサ100における変
位は信号処理装置1100に伝えられる。信号処理装置
1100内では、3台の変位センサ100における変位
を、第二座標変換1341によって基準板200に対す
る支持体100の姿勢を表す2つの回転角度に変換す
る。さらに、制御目標指令値1310との差に対して第
一補償器1330で補償を行い、第一座標変換1340
によって3台の電磁アクチュエータ120に流す電流指
令値に変換する。この電流指令値は、第一増幅器135
0によって電流となり、電磁アクチュエータ120を駆
動する。こうして磁気吸引力によって支持体100の基
準板200に対する距離と姿勢を制御する。ここに、第
一補償器はPID補償を行う。また、磁気支持制御のO
N/OFFの指令は、通信装置1500を介して支持体
統合監視・制御装置1590から与えられる。
First, the magnetic support control of the support 100 will be described. A block diagram of magnetic support control of the support 100 is shown in FIG. In this figure, the displacement 1320 of the support 100 that is the control target of the magnetic support control is the displacement of the three displacement sensors 110 as the magnetic support control device 13.
00 displacement sensor 110 and displacement detection device 1600. The displacements of the three displacement sensors 100 are transmitted to the signal processing device 1100. In the signal processing device 1100, the displacements of the three displacement sensors 100 are converted into two rotation angles representing the posture of the support body 100 with respect to the reference plate 200 by the second coordinate conversion 1341. Further, the difference from the control target command value 1310 is compensated by the first compensator 1330, and the first coordinate conversion 1340 is performed.
Is converted into a current command value to be passed through the three electromagnetic actuators 120. This current command value is the first amplifier 135
A current is generated by 0 and drives the electromagnetic actuator 120. Thus, the distance and the posture of the support 100 with respect to the reference plate 200 are controlled by the magnetic attraction force. Here, the first compensator performs PID compensation. Also, the magnetic support control O
The N / OFF command is given from the support integrated monitoring / control device 1590 via the communication device 1500.

【0037】第二に、ケーブル150の張力制御につい
て説明する。ケーブル150の張力制御のブロック図を
図6に示す。この張力制御は、制御ループの内側にサー
ボ系を含んでいるため、ケーブル150の張力と長さの
複合制御となる。図6において、ケーブル長さ1420
はエンコーダ142を通してケーブル長さ検出装置16
10により検出される。検出されたケーブル150の長
さは、信号処理装置1100に入り、そこで制限装置1
450から出力された複合指令値1412と比較され、
第二補償器1460にて補償される。そして第二増幅器
1470で電流にかえられ、モータ140を駆動する。
また、ケーブル長さ1420の変化と対象物300の剛
性301によって変化したケーブル150の張力はロー
ドセル170を通してケーブル張力検出装置1620に
より検出される。検出されたケーブル150の張力は信
号処理装置1100に入り、第二ローパスフィルタ14
80によりフィルタリングされ、張力指令値1411と
の差が計算される。この差は第三補償器1440で補償
され、ケーブル長さ指令値1410との和が複合指令値
1412となる。この複合指令値1412は制限装置1
450に入力され、そこでケーブル長さを所定範囲に制
限するため複合指令値1412は所定の範囲内に入るよ
うに制限を加えられて出力される。こうしてケーブル1
50の張力の変化によってもモータ140が駆動され、
ケーブル長さ制御とケーブル張力制御が達成される。こ
こで、第二補償器1460はPID補償を行い、第三補
償器1440はI(積分)補償を行う。また、ケーブル
張力及びケーブル長さの制御の指令値は、通信装置15
00を介して支持体統合監視・制御装置1590から与
えられる。
Secondly, the tension control of the cable 150 will be described. A block diagram of the tension control of the cable 150 is shown in FIG. Since this tension control includes a servo system inside the control loop, it is a combined control of the tension and length of the cable 150. In FIG. 6, the cable length 1420
Detects the cable length detecting device 16 through the encoder 142.
Detected by 10. The detected length of the cable 150 enters the signal processing device 1100, where the limiting device 1
Compared with the composite command value 1412 output from 450,
It is compensated by the second compensator 1460. The second amplifier 1470 converts the current to drive the motor 140.
In addition, the tension of the cable 150, which changes due to the change in the cable length 1420 and the rigidity 301 of the object 300, is detected by the cable tension detecting device 1620 through the load cell 170. The detected tension of the cable 150 enters the signal processing device 1100, and the second low-pass filter 14
80, and the difference from the tension command value 1411 is calculated. This difference is compensated by the third compensator 1440, and the sum with the cable length command value 1410 becomes the composite command value 1412. This composite command value 1412 is the limiting device 1
It is input to 450, and in order to limit the cable length to a predetermined range, the composite command value 1412 is limited and output so as to be within the predetermined range. Cable 1
The motor 140 is driven by the change in the tension of 50,
Cable length control and cable tension control are achieved. Here, the second compensator 1460 performs PID compensation and the third compensator 1440 performs I (integration) compensation. The command values for controlling the cable tension and the cable length are the communication device 15
Via the integrated support and monitoring and control device 1590.

【0038】第三に、複数の支持体100の間での通信
について説明する。通信装置1500は、一定間隔毎に
支持体統合監視・制御装置1590から送られて、受信
線1510で受信された通信内容を信号処理装置110
0に伝送する。信号処理装置1100は、通信内容のう
ち、支持体識別番号1551を参照し、すべての支持体
100に、重複しないように割り当てられた識別番号と
比較する。もしも、この識別番号が支持体識別番号15
51と一致すれば、次の手順(1)に入る。そして、予
め割り当てられた識別番号と通信内容の支持体識別番号
1551とが異なれば、次の手順(2)に入る。 手順(1): (1−1) 数値データ標識1552と数値データ15
53とから通信内容を復元する。そして、その通信内容
に従って、磁気支持制御やケーブル張力制御を行う。 (1−2) 支持体100の制御状態、すなわち、支持
体100の変位の値や電磁コイル123に流れている電
流の値、そしてケーブル150の長さと張力の値を順番
に送信し、フォーマット1650に則って送信して支持
体統合監視・制御装置1590に情報を提供する。 手順(2): (2−1) 受信線1510で受信した通信内容をその
まま送信線1520から送信して、隣の支持体100に
通信内容を転送する。
Thirdly, communication between the plurality of supports 100 will be described. The communication device 1500 transmits the communication content received from the support integrated monitoring / control device 1590 at regular intervals and received by the reception line 1510 to the signal processing device 110.
Transmit to 0. The signal processing device 1100 refers to the support body identification number 1551 in the communication content and compares it with the identification number assigned to all the support bodies 100 so as not to overlap. If this identification number is support identification number 15
If it matches 51, the following procedure (1) is started. Then, if the pre-assigned identification number is different from the support identification number 1551 of the communication content, the following procedure (2) is started. Procedure (1): (1-1) Numerical data indicator 1552 and numerical data 15
The communication contents are restored from 53. Then, magnetic support control and cable tension control are performed according to the communication content. (1-2) The control state of the support body 100, that is, the value of the displacement of the support body 100, the value of the current flowing through the electromagnetic coil 123, and the length and tension values of the cable 150 are transmitted in order, and the format 1650 is transmitted. And provides information to the support integrated monitoring / control device 1590. Procedure (2): (2-1) The communication content received by the receiving line 1510 is directly transmitted from the transmission line 1520, and the communication content is transferred to the adjacent support body 100.

【0039】第四に、信号処理装置1100の役割を説
明する。前述のように、信号処理装置1100は、支持
体100の磁気支持制御装置1300の実現と、ケーブ
ル長さ・張力制御装置1400の実現と、通信装置15
00との共同作業による通信機能の実現とを担当する。
そして、これらの3つの機能の他に、信号処理装置11
00はさらに、支持体100の磁気支持制御の安全性の
確保のための制御状態監視装置、磁気支持制御停止機
能、ケーブル150の張力に応じて磁気支持制御装置1
300における目標指令値1310を適切に変更する空
隙長自動補正装置等を実現する役割をも担っている。
Fourth, the role of the signal processing device 1100 will be described. As described above, the signal processing device 1100 realizes the magnetic support control device 1300 for the support 100, the cable length / tension control device 1400, and the communication device 15.
Responsible for the realization of the communication function through the joint work with 00.
In addition to these three functions, the signal processing device 11
00 is a control state monitoring device for ensuring the safety of the magnetic support control of the support 100, a magnetic support control stop function, and the magnetic support control device 1 according to the tension of the cable 150.
It also plays the role of realizing an automatic gap length correction device for appropriately changing the target command value 1310 in 300.

【0040】第五に、制御状態監視装置(信号処理装置
1100内でソフトウェアにより実現)の機能を説明す
る。信号処理装置1100は、支持体100の磁気支持
制御装置1300及びケーブル長さ・張力制御装置14
00の一部を構成しているから、支持体100と基準板
200の距離と、支持体100の基準板200に対する
姿勢とを表す2つの回転角度と、ケーブル150の張力
とを常に把握している。また、信号処理装置1100
は、電磁アクチュエータ120に流れている電流を検出
するコイル電流検出装置1630を介してコイル電流も
常に把握している。さらに、信号処理装置1100は、
通信装置1500を介して通信状態も常に把握してい
る。信号処理装置1100で把握できる状態量に対して
それぞれ予め数値変化の許容範囲を定めておき、状態量
のいずれかが対応する許容範囲を逸脱すると、直ちに磁
気支持制御停止装置(信号処理装置1100内でソフト
ウェアで実現)の機能を働かせる。
Fifth, the function of the control state monitoring device (implemented by software in the signal processing device 1100) will be described. The signal processing device 1100 includes a magnetic support control device 1300 for the support 100 and a cable length / tension control device 14.
00, it is necessary to always grasp the distance between the support 100 and the reference plate 200, the two rotation angles representing the posture of the support 100 with respect to the reference plate 200, and the tension of the cable 150. There is. In addition, the signal processing device 1100
Always grasps the coil current through the coil current detection device 1630 that detects the current flowing through the electromagnetic actuator 120. Further, the signal processing device 1100 is
The communication state is also always known via the communication device 1500. A permissible range of numerical change is defined in advance for each state quantity that can be grasped by the signal processing device 1100, and when any of the state quantities deviates from the corresponding permissible range, the magnetic support control stop device (in the signal processing device 1100 Realize with software).

【0041】第六に、磁気支持制御停止装置(信号処理
装置1100内でソフトウェアで実現)の機能を説明す
る。磁気支持制御停止装置の機能は、制御状態監視装置
(信号処理装置1100内でソフトウェアで実現)によ
って駆動される。磁気支持制御停止装置は次の動作を行
う。 (1) 支持体100の磁気支持制御を停止させる。 (2) 他の支持体100に対して、磁気支持制御一斉
停止の指令を、通信装置1500を介して送信する。 (3) 任意の支持体100は、磁気支持制御一斉停止
の指令を通信装置1500で受けると、自らの磁気支持
制御を停止するとともに、直ちに通信装置1500か
ら、同じく磁気支持制御一斉停止の指令を隣の支持体1
00に送信する。 (4) 通信ホスト1580は、磁気支持制御一斉停止
の指令を受け取ると、支持体統合監視・制御装置159
0に、磁気支持制御一斉停止中であることを伝えるとと
もに、磁気支持制御一斉停止の第二指令を隣の支持体1
00へ送信する。 (5) 支持体100は、磁気支持制御一斉停止の第二
指令を受信すると、磁気支持制御停止を再度行い、隣の
支持体100に送信する。 (6) 磁気支持制御停止の第二指令が通信ホスト15
80に帰ってくると、通信ホスト1580は通常の通信
常態に戻る。
Sixth, the function of the magnetic support control stop device (implemented by software in the signal processing device 1100) will be described. The function of the magnetic support control stop device is driven by a control state monitoring device (implemented by software in the signal processing device 1100). The magnetic support control stop device operates as follows. (1) The magnetic support control of the support 100 is stopped. (2) The magnetic support control simultaneous stop command is transmitted to the other support 100 via the communication device 1500. (3) When the communication device 1500 receives a command to stop magnetic support control all at once, the arbitrary support 100 stops its own magnetic support control and immediately sends a command to stop magnetic support control all at once from the communication device 1500. Adjacent support 1
Send to 00. (4) When the communication host 1580 receives the magnetic support control simultaneous stop command, the support integrated monitoring / control device 159.
No. 0 is notified that the magnetic support control simultaneous stop is in progress, and the second command of the magnetic support control simultaneous stop is given to the adjacent support 1
Send to 00. (5) When the support 100 receives the second command of the magnetic support control simultaneous stop, the support 100 performs the magnetic support control stop again and transmits it to the adjacent support 100. (6) The second command to stop the magnetic support control is the communication host 15
Upon returning to 80, the communication host 1580 returns to the normal communication normal state.

【0042】このようにして、任意の支持体100が偶
発的な事故によって磁気支持制御を停止した場合、すべ
ての支持体100が磁気支持制御を停止して基準板20
0に吸着するので、本発明による重力補償装置の安全性
と信頼性を向上させることが可能になる。
In this way, when any of the supports 100 stops the magnetic support control due to an accident, all the supports 100 stop the magnetic support control and the reference plate 20.
Since it is adsorbed at 0, it is possible to improve the safety and reliability of the gravity compensation device according to the present invention.

【0043】第七に、空隙長自動補正装置(信号処理装
置1100内でソフトウェアで実現)の機能を説明す
る。図5に示した磁気支持制御における目標指令値13
10において、支持体100の基準板200に対する姿
勢を表す2つの回転角度は、常に一定値(零等)に固定
しておく。そして、支持体100と基準板200との距
離に関しては、ケーブル150の張力に応じて目標指令
値1310を自動補正する。
Seventh, the function of the automatic gap length correction device (implemented by software in the signal processing device 1100) will be described. Target command value 13 in the magnetic support control shown in FIG.
In 10, the two rotation angles representing the posture of the support body 100 with respect to the reference plate 200 are always fixed to constant values (zero or the like). Then, regarding the distance between the support 100 and the reference plate 200, the target command value 1310 is automatically corrected according to the tension of the cable 150.

【0044】図10は、永久磁石122がサマリウム−
コバルト磁石の場合の電磁アクチュエータ120の起磁
力Eと磁束密度Bの関係を示す図である。サマリウム−
コバルト磁石を永久磁石122に採用した場合の電磁ア
クチュエータ120の発生吸引力F及び磁束密度Bは近
似的に、それぞれ式(1)と式(2)のように表すこと
ができる。 F=B2S/(2μ0) 式(1) B=μ0(H0w−E)/(2z+w) 式(2) ここで、Sは電磁アクチュエータ120の総磁極面積、
μ0は大気の透磁率、H0は永久磁石122の保磁力、w
は永久磁石122の厚さ、zは電磁アクチュエータ12
0の位置における磁気支持の空隙長(図4において基準
板200の下面と電磁アクチュエータ120の上面との
距離)である。
In FIG. 10, the permanent magnet 122 has a samarium-
It is a figure which shows the relationship between the magnetomotive force E and the magnetic flux density B of the electromagnetic actuator 120 in the case of a cobalt magnet. Samarium-
The attractive force F and the magnetic flux density B generated by the electromagnetic actuator 120 when a cobalt magnet is used as the permanent magnet 122 can be approximately expressed by equations (1) and (2), respectively. F = B 2 S / (2μ 0 ) Formula (1) B = μ 0 (H 0 w−E) / (2z + w) Formula (2) where S is the total magnetic pole area of the electromagnetic actuator 120,
μ 0 is the magnetic permeability of the atmosphere, H 0 is the coercive force of the permanent magnet 122, w
Is the thickness of the permanent magnet 122, z is the electromagnetic actuator 12
It is the air gap length of the magnetic support at the position of 0 (the distance between the lower surface of the reference plate 200 and the upper surface of the electromagnetic actuator 120 in FIG. 4).

【0045】支持体100の磁気支持制御が安定に行わ
れているとき、電磁アクチュエータ120の発生吸引力
Fは、支持体100の自重とケーブル150の張力の和
と一致している。いま、式(1)と式(2)から、電磁
アクチュエータの120の発生吸引力Fを制御するため
には、電磁コイル123に流すコイル電流を制御する方
法と、磁気支持の空隙長を制御する方法の2つがあるこ
とが分かる。そこで、本実施の形態では、ケーブル15
0の張力の変化のうち、高周波成分に対して電磁コイル
123に流すコイル電流を制御する方法で、低周波成分
に対して磁気支持の空隙長を制御する方法で、それぞれ
対処している。このようすれば、コイル電流は定常的に
は略一定に保つように、磁気支持制御の目標指令値13
20を自動的に補正できる。その結果、ケーブル150
の張力変化をすべてコイル電流の制御で対処する場合に
比べて、電磁アクチュエータの安定度を向上させること
ができる。さらに、ケーブル張力が大きくなっても、磁
気支持の空隙長を小さくすることによりコイル電流が零
になりにくくなるため、ケーブル150の張力の変動の
許容範囲を広く設定することが可能である。
When the magnetic support control of the support 100 is stably performed, the attractive force F generated by the electromagnetic actuator 120 is equal to the total weight of the support 100 and the tension of the cable 150. Now, in order to control the attractive force F generated by the electromagnetic actuator 120 from the equations (1) and (2), a method of controlling the coil current flowing through the electromagnetic coil 123 and a gap length of the magnetic support are controlled. It turns out that there are two methods. Therefore, in the present embodiment, the cable 15
Among the changes of the tension of 0, the method of controlling the coil current flowing through the electromagnetic coil 123 for the high frequency component and the method of controlling the air gap length of the magnetic support for the low frequency component are dealt with respectively. In this way, the target command value 13 of the magnetic support control is maintained so that the coil current is constantly kept substantially constant.
20 can be corrected automatically. As a result, the cable 150
It is possible to improve the stability of the electromagnetic actuator as compared with the case where all the tension changes in the above are dealt with by controlling the coil current. Further, even if the cable tension increases, the coil current is less likely to become zero by reducing the air gap length of the magnetic support, so that it is possible to set a wide allowable range of the tension variation of the cable 150.

【0046】支持体100に取り付けられた球面ジョイ
ント180は、支持体100の不安定な固有振動を、磁
気支持制御で能動的に減衰させることが可能な領域に移
行させることで、支持体100や基準板200の共振を
抑制する働きを持つ。さらに、支持体100の姿勢変動
に対する磁気支持制御において、ロードセル170より
も下方に働いた外乱トルクを球面ジョイント180で逃
がす効果も備えている。
The spherical joint 180 attached to the support 100 shifts the unstable natural vibration of the support 100 to a region where it can be actively damped by magnetic support control, and It functions to suppress the resonance of the reference plate 200. Further, in the magnetic support control with respect to the posture variation of the support body 100, the spherical joint 180 also has the effect of allowing the spherical joint 180 to escape the disturbance torque acting below the load cell 170.

【0047】以上のようにして、本実施の形態では、支
持体100を磁気支持制御で非接触支持するとともに、
ケーブル150の張力を制御することで対象物300の
重力補償をして、対象物300の微小重力あるいは無重
力の環境での3次元的な挙動を拘束することなく地上で
精度よく模擬することができる。また、支持体100の
水平面内での運動を能動的に制御しないので、支持体1
00の磁気支持制御装置1300の負荷が小さくなると
ともに、支持体100の構造をより単純にすることがで
きる。さらに、球面ジョイント180によって支持体1
00と基準板200の不安定な機械共振を抑えることが
可能になる。
As described above, in the present embodiment, the support 100 is supported by the magnetic support control in a non-contact manner, and
By controlling the tension of the cable 150, the object 300 can be gravity-compensated and accurately simulated on the ground without restraining the three-dimensional behavior of the object 300 in a microgravity or weightless environment. . Further, since the movement of the support 100 in the horizontal plane is not actively controlled, the support 1
00, the load of the magnetic support controller 1300 can be reduced, and the structure of the support 100 can be simplified. Further, the spherical joint 180 supports the support 1
00 and the reference plate 200 can suppress the unstable mechanical resonance.

【0048】また、支持体100間の通信や、支持体統
合監視・制御装置1590と各々の支持体100とが制
御の指令や各支持体100の情報を交換することによっ
て、すべての支持体100に対して、支持体統合監視・
制御装置1590が一括して監視や制御といった管理を
行うことができる。従って、この支持体統合監視・制御
装置1590を用いることによって、対象物300の剛
体的な変位を測定でき、剛体的変位計算装置が実現され
る。また、支持体統合監視・制御装置1590がそれぞ
れの支持体100に適切な張力制御指令を与えることに
より、剛体的変位制御装置が実現でき、対象物300の
剛体的な変位を制御することが可能になる。さらに、支
持体100の制御状態監視機能と磁気支持制御停止機能
によって、支持体100の落下に対して安全対策を施す
ことができ、支持体100の磁気支持制御の安全性の向
上と、本発明による重力補償装置の安全性と信頼性の向
上が可能である。
In addition, communication between the supports 100 and exchange of control commands and information of each support 100 between the support integrated monitoring / control device 1590 and each support 100 allow all the supports 100 to be exchanged. In contrast, support integrated monitoring
The control device 1590 can collectively perform management such as monitoring and control. Therefore, by using this support integrated monitoring / control device 1590, a rigid displacement of the object 300 can be measured, and a rigid displacement calculation device is realized. Further, the support integrated monitoring / control device 1590 gives a proper tension control command to each support 100, so that a rigid displacement control device can be realized, and a rigid displacement of the object 300 can be controlled. become. Further, by the control state monitoring function of the support 100 and the magnetic support control stop function, safety measures can be taken against the fall of the support 100, the safety of the magnetic support control of the support 100 is improved, and the present invention It is possible to improve the safety and reliability of the gravity compensation device.

【0049】さらにまた、電磁アクチュエータ120が
永久磁石122と電磁石123を併用した構造にするこ
とによって、停電時でも支持体100は基準板200に
吸着するので、本発明による重力補償装置の安全性と信
頼性のさらなる向上が可能となる。
Furthermore, since the electromagnetic actuator 120 has a structure in which the permanent magnet 122 and the electromagnet 123 are used together, the support 100 is attracted to the reference plate 200 even in the case of a power failure, so that the gravity compensator according to the present invention is safe. The reliability can be further improved.

【0050】以上の説明では、本発明を重力補償装置に
実施した場合について説明したが、本発明は、対象物を
支持するにおいて、磁気支持制御によって非接触支持さ
れた支持体により対象物を支える一般的な支持装置にも
適用できるものである。
In the above description, the case where the present invention is applied to the gravity compensating device has been described. However, in supporting the target object, the present invention supports the target object by a support body which is non-contact supported by magnetic support control. It can also be applied to a general supporting device.

【0051】[0051]

【発明の効果】請求項1に記載の支持装置によれば、対
象物を支持する支持装置において、磁気支持制御によっ
て非接触支持された支持体を備えるので、前記支持体が
前記非接触支持によって2次元平面内を摩擦なく自由に
運動することにより、前記対象物の運動を拘束すること
なく前記対象物を支持することが可能になる。従って、
剛体多リンク系の対象物のみならず、宇宙用展開アンテ
ナ等の柔軟な展開構造物の3次元的な展開の展開試験を
より高精度に行うことができる支持装置が得られるもの
である。
According to the supporting device of the first aspect, in the supporting device for supporting the object, since the supporting device is supported by the magnetic supporting control in a non-contact manner, the supporting body is supported by the non-contact supporting means. By freely moving in a two-dimensional plane without friction, it becomes possible to support the object without restraining the movement of the object. Therefore,
It is possible to obtain a supporting device that can perform a three-dimensional deployment test of a flexible deployment structure such as a space deployment antenna as well as a rigid multi-link system object with higher accuracy.

【0052】請求項2に記載の重力補償装置によれば、
対象物の重力を補償する重力補償装置において、磁性体
よりなり、水平な表面を有する基準板と、磁気支持制御
によって前記基準板に非接触支持された支持体と、前記
対象物と前記支持体を連結する連結器とを備え、前記支
持体は、磁気支持制御によって前記支持体を前記基準板
の水平な表面上を非接触で運動させるための磁気支持制
御装置と、前記磁気支持制御を行うために磁気力を発生
する磁気力発生装置と、前記支持体の位置と姿勢を検出
する支持体位置姿勢検出装置と、前記連結器の長さを検
出する連結器長さ検出装置と、前記連結器長さを制御す
る連結器長さ制御装置と、前記連結器に加わる力を検出
する連結力検出装置と、前記連結器の連結力を制御する
連結力制御装置と、連結力制御装置の出力により前記連
結器を駆動する連結器駆動装置とを備えるので、前記連
結力制御検出装置は、前記連結力検出装置で前記対象物
の重力を検出して、目標連結力と前記対象物の重力が一
致するように前記連結器駆動装置を駆動することにより
前記対象物の重力を補償して、前記対象物の無重力空間
あるいは微小重力空間における3次元的な運動を拘束す
ることなく前記対象物を支持することが可能になる。従
って、剛体多リンク系の対象物のみならず、宇宙用展開
アンテナ等の柔軟な展開構造物の3次元的な展開の展開
試験をより高精度に行うことができる重力補償装置が得
られるものである。
According to the gravity compensating device of the second aspect,
In a gravity compensating device for compensating for the gravity of an object, a reference plate made of a magnetic material and having a horizontal surface, a support that is supported in non-contact with the reference plate by magnetic support control, the object and the support. A magnetic coupling control device for moving the supporting body on the horizontal surface of the reference plate in a non-contact manner by magnetic supporting control, and the magnetic supporting control. A magnetic force generation device for generating a magnetic force, a support position / orientation detection device for detecting the position and posture of the support, a connector length detection device for detecting the length of the connector, and the connection. A coupling length control device for controlling the coupling length, a coupling force detection device for detecting a force applied to the coupling, a coupling force control device for controlling the coupling force of the coupling, and an output of the coupling force control device. The drive that drives the coupler by Since the connection force control detection device detects the gravity of the object by the connection force detection device, the connection force control detection device drives the connection device so that the target connection force and the gravity of the object match. By driving the device, the gravity of the object can be compensated, and the object can be supported without restraining the three-dimensional movement of the object in the zero gravity space or the microgravity space. Therefore, it is possible to obtain a gravity compensator capable of performing the deployment test of the three-dimensional deployment of a flexible deployment structure such as a space deployment antenna as well as the rigid multilink system object with higher accuracy. is there.

【0053】請求項3に記載の重力補償装置によれば、
前記支持体は前記基準板の下側の水平な表面の下方で前
記磁気支持制御装置によって磁力により支持され、前記
連結器はケーブルにより構成され、前記磁気力発生装置
は電磁アクチュエータにより構成され、前記支持体位置
姿勢検出装置は前記基準板と前記電磁アクチュエータと
の空隙長を検出する非接触型の変位センサを構成要素と
して含み、前記連結器長さ制御装置及び前記連結力制御
装置は前記ケーブルの長さ及び連結力を調整するモータ
を構成要素として含むので、支持体の制御装置を小型化
且つ軽量化することが可能になり、簡単な構造の支持体
で、対象物の無重力空間あるいは微小重力空間における
3次元的な運動を拘束することなく前記対象物を支持す
ることが可能になる。
According to the gravity compensating device of the third aspect,
The support is magnetically supported below the lower horizontal surface of the reference plate by the magnetic support control device, the coupler is formed by a cable, and the magnetic force generation device is formed by an electromagnetic actuator. The support position / orientation detection device includes a non-contact type displacement sensor that detects a gap length between the reference plate and the electromagnetic actuator as a component, and the coupler length control device and the connection force control device are Since the motor for adjusting the length and the coupling force is included as a constituent element, it is possible to reduce the size and weight of the control device for the support body, and the support body having a simple structure can be used for the weightless space or the microgravity of the object. It is possible to support the object without restraining the three-dimensional movement in space.

【0054】請求項4に記載の重力補償装置によれば、
前記支持体は2リンク以上の多リンク系であり、前記支
持体に作用する力のモーメントの伝達を防ぐための回転
自由度を有するヒンジにより、前記支持体のリンク間が
結合されているので、前記支持体に作用する力のモーメ
ントを遮断して、前記支持体の磁気支持制御の安定性を
向上させることが可能になり、これにより重力補償装置
の信頼性を向上させることが可能になる。
According to the gravity compensating device of the fourth aspect,
The support is a multi-link system of two or more links, and the links of the support are connected by a hinge having a rotational degree of freedom for preventing transmission of a moment of a force acting on the support, It becomes possible to improve the stability of the magnetic support control of the support by cutting off the moment of the force acting on the support, thereby improving the reliability of the gravity compensation device.

【0055】請求項5に記載の重力補償装置によれば、
前記連結器長さから前記対象物の剛体的な変位を算出す
る剛体的変位計算装置と、算出された前記対象物の剛体
的変位を一定に保つよう制御する剛体的変位制御装置と
を更に備えるので、前記対象物の剛体的な変位を制御す
ることが可能になる。
According to the gravity compensating device of the fifth aspect,
It further comprises a rigid displacement calculation device that calculates a rigid displacement of the object from the length of the coupler, and a rigid displacement control device that controls so as to keep the calculated rigid displacement of the object constant. Therefore, it becomes possible to control the rigid displacement of the object.

【0056】請求項6に記載の重力補償装置によれば、
複数の前記支持体の間で情報を受け渡しする通信装置
と、前記支持体と前記基準板との距離や前記ケーブルの
張力や前記電磁アクチュエータへの供給電流や前記通信
装置の動作状況等の制御状態を監視する制御状態監視装
置と、前記制御状態が予め設定した許容範囲から外れた
ときに動作して、前記磁気支持制御を停止させる磁気支
持制御停止装置と、前記ケーブルの張力に応じて、前記
磁気支持制御装置における前記基準板と前記電磁アクチ
ュエータとの間の目標空隙長を自動補正する空隙長自動
補正装置とを更に備えるので、前記支持体の磁気支持制
御の安全性を向上させることができ、重力補償装置の信
頼性を向上させることが可能になる。
According to the gravity compensating device of the sixth aspect,
A communication device for exchanging information between a plurality of the supports, and a control state such as a distance between the supports and the reference plate, a tension of the cable, a current supplied to the electromagnetic actuator, and an operation status of the communication device. According to the tension of the cable, a control state monitoring device that monitors the magnetic force, a magnetic support control stop device that operates when the control state deviates from a preset allowable range, and stops the magnetic support control. Since it further comprises an automatic gap length correction device that automatically corrects the target gap length between the reference plate and the electromagnetic actuator in the magnetic support control device, the safety of the magnetic support control of the support can be improved. It becomes possible to improve the reliability of the gravity compensation device.

【0057】請求項7に記載の重力補償装置によれば、
前記電磁アクチュエータは永久磁石と電磁石を併用した
構造であり、支持体の落下を防ぐための安全機能を有す
るので、停電時でも前記支持体を自動的に吸着させるこ
とが可能になり、重力補償装置の信頼性を更に一層向上
させることができる。
According to the gravity compensating device of the seventh aspect,
The electromagnetic actuator has a structure in which a permanent magnet and an electromagnet are used in combination, and has a safety function for preventing the support body from falling. Therefore, the support body can be automatically attracted even when a power failure occurs, and the gravity compensation device is provided. The reliability of can be further improved.

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

【図1】 本発明の重力補償装置の一実施の形態の概略
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an embodiment of a gravity compensation device of the present invention.

【図2】 本発明の重力補償装置の支持体の構成を示す
斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a support of the gravity compensation device of the present invention.

【図3】 本発明の重力補償装置の支持体における回路
基板の機能ブロック図である。
FIG. 3 is a functional block diagram of a circuit board in the support of the gravity compensation device of the present invention.

【図4】 本発明の重力補償装置の支持体における電磁
アクチュエータの断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of an electromagnetic actuator in a support of the gravity compensation device of the present invention.

【図5】 本発明の重力補償装置の支持体の磁気支持制
御のブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram of magnetic support control of the support of the gravity compensation device of the present invention.

【図6】 本発明の重力補償装置の支持体におけるケー
ブル張力制御のブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram of cable tension control in the support of the gravity compensation device of the present invention.

【図7】 本発明の重力補償装置の支持体の通信機能を
示すための説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a communication function of a support of the gravity compensation device of the present invention.

【図8】 本発明の重力補償装置の支持体の通信におけ
る通信のフォーマットを示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a communication format in communication of a support of the gravity compensation device of the present invention.

【図9】 本発明の重力補償装置における6台の支持体
による通信の概念図である。
FIG. 9 is a conceptual diagram of communication by six supports in the gravity compensation device of the present invention.

【図10】本発明の重力補償装置における支持体の電磁
アクチュエータの特性を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing characteristics of an electromagnetic actuator of a support in the gravity compensation device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 支持体、110 変位センサ、120 電磁ア
クチュエータ(磁気力発生装置)、121 マグネット
ヨーク、122 永久磁石、123 電磁コイル(電磁
石)、130 ベースプレート、140 モータ(連結
器駆動装置)、141 ブレーキ、142 エンコー
ダ、150 ケーブル(連結器)、160ばね、161
ダンパ、170 ロードセル、180 球面ジョイン
ト(ヒンジ)、190 固定板、200 基準板、30
0 対象物、1000 回路基板、1100 信号処理
装置(制御状態監視装置、磁気支持制御停止装置、空隙
長自動補正装置)、1200 読み出し専用メモリ、1
300 磁気支持制御装置、1310 磁気支持制御指
令値、1320 磁気支持制御変数、1330 第一補
償器、1340 第一変換装置、1341 第二変換装
置、1350 第一増幅器、1400 ケーブル長さ・
張力制御装置(連結器長さ制御装置、連結力制御装
置)、1410 ケーブル長さ指令値、1411 ケー
ブル張力指令値、1412 複合指令値、1420 ケ
ーブル長さ、1430 第一フィルタ、1440 第三
補償器、1450 制限装置、1460 第二補償器、
1470第二増幅器、1480 第二フィルタ、150
0 通信装置、1501 受信部、1502 送信部、
1510 受信線、1511 受信データ線、1512
受信フレーム同期パルス線、1513 受信クロック
線、1514 受信グランド線、1520 送信線、1
521 送信データ線、1522 送信フレーム同期パ
ルス線、1523 送信クロック線、1524 送信グ
ランド線、1550フォーマット、1551 支持体識
別番号、1552 数値データ標識、1553 数値デ
ータ、1580 通信ホスト、1590 支持体統合監
視・制御装置(剛体的変位計算装置、剛体的変位制御装
置)、1600 変位検出装置(支持体位置姿勢検出装
置)、1610 ケーブル長さ検出装置(連結器長さ検
出装置)、1620 ケーブル張力検出装置(連結力検
出装置)、1630 コイル電流検出装置。
100 support body, 110 displacement sensor, 120 electromagnetic actuator (magnetic force generator), 121 magnet yoke, 122 permanent magnet, 123 electromagnetic coil (electromagnet), 130 base plate, 140 motor (coupler drive device), 141 brake, 142 encoder , 150 cable (connector), 160 spring, 161
Damper, 170 load cell, 180 spherical joint (hinge), 190 fixing plate, 200 reference plate, 30
0 object, 1000 circuit board, 1100 signal processing device (control state monitoring device, magnetic support control stop device, automatic gap length correction device), 1200 read-only memory, 1
300 magnetic support control device, 1310 magnetic support control command value, 1320 magnetic support control variable, 1330 first compensator, 1340 first conversion device, 1341 second conversion device, 1350 first amplifier, 1400 cable length
Tension control device (coupler length control device, coupling force control device), 1410 cable length command value, 1411 cable tension command value, 1412 composite command value, 1420 cable length, 1430 first filter, 1440 third compensator , 1450 limiter, 1460 second compensator,
1470 second amplifier, 1480 second filter, 150
0 communication device, 1501 receiver, 1502 transmitter,
1510 reception line, 1511 reception data line, 1512
Reception frame synchronization pulse line, 1513 reception clock line, 1514 reception ground line, 1520 transmission line, 1
521 transmission data line, 1522 transmission frame synchronization pulse line, 1523 transmission clock line, 1524 transmission ground line, 1550 format, 1551 support identification number, 1552 numerical data indicator, 1553 numerical data, 1580 communication host, 1590 support integrated monitoring / Control device (rigid displacement calculation device, rigid displacement control device), 1600 displacement detection device (support position / orientation detection device), 1610 cable length detection device (coupler length detection device), 1620 cable tension detection device ( Coupling force detection device), 1630 Coil current detection device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01Q 19/10 H01Q 19/10 (72)発明者 杉本 俊夫 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 針生 健一 東京都千代田区岩本町二丁目12番5号 株 式会社次世代衛星通信・放送システム研究 所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number for FI Technical indication H01Q 19/10 H01Q 19/10 (72) Inventor Toshio Sugimoto 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo No. Sanryo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Kenichi Hariu 2-12-5 Iwamoto-cho, Chiyoda-ku, Tokyo Incorporated Next-generation satellite communication and broadcasting system research institute

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対象物を支持する支持装置において、磁
気支持制御によって非接触支持された支持体を備え、前
記支持体が前記非接触支持により2次元平面内を摩擦な
く自由に運動できることにより、前記対象物の運動を拘
束することなく前記対象物を支持することを特徴とする
支持装置。
1. A support device for supporting an object, comprising a support body which is supported in a non-contact manner by magnetic support control, and the support body can freely move in a two-dimensional plane without friction by the non-contact support, A support device for supporting the object without restraining the movement of the object.
【請求項2】 対象物の重力を補償する重力補償装置に
おいて、 磁性体よりなり、水平な表面を有する基準板と、 磁気支持制御によって前記基準板に非接触支持された支
持体と、 前記対象物と前記支持体を連結する連結器とを備え、 前記支持体は、 磁気支持制御によって前記支持体を前記基準板の水平な
表面上を非接触で運動させるための磁気支持制御装置
と、 前記磁気支持制御を行うために磁気力を発生する磁気力
発生装置と、 前記支持体の位置と姿勢を検出する支持体位置姿勢検出
装置と、 前記連結器の長さを検出する連結器長さ検出装置と、 前記連結器長さを制御する連結器長さ制御装置と、 前記連結器に加わる力を検出する連結力検出装置と、 前記連結器の連結力を制御する連結力制御装置と、 連結力制御装置の出力により前記連結器を駆動する連結
器駆動装置とを備え、 前記連結力制御検出装置は、前記連結力検出装置で前記
対象物の重力を検出して、目標連結力と前記対象物の重
力が一致するように前記連結器駆動装置を駆動すること
により前記対象物の重力を補償し、前記対象物の無重力
空間あるいは微小重力空間における3次元的な運動を拘
束することなく前記対象物を支持することを特徴とする
重力補償装置。
2. A gravity compensating device for compensating gravity of an object, comprising: a reference plate made of a magnetic material and having a horizontal surface; a support body supported by the magnetic support control in a non-contact manner; An object and a connector for connecting the support, wherein the support is a magnetic support control device for moving the support in a non-contact manner on a horizontal surface of the reference plate by magnetic support control; A magnetic force generation device that generates a magnetic force for performing magnetic support control, a support body position / posture detection device that detects the position and posture of the support body, and a coupler length detection that detects the length of the coupler. A device, a coupler length control device for controlling the coupler length, a coupling force detection device for detecting a force applied to the coupler, a coupling force control device for controlling the coupling force of the coupler, Output by force controller And a coupling device driving device for driving the coupling device, wherein the coupling force control detection device detects the gravity of the object by the coupling force detection device, and the target coupling force and the gravity of the object match. By driving the coupler driving device as described above, the gravity of the object is compensated, and the object is supported without restraining the three-dimensional movement of the object in the weightless space or the microgravity space. Characteristic gravity compensation device.
【請求項3】 前記支持体は前記基準板の下側の水平な
表面の下方で前記磁気支持制御装置によって磁力により
支持され、 前記連結器はケーブルにより構成され、 前記磁気力発生装置は電磁アクチュエータにより構成さ
れ、 前記支持体位置姿勢検出装置は前記基準板と前記電磁ア
クチュエータとの空隙長を検出する非接触型の変位セン
サを構成要素として含み、 前記連結器長さ制御装置及び前記連結力制御装置は前記
ケーブルの長さ及び連結力を調整するモータを構成要素
として含むことを特徴とする請求項2記載の重力補償装
置。
3. The support is magnetically supported by the magnetic support control device below a lower horizontal surface of the reference plate, the coupler is a cable, and the magnetic force generation device is an electromagnetic actuator. The support body position / orientation detection device includes a non-contact type displacement sensor that detects a gap length between the reference plate and the electromagnetic actuator as a component, and the coupler length control device and the connection force control device. The gravity compensating device according to claim 2, wherein the device includes a motor for adjusting a length and a connecting force of the cable as a component.
【請求項4】 前記支持体は2リンク以上の多リンク系
であり、 前記支持体に作用する力のモーメントの伝達を防ぐため
の回転自由度を有するヒンジにより、前記支持体のリン
ク間が結合されていることを特徴とする請求項3記載の
重力補償装置。
4. The support is a multi-link system having two or more links, and the links of the support are connected by a hinge having a rotational degree of freedom for preventing transmission of a moment of a force acting on the support. The gravity compensation device according to claim 3, wherein the gravity compensation device is provided.
【請求項5】 前記連結器長さから前記対象物の剛体的
な変位を算出する剛体的変位計算装置と、 算出された前記対象物の剛体的変位を一定に保つよう制
御する剛体的変位制御装置と、 を更に備えることを特徴とする請求項3記載の重力補償
装置。
5. A rigid displacement calculation device for calculating a rigid displacement of the object from the length of the coupler, and a rigid displacement control for controlling the calculated rigid displacement of the object to be constant. The gravity compensation device according to claim 3, further comprising: a device.
【請求項6】 複数の前記支持体の間で情報を受け渡し
する通信装置と、 前記支持体と前記基準板との距離や前記ケーブルの張力
や前記電磁アクチュエータへの供給電流や前記通信装置
の動作状況等の制御状態を監視する制御状態監視装置
と、 前記制御状態が予め設定した許容範囲から外れたときに
動作して、前記磁気支持制御を停止させる磁気支持制御
停止装置と、 前記ケーブルの張力に応じて、前記磁気支持制御装置に
おける前記基準板と前記電磁アクチュエータとの間の目
標空隙長を自動補正する空隙長自動補正装置と、 を更に備えることを特徴とする請求項3記載の重力補償
装置。
6. A communication device for exchanging information between a plurality of the supports, a distance between the supports and the reference plate, a tension of the cable, a current supplied to the electromagnetic actuator, and an operation of the communication device. A control state monitoring device that monitors a control state such as a situation; a magnetic support control stop device that operates when the control state deviates from a preset allowable range to stop the magnetic support control; and a tension of the cable. The gravity compensation device according to claim 3, further comprising: an automatic gap length correction device that automatically corrects a target gap length between the reference plate and the electromagnetic actuator in the magnetic support control device. apparatus.
【請求項7】 前記電磁アクチュエータは永久磁石と電
磁石を併用した構造であり、支持体の落下を防ぐための
安全機能を有することを特徴とする請求項3記載の重力
補償装置。
7. The gravity compensating device according to claim 3, wherein the electromagnetic actuator has a structure in which a permanent magnet and an electromagnet are used in combination, and has a safety function for preventing the support from falling.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1070666A3 (en) * 1999-07-20 2001-09-05 AeroLas GmbH Aerostatische Lager-Lasertechnik Bearing arrangement for supporting tension forces and bearing head for said bearing arrangement
CN108443323A (en) * 2018-05-11 2018-08-24 天津航天机电设备研究所 A kind of inverse inhalation type air-bearing structure
CN108583944A (en) * 2018-03-12 2018-09-28 上海卫星工程研究所 The non-contact feeder of the air supporting Physical Simulation Platform of open type multistage gas film sealing
CN109118931A (en) * 2018-08-03 2019-01-01 上海宇航系统工程研究所 A kind of zero-g for big displacement multidimensional deployed configuration is without friction expanding unit
CN111855168A (en) * 2020-06-11 2020-10-30 上海宇航系统工程研究所 Suspension type vertical expansion test device of planar array antenna
CN115783320A (en) * 2023-02-06 2023-03-14 湖南揽月机电科技有限公司 Test platform limiting protection device of triaxial air bearing table and working method thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1070666A3 (en) * 1999-07-20 2001-09-05 AeroLas GmbH Aerostatische Lager-Lasertechnik Bearing arrangement for supporting tension forces and bearing head for said bearing arrangement
CN108583944A (en) * 2018-03-12 2018-09-28 上海卫星工程研究所 The non-contact feeder of the air supporting Physical Simulation Platform of open type multistage gas film sealing
CN108443323A (en) * 2018-05-11 2018-08-24 天津航天机电设备研究所 A kind of inverse inhalation type air-bearing structure
CN109118931A (en) * 2018-08-03 2019-01-01 上海宇航系统工程研究所 A kind of zero-g for big displacement multidimensional deployed configuration is without friction expanding unit
CN111855168A (en) * 2020-06-11 2020-10-30 上海宇航系统工程研究所 Suspension type vertical expansion test device of planar array antenna
CN115783320A (en) * 2023-02-06 2023-03-14 湖南揽月机电科技有限公司 Test platform limiting protection device of triaxial air bearing table and working method thereof

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