JPS59175982A - 駆動装置 - Google Patents
駆動装置Info
- Publication number
- JPS59175982A JPS59175982A JP58050385A JP5038583A JPS59175982A JP S59175982 A JPS59175982 A JP S59175982A JP 58050385 A JP58050385 A JP 58050385A JP 5038583 A JP5038583 A JP 5038583A JP S59175982 A JPS59175982 A JP S59175982A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrating body
- piezoelectric element
- ultrasonic motor
- drive
- shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、被駆動部材を駆動する駆動装置に関し、特に
駆動源として超音波の振動エネルギを利用したいわゆる
超音波モータを用いた駆動装置に関する。
駆動源として超音波の振動エネルギを利用したいわゆる
超音波モータを用いた駆動装置に関する。
従来技術
近年、ファクトリ−オートメーション推進０手段として
の産業ロボットの普及はめざましいものがある。
の産業ロボットの普及はめざましいものがある。
ここで、このようなロホット等における脚部やハンド部
の駆動装置、すなわち指や手の駆動装置は、動力伝達機
構の単純化のために、例えば、ハンド部であればハンド
部あるいはハンド部近傍に設けることが好ましい。しか
し、マニプレータの先端部に位置するハンド部に電動機
や油圧シリンダ等の重量の大きい駆動装置面を設けるこ
とは、作業性やマニプレーク全体への負荷からみて無理
がある。したがって、マニプレータのハンド部の駆動装
置は、一般に肘部あるいは肩部に設けられており、チェ
ーンや歯車等の動力伝達機構を介してハンド部へ動力が
伝達されている。
の駆動装置、すなわち指や手の駆動装置は、動力伝達機
構の単純化のために、例えば、ハンド部であればハンド
部あるいはハンド部近傍に設けることが好ましい。しか
し、マニプレータの先端部に位置するハンド部に電動機
や油圧シリンダ等の重量の大きい駆動装置面を設けるこ
とは、作業性やマニプレーク全体への負荷からみて無理
がある。したがって、マニプレータのハンド部の駆動装
置は、一般に肘部あるいは肩部に設けられており、チェ
ーンや歯車等の動力伝達機構を介してハンド部へ動力が
伝達されている。
その結果、マニプレータの動力伝達機構の複雑化を余儀
なくされ、ひいては駆動装置全体が複雑化し、更に、こ
のために動力伝達機構自身の慣性や誤差が原因となり、
ロホット等の作業装置の汎用性、性能が悪化してしまう
という欠点があった。
なくされ、ひいては駆動装置全体が複雑化し、更に、こ
のために動力伝達機構自身の慣性や誤差が原因となり、
ロホット等の作業装置の汎用性、性能が悪化してしまう
という欠点があった。
目的
本発明の目的は、かかる従来技術の欠点を除去し、超音
波モータにより被駆動部材を直接に駆動する手段を構成
し、複雑な動力伝達機構を必要とせずに被駆動部材の動
作制御を行い得るようにした駆動装置を提供することに
ある。
波モータにより被駆動部材を直接に駆動する手段を構成
し、複雑な動力伝達機構を必要とせずに被駆動部材の動
作制御を行い得るようにした駆動装置を提供することに
ある。
実施例
以下、図面を参照して本発明適用の実施例につき詳細に
説明する。
説明する。
第１図および第２図は、本発明に適用する超音波モータ
の原理を示す。超音波モータは電動機や油圧シリンダに
比べて小型軽量で低速高トルクを有する新しい駆動装置
である。
の原理を示す。超音波モータは電動機や油圧シリンダに
比べて小型軽量で低速高トルクを有する新しい駆動装置
である。
まず、第１図により直線運動を生起させる超音波モータ
の原理を説明する。図において、２つの圧電素子１ａが
直方体の振動体２ａの一側面に所定の間隔をもって接着
されており、その側面と対向する側面には動体３ａが当
接されている。高周波電源４により圧電素子１ａに高周
波電圧を印加すると、圧電素子が伸縮振動し、振動体２
ａに図示のような屈曲振動波が生ずる。ここで、２つの
高周波電源４の位相を相対的に少しずらしておくと、こ
の屈曲振動波は進行波となる。いま、図の左から右（矢
印Ａ方向）に屈曲振動波を進行させるものとすると、振
動体２ａの各部の質点、例えば質点ｍｌ、ｍ２．ｍ３は
図に示すような楕円運動をする。そこで、振動体２ａに
対して動体３ａを所定の力Ｐにより押圧すると、振動体
２ａの各質点の楕円並動により、各質点と動体３ａとの
間に生ずる摩擦力によって動体３ａは図の右から左（矢
印Ｂ方向）へ移動させられる。このような振動体２ａに
生じた屈曲進行波による動体３ａの運動は、いわば波乗
り競技（サーフィン）における波に乗って走るサーフホ
ードの運動と同じ原理であるといえる。
の原理を説明する。図において、２つの圧電素子１ａが
直方体の振動体２ａの一側面に所定の間隔をもって接着
されており、その側面と対向する側面には動体３ａが当
接されている。高周波電源４により圧電素子１ａに高周
波電圧を印加すると、圧電素子が伸縮振動し、振動体２
ａに図示のような屈曲振動波が生ずる。ここで、２つの
高周波電源４の位相を相対的に少しずらしておくと、こ
の屈曲振動波は進行波となる。いま、図の左から右（矢
印Ａ方向）に屈曲振動波を進行させるものとすると、振
動体２ａの各部の質点、例えば質点ｍｌ、ｍ２．ｍ３は
図に示すような楕円運動をする。そこで、振動体２ａに
対して動体３ａを所定の力Ｐにより押圧すると、振動体
２ａの各質点の楕円並動により、各質点と動体３ａとの
間に生ずる摩擦力によって動体３ａは図の右から左（矢
印Ｂ方向）へ移動させられる。このような振動体２ａに
生じた屈曲進行波による動体３ａの運動は、いわば波乗
り競技（サーフィン）における波に乗って走るサーフホ
ードの運動と同じ原理であるといえる。
第２図は回転運動を生起させる超音波モータの原理を示
す。図において、円環状振動体２ｂの下面に取り付けら
れた２個の圧電素子１ｂに高周波電圧を印加すると、図
示の様な屈曲進行波が生じ、円環状振動体２ｂの円周に
沿って進行する。したがって、円環状動体３ｂを円環状
振動体２ｂの上面に圧力Ｐで押し付けると、円環状動体
３ｂは屈曲進行波の進行方向（矢印Ｃ方向）とは反対の
方向に回転径ナカさせられる。
す。図において、円環状振動体２ｂの下面に取り付けら
れた２個の圧電素子１ｂに高周波電圧を印加すると、図
示の様な屈曲進行波が生じ、円環状振動体２ｂの円周に
沿って進行する。したがって、円環状動体３ｂを円環状
振動体２ｂの上面に圧力Ｐで押し付けると、円環状動体
３ｂは屈曲進行波の進行方向（矢印Ｃ方向）とは反対の
方向に回転径ナカさせられる。
なお、第１図および第２図においては、原理を説明する
ために、振動体２ａ、２ｂの振動状態を誇張して画いて
いるが、実際の振動の振幅は数ｐ、ｍ以下の微小なもの
である。
ために、振動体２ａ、２ｂの振動状態を誇張して画いて
いるが、実際の振動の振幅は数ｐ、ｍ以下の微小なもの
である。
上述した超音波モータは、直線駆動でも回転駆動であっ
ても、圧電素子、振動体、動体、適当な圧力を与える抑
圧機構およびその他数点の部品により軽量でしかもコン
パクトに構成できる。また、超音波モータは低速の高ト
ルク型の特徴を持つモータであり、一般の電動機の様に
、低速駆動させるための減速機構が不要である。本実施
例では、これらの種々の特徴を持つ超音波モータにより
マニプレータ等の／＼ンド部を直接駆動することにより
、軒昂−１小型で高性能な／＼ンド機構を構成するもの
である。
ても、圧電素子、振動体、動体、適当な圧力を与える抑
圧機構およびその他数点の部品により軽量でしかもコン
パクトに構成できる。また、超音波モータは低速の高ト
ルク型の特徴を持つモータであり、一般の電動機の様に
、低速駆動させるための減速機構が不要である。本実施
例では、これらの種々の特徴を持つ超音波モータにより
マニプレータ等の／＼ンド部を直接駆動することにより
、軒昂−１小型で高性能な／＼ンド機構を構成するもの
である。
第３図は本発明適用の一実施例であるマニプレータのハ
ンド駆動装置ξを示す。
ンド駆動装置ξを示す。
図において、５は円筒体であり、６は一端に円筒部６１
を有するシャフトである。シャフト６は、円筒体５の内
部に、その円筒体と同軸にベアリング７により軸支され
、また、その軸芯方向に移動可能である。このシャフト
６の円筒部６１にはフランジ６２が形成され、円筒体５
の端面５１とこのフランジ６２との間には、第２図に示
すような圧電素子ＩＢを取り付けた円環状振動体２Ｂが
挿入されている。更に、コイルスプリング８によりシャ
フト６は矢印り方向に偏倚され、フランジ６２は振動体
２Ｂに所定の力で押圧されている。９はシャフト６に固
着されたエンコーダ板であり、１ｏはこのエンコーダ板
９によりシャフト６の回動位置を検出するための位置検
出器である。
を有するシャフトである。シャフト６は、円筒体５の内
部に、その円筒体と同軸にベアリング７により軸支され
、また、その軸芯方向に移動可能である。このシャフト
６の円筒部６１にはフランジ６２が形成され、円筒体５
の端面５１とこのフランジ６２との間には、第２図に示
すような圧電素子ＩＢを取り付けた円環状振動体２Ｂが
挿入されている。更に、コイルスプリング８によりシャ
フト６は矢印り方向に偏倚され、フランジ６２は振動体
２Ｂに所定の力で押圧されている。９はシャフト６に固
着されたエンコーダ板であり、１ｏはこのエンコーダ板
９によりシャフト６の回動位置を検出するための位置検
出器である。
シャフト６の円筒部６１の内部には、同軸にスライダ１
１が挿入されており、このスライダの下端部外周壁１１
１ と円筒部内周壁６１１ との間には、第１図に示す
ような圧電素子ＩＡを取り付けた振動体２Ａを挿入する
。ここで、円筒部６１およびスライダ１１は、振動体２
Ａを所定の力で挟持するような大きさに形成されている
。これら円筒部６１．振動体２Ａおよびスライダ１１に
よりハンドの手首が構成される。
１が挿入されており、このスライダの下端部外周壁１１
１ と円筒部内周壁６１１ との間には、第１図に示す
ような圧電素子ＩＡを取り付けた振動体２Ａを挿入する
。ここで、円筒部６１およびスライダ１１は、振動体２
Ａを所定の力で挟持するような大きさに形成されている
。これら円筒部６１．振動体２Ａおよびスライダ１１に
よりハンドの手首が構成される。
１２は指駆動部であり、指１３が軸１４を中心に回動自
在に対向配置されている。指１３は、その一端１３１が
リンク１５により、スライダ１１の−Ｌ端部１１２とリ
ンク結合されている。この結果、スライダ１１が矢印Ｅ
方向に移動すると、指１３の挟持部１３１が＋ｌｌＩ４
を中心に相互に開くように回動し、矢印Ｆ方向に移動す
ると相互に閉じるように回動して対象物を挟持できる。
在に対向配置されている。指１３は、その一端１３１が
リンク１５により、スライダ１１の−Ｌ端部１１２とリ
ンク結合されている。この結果、スライダ１１が矢印Ｅ
方向に移動すると、指１３の挟持部１３１が＋ｌｌＩ４
を中心に相互に開くように回動し、矢印Ｆ方向に移動す
ると相互に閉じるように回動して対象物を挟持できる。
なお、指は何本であっても同様である。
次に、このように構成した装置の動作を説明する。不図
示の高周波電源から圧電素子ＩＢに高周波電圧が印加さ
れると、圧電素子ｌＢが円環状振動体２Ｂに屈曲振動波
を発生させる。ここで、前述した第２図における円環状
動体３ｂに相当するものがフランジ６２であるので、シ
ャフト６は回転駆動されることになる。これがハンドの
手首の回転動作であり、位置検出器１０からの信号によ
り、手首を任意の位置に回動することができる。指１３
の開閉駆動は、直線運動する超音波モータによって行わ
れる。すなわち、高周波電圧が圧電素子ＩＡに印加され
ると、振動体２Ａに屈曲波が発生し、前述した第１図に
おける動体３ｄに相当するスライダ１１が上下方向（矢
印Ｅ、Ｆ方向）に直線駆動される。この結果、リンク１
４を介して指１３が軸１４を中心に回動させられて、指
の開閉駆動が行われる。更に駆動力を補うために、各被
駆動部材にホールド機構を有していても良い。
示の高周波電源から圧電素子ＩＢに高周波電圧が印加さ
れると、圧電素子ｌＢが円環状振動体２Ｂに屈曲振動波
を発生させる。ここで、前述した第２図における円環状
動体３ｂに相当するものがフランジ６２であるので、シ
ャフト６は回転駆動されることになる。これがハンドの
手首の回転動作であり、位置検出器１０からの信号によ
り、手首を任意の位置に回動することができる。指１３
の開閉駆動は、直線運動する超音波モータによって行わ
れる。すなわち、高周波電圧が圧電素子ＩＡに印加され
ると、振動体２Ａに屈曲波が発生し、前述した第１図に
おける動体３ｄに相当するスライダ１１が上下方向（矢
印Ｅ、Ｆ方向）に直線駆動される。この結果、リンク１
４を介して指１３が軸１４を中心に回動させられて、指
の開閉駆動が行われる。更に駆動力を補うために、各被
駆動部材にホールド機構を有していても良い。
効 果
以上説明したように、本発明によれば、小型。
軽量でしかも構成簡単な超音波モータにより被駆動部材
の駆動手段を構成したので、従来の電動機、油圧シリン
ダ等の大重量の駆動装置のようにその取付位置に制約を
受けることはなく、その結果複雑な動力伝達機構の必要
性もなくなり、以って構成簡単にしてしかも正確な駆動
制御を行い得る駆動装置を提供することができる。
の駆動手段を構成したので、従来の電動機、油圧シリン
ダ等の大重量の駆動装置のようにその取付位置に制約を
受けることはなく、その結果複雑な動力伝達機構の必要
性もなくなり、以って構成簡単にしてしかも正確な駆動
制御を行い得る駆動装置を提供することができる。
なお、本発明は上述の実施例に限るものではなく、小型
、軽量でしかも低速、高トルクであることが駆動源の条
件として要求される分野にも適用できることは勿論であ
る。
、軽量でしかも低速、高トルクであることが駆動源の条
件として要求される分野にも適用できることは勿論であ
る。
第１図および第２図はそれぞれ超音波モータの原理を説
明するための線図、第３図は本発明の一実施例を示す断
面図である。 ｌａ、ｌｂ、ＩＡ、ＩＢ ・−圧電素子。 ２ａ、２ｂ、２Ａ、２Ｂ −−−振動体、３ａ、３ｂ・
・・動体、 ８・・・コイルスプリング、 １１・・・スライダ、 １２・・・指駆動部、 １３・・・指。 特許 出 願 人 キャノン株式会社第３図
明するための線図、第３図は本発明の一実施例を示す断
面図である。 ｌａ、ｌｂ、ＩＡ、ＩＢ ・−圧電素子。 ２ａ、２ｂ、２Ａ、２Ｂ −−−振動体、３ａ、３ｂ・
・・動体、 ８・・・コイルスプリング、 １１・・・スライダ、 １２・・・指駆動部、 １３・・・指。 特許 出 願 人 キャノン株式会社第３図
Claims (1)
- 圧電素子が配置され、該圧電素子により振動させられる
振動体と、前記振動体の振動エネルギにより駆動される
動体とを有し、該動体の駆動力により被駆動部材を動作
させるようにしたことを特徴とする駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58050385A JPS59175982A (ja) | 1983-03-28 | 1983-03-28 | 駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58050385A JPS59175982A (ja) | 1983-03-28 | 1983-03-28 | 駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59175982A true JPS59175982A (ja) | 1984-10-05 |
Family
ID=12857396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58050385A Pending JPS59175982A (ja) | 1983-03-28 | 1983-03-28 | 駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59175982A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61139282A (ja) * | 1984-12-11 | 1986-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電歪モ−タ |
| JPS61241082A (ja) * | 1985-04-17 | 1986-10-27 | 株式会社日立製作所 | 把持装置 |
| JPS62111440A (ja) * | 1985-11-11 | 1987-05-22 | Hitachi Ltd | ウエハ把持装置 |
| JPS62152680A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-07-07 | オリンパス光学工業株式会社 | 微小物体操作装置 |
| JPH0392280A (ja) * | 1989-09-04 | 1991-04-17 | Agency Of Ind Science & Technol | ロボット用ハンド |
| JP2002264065A (ja) * | 2001-03-13 | 2002-09-18 | Yaskawa Electric Corp | ウエハ搬送ロボット |
-
1983
- 1983-03-28 JP JP58050385A patent/JPS59175982A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61139282A (ja) * | 1984-12-11 | 1986-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電歪モ−タ |
| JPH0584154B2 (ja) * | 1984-12-11 | 1993-12-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | |
| JPS61241082A (ja) * | 1985-04-17 | 1986-10-27 | 株式会社日立製作所 | 把持装置 |
| JPS62152680A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-07-07 | オリンパス光学工業株式会社 | 微小物体操作装置 |
| JPS62111440A (ja) * | 1985-11-11 | 1987-05-22 | Hitachi Ltd | ウエハ把持装置 |
| JPH0392280A (ja) * | 1989-09-04 | 1991-04-17 | Agency Of Ind Science & Technol | ロボット用ハンド |
| JP2002264065A (ja) * | 2001-03-13 | 2002-09-18 | Yaskawa Electric Corp | ウエハ搬送ロボット |
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