JPS609693A

JPS609693A - 多自由度アクチエ−タ

Info

Publication number: JPS609693A
Application number: JP11651083A
Authority: JP
Inventors: 梅谷　陽二; 田口　幹
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-06-28
Filing date: 1983-06-28
Publication date: 1985-01-18

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。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、例えば人間の手首の運動のような複数の自
由度を有し、関節機構として効果的に使用することがで
きるようにする多自由度アクチェータに関する。

ロボット機構等において、関節機構を構成する場合には
、１軸のまわりを回転する自由度１のモータを使用して
、１つの方向に折曲げ動作し得るものを構成する。した
がって、多自由度の関節機構を構成するには、このよう
な自由度１の関節を、その自由度方向を異ならせて複数
個組合わせるようにしている。このため、複雑な運動の
要求される関節機構は、必然的にその構成が複雑化し、
しかも大形化するものであり、限られた空間での高精度
の自由度の高い運動を行なわせる機構を構成することが
困難である。

この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、例え
ば１つの点を軸芯として１つの７クチエータ軸を旋回運
動させるようなロボット機構の関節等として効果的に応
用できるようにする多自由度アクチェータを提供しよう
とするものである。

以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
１図はその構成を示すもので、ロータ１１は球状に構成
されもので、その中心点を通る１つの直径線方向に磁化
された永久磁石によって構成される。このようなロータ
１１に対して、まずそれぞれ１対の電磁石１２ａ　、　
１２ｂおよび１３ａ　、　１３ｂからなる第１および第
２の磁界発生装置１２．１３を設ける。この場合、電磁
石１２ａ　、　１２ｂそれぞれの磁極１２１．１２２は
、ロータ１１の中心軸を通る１つの平面上で、ロータ１
１をはさんで対向して設定され、第１の磁界発生装置１
２による第１の磁界がロータ１１の中心軸部を通るよう
に設定される。また、第２の磁界発生装置１３の電磁石
１３ａ　、　１３ｂの磁極１３１．１３２は、上記磁極
１２１．１２２の平面と同一平面上で、この磁極１２１
．１２２と直行する状態でロータ１１をはさんで設定さ
れ、第１の磁界発生装置１２で発生される磁界と、ロー
タ１１の中心部で直角に交差する第２の磁界を発生する
ようにしてなる。

こ−のようにロータ１１の中心を通る例えば水平状の面
上で直角に交差する第１の磁界および第２の磁界に対し
て、さらに上記平面と直角に交差する第３の磁界を発生
する第３の磁界発生装置１４を設ける。この磁界発生装
置１４は電磁石１４ａによって構成されるもので、この
電磁石１４ａの上に直交する垂直状の磁極１４１上に、
球状のロータ１１が位置設定されるようになる。

この場合、磁極１４１は垂直状の支持軸としても作用す
るようになるもので、この支持軸には両側に一対の支持
片１５ａ　、　１５ｂを備えた回転支持台１５を設け、
この支持台１５が磁極１４１を中心に自由に回転し得る
状態で支持される。

また、この回転支持台１５の支持片１５ａ　、　１５ｂ
の相互間には、軸１６ａ　、　１６ｂによって円形リン
グ状の支持枠１７を回転自在に支持するもので、この支
持枠１７には上記軸１６ａおよび１６ｂと直交する位置
に軸１８ａ　、　１８ｂを設け、この軸１８ａ　、　１
８ｂで上記ロータ１１を回転自在に支持する。すなわち
、ロータ１１はジンバル状に多自由度の状態で支持され
る。

尚、図では特に示してないが、ロータ１１の磁化軸に対
応して、アクチェータ軸を適宜突設形成するものである
。

すなわち、上記のように構成される装置によれば、第１
の磁界発生装置１２によって第２図に示すＸ軸方向の第
１の磁界が発生され、また第２の磁界発生装置１３によ
って同じくＹ軸方向の第２の磁界が発生する。そして、
さらに第３の磁界発生装置１４によって、Ｚ軸方向の第
３の磁界が発生するもので、この第１乃至第３の磁界の
合成磁界が球状のロータ１１に作用するようになり、こ
のロータ１１の磁化軸がこの合成磁界方向に一致するよ
うに回転角制御され、回転角位置が設定されるようにな
る。

すなわち、ステータとなる第１乃至第３の磁界発生装置
１２．１３．１４の各電磁石によって作られる磁界の強
さと向きとを制御することにより、合成磁界の方向を任
意性をもって制御できるようになる。このため、ロータ
１１の向きを任意に制御することができるもので、これ
によりロータ１１から第２図で示したような２自由度を
取出すことができる。

また、この磁界の向きをある一定の軸のまわりで章動さ
せれば、第３図に示すようなアクチェータの旋回運動を
行なわせるさらに他の１自由度を取出すことができる。

尚、第１図で示した実施例では、回転支持台１５の支持
片１５ａ　、　１５ｂが、磁極１２１．１２２．１３１
．１３２に当り、その回転範囲が規制されるが、この支
持片１５ａ　、１５ｂの溝造を磁極に当たらないように
形成することにより、その平面内で自由に回転できるも
のであり、ロータ１１の回転運動が効果的に実現できる
の、である。

以上のようにこの発明によれば、充分な自由度をもった
動きを任意実行させることのできる多自由度アクチェー
タの得られるものであり、関節的な動きを非常に効果的
に実現できる。特に、この関節運動が１つの点を中心に
して行われるものであり、充分小形化した状態で多自由
度を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る多自由度アクチェー
タを説明する構成図、第２図は上記アクチェータにおけ
る磁界の状態を説明する図、第３図は同じく章動状態を
説明する図である。１１・・・ロータ、１２・・・第１の磁界発生装置、１
３・・・第２の磁界発生装置、１４・・・第３の磁界発
生装置、１５・・・回転支持台、１７・・・支持枠、１
２１　、１２２　、１３１．１３２．１４１・・・磁極
。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦一〇　ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回転方向自在に支持され一軸方向に磁化されたロ
ータと、このロータに対して１つの平面上で交差する磁
界を作用させる複数の電磁石からなる複数の磁界発生装
置と、この複数の磁界発生装置で発生される磁界平面と
交差する磁界を発生する他の磁界発生装置とを具備し、
上記複数の磁界発生装置および他の磁界発生装置の合成
磁界が上記ロータに作用され、その磁極の方向が設定さ
れるようにしたことを特徴とする多自由度アクチェータ
。
（２）上記複数の磁界発生袋９置は、磁界方向が直角に
交差するＸおよびＹ方向にそれぞれ設定される１対の電
磁石で構成され、他の磁界発生装置は上記ＸおよびＹ方
向で形成される面に直行するＺ方向の磁界を発生する電
磁石によって構成されるようにした特許請求の範囲第１
項記載の７クチエータ。