CN116266742A - 压电电机的控制方法、压电电机以及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供压电电机的控制方法、压电电机以及机器人，能够实现长寿命化。一种压电电机的控制方法，该压电电机具有具备压电元件的振动部、和向被驱动体传递所述振动部的振动的传递部，通过向所述压电元件的通电而合成纵向振动以及弯曲振动，使所述振动部振动并使所述传递部进行椭圆运动，通过所述椭圆运动使所述被驱动体移动，在所述压电电机的控制方法中，根据所述传递部受到的负载来变更所述椭圆运动的轨道。

Description

压电电机的控制方法、压电电机以及机器人

技术领域

本发明涉及压电电机的控制方法、压电电机以及机器人。

背景技术

例如，在专利文献1所记载的压电电机中，构成为：对使压电振子向加压方向的顶推振动、和向与加压方向垂直的方向的弯曲振动叠加而得的椭圆振动进行激励，通过该椭圆振动而被驱动体进行驱动。此外，在该压电电机中，通过使弯曲振动相对于顶推振动的振幅比变化，而使被驱动体的速度变化。

专利文献1：日本特开2021-027621号公报

然而，在这样的压电电机中，降低压电电机的与被驱动体的接触部分、被驱动体的与压电电机的接触部分的磨损，而实现压电电机的长寿命化的情况是困难的。

发明内容

本发明的压电电机的控制方法的特征在于，所述压电电机具有具备压电元件的振动部以及向被驱动体传递所述振动部的振动的传递部，通过向所述压电元件的通电而合成纵向振动以及弯曲振动，使所述振动部振动并使所述传递部进行椭圆运动，通过所述椭圆运动使所述被驱动体移动，在所述压电电机的控制方法中，根据所述传递部受到的负载来变更所述椭圆运动的轨道。

本发明的压电电机的特征在于，具有：被驱动体；压电致动器，具有具备压电元件的振动部以及向所述被驱动体传递所述振动部的振动的传递部，通过向所述压电元件的通电而合成纵向振动以及弯曲振动，使所述振动部振动并使所述传递部进行椭圆运动，通过所述椭圆运动使所述被驱动体移动；以及控制装置，控制所述压电致动器的驱动，所述控制装置根据所述传递部受到的负载来变更所述椭圆运动的轨道。

本发明的机器人的特征在于，具有：压电电机；以及可动部，通过所述压电电机的驱动而进行驱动，所述压电电机具有：被驱动体；压电致动器，具有具备压电元件的振动部以及向所述被驱动体传递所述振动部的振动的传递部，通过向所述压电元件的通电而合成纵向振动以及弯曲振动，使所述振动部振动并使所述传递部进行椭圆运动，通过所述椭圆运动使所述被驱动体移动；以及控制装置，控制所述压电致动器的驱动，所述控制装置根据所述传递部受到的负载来变更所述椭圆运动的轨道。

附图说明

图1是示出第一实施方式所涉及的压电电机的俯视图。

图2是示出施加于压电致动器的驱动信号的图。

图3是示出施加了图2的驱动信号时的压电致动器的驱动状态的俯视图。

图4是示出施加于压电致动器的驱动信号的图。

图5是示出施加了图4的驱动信号时的压电致动器的驱动状态的俯视图。

图6是示出对压电致动器施加了负载的状态的俯视图。

图7是示出对压电致动器施加了负载的状态的俯视图。

图8是纵向振动与弯曲振动的振幅的相位差θ为15°时的图表。

图9是示出纵向振动与弯曲振动的振幅的相位差θ为15°时的椭圆运动的轨道的图表。

图10是纵向振动与弯曲振动的振幅的相位差θ为90°时的图表。

图11是示出纵向振动与弯曲振动的振幅的相位差θ为90°时的椭圆运动的轨道的图表。

图12是示出椭圆运动的轨道根据驱动信号的频率而变化的图表。

图13是示出负载为零时的相位差θv与转子速度以及发热量的关系的图表。

图14是示出负载为保持力的25％时的相位差θv与转子速度以及发热量的关系的图表。

图15是示出负载为保持力的50％时的相位差θv与转子速度以及发热量的关系的图表。

图16是示出压电电机的控制方法的流程图。

图17是示出负载与相位差的关系的图表。

图18是示出第二实施方式所涉及的机器人的立体图。

附图标记说明

1：压电电机；2：转子；21：外周面；22：主面；3：压电致动器；3A：压电元件；3B：压电元件；3C：压电元件；3D：压电元件；3E：压电元件；3F：压电元件；3G：压电元件；31：振动部；32：支承部；33：梁部；331：第一梁部；332：第二梁部；34：传递部；4：编码器；6：施力部件；61：保持部；62：基台；63：弹簧组；64：弹簧组；7：控制装置；8：负载检测部；81：第一负载检测用压电元件；82：第二负载检测用压电元件；1000：机器人；1100：基座；1210：第一臂；1220：第二臂；1230：第三臂；1240：第四臂；1250：第五臂；1260：第六臂；1310：第一臂转动机构：1320：第二臂转动机构；1330：第三臂转动机构；1340：第四臂转动机构；1350：第五臂转动机构；1360：第六臂转动机构；1400：机器人控制部；1500：末端执行器；A1：箭头；A2：箭头；B1：箭头；B2：箭头；F：负载；O：旋转轴；P1：共振峰值；P2：共振峰值；R1：短轴半径；R2：长轴半径；R1/R2：椭圆比；RR1：频率振动特性；RR2：频率振动特性；S1：步骤；S2：步骤；S3：步骤；S4：步骤；S5：步骤；S6：步骤；S7：步骤；ST：工作台；V1：驱动信号；V2：驱动信号；V3：驱动信号；W1：振幅；W2：振幅；f：频率；f1：频率；f2：频率；f3：频率；θs：相位差；θv：相位差。

具体实施方式

以下，基于附图所示的优选的实施方式对本发明的压电电机的控制方法、压电电机以及机器人详细进行说明。

<第一实施方式>

图1是示出第一实施方式所涉及的压电电机的俯视图。图2是示出施加于压电致动器的驱动信号的图。图3是示出施加了图2的驱动信号时的压电致动器的驱动状态的俯视图。图4是示出施加于压电致动器的驱动信号的图。图5是示出施加了图4的驱动信号时的压电致动器的驱动状态的俯视图。图6以及图7是示出对压电致动器施加了负载的状态的俯视图。图8是纵向振动与弯曲振动的振幅的相位差θ为15°时的图表。图9是示出纵向振动与弯曲振动的振幅的相位差θ为15°时的椭圆运动的轨道的图表。图10是纵向振动与弯曲振动的振幅的相位差θ为90°时的图表。图11是示出纵向振动与弯曲振动的振幅的相位差θ为90°时的椭圆运动的轨道的图表。图12是示出椭圆运动的轨道根据驱动信号的频率而变化的图表。图13是示出负载为零时的相位差θv与转子速度以及发热量的关系的图表。图14是示出负载为保持力的25％时的相位差θv与转子速度以及发热量的关系的图表。图15是示出负载为保持力的50％时的相位差θv与转子速度以及发热量的关系的图表。图16是示出压电电机的控制方法的流程图。图17是示出负载与相位差的关系的图表。

另外，在以下，为了便于说明，将压电致动器的转子侧也称为“前端侧”，将转子的相反侧也称为“基端侧”。此外，将相互正交的三个轴设为X轴、Y轴以及Z轴，将沿着X轴的方向也称为X轴方向，将沿着Y轴的方向也称为Y轴方向，将沿着Z轴的方向也称为Z轴方向。此外，将各轴的箭头侧也称为“正侧”，将箭头的相反侧也称为“负侧”。

如图1所示，压电电机1具有能够绕旋转轴O旋转的作为被驱动体的转子2、检测转子2的旋转量的编码器4、与转子2的外周面21抵接的压电致动器3、将压电致动器3向转子2按压的施力部件6、控制压电致动器3的驱动的控制装置7、和检测施加于压电致动器3的负载F的负载检测部8。在这样的压电电机1中，通过控制装置7的控制而压电致动器3进行驱动，通过向转子2传送在压电致动器3产生的驱动力而转子2绕旋转轴O旋转。

但是，作为压电电机1的结构，并不特别限定。例如，也可以沿着转子2的周向配置多个压电致动器3，通过多个压电致动器3的驱动使转子2旋转。此外，压电致动器3也可以不与转子2的外周面21抵接，而与转子2的主面22抵接。此外，被驱动体并不限定于转子2那样的旋转体，例如也可以是直线移动的滑块。

此外，压电致动器3具有振动部31、支承振动部31的支承部32、连接振动部31与支承部32的梁部33、和固定在振动部31的前端部并将振动部31的振动向转子2传递的凸状的传递部34。

振动部31是以Z轴方向为厚度方向，在包括X轴以及Y轴的X-Y平面上扩展的板状。此外，振动部31在俯视观察下是以作为伸缩方向的Y轴方向为长边的长条形状，特别是在本实施方式中为长方形。但是，振动部31的形状只要能够发挥其功能，则并不特别限定。

此外，振动部31具有使振动部31弯曲振动的驱动用的压电元件3A、3B、3C、3D、3E、3F和检测振动部31的振动状态的检测用的压电元件3G。在振动部31的中央部，在Y轴方向上排列配置有压电元件3C、3D。此外，在压电元件3C、3D的X轴方向正侧，在Y轴方向上排列配置有压电元件3A、3B，在X轴方向负侧，在Y轴方向上排列配置有压电元件3E、3F。

这些压电元件3A～3F分别通过通电而在Y轴方向上伸缩。其中，压电元件3C、3D是用于对振动部31在Y轴方向上伸缩的纵向振动进行激励的纵向振动用压电元件，压电元件3A、3B、3E、3F是用于对振动部31在X轴方向上呈S字状弯曲的弯曲振动(输送振动)进行激励的弯曲振动用压电元件。

压电元件3G配置于压电元件3C、3D之间。压电元件3G根据振动部31的纵向振动而变形，并输出与纵向振动相对应的检测信号。但是，驱动用的压电元件的数量、配置只要能够对振动部31激励预定的振动，则并不特别限定。此外，也可以省略检测用的压电元件3G。

传递部34设置于振动部31的前端部即Y轴方向负侧的端部，从振动部31向转子2侧突出。并且，传递部34的前端部与转子2的外周面21接触，进一步，被施力部件6按压。因此，振动部31的振动经由传递部34向转子2传递。

支承部32支承振动部31。支承部32在俯视观察下是包围振动部31的两侧方以及基端侧的U形状。但是，支承部32的结构只要能够发挥其功能，则并不特别限定。

此外，梁部33连接振动部31的成为弯曲振动的波节的部分、具体而言Y轴方向的中央部与支承部32。梁部33具有：第一梁部331，位于振动部31的X轴方向正侧，连接振动部31和支承部32；以及第二梁部332，位于振动部31的X轴方向负侧，连接振动部31和支承部32。

施力部件6朝向转子2对压电致动器3施力而将传递部34向转子2的外周面21推压。施力部件6具有固定于支承部32的保持部61、固定于作为固定对象的工作台ST的基台62、和连接保持部61与基台62的一对弹簧组63、64。并且，在使弹簧组63、64在Y轴方向上弹性变形的状态下将压电致动器3固定于工作台ST，从而使压电致动器3向Y轴方向负侧施力，将传递部34向转子2的外周面21按压。

控制装置7例如由计算机构成，具有处理信息的处理器、与处理器能够通信地连接的存储器和外部接口。此外，在存储器保存能够由处理器执行的程序，处理器读入存储于存储器的程序并执行。这样的控制装置7接收来自未图示的主计算机的指令，并基于该指令驱动压电致动器3。

例如，当将图2所示的驱动信号V1施加于作为弯曲振动用压电元件的压电元件3A、3F，将驱动信号V2施加于作为纵向振动用压电元件的压电元件3C、3D，将驱动信号V3施加于作为弯曲振动用压电元件的压电元件3B、3E时，如图3所示，振动部31一边在Y轴方向上进行伸缩振动一边在X轴方向上呈反S字状进行弯曲振动，这些振动被合成，传递部34的前端如箭头A1所示进行描绘绕逆时针的椭圆轨道的椭圆运动。由此，转子2被送出，转子2如箭头B1所示绕顺时针旋转。

与此相对，当切换驱动信号V1、V3的波形时，即、如图4所示当将驱动信号V1施加于压电元件3B、3E，将驱动信号V2施加于压电元件3C、3D，将驱动信号V3施加于压电元件3A、3F时，如图5所示，振动部31一边在Y轴方向上进行伸缩振动一边在X轴方向上呈S字状进行弯曲振动，这些振动被合成，传递部34如箭头A2所示进行描绘绕顺时针的椭圆轨道的椭圆运动。由此，转子2被送出，转子2如箭头B2所示绕逆时针旋转。

另外，所述“椭圆运动”意思并不限于传递部34的运动轨道与椭圆一致的运动，例如还包括圆、长圆等轨道偏离椭圆的各种圆状的运动。

在不施加上述那样的驱动信号V1、V2、V3而压电致动器3的驱动停止时，维持由施力部件6向转子2按压传递部34的状态。因此，通过与传递部34的摩擦阻力对转子2作用制动力，转子2不进行旋转。

如图1所示，负载检测部8具有配置于第一梁部331的第一负载检测用压电元件81、和配置于第二梁部332的第二负载检测用压电元件82。例如，在未施加负载F的情况下，由于第一负载检测用压电元件81以及第二负载检测用压电元件82对称地挠曲，因此从它们输出的检测信号相互大致相同。

与此相对，如图6所示，在对传递部34施加有X轴方向正侧的负载F的情况下，由于通过负载F向X轴方向正侧拉伸传递部34，因此对第一负载检测用压电元件81施加压缩应力，对第二负载检测用压电元件82施加拉伸应力。因此，从第一负载检测用压电元件81以及第二负载检测用压电元件82输出的检测信号产生差。

相反地，如图7所示，在施加有X轴方向负侧的负载F的情况下，由于通过负载F向X轴方向负侧拉伸传递部34，因此对第一负载检测用压电元件81施加拉伸应力，对第二负载检测用压电元件82施加压缩应力。因此，从第一负载检测用压电元件81以及第二负载检测用压电元件82输出的检测信号产生与施加有X轴方向正侧的负载F的情况下相反的差。

因此，基于从第一负载检测用压电元件81以及第二负载检测用压电元件82输出的检测信号的差分，能够容易且高精度地检测是否施加有负载F、在施加有负载F的情况下是在哪个方向上。此外，能够根据差分的大小检测负载F的大小。但是，作为负载检测部8的结构，并不特别限定。例如，也可以将第一、第二负载检测用压电元件81、82均排列配置在第一、第二梁部331、332任一方。

以上，对压电电机1的结构简单地进行了说明。接下来，对基于控制装置7的压电电机1的控制方法进行说明。控制装置7根据传递部34受到的负载F的朝向、大小来变更传递部34的椭圆运动的轨道。根据这样的控制方法，能够降低传递部34与转子2的摩擦滑动(slip)，降低传递部34以及转子2的摩擦磨损。因此，能够实现压电电机1的长寿命化。也就是说，能够长时间地稳定发挥优异的可靠性。以下，详细进行说明，但为了便于说明，如图2以及图3所示，对使转子2在箭头B1方向上旋转的情况进行说明。此外，在以下，将作为构成椭圆运动的分量的纵向振动的振幅设为W1，将弯曲振动的振幅设为W2，将作为椭圆运动的短轴半径R1、长轴半径R2之比的R1/R2设为椭圆比。

X轴方向负侧的负载F越大，则控制装置7越减小椭圆比R1/R2。也就是说，使椭圆运动的轨道变细。由此，能够降低传递部34与转子2的摩擦滑动，降低传递部34以及转子2的摩擦磨损。关于其效果，基于图13至图15所示的实验结果进行说明，但在此之前对变更椭圆运动的轨道的方法进行说明。

控制装置7通过变更纵向振动与弯曲振动的相位差θv来变更椭圆运动的轨道。具体而言，随着使相位差θv从0°朝向90°增大，而椭圆运动的轨道从较细的椭圆形接近圆形。例如，相对于如图8以及图9所示在相位差θv＝15°时椭圆运动的轨道为较细的椭圆形，而如图10以及图11所示在相位差θv＝90°时椭圆运动的轨道为大致圆形。根据变更相位差θv的方法，能够简单且高精度地变更椭圆运动的轨道。特别是，根据该方法，即使变更相位差θv，也使振幅W1、W2保持为大致恒定。因此，维持转子2的送出量，转子2的驱动更稳定。

作为变更相位差θv的方法，并不特别限定，但例如有如下方法：将驱动信号V1、V3的相位差维持为180°不变，变更纵向振动用的驱动信号V2与弯曲振动用的驱动信号V1的相位差θs(参照图2、图4)。根据该方法，能够简单且高精度地变更相位差θv。

此外，作为别的方法，如图12所示，有变更驱动信号V1、V2、V3的频率f的方法。在该图的例子中，使纵向振动与弯曲振动的频率振动特性RR1、RR2相互不同，能够利用该不同来变更相位差θv。例如，如果设为频率f＝f1，则椭圆运动的轨道变为大致圆形。并且，如频率f2、f3所示，随着使频率f从频率f1接近共振峰值P1、P2，而椭圆运动的轨道逐渐变细。即使通过该方法，也能够简单且高精度地变更纵向振动与弯曲振动的相位差θv。

以上，对变更椭圆运动的轨道的方法简单地进行了说明。接下来，基于图13至图15所示的实验结果，对X轴方向负侧的负载F越大则越减小椭圆比R1/R2，而能够降低传递部34以及转子2的摩擦磨损进行说明。

图13是示出X轴方向负侧的负载F为零时的相位差θv与转子2的旋转速度以及每单位时间的发热量的关系的图表。另外，意思是由于传递部34与转子2的摩擦滑动越大则发热量越多，因此发热量越多则传递部34以及转子2的摩擦磨损越剧烈。因此，在此，使用发热量来作为摩擦磨损的程度。如从该图所知，在负载F为零的情况下，在θv＝75°时发热量变为最小。因此，传递部34进行θv＝75°的椭圆运动，从而能够有效地降低传递部34以及转子2的摩擦磨损。

图14是示出X轴方向负侧的负载F为保持力的25％时的相位差θv与转子2的旋转速度以及每单位时间的发热量的关系的图表。另外，保持力是指保持转子2的静止状态的力，意思是在转子2静止的状态下，即使施加保持力以下的负载F，也能够保持静止状态，当施加超过保持力的负载F时，无法克服负载F，而转子2非意图地进行旋转。如从该图所知，在负载F为保持力的25％的情况下，在θv＝45°时发热量变为最小。因此，传递部34进行θv＝45°的椭圆运动，从而能够有效地降低传递部34以及转子2的摩擦磨损。

图15是示出X轴方向负侧的负载F为保持力的50％时的相位差θv与转子2的旋转速度以及每单位时间的发热量的关系的图表。如从该图所知，在负载F为保持力的50％的情况下，在θv＝0°时发热量变为最小。因此，传递部34进行θv＝0°的椭圆运动，从而能够有效地降低传递部34以及转子2的摩擦磨损。

以上，根据三个实验结果，证明了通过使X轴方向负侧的负载F越大则越减小椭圆比R1/R2，从而降低了传递部34以及转子2的摩擦磨损量。

接下来，基于图16的流程图对压电电机1的控制方法进行说明。首先，作为步骤S1，在使转子2静止的状态下检测施加于传递部34的负载F。接下来，作为步骤S2，确定与检测出的负载F对应的相位差θv。例如，根据图13至图15的实验结果，能够制作图17所示的那样的负载F与相位差θv的关系式Q，依据该关系式Q来确定相位差θv。但是，相位差θv的确定方法并不特别限定。例如，也可以将负载F分类为大/中/小等的多个级别，对每个级别确定相位差θv。

接下来，作为步骤S3，通过所确定的相位差θv以使传递部34进行椭圆运动的方式对压电致动器3施加驱动信号V1、V2、V3。由此，转子2进行旋转。

接下来，作为步骤S4，基于编码器4的输出，判定转子2是否到达了目标位置。在转子2到达了目标位置的情况下，停止向压电致动器3施加驱动信号V1、V2、V3，结束压电电机1的驱动。另一方面，在转子2未到达目标位置的情况下，作为步骤S5，检测施加于传递部34的负载F。

接下来，作为步骤S6，判定与在步骤S5中检测出的负载F对应的相位差θv与当前设定的相位差θv是否存在差。在不存在差的情况下，返回步骤S4，重复上述步骤。另一方面，在存在差的情况下，作为步骤S7，通过以使传递部34根据在步骤S5中检测出的负载F对应的相位差θv进行椭圆运动的方式来变更驱动信号V1、V2、V3的频率f或相位差θs。并且，返回步骤S4，重复上述步骤。

根据这样的控制方法，由于能够反馈时刻变化的负载F，因此能够在各时刻进行最佳形状的椭圆运动。因此，能够更有效地降低传递部34以及转子2的摩擦磨损。但是，作为控制方法，并不特别限定，例如，也可以在步骤S2中在确定相位差θv之后，在转子2到达目标位置之前使相位差θv为恒定。

以上，对本实施方式的压电电机1的控制方法、压电电机1进行了说明。这样的压电电机1的控制方法是如下压电电机的控制方法，该压电电机1具有具备压电元件3A～3F的振动部31、和向作为被驱动体的转子2传递振动部31的振动的传递部34，通过向压电元件3A～3F的通电，合成纵向振动以及弯曲振动，使振动部31振动并使传递部34进行椭圆运动，通过椭圆运动使转子2移动，其中，根据传递部34受到的负载F来变更椭圆运动的轨道。这样，根据传递部34受到的负载F来变更椭圆运动的轨道，从而能够降低传递部34与转子2的摩擦滑动，降低传递部34以及转子2的摩擦磨损。因此，能够实现压电电机1的长寿命化。也就是说，能够长时间地稳定发挥优异的可靠性。

此外，如上述那样，压电电机1具有检测负载F的负载检测部8，基于负载检测部8的检查结果来变更椭圆运动的轨道。由此，能够高精度地变更椭圆运动的轨道。此外，也能够反馈负载F，能够在各时刻进行最佳形状的椭圆运动。因此，能够更有效地降低传递部34以及转子2的摩擦磨损。

此外，如上述那样，负载检测部8具有配置在与振动部31连接的梁部33的作为负载检测用压电元件的第一、第二负载检测用压电元件81、82，基于第一、第二负载检测用压电元件81、82的输出，检测负载F。由此，能够通过简单的结构高精度地检测负载F。

此外，如上述那样，在压电电机1的控制方法中，在将椭圆运动的短轴半径R1相对于长轴半径R2之比设为椭圆比R1/R2时，负载F越大，则越减小椭圆比R1/R2。由此，能够降低传递部34与转子2的摩擦滑动，降低传递部34以及转子2的摩擦磨损。

此外，如上述那样，在压电电机1的控制方法中，通过变更纵向振动与弯曲振动的相位差θv来变更椭圆运动的轨道。根据这样的方法，能够简单且高精度地变更椭圆运动的轨道。特别是，根据该方法，即使变更相位差θv，也使振幅W1、W2保持为大致恒定。因此，维持转子2的送出量，转子2的驱动更稳定。

此外，如上述那样，在压电电机1的控制方法中，压电元件具有纵向振动用的压电元件3C、3D和弯曲振动用的压电元件3A、3F，通过变更施加于压电元件3A、3F的作为第一驱动信号的驱动信号V1、和施加于压电元件3C、3D的作为第二驱动信号的驱动信号V2的相位差θs，来变更纵向振动与弯曲振动的相位差θv。根据这样的方法，能够简单且高精度地变更相位差θv。

此外，如上述那样，在压电电机1的控制方法中，压电元件具有纵向振动用的压电元件3C、3D和弯曲振动用的压电元件3A、3B，通过变更施加于压电元件3C、3D的作为第一驱动信号的驱动信号V1以及施加于压电元件3C、3D的作为第二驱动信号的驱动信号V2的频率f，来变更纵向振动与弯曲振动的相位差θv。根据这样的方法，能够简单且高精度地变更相位差θv。

此外，如上述那样，压电电机1具有：作为被驱动体的转子2；压电致动器3，具有具备压电元件3A～3F的振动部31、和向转子2传递振动部31的振动的传递部34，通过向压电元件3A～3F的通电，合成纵向振动以及弯曲振动，使振动部31振动并使传递部34进行椭圆运动，通过椭圆运动使转子2移动；以及控制装置7，控制压电致动器3的驱动。此外，控制装置7根据传递部34受到的负载F来变更椭圆运动的轨道。这样，根据传递部34受到的负载F来变更椭圆运动的轨道，从而能够降低传递部34与转子2的摩擦滑动，降低传递部34以及转子2的摩擦磨损。因此，能够实现压电电机1的长寿命化。也就是说，能够长时间地稳定发挥优异的可靠性。

<第二实施方式>

图18是示出第二实施方式所涉及的机器人的立体图。

图18所示的机器人1000能够进行精密设备、构成精密仪器的零件的给材、除材、搬运以及组装等的作业。这样的机器人1000是六轴机器人，具有：基座1100，固定于地面、天花板；第一臂1210，转动自如地连结于基座1100；第二臂1220，转动自如地连结于第一臂1210；第三臂1230，转动自如地连结于第二臂1220；第四臂1240，转动自如地连结于第三臂1230；第五臂1250，转动自如地连结于第四臂1240；以及第六臂1260，转动自如地连结于第五臂1250。此外，在第六臂1260设置手连接部，在手连接部安装与使机器人1000执行的作业相对应的末端执行器1500。

此外，机器人1000具有：第一臂转动机构1310，配置于基座1100与第一臂1210的关节部，使第一臂1210相对于基座1100转动；第二臂转动机构1320，配置于第一臂1210与第二臂1220的关节部，使第二臂1220相对于第一臂1210转动；第三臂转动机构1330，配置于第二臂1220与第三臂1230的关节部，使第三臂1230相对于第二臂1220转动；第四臂转动机构1340，配置于第三臂1230与第四臂1240的关节部，使第四臂1240相对于第三臂1230转动；第五臂转动机构1350，配置于第四臂1240与第五臂1250的关节部，使第五臂1250相对于第四臂1240转动；以及第六臂转动机构1360，配置于第五臂1250与第六臂1260的关节部，使第六臂1260相对于第五臂1250转动。此外，机器人1000具有控制这些第一～第六臂转动机构1310～1360的驱动的机器人控制部1400。

并且，在第一～第六臂转动机构1310～1360的至少一部分、在本实施方式中在全部，搭载有压电电机1作为其动力源，通过压电电机1的驱动，对象的臂1210～1260进行转动。由此，能够实现第一～第六臂转动机构1310～1360的长寿命化。机器人控制部1400包括驱动各压电电机1的控制装置7。另外，例如，在将压电电机1搭载在第一臂转动机构1310的情况下，第一臂1210相当于可动部。关于其他转动机构1320～1360，也是同样的。

如以上那样，本实施方式的机器人1000具有压电电机1和通过压电电机1的驱动而进行驱动的可动部(例如，第一臂1210)。此外，具有：作为被驱动体的转子2；压电致动器3，具有具备压电元件3A～3F的振动部31、和向转子2传递振动部31的振动的传递部34，通过向压电元件3A～3F的通电，合成纵向振动以及弯曲振动，使振动部31振动并使传递部34进行椭圆运动，通过椭圆运动使转子2移动；以及控制装置7，控制压电致动器3的驱动。此外，控制装置7根据传递部34受到的负载F来变更椭圆运动的轨道。这样，根据传递部34受到的负载F来变更椭圆运动的轨道，从而能够降低传递部34与转子2的摩擦滑动，降低传递部34以及转子2的摩擦磨损。因此，能够实现压电电机1的长寿命化。也就是说，能够长时间地稳定发挥优异的可靠性。

根据这样的第二实施方式，也能够发挥与上述的第一实施方式同样的效果。

以上，基于图示的实施方式对本发明的压电电机的控制方法、压电电机以及机器人进行了说明，但本发明并不限定于此，各部的结构能够置换为具有同样功能的任意的结构。此外，也可以在本发明中附加其他任意的结构物。此外，在上述的实施方式中，对将压电电机适用于机器人的结构进行了说明，但压电电机也能够适用于机器人以外的需要驱动力的各种电子设备、例如打印机、投影仪等。

Claims (9)

1.一种压电电机的控制方法，其特征在于，

所述压电电机具有具备压电元件的振动部以及向被驱动体传递所述振动部的振动的传递部，通过向所述压电元件的通电而合成纵向振动以及弯曲振动，使所述振动部振动并使所述传递部进行椭圆运动，通过所述椭圆运动使所述被驱动体移动，

在所述压电电机的控制方法中，根据所述传递部受到的负载来变更所述椭圆运动的轨道。

2.根据权利要求1所述的压电电机的控制方法，其特征在于，

所述压电电机具有负载检测部，所述负载检测部检测所述负载，

基于所述负载检测部的检测结果，变更所述椭圆运动的轨道。

3.根据权利要求2所述的压电电机的控制方法，其特征在于，

所述负载检测部具有负载检测用压电元件，所述负载检测用压电元件配置在与所述振动部连接的梁部，

基于所述负载检测用压电元件的输出，检测所述负载。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的压电电机的控制方法，其特征在于，

在将所述椭圆运动的短轴半径相对于长轴半径之比设为椭圆比时，所述负载越大，则越减小椭圆比。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的压电电机的控制方法，其特征在于，

通过变更所述纵向振动与所述弯曲振动的相位差来变更所述椭圆运动的轨道。

6.根据权利要求5所述的压电电机的控制方法，其特征在于，

所述压电元件具有所述纵向振动用的纵向振动用压电元件和所述弯曲振动用的弯曲振动用压电元件，

通过对施加于所述纵向振动用压电元件的第一驱动信号与施加于所述弯曲振动用压电元件的第二驱动信号的相位差进行变更，来变更所述纵向振动与所述弯曲振动的相位差。

7.根据权利要求5所述的压电电机的控制方法，其特征在于，

所述压电元件具有所述纵向振动用的纵向振动用压电元件和所述弯曲振动用的弯曲振动用压电元件，

通过对施加于所述纵向振动用压电元件的第一驱动信号以及施加于所述弯曲振动用压电元件的第二驱动信号的频率进行变更，来变更所述纵向振动与所述弯曲振动的相位差。

8.一种压电电机，其特征在于，具有：

被驱动体；

压电致动器，具有具备压电元件的振动部以及向所述被驱动体传递所述振动部的振动的传递部，通过向所述压电元件的通电而合成纵向振动以及弯曲振动，使所述振动部振动并使所述传递部进行椭圆运动，通过所述椭圆运动使所述被驱动体移动；以及

控制装置，控制所述压电致动器的驱动，

所述控制装置根据所述传递部受到的负载来变更所述椭圆运动的轨道。

9.一种机器人，其特征在于，具有：

压电电机；以及

可动部，通过所述压电电机的驱动而进行驱动，

所述压电电机具有：

被驱动体；

压电致动器，具有具备压电元件的振动部以及向所述被驱动体传递所述振动部的振动的传递部，通过向所述压电元件的通电而合成纵向振动以及弯曲振动，使所述振动部振动并使所述传递部进行椭圆运动，通过所述椭圆运动使所述被驱动体移动；以及

控制装置，控制所述压电致动器的驱动，

所述控制装置根据所述传递部受到的负载来变更所述椭圆运动的轨道。

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