JP2001516863A

JP2001516863A - 負荷に対し運動を付与する装置

Info

Publication number: JP2001516863A
Application number: JP2000512182A
Authority: JP
Inventors: フィリップ，レイモンド，マイケルデンネ，
Original assignee: アドバンストモーションテクノロジーズリミテッドライアビリティーカンパニー
Priority date: 1997-09-17
Filing date: 1998-09-17
Publication date: 2001-10-02
Also published as: DE69823850T2; BR9812648A; WO1999014724A1; EP1019885A1; CN1276894A; EP1019885B1; AU756311B2; ATE266889T1; IL135056A0; CA2304076A1; AU9090798A; DE69823850D1

Abstract

(57)【要約】負荷に運動を付与する装置であり、力を負荷に加える手段と、負荷の為のコンプライアント支持体とを有し、装置の操作の間に当該支持体のコンプライアンスを動的変化させる手段を設けて電力効率を最適化するようにしている。この装置は台と基準面との間の相対運動を複数の自由度で制御でき、当該コンプライアント手段は台の重量を支持する作用をし、力を加える手段は台と基準面との間に摂動力を与える一つ以上のアクチュエータである。制御手段は当該又は各アクチュエータを一方向又は他方向に移動するように制御して、台を基準面に対して変位させるように作用する。当該コンプライアント支持体の少なくとも一部はガススプリングであることができ、一実施態様においてこれは台を支持するベローズの形態をとる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、負荷の位置決めを目的として、或いは負荷の運動の制御または変更
を目的として、負荷に運動を与える事のできる種類の運動付与装置に関する。

【０００２】本発明は、例えば製造機械の位置決め装置等、広範囲の装置に利用できる。一
般にそのような機械は材料に対して機械加工（例えば、切削や変形）する装置を
必要とする事はなく、むしろ低摩擦軸受システムで動く量の位置を制御するよう
な装置を必要とする。これらの機械は精密な位置決め動作を高い繰り返し頻度で
僅かな誤差発生率で実施することを求められることが多い。このような機械では
、電磁ラムが、構造が本質的に単純で、バックラッシュが零であり制御輸送遅れ
が零であるので、他の種類のアクチュエータに比べて利点がある。これらの優れ
た特性のため、電磁アクチュエータは高速の運動を高い精度と信頼性をもって発
生することができる。これは２０トン以上の力を毎秒数メートルで、位置決め精
度数ミクロンで加えることが可能である。

【０００３】このような装置はまた、例えば、訓練や娯楽用のシミュレータでも使用される
。このような用途の典型として、台が静的構造体に対して相対的に動かされ、こ
の運動する台に固定されたカプセルの搭乗員に連続運動の感覚を生じさせるもの
がある。このような機構はまた、懸架システムや安定化装置の試験にも使用され
、この場合、安定化装置の操作を試験するに必要な、調整された外乱加速度を発
生するのに、この運動台を使用する。

【０００４】運動付与装置の運動台は、通常、加圧された作動液または気体によって駆動さ
れるアクチュエータ群又は「ラム」群によるか、ボールナットねじ機構によって
電動操作されるラム様装置群によって作動される。最近では、回転モーターに取
り付けたギヤダウンされるクランクを使用する装置や、移動するピストン型電機
子と円筒固定子との間の直接電磁相互作用を使用する装置が設計されている。後
者の電気電磁機械の場合には、カプセルやその搭乗員に作用する重力に対して、
運動付与装置を何らかの手段で支持することが求められている。これは、そうで
ないと、カプセルに作用する一定の重力に反作用する推力を発生するために電気
機器内でエネルギーが連続消費されてしまうので重要である。これは、直ちにモ
ーターがオーバーヒートしてしまう原因となる。この結果は、他の用途でも生じ
る。

【０００５】この問題を解決する一つの試みがＷＯ９３／０１５７７として発行された国際
特許出願に述べられている。この文献には、有効スプリング率の低いカウンター
バランス機構の上で運動台の負荷を担持する技術が述べられている。具体例とし
て、クランク型のガススプリングシステムが同文献に述べられている。ＷＯ９３
／０１５７７の開示に従って幾つかの機構を作ってみたが、同文献のカウンター
バランスの考え方では電磁運動台に対して最適支持を与えることは無かった。本
発明の一つの概念では、最適支持にはかなりのスプリング率を有する制御された
スプリング（或いは一組の制御されたスプリング）が必要であるとの認識に基づ
いている。

【０００６】これまでに、電磁アクチュエータ、即ちリニアモーターについては、数多くの
設計がなされている。従来の機械の各種の構成がＷＯ９３／０１６４６のような
文献に開示されており、このＷＯ９３／０１６４６には、シリンダー内ピストン
機械として、円筒対称で操作する電磁装置が開示されている。このような型の構
造の主な長所としては、機械内の複数の永久磁石とそれらの周囲にある複数の磁
気材料との間の強力な引力が中心軸に対してバランスしていて、機械のベアリン
グは大きな磁力に耐える必要がないと言うことである。

【０００７】円筒構造の別の長所は、機械の磁界が、アクチュエータ又はラムの外側スチー
ルケース内に閉じ込められており、それらは機械の電気コイルと高い効率で交差
するよう配置できることである。

【０００８】円筒構造のまた更に別の長所は、ラムの電機子が、それとラムの固定子の内表
面との間に摺動シールを担持し、流体アクチュエータ装置のピストンを形成でき
ることである。これは、定常の或いは低速で変化する力に重畳する又はそれと断
続的する高速作用電磁力を発生させる必要がある場合有利である。前者の種類の
力は流体アクチュエータによって、より好ましく発生させることができる。さも
なくば、電磁素子が自ら静的或いは低速で変化する力を提供することになると、
電力を連続して消費することが必要になるからである。

【０００９】更に、円筒シリンダー内ピストン構造は、油圧或いは空気圧ラムを現在使用し
ている多くの工業制御用途におけるラムの用途に適している。これは、ラムの磁
界が円筒ケース内に全体的に閉じ込められ、ラムが、他の種類の電磁リニアアク
チュエータで問題になる削り屑やその他の磁気ダストの存在に耐えられるように
なるからである。

【００１０】本発明は、電磁アクチュエータの円筒固定子空洞が、ピストン／電機子素子の
シールによって二つの部分に分割された構造を提供するものであり、また、電機
子組立体が、流体圧制御システムの力発生素子として、例えば、ガススプリング
の一部として作用する手段を含むものである。

【００１１】ＷＯ９３／０１６４６及びその関連同時係属出願ＷＯ９３／０１５７７では、
ラムのガススプリング特性が、一方向のみに作用して、重量を支持する、即ち重
力に耐えるようになっていると考えられる運動ベース機械に適用するラム構造を
述べている。この目的のため、ＷＯ９３／０１６４６には、ラムシリンダーの一
部（即ちピストンの下側）のみを、ガススプリングの一部を形成する加圧された
流体溜めへ、流体流接続する為の通路の構造が述べられている。ＷＯ９３／０１
６４６とＷＯ９３／０１５７７の両方に、ピストンの上部が、直接または排気溜
めを経由して、大気に通気されることが述べられている。

【００１２】複数のガススプリングの個々の力と力勾配を、負荷の寸法との関係で最適化す
ることにより、機構が消費するエネルギーを最小にするような空気圧と電磁力の
組合せを利用して、ＷＯ９３／０１５７７の方法よりも効率良く、アクチュエー
タシミュレータ機構の運動を制御する方法が望まれている。この目的のため、各
ラムのピストンの下で作動する複数のガススプリングは、ＷＯ９３／０１５７７
におけるように負荷を支持する為のみに設計すべきではなく、複数のラムの電磁
作用の結果としての位置エネルギーを蓄え、短時間後にそこからリサイクルでき
る一時溜めとしても機能するべきである。このエネルギーリサイクル技術は、電
力消費の経済性を高め、これにより性能の向上と電磁アクチュエータの製造コス
トと運転コストの削減を図れる。

【００１３】それ故、本発明は、また、連続負荷構成部が特に効果的な方法で支持される運
動付与システムを提供することを求めている。本発明の実施態様の特徴は、いわ
ゆる運動ベースに適用した場合、運動ベースが、各種のカプセルの形状を支持す
るのに容易に適応でき、物理的に安定で頑丈であり、大きな角度の縦揺れ横揺れ
運動を生成する高度な能力を有し、検査や整備がし易い形態となることである。

【００１４】本発明の一つの側面として、負荷に運動を付与する装置であって、負荷に摂動
力を加える手段と、負荷のための追随支持体とを有し、装置の操作の間、支持体
のコンプライアンスの動的変化をもたらす手段が設けられた装置がある。

【００１５】本発明の一実施態様においては、力を加える手段は電磁アクチュエータである
。多くの用途には、回転アクチュエータも代わりに使用できるが、リニア電磁ア
クチュエータが好ましい。

【００１６】このようないずれの場合においても、コンプライアンスの変化は、電磁アクチ
ュエータに印加される位置要求信号の積分として発生される信号によって制御で
きる。

【００１７】この目的のため、コンプライアンスの変化は、電磁アクチュエータを負荷に対
して運動させるのに必要な電流に依存して制御されるのが好ましい。

【００１８】コンプライアント手段はガススプリングでも良く、コンプライアンスの変化は
、容積可変室内に閉じ込められたガスの量を変化させることによって達成できる
。

【００１９】このような変化は、当該室にガスを導入及び／又は放出できるバルブを制御す
ることにより達成することができる。

【００２０】コンプライアント支持体に流体アクチュエータを、できれば油圧（水圧）アク
チュエータを組み入れても良いが、その作動液をアクチュエータに向かわせたり
、それから遠ざけたりして、そのコンプライアンスを変化させても良い。

【００２１】コンプライアンスの変化は、例えば、個々のガススプリングにおける圧力を調
整することにより行える。一実施態様においては、これは、運動の間、電磁アク
チュエータによって引き出された電流の時間積分に従って行われる。これによっ
て、コンプライアント支持手段の特性は最適化され、複数の電磁ラムがそれぞれ
の定格内で運転でき、全機構が消費する電力を削減できる。

【００２２】電磁アクチュエータを有する本発明の一実施態様において、電気機械の電機子
と固定子をシリンダー内ピストン装置によって構成し、当該ピストン又は電機子
は当該シリンダー又は固定子より長さが短く、常に全体が当該シリンダー又は固
定子内に閉じ込められ、当該シリンダーは端部材により両端が閉じられ、当該ピ
ストンは当該端部材の少なくとも一つを通過して延びるロッド又はスラスト素子
を備え、なおかつ当該端部材に対するエアシールを一つ以上備え、当該電機子又
はピストン素子はエアシールを備えて当該シリンダーを二つの室に分割し、当該
電機子には反対極性の少なくとも二つの磁極からなる磁界パターンを発生する第
一の手段を有し、また磁極が三つ以上ある場合は電機子の軸方向長さの少なくと
も一部に沿って極性が交互になるように配置した磁界からなる磁界パターンを発
生する第一の手段を有し、当該固定子には、反対極性の少なくとも二つの磁極の
別の磁界パターンを発生する第二の手段を備え、また磁極が三つ以上ある場合固
定子の軸方向長さの少なくとも一部に沿って極性が交互になるように配置した磁
極の別の磁界パターンを発生する第二の手段を備え、当該第二の磁界パターンは
当該第一の磁界パターンと相互作用して軸方向力を生成するように配置されてい
る。

【００２３】好ましくは、装置の物理的及び電気的パラメータは、電気端子を一つ以上の従
来型電子駆動装置に接続して、当該磁界パターンの少なくとも一つの位相と振幅
を制御するようにし、所望の軸方向電磁力が当該ピストンと電機子の間に発生で
きるように、決められている。

【００２４】好ましくは、ピストンのそれぞれの側に一つずつあり、円筒電機子内のピスト
ンの位置に従って容積が可変な、二つの室が、それらの中の流体の量を制御でき
るようにするパイプ接続口を備えている。これにより、ピストンは、同時に、電
磁装置として、また複動流体ラムとして働くことができる。

【００２５】従って、本発明の他の側面としては、台と基準面との間の相対運動を、複数の
自由度で制御する装置であって、台の重量を支持するコンプライアント手段と、
当該台と当該基準面との間に摂動力を加える一つ以上のアクチュータと、当該又
は各アクチュエータを一方向又は他方向に移動するように制御して、当該台を当
該基準面に対して変位させる制御手段とを有し、当該コンプライアント支持手段
のコンプライアンスが可変であり、印加される制御信号に依存してそのコンプラ
イアンスを動的に変化させる手段を備えることを特徴とする装置を提供する。

【００２６】運動ベースとして形成される実施態様において、当該運動台と、機構の固定さ
れた部分としても良い当該固定基準面との間に３台のアクチュエータが存在する
ことができる。これらアクチュエータは、それらを装置の固定基準面を規定する
部分に接続するピボット或いはヒンジを有し、アクチュエータの運動軌跡をそれ
ぞれの平面内に拘束するようになっている。このように規定された三つの平面は
、それらのアクチュエータのピボットによって形成される下部三角形の重心と、
それらのアクチュエータの上端の接続点によって形成される運動台の重心とをつ
なぐ垂直線に沿って交差する。それらアクチュエータの上端には万能自由を与え
る継手があり、三つの個々のアクチュータの長さを選択することにより、運動台
が、ヒーブ運動、ピッチ運動及びロール運動の然るべき限度内で選択された姿勢
を取るようにすることができる。負荷の質量の中心は運動台の重心より上でそれ
に接近した位置が好ましく、支持部材が、下部固定三角形の重心と上部（運動）
三角形の重心との間で万能自由を持って接続され、支持部材のコンプライアンス
は運動台の寸法に従って最適化される。

【００２７】好ましい構成として、それらアクチュエータの端部により規定される上部運動
三角形のサイズが、機構の、基準面を規定する固定部分上の相当三角形より小さ
くなっており、ストロークが限定されたそれらアクチュエータが、運動台を許容
範囲でピッチ及びロール変化させ、また、カプセルを運動台に取り付ける問題を
単純にしている。

【００２８】好ましくは、運動台の垂直水平（運転）位置においてアクチュエータと水平面
との角度は約４５度である。中心支持体は単純な部材または組立体で良く、金属
またはプラスチックのスプリングで良く、空気圧ラム、又は液体がアクチュエー
タ内のピストンに作用するラムでも良く、この場合ピストンから離れた当該液体
の表面は溜め内のガスによって加圧されている。

【００２９】或いは、コンプライアント支持体はベローズ装置でも良く、この場合、ベロー
ズ装置の、固定台及び運動台との接続面において万能継手の必要がなく、またベ
ローズの潰した長さは、それを延ばした長さの半分未満であろうという利点があ
る。更に、ベローズは、摺動ピストンが必要な内部摺動シールが不要である。他
の選択肢として、またはこれに加えるに、中心支持体は、運動台が最低高さ又は
乗り込み位置になった場合に支持力の殆どが除去されるオーバーセンタートグル
作用を与えるような配置にした複数の加圧ガスストラットによって形成すること
もできる。

【００３０】好ましくは、アクチュエータは、電磁アクチュエータであって、上部運動三角
形の正確な重心に近い理想位置からの、運動台の量の中心位置の実際上のずれに
対して適応できるような十分な予備スラスト能力を有するように設計される。

【００３１】運動付与システム（以下運動ベースと言う）が運転されている場合、カプセル
が絶えず帰還しなくてはならない中心、垂直及び水平位置があるのは理解されよ
う。閉鎖されたカプセルの一人以上の搭乗員は、他の運動の背景の中に混ざるよ
うに慎重に制御されている、この間断のない中心帰還動作に気付かない。カプセ
ルを開始点に戻すには、カプセルを最初の場所に動かすのにかかったエネルギー
と同じだけのエネルギーがかかり、このエネルギーをスプリングシステムに蓄え
ることができる。更に、搭載量の量中心は例外なく運動台の重心より上にあるの
で、縦揺れ運動又は横揺れ運動を支援するトルクはかなりあり、これにはスプリ
ング作用のような手段による対抗が必要である。にもかかわらず、スプリング懸
架によって発生される回復力は大きすぎてはならない。さもないと、最初の運動
を起こすために、不釣り合いに大きなアクチュエータ力が必要となる。

【００３２】ＷＯ９３／０１５７７の原理を通常の形式の６−ラム、６−軸運動台（設計者
に因んでスチュアート台として知られる）に応用しようとした時、数多くの困難
に遭遇した。特に、静的負荷が、それの運動台の重心から上の高さにもよるが、
或る規定された限度を越えると、この機構は前進と縦揺れが結合した運動となっ
た時「垂直降下」する傾向があり、ここからの回復は電磁力のみではできないこ
とが明確となった。この欠陥は機械の搭載力、従って有用性に厳しい限界を迫る
。

【００３３】従って、他の側面として、本発明は、スチュアートが最初に説明されたように
６台のアクチュエータを使用した６自由度の運動付与システムを提供するもので
、これは、国際特許出願ＷＯ９３／０１５７７に述べられた考え、即ち、重量カ
ウンターバランスシステムは採用せず、静的負荷を支持する力は、別の特定の効
率の良い方法で加え、任意の搭載量に対してアクチュエータに求められる電磁力
需要を大幅に減らし、こうして搭載量限度を上げ、装置の動的性能を向上してい
る。

【００３４】従って、本発明は、また他の側面によれば、運動台と基準面との間の相対運動
を複数の自由度で制御する装置であって、運動台の重量を支持する手段と、当該
台と基準面との間に間欠或いは摂動力を加える一つ以上のアクチュエータと、当
該又は各アクチュエータを制御して当該台の位置及び／又は方向を基準面に対し
て変化させる制御手段とからなり、運動台の重量を支持する手段は、それぞれア
クチュエータと連携するそれぞれのコンプライアント支持部材からなることを特
徴とする装置を提供する。

【００３５】本発明において、スチュアート台の理想的な場合で、三角形上に存在する運動
台の三点が、機構の、基準面を規定する部分上の三角形を規定する三つの相当点
に対して、六台の電磁アクチュエータと固定台との間の界面において万能自由を
与える継手と、それらアクチュエータと運動台との間に同様な継手とを有するア
クチュエータによって、接続されていて、六つの個々のアクチュエータの長さを
選択することにより、運動台を、ヒーブ、サージ、スエイ、ヨー、ピッチ、ロー
ルとして一般に知られる運動の一つ又はそれらの組合せである運動によって、広
範囲の方位を取るように動かすことができる。負荷の質量の中心の位置は、好ま
しくは、運動台の重心の上でそれに接近しており、運動台の円の直径は、好まし
くは、固定基準面の円の直径に対して最適比を有する。台又は基準面の「円」と
言う用語は、ここでは、それらアクチュエータの端部における、台又は基準面へ
の取り付け点の外接円を意味する。各電磁ラムは個々のスプリングと連携させて
も良く、或いは個々のスプリングの出力アクチュエータとしても動作するように
設計し、運動ベースに組み付けても良い。これらスプリングは、中心垂直水平位
置にある運動台（及びその上にある負荷）の重量を支持するようになっている。

【００３６】それぞれのスプリング率が装置の電力消費との関係で最適化されているのは、
本発明の特徴であり、各スプリングによって与えられる力は、好ましくは、監視
システムにより調節可能で、選択された期間、連携するアクチュエータの電流の
積分を零に減らすようにする。

【００３７】好ましくは、上部運動円のサイズは、機構の基準面を規定する固定部分上の相
当円より小さくし、両半径の比は電力需要を最適化するように選択する。ベース
寸法の最適比は１:１.５に近い。

【００３８】好ましくは、二つの半径の実際の値は、六台全てのアクチュエータが５０％伸
びである時のそれらアクチュエータと水平面との間の角度が約４５度になるよう
に選択する。

【００３９】ガススプリング懸架を使用する場合、好ましくは、アクチュエータを完全に伸
ばした場合の各ガススプリングシステムのシールされた容積の、アクチュエータ
を完全に後退させた場合のシールされた容積に対する比は、装置の操作電力消費
を最小にするように選択する。このガススプリング容積の最適比は１.８近辺と考えられる。

【００４０】好ましくは、各アクチュエータに対する電流需要の大きさと方向を監視する手
段を備え、運転の間、各ガススプリングの圧力はそれらと関連させて頻繁に調整
されるようにして、選択された期間、電力需要の全体の調和を維持するようにす
る。

【００４１】本発明の実施態様において、運動台の三点は、機構の、基準面を規定する固定
部分上の三つの相当点に対し、複数のアクチュエータと基準面との間及びそれら
アクチュエータと運動台との間の接続点において万能自由を有するアクチュエー
タによって、接続して、三つの個々のラムの長さを選択することにより、運動台
を、ヒーブ、ピッチ、ロール運動におけるアクチュエータの運動限界内において
、選択された姿勢を取るように動かすことができるようにしても良い。負荷の質
量の中心の位置は、好ましくは、運動台の重心の上でそれに接近した位置が良く
、好ましくは、基準面の重心と運動台の重心との間に万能自由を持って支持部材
を接続するのが良い。この構成において、台又は面の重心は、三台（又は六台）
のアクチュエータの三つの接続点によって規定される三角形を外接する円の重心
であることが仮定されている。支持体のスプリング率は好ましくは、台と負荷の
パラメータに対して最適化される。

【００４２】好ましい実施態様において、アクチュエータの運動台への接続点の三角形のサ
イズは、機構の、基準面を規定する固定部分上の相当三角形より小さくし、スト
ロークが限定されたアクチュエータラムが、上部台の許容範囲内のピッチ及びロ
ール変化を起こせるようにし、また、カプセルを運動台に固定する問題を単純化
するようにする。好ましくは、基準面を規定する固定（ベース）台のサイズの、
運動台のサイズに対する比は約１.５:１である。

【００４３】好ましくは、三台全てのアクチュエータが運動台の垂直水平（操作）位置にあ
る場合、それらアクチュエータと水平面との間の角度は約４５度である。

【００４４】好ましくは、中心支持体はベローズ装置である。これは、ベローズの上端と下
端が直接運動台と、基準面を規定する固定ベースに固定できるという利点を有す
る。ベローズの潰された長さは、その延ばした長さの半分未満で良く、内部摺動
シールの必要がない。ベローズ組立体の特性の一つが、直立、即ち垂直軸方位に
おいて、それが垂直運動ができ、ベルーズの上端は下端に対してピッチ或いはロ
ール角度で傾くことができるが、横方向転位（サージ或いはスエイ）ができるよ
うにはなっておらず、また、軸回転（ヨー）は全くできないことは理解されよう
。かくして、ベローズ組立体は、ガススプリング装置、また、拘束機構の両者と
して機能することができる。

【００４５】好ましくは、それらアクチュエータは電磁ラムであって、運動台の質量の中心
の位置を、上部運動三角形の正確な重心に近い理想位置から実際的に変化させる
ことができるような十分な予備スラスト能力を有するように設計される。

【００４６】本発明の色々な実施態様を、添付図面を参照しながら、実施例によってより具
体的に述べる。各図は以下の通りである。図１は本発明の一実施態様として形成されたアクチュエータの軸方向断面図で
ある。図２は本発明の第二の実施態様として形成されたアクチュエータと制御機器の
略図である。図３はアクチュエータ用の別の制御構成の略図である。図４は更に別の制御構成を示す略図である。図５は運動付与装置の従来技術構成の略斜視図である。図６は従来技術から知られる運動付与装置の別の構成の略斜視図である。図７は本発明の原理に従って形成した運動付与装置の略斜視図である。図８は本発明の更に別の実施態様の略斜視図である。図９は本発明の更に別の実施態様の略斜視図である。図１０は本発明の更に別の実施態様として形成されたスチュアート台の簡略図
である。図１１は図１０に示す台を上から見た平面図である。図１２は図１０の実施態様を第一の操作構成において示す略図である。図１３は基準面が運動台より小さい更に別の実施態様を示す略図である。図１４は図１２の実施態様を上から見た平面図である。図１５は図１３の実施態様を上から見た平面図である。図１６は図１２の実施態様を上から見た平面図で、運動台が右に変位されてい
る。図１７は図１３の実施態様を上から見た平面図で、運動台が図１５に示す構成
より右に変位させている。図１８は本発明の実施態様として形成たスチュアート台の予想最適寸法を示す
略平面図である。図１９は本発明の実施態様として形成された典型的なスチュアート台運動付与
装置の電力消費を三次元プロットしたものである。図２０はアクチュエータの電力需要が運動の種類によってどのように変化する
かを示す図である。図２１Ａ及び２１Ｂは本発明の実施態様として形成されたアクチュエータの制
御シーケンスを示す図である。

【００４７】図を参照するに、図１に示すアクチュエータは、シリンダー又は固定子１内を
動くピストン又は電機子８を含む。ピストンは、端部ピース２の一つを通してエ
アシール３経由で延びているロッド又はスラスト管７に接続されている。シール
リング５がピストン８に取り付けられ、シリンダーを二つの室に分割し、これら
の室はパイプ接続ポート４Ａ、４Ｂ経由で適宜加圧或いは排気される。ピストン
にはまた軸受リング６が取り付けられ、それら軸受リングの機能は、ピストンの
位置を拘束して、ピストンが装置の中心軸に沿って滑らかに動くようにしている
。

【００４８】ポート４を閉じると、エアシール５の作用により、片方の室内のガスを圧縮し
、他方の室のガスを膨張させるシリンダー内のピストンの運動を生じることは理
解されよう。いずれの場合も、電力が存在しない場合、ピストンを基準位置に戻
そうとする力が発生する。両方の室内にシールされるガスの量を調整することに
より、二つのスプリングによって発生する力を前もって決定することができ、二
つの充填量間の比を選択することにより、基準（即ち、釣り合い）位置を前もっ
て設定できる。ガススプリング率を低い値に減らす必要がある場合は、端部材２
の構造を、各室に外部溜めを接続することができるように変更する。

【００４９】ポート４に接続されるラインに取り付けた空気バルブ（図示せず）の制御を、
負荷の繰り返し位置決め或いは擬似ランダム位置決めのために駆動装置によって
動力を与えた場合ラムによって引き出される電流に従って制御できるようにする
手段を以下に述べる。対抗しあうガススプリングのパラメータを、ラム内の駆動
電流の対称に関連して擬似連続調整する機能を与えることにより、ラムが消費す
る電力を最小にし、その物理仕様をかなり経済的なものとすることができる。

【００５０】図２は本発明を電磁ラムに適用した場合を示す。ピストン８はシール５を担持
し、これにより、シリンダー１の内部を二つの室Ａ及びＢに分割する。各室のガ
スの量は、圧力制御装置１１によって動力を与えられるバルブ９と１０によって
制御される。ラムによって発生される電磁力は装置１２によって制御され、この
装置１２は、ラム出力ロッド又はスラスト管７に結合された適当な変換器（図示
せず）からの位置指令１３及び位置フィードバック信号１４を受ける。装置１２
は制御ライン１７の沿ってラムに動力を与える。ラム位置決めコントローラ１２
が生成する信号１５は重要なプロセスパラメータであって、圧力制御装置１１は
、以下に例として示すように、このパラメータに作用する設計となっている。

【００５１】もし、ラムが上記の種類の運動ベースの一部として使用される場合、室Ｂの容
積は大気圧において維持される。バルブ装置９は存在せず、室Ｂへのポート４Ｂ
は空気が自由に周囲から出入りできるように大きな口径を有している。実際、ラ
ムは端部を開放した構成とすることにより、室Ｂが全くない構造とすることがで
きる。十分に低いスプリング率を達成するため、室Ａを広い口径の管を経由して
外部溜めに接続する必要があるかも知れない。ラムが負荷を垂直軸或いはほぼ垂
直軸に支持する必要のある工業用途、或いは、例えばリフトのような用途でも同
様の考えが適用される。

【００５２】コントローラ１１は、パラメータ１５が、アクチュエータによる電流需要が室
Ａの容積を増加する方向に卓越していることを示す場合は、バルブ装置１０を経
由して室Ａのガスの量を増加するよう動作し、また、その逆も同様である。この
手段により、空気圧システムはラムが求める電流を最小に減らし、システムの効
率を上げることが理解されよう。また、この構成が、両方の方向の空気漏れ、温
度変化、操作サイクルの変更、又はラムが行う運動の擬似ランダムシーケンスに
耐えることも理解されよう。これは、死荷重の値の変化に対して自己補償し、常
にラムの「パーキング」位置への運動に適応する。このシステムを数学的に解析
すると、圧力調整が最終バランスの領域での誤差に耐えるものであり、制御ルー
プが非常に安定していることを示す。

【００５３】次に、ラムが、室Ａの容積を減らす傾向がある定常力（例えば、重力）に遭遇
しない場合を考える。例えば、ラムは、慣性負荷を摩擦係数が小さい水平軌道に
繰り返し位置決める為に使用することができる。

【００５４】この場合コントローラ１２は、位置変換器信号１４の値から、少なくとも運動
のサイクル全体で平均した、或いは擬似ランダム運動の場合、かなりの期間にわ
たり平均した、ラムの平均位置を計算する必要がある。そして、コントローラ１
２は、ラムが引き出した瞬時電流を測定し、この値に、その時の平均計算位置か
らのラムの距離を掛ける必要がある。そして、これらの積（即ち、「電流モーメ
ント」）の和を、プロセスパラメータ１５としてバルブコントローラ１１に渡す
。

【００５５】パラメータ１５が、室Ａの容積を増加することによりラムを中心位置に移動さ
せる傾向のある力の方向に卓越電流需要があることを示すと、コントローラ１１
は室Ａ内のガスの量を増やす動作をする。反対の卓越需要が示された場合は、コ
ントローラ１１は室Ａ内のガスの量を減らす構成になっている。

【００５６】室Ｂ内の圧力は、ラムがその平均計算位置にある場合、ピストン８の両側の力
が釣り合うようになっている。

【００５７】図２に示すように、システムには、バルブ組立体９及び１０から低域通過フィ
ルター（図示せず）経由でラインにＴ接続された圧力変換器２０および２１があ
る。変換器２０は室Ｂ内の平均圧力を示し、変換器２１は室Ａ内の平均圧力を示
す。コントローラ１１は、室Ｂ内のピストン表面の面積を掛けた圧力２０の値が
、室Ａ内のピストン表面の面積を掛けた圧力２１の値に等しくなるように、バル
ブ９に作用する。このバランス機能は、事前設定比機能を有するダイアフラム作
動空気圧コントローラを使用するとより簡単に実施できるのは理解されよう。こ
の構成は機械の用途によっては好ましい場合がある。

【００５８】ガススプリングのスプリング率を減らす機能を持つ外部溜めを、システムの必
要な動的力特性に従って、室ＡとＢに接続してもしなくても良い。

【００５９】図３では、空気圧力を直接駆動出力に加えることができるような形態に構成し
ない、電気リニアモーター駆動に本発明を適用している。例えば、リニアモータ
ーは、三相サーボモーター駆動装置に接続するのに適している、永久磁石電機子
を使用した、開放した平型の構成とすることができる。この場合、リニアモータ
ー２５とその出力素子２６は、上述したようなピストン８と室Ａ及びＢ等を有し
ている空気圧ラム２７に、適当な手段２８によって結合される。

【００６０】操作の態様は同じである。負荷が卓越して一定（例えば重力）な場合、ラム２
７（これはガススプリングシステムの出力素子を形成している）の室Ｂは大気に
通じ、室Ａ内のガスの量は、それぞれ相対する方向のスラスト用電流需要を釣り
合わせるように制御される。もし負荷が卓越して慣性的である場合、一つの室内
の圧力は、アクチュエータの平均位置に関する電流需要のモーメントを釣り合わ
せるように制御され、他の室内の圧力は、システムの平均位置においてピストン
８にかかる力を釣り合わせるように調節される。

【００６１】図４は、回転モーターによって動力を与えられるリニア位置決め装置に適用し
た本発明を示すものである。この例では、我々はベルト駆動構成を選択したが、
本発明は、例えばギア式クランク駆動やボールねじアクチュエータにも同様に適
用できる。

【００６２】ここでは、回転モーター２５はキャリッジ２９をベルト３０によって動かす。
出力素子２６は適当な接続手段２８によってガススプリングと結合される。この
システムの重力負荷や慣性負荷に対する操作は上述の通りであり、各部の番号は
上記と同じ意味を持つ。

【００６３】本発明が、装置１１及びバルブ９と１０によって制御される一つ以上のガスス
プリングによって、全体のスプリング力が与えられる機械に限定されるわけでは
ないことは理解されよう。本発明は、位置決め機構が、ガススプリングであろう
と金属スプリングであろうと、追加のスプリングに取り付けられる部品を形成し
ていて、そのスプリングの特性が機構のエネルギー貯蔵溜めの一部となるよう事
前設定されている機械の場合に好ましい。

【００６４】機械の効率的な操作に必要なスプリング力全体が、訓練された作業員によって
手動で正確な値に設定される金属スプリング或いはガススプリングによって与え
ることができることは理解されよう。この場合、作業員は、この調整を行う為に
、電気モーターの電流ドレン特性を監視する。

【００６５】図５では、静止即ちベース台は３１で示され、運動台は３２で示される。ラム
３３は静止素子と運動素子の間の相互接続部となっている。それぞれのラムの長
さを適当に変更すると、運動台の姿勢と位置を静止台に対し変えることができる
ことは理解されよう。各ラムを伸長したり、短縮させたりすると、そのラムと水
平表面との間の角度が変化しなくてはならないことは理解されよう。ラムはその
下部のヒンジ３４を中心として垂直面で回転する。

【００６６】台の縦揺れおよび横揺れ能力を上げる為、また、機構の製作、整備及び保守を
向上させる為、図６に示す、より従来型の形態を取るように三面角構造とするこ
とは本発明の特徴である。この図において、上部台４２は下部台４１より小さい
。ラム４３の下端（最大のストレスを担う機械素子である）にあるヒンジ或いは
ピボットが運動ベースの最も外側にあり、それら並びにラム本体の組立、検査、
保守がやり易くなっているのが観察されよう。また、固定台の表面がすっきりと
していて拘束フレームで遮られることもなく、必要な場合に中心部にすっきり接
近できることが観察されよう。この構成の更に別の利点は、運動台とシミュレー
ターカプセルとの間の界面の面積が減っていて、カプセルの床やカプセルに接近
する為の設備の設計において制限が少なくてすむ。

【００６７】しかしながら、図６に示す機構は、一部の極端な運動の場合、運動台４２と水
平面との間の角度が、少なくとも一つのラム４３と水平面との間の角度より大き
くなって、機構がロックされる位置に嵌まり込んでしまうという欠点がある。こ
れを防止する為、上部運動台４２、下部運動台４１及びラムの長さの相対寸法は
、トグル作用が生じないように割り当てる。一般に、運動台４２のサイズに対す
る固定台４１のサイズの比を減らす。図７はこれを改良したもので、機構の素子
には図６の実施態様と同じ参照番号を付してある。

【００６８】図８は中心垂直コンプライアント支持部材或いは組立体４５を有する実施態様
を示すもので、これは、運動台４２の静的荷重を打ち消して、電磁ラム４３が連
続力を発生する必要をなくすものである。中心コンプライアント支持部材の垂直
スプリング率を、運動ベース及びその操作パラメータの一般的な設計に従って最
適化する必要があるのが理解されよう。この支持部材がガススプリングアクチュ
エータである場合、これは、適当な容積の隣接する加圧されたガス溜め（図示せ
ず）と連通する必要があるかも知れない。

【００６９】別の方法として、一つの垂直アクチュエータの代わりに或いはそれを支援する
為、運動三角形の重心の方へ内側へ角度をつけた二つ以上のアクチュエータを取
り付けて、運動台が上下するに従って垂直面内を回動するように釣り合わせるこ
とができる。この角度を付けたアクチュエータは、自動車のトランクカバーを支
えるのに使用するような予加圧されたガスストラットでも良く、これを、必要な
時に運動台を乗り込み（積み込み）位置に留めるのに使用するオーバーセンター
作用を有するように配置する。

【００７０】図９は中心垂直ベローズ装置を有する実施態様を示す。これは運動台４２の死
荷重を打ち消して、電磁ラム４３が連続力を発生する必要をなくすものである。
中心ベローズの垂直スプリング率を、運動ベース及びその操作パラメータの一般
設計に従って最適化しなくてはならないことは理解されよう。これは、ベローズ
の可撓部分を、選択された高さの中心剛性台環の上に取り付けても良いことを意
味する（剛性台環は図８に分解して図示されていない）。

【００７１】ベローズのスプリング作用は、二つ以上の特許品のガスストラット（図示せず
）を、運動台が上下するに従って垂直面内を回動するように配置することにより
高めることができる。これらは、必要な場合、乗り込み（最低）位置に運動台を
留めるのに使用するオーバーセンター作用を有するように工夫することができ、
この際、ベローズ装置を減圧する必要はなく、圧縮空気の消費を減らせる。

【００７２】ベローズ装置を中心拘束部材として使用しても、複数の電磁アクチュエータを
取り付け接続して、それらが、ベローズ及び／又はガスストラットが発生する力
の代わりに及び／又はそれと組み合わせて、個々のガススプリングとしても作用
するような構成を排除するものではないことは理解されよう。それら電磁アクチ
ュエータをガススプリング素子としても使用する場合、圧力を何度も調整する手
段を設けて、アクチュエータ電流の長期積分、従って電力消費を最小にするよう
にすることが好ましい。

【００７３】本発明の運動付与装置は、部材の一つ（ベース台）が静止しているものと考え
、他方の部材が複数のアクチュエータによって位置決めされるものと考えられる
機構から成るものである。

【００７４】図１０はスチュアート台の簡略図で、運動台５１がベース台５２の上に複数の
ラム５３で支持さえれているところを示している。この図では、運動台円の半径
５４はベース台の半径５５より小さい。図１１は、これを平面で示すものである
。

【００７５】図１２と１３は、図１２に示すように半径５４が半径５５より小さいスチュア
ート台と、図１３に示すように半径５４が半径５５より大きなスチュアート台の
概念的な差を示すものである。運動台が前方に（図６で右へ）サージする場合の
ガススプリングにおける力を考える。運動台がベース台より小さい場合、運動台
の「前」にあるラム５６は圧縮されて、台の端を上方に押す力を発生し、台の「
後ろ」のラム５７は延ばされて、力の上方成分を減らして、運動台の後縁の下降
を許す。このような構成は、従って、運動台が前方へうねった場合上方へ揺れる
ようになると期待される（図１６）。逆に、同様な説明で、運動台の半径がベー
ス台の半径より大きい機構の挙動は、運動台が前方にサージすると下方に揺れる
ようになることが期待される（図１７）。

【００７６】従って、二つの極端なケースの間に、うねり運動が上昇も下降も生じない最適
構成がある筈である。任意の組合せのラム寸法を考慮すると、下部台サイズの上
部台サイズに対する最適比は、図１８の簡略図に示すように、２:１になるものと予想される。

【００７７】図１９は、典型的なスチュアート台運動ベースの、６種類全部の運動（ヒーブ
、サージ、スエイ、ピッチ、ロール及びヨー）の然るべき同時組合せに対する電
力消費を三次元プロットしたものである。一つの軸は、運動ベースの電力消費の
、固定台と運動台のサイズ比による変化を示し、もう一つの軸は、電力消費の、
ガススプリングシステムの容積比（或いは、等価固体スプリングシステムのスプ
リング率）による変化を示す。

【００７８】最良の台サイズ比が１.５付近にあり、最良のガススプリング比が１.８付近に
あることが分かる。これは、これまで検討した全ての種類のラムと運動ベースに
当てはまる。

【００７９】図２０は、ラムの電力需要が、運動の種類、及びガススプリングの容積比によ
って決まる機構の「スプリング性」による変化を示す。柔らかく「カウンターバ
ランス」されている運動ベースの場合、大きなガススプリング溜めと、小さな容
積比を有して、図の左側に位置するが、「硬いスプリング性」運動ベースは右側
に位置するのが分かる。予想した通り、スプリング性の硬さが図の端部で増加す
ると、全ての種類の運動で、電力消費が急増する。

【００８０】それでも、スプリング性をヒーブ運動に最適化する、即ち、機構を「カウンタ
ーバランス」すると、ピッチング運動によって消費される電力が非常に大きくな
ることが分かる。また、システムのスプリング性を、「硬い」スプリング力が支
配的になり始めるより少ない値である最適値まで増加すると、ピッチング運動に
よって消費される電力が非常に小さくなることが分かる。ベース運動のその他の
モードの場合、同様な最適懸架特性があるが、ピッチ運動が支配的である。（Ｗ
Ｏ９３／０１５７７の考え方が主としてピッチモードで上手く行かないことが思
い出される）。

【００８１】本発明の諸原理をスチュアート台として知られる６−軸運動システムの場合で
説明して来たが、これらの原理がＷＯ９３／０１５７７に述べられている３−軸
システムや、我々の同時係属特許出願に述べられている各種その他の運動ベース
の設計にも同様に関連している。

【００８２】また更に、シミュレーター機構は、安定化された台において鏡面像と同等のも
のを有し、この場合（例えば）下部台が運動を受けて、この運動を、上部台を静
止しておくようにラムの相対運動によって打ち消す必要があることが理解されよ
う。従ってここに述べる運動ベース機構の最適設計はスチュアート構成に基づく
安定化された台にも同様に関連し、諸原理一般はその他の種類の安定化された台
にも関連する。

【００８３】次に図２１Ａに移ると、これは、コンプライアント支持体と連携した或いはそ
れを内蔵する電磁アクチュエータの制御機能の主なシーケンスを示すもので、こ
の支持体では、コンプライアンスは可変で、瞬時位置、要求位置、負荷、加速度
、速度、等の変化するパラメータを考慮することができる。この実施態様では、
コンプライアンスは、要求信号に応えて電磁アクチュエータが引き出す電流の関
数として決定される瞬時負荷に依存して変化する。図２１Ａはガススプリングの
コンプライアンスを変化させる場合の工程シーケンスを示す。ステップ２０１で
は、適当なセンサーで感知した駆動電流が制御システムに入力される。この信号
は、ステップ２０２において、連続するサンプリング期間の積分値として積分さ
れる。この期間の長さは、特定の状況によるが、例えば、娯楽用運動ベースの場
合３秒位で良い。

【００８４】このようにして得られた積分値は、ステップ２０３において、所定のしきい値
と比較される。しきい値を越えた場合、越えた分に比例する制御信号、即ち「駆
動パルス」の発生を制御する。この信号は、バルブの開度を制御して、上述のい
ずれかの方法で電磁アクチュエータと連携するガススプリング（図示せず）の閉
鎖室からガスを受入れ或いは放出する。これで、ガススプリングが負荷に与えて
いる支持を、アクチュエータの動的状態へのコンプライアンスを絶えず変化或い
は「調節」することにより変える。例えば、アクチュエータが急速に延びる場合
、バルブを開いて、容積が増えた室へのガスの進入を可能にし、さもなくば働く
であろう運動への抵抗を減らす。しきい値の選択では、ガススプリングの「調整
」において短期の戻り運動の可能性を考慮して、すぐに放出しなくてはならない
ガスを室が受入れないようにし、ガスの導入或いは放出は十分な時間に対して計
算し、急速過渡状態を均すようになっている。

【００８５】図２１Ｂは、電磁アクチュエータで駆動されて変位する往復運動する質量を支
持するシステムの主要な工程を示すものである。運動ベースに関しては、電磁ア
クチュエータにおける駆動電流は２０６で検知されて印加されるが、この場合、
往復運動ピストン或いはアクチュエータのその他の往復運動部材の位置は２０７
で検知される。更に、中心基準信号２０８もステップ２０９で印加される。これ
らの信号から、運動部材の中心位置に関する電流モーメントの計算が行われ、そ
の後、ステップ２１０で、往復運動する量の正確なサイクル数を表す期間の駆動
電流値の積分値が、運動の休止に対処する為の時間超過を考慮して、生成される
。

【００８６】前記同様、この積分値はステップ２１１でしきい値と比較され、バルブに印加
される信号の駆動パルスの長さがステップ２１２で決定される。この信号は、ピ
ストンの片側、この場合、ステップ２１３に示すガス圧ロッド側に加え、ステッ
プ２１４で平均圧力値の事前設定分数としての圧力を決定し、ステップ２１５に
おいてピストンの他側の必要なガス圧を決定し、ピストンの最初の側の室に導入
する変化量のバランスを取る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様として形成されたアクチュエータの軸方向断面図である。

【図２】本発明の第二の実施態様として形成されたアクチュエータと制御機器の略図で
ある。

【図３】アクチュエータ用の別の制御構成の略図である。

【図４】更に別の制御構成を示す略図である。

【図５】運動付与装置の従来技術構成の略斜視図である。

【図６】従来技術から知られる運動付与装置の別の構成の略斜視図である。

【図７】本発明の原理に従って形成した運動付与装置の略斜視図である。

【図８】本発明の更に別の実施態様の略斜視図である。

【図９】本発明の更に別の実施態様の略斜視図である。

【図１０】本発明の更に別の実施態様として形成されたスチュアート台の簡略図である。

【図１１】図１０に示す台を上から見た平面図である。

【図１２】図１０の実施態様を第一の操作構成において示す略図である。

【図１３】基準面が運動台より小さい更に別の実施態様を示す略図である。

【図１４】図１２の実施態様を上から見た平面図である。

【図１５】図１３の実施態様を上から見た平面図である。

【図１６】図１２の実施態様を上から見た平面図で、運動台が右に変位されている。

【図１７】図１３の実施態様を上から見た平面図で、運動台が図１５に示す構成より右に
変位させている。

【図１８】本発明の実施態様として形成たスチュアート台の予想最適寸法を示す略平面図
である。

【図１９】本発明の実施態様として形成された典型的なスチュアート台運動付与装置の電
力消費を三次元プロットしたものである。

【図２０】アクチュエータの電力需要が運動の種類によってどのように変化するかを示す
図である。

【図２１ａ】本発明の実施態様として形成されたアクチュエータの制御シーケンスを示す図
である。

【図２１ｂ】本発明の実施態様として形成されたアクチュエータの制御シーケンスを示す図
である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年３月１７日（２０００．３．１７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号９７１９７３７．０ (32)優先日平成９年９月17日(1997．9．17) (33)優先権主張国イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号９７２７４４６．８ (32)優先日平成９年12月30日(1997．12．30) (33)優先権主張国イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号９７２７４４３．５ (32)優先日平成９年12月30日(1997．12．30) (33)優先権主張国イギリス（ＧＢ） (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷＦターム(参考） 3H089 AA58 BB15 BB16 BB17 CC01 DB32 EE31 GG03 JJ06 JJ20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】負荷に対して摂動力を加える手段と負荷用のコンプライアン
ト支持体とを有し、装置の運転中当該支持体のコンプライアンスを動的変化させ
る手段を設けたことを特徴とする、負荷に対し運動を付与する装置。
【請求項２】当該アクチュエータが当該負荷の位置を少なくとも一自由度
で制御し、当該負荷に摂動力を加えてその変位を生じる手段を有し、当該コンプ
ライアント支持体は当該負荷に対して、当該間欠力以外の力を加えることができ
、当該コンプライアント支持手段のコンプライアンスを動的に変化させる手段が
、負荷に加えられる力に関連するように作用してその変位に積極協力するように
したことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】当該摂動力を加える手段が電磁アクチュエータであることを
特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】当該アクチュエータがリニア電磁アクチュエータであること
を特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】コンプライアンスの変化を、負荷を加速するのに必要な電流
に依存して制御することを特徴とする、請求項３又は４の装置。
【請求項６】コンプライアンスの変化を、当該電磁アクチュエータに印加
される位置要求信号の積分値として発生される信号によって制御することを特徴
とする、請求項３乃至５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】当該コンプライアント手段の少なくとも一部がガススプリン
グであって、コンプライアンスの変化を、容積可変の室内に閉じ込められたガス
の量を変化させることにより行うことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか
に記載の装置。
【請求項８】当該基準手段の少なくとも一部がガススプリングであり、コ
ンプライアンスの変化を、ガスを当該室に入れる及び／又はそこから出すことが
できるバルブを制御することにより行うことを特徴とする請求項７に記載の装置
。
【請求項９】台と基準面との間の相対運動を複数の自由度で制御する装置
であって、台の重量を支持するコンプライアント手段と、台と基準面との間に摂
動力を加える一つ以上のアクチュエータと、当該又は各アクチュエータを一方向
又は他方向に制御して台を基準面に対して変位する制御手段とを有し、コンプラ
イアント支持手段のコンプライアンスが可変であり、入力信号に依存して当該コ
ンプライアンスを動的に変化させる手段が設けられていることを特徴とする装置
。
【請求項１０】当該複数のアクチュエータが、装置の、固定基準面を規定
する部分への枢軸接続点を有し、各アクチュエータがそれぞれの平面内で枢軸接
続点を中心に回転するように拘束されていることを特徴とする、請求項９に記載
の装置。
【請求項１１】支持部材が、当該運動台と当該基準面との間に、万能自由
を持って接続されていることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１２】当該支持部材のコンプライアンスが、運動台のパラメータ
に従って選択されることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】当該運動台を静止位置にした時、アクチュエータと水平面
との間の傾きが約４５度であることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】運動台と基準面との間の相対運動を複数の自由度で制御す
る装置であって、運動台の重量を支持する手段と、台と基準面との間に摂動力を
加える一つ以上のアクチュエータと、当該又は各アクチュエータを制御して、当
該台の位置及び／又は方位を当該基準面に対して変化させる制御手段とを有し、
運動台の重量を支持する手段が、それぞれ当該アクチュエータと連携するそれぞ
れのコンプライアント支持部材からなることを特徴とする装置。
【請求項１５】当該複数のアクチュエータの端部の、運動台への取り付け
点の外接円の直径と、当該複数のアクチュエータの端部の、装置において、基準
面を規定する部分に対しての取り付け点の外接円の直径との比が１:１.５付近で
あることを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】運動台と基準面の間の相対運動を複数の自由度で制御する
装置であって、台の重量を支持するコンプライアント手段と、台と基準面の間に
摂動力を加える一つ以上のアクチュエータと、当該又は各アクチュエータを制御
して、当該台の位置及び／又は方位を当該基準面に対して、アクチュエータを操
作して変化させる制御手段とを有し、運動台と基準面との間のアクチュエータの
不要な運動を阻止する拘束手段がさらに設けられていることを特徴とする装置。
【請求項１７】当該拘束機構がベローズ装置からなるか、それを含むこと
を特徴とする、請求項１６に記載の装置。