JP2011104673A - Driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特性が異なる2つのアクチュエータを組み合わせたハイブリッド型の駆動装置に関する。 The present invention relates to a hybrid type drive device in which two actuators having different characteristics are combined.
機械加工、組立、搬送等に多くの産業用ロボットが利用されている。産業用ロボットは、部品などを把持するロボットハンドを備えており、これらのロボットハンドを操作することによって必要な部品類を所定の場所に移動するようにしている。 Many industrial robots are used for machining, assembly, conveyance, and the like. Industrial robots are equipped with robot hands for gripping parts and the like, and necessary parts are moved to predetermined locations by operating these robot hands.
このような作業を担うロボットハンドには多くの要求が課せられる。例えば、大きな力を出せる、高速で移動できる、正確に位置決めができる、正確に速度が制御できる、といったことが望まれる。また、軽量である、小型である、といったことが望まれる。 Many requirements are imposed on the robot hand responsible for such work. For example, it is desired that a large force can be generated, the robot can move at a high speed, the positioning can be performed accurately, and the speed can be controlled accurately. In addition, it is desired to be lightweight and small.
ロボットハンドの駆動装置として、従来、エアシリンダと電気モータが多く利用されている。エアシリンダと電気モータは、以下の表1に示す特性を有する。 Conventionally, air cylinders and electric motors are widely used as driving devices for robot hands. The air cylinder and the electric motor have the characteristics shown in Table 1 below.
この表から明らかなように、大きな力を出力できるといった点では、エアシリンダの方が電気モータよりも有利である。もちろん、電気モータでも大きな力を出力することは可能であるが、エアシリンダと同等の力を得ようとすれば、エアシリンダよりも相当大きくなる。一方、エアシリンダは、通常、ピストンに連動するロッドが対象物との接触によって動きが規制される状態と完全に引き込まれた状態との2つの状態間の移動をするように使用されており、ロッドを任意の中間位置に正確に止めるといった制御や、ロッドの速度を正確に調整するといった制御には不向きである。したがって、そのような位置制御や速度制御に関しては電気モータの方がエアシリンダよりも有利である。特に、ロボットセル生産では、ばら積みされた部品の一つを取り出すにあたってロボットハンドの指の開き具合を適正に変化させなければならず、そのような場面では電気モータの方がエアシリンダよりも有利である。ただ、重量(軽量である)、サイズ(小型である)の点では、エアシリンダの方が電気モータよりも有利である。また、エアシリンダだけでなく、空気圧モータ(回転運動を出力するもの)も上述のエアシリンダと同様の特性を有する。 As is apparent from this table, the air cylinder is more advantageous than the electric motor in that a large force can be output. Of course, it is possible to output a large force even with an electric motor. However, if an attempt is made to obtain a force equivalent to that of an air cylinder, the force becomes considerably larger than that of an air cylinder. On the other hand, the air cylinder is usually used to move between two states, a state in which movement of the rod interlocked with the piston is restricted by contact with the object and a state in which the rod is completely retracted, It is unsuitable for control such as accurately stopping the rod at an arbitrary intermediate position, or control such as adjusting the speed of the rod accurately. Therefore, the electric motor is more advantageous than the air cylinder for such position control and speed control. In particular, in robot cell production, it is necessary to appropriately change the finger opening of the robot hand when taking out one of the stacked parts. In such a situation, the electric motor is more advantageous than the air cylinder. is there. However, the air cylinder is more advantageous than the electric motor in terms of weight (light weight) and size (small size). In addition to the air cylinder, a pneumatic motor (which outputs a rotational motion) has the same characteristics as the above-described air cylinder.
具体的に、3つの条件−出力300N、移動速度500mm/秒、ストローク20mm−を満足する電気モータ装置(電気モータとボールねじの組み合わせ)とエアシリンダをカタログから抽出してみると、それぞれの質量と大きさ(作動方向の大きさ)は、以下の表2に示すとおりであった。
Specifically, the electric motor device (combination of electric motor and ball screw) that satisfies three conditions—output 300 N, moving speed 500 mm / second, and
表2から明らかなように、電気モータに比べて、エアシリンダの方が、大きさ、質量の点で有利である。特に、ロボットでは、可搬重量に制約があることから、ロボットハンドの質量が小さいことは極めて重要である。このような理由から、産業用ロボットでは、電気モータよりもエアシリンダの方が利用される傾向にある。ただ、上述のとおり、電気モータは、位置制御、速度制御の点でエアシリンダよりも有利である。そのため、これらの制御に高い精度が要求される場面では、エアシリンダよりも電気モータが採用される。 As is apparent from Table 2, the air cylinder is more advantageous in terms of size and mass than the electric motor. In particular, in a robot, since the payload is limited, it is extremely important that the mass of the robot hand is small. For these reasons, industrial robots tend to use air cylinders rather than electric motors. However, as described above, the electric motor is more advantageous than the air cylinder in terms of position control and speed control. Therefore, an electric motor is adopted rather than an air cylinder in a scene where high accuracy is required for these controls.
ところで、大きな力が出せるというエアシリンダの利点と正確に速度と位置が制御できるという電気モータの利点を組み合わせたハイブリッド型の駆動装置が特許文献1〜4に開示されている。これらの特許文献に開示された発明は、負荷に応じてエアシリンダの空気圧を調整し(すなわち、負荷と空気圧をバランスさせることにより、電気モータが負荷を負担しない状態にして)、電気モータの駆動に基づいて出力部を移動させるようにしている。このため、特許文献1〜4の駆動装置では、エアシリンダの空気圧を制御することが求められ、そのための装置が必要である、という問題があった。
By the way,
本発明は、大きな力・トルクが得られる空気圧アクチュエータなどのアクチュエータと位置と速度の制御に優れた電気モータなどのアクチュエータの両者の優位性を兼ね備え、前者のアクチュエータに高度な制御を必要としない、新たな高機能の駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention combines the advantages of both an actuator such as a pneumatic actuator capable of obtaining a large force and torque and an actuator such as an electric motor excellent in position and speed control, and does not require advanced control of the former actuator. An object is to provide a new high-performance drive device.
この目的を達成するため、本発明に係る駆動装置は、
(a) 1自由度運動を生成する第1アクチュエータと、
(b) 上記第1アクチュエータの駆動を制御する第1アクチュエータ制御部と、
(c) 上記第1アクチュエータで生成される1自由度運動に基づいて1自由度運動する第1作用部と、
(d) 1自由度運動を生成する、位置速度制御が可能な第2アクチュエータと、
(e) 上記第2アクチュエータで生成される1自由度運動に基づいて回転運動するウォームと上記ウォームにかみ合うウォームホイールからなるセルフロック機能の無いウォーム機構を含む変換部と、
(f) 上記第2アクチュエータの駆動を制御する第2アクチュエータ制御部と、
(g) 上記第1作用部に連結されるか又は係合可能であり、上記変換部の上記ウォームホイールで生成される回転運動に基づいて1自由度運動する第2作用部を備えており、
(h) 上記第1アクチュエータ制御部は上記第1アクチュエータを駆動して上記第1作用部に一定の推力を加え、
(i) 上記第2アクチュエータ制御部は上記第2アクチュエータを駆動し、上記第2作用部を介して上記第1作用部に、上記推力と上記第1作用部に加わる外力との合力の作用方向とは逆方向に規制力を加えながら、上記第1作用部の動作速度と位置を制御することを特徴とする。
In order to achieve this object, the drive device according to the present invention is:
(A) a first actuator that generates a one degree of freedom motion;
(B) a first actuator control unit that controls driving of the first actuator;
(C) a first action part that moves with one degree of freedom based on the one degree of freedom movement generated by the first actuator;
(D) a second actuator capable of position and velocity control that generates a one-degree-of-freedom motion;
(E) a conversion unit including a worm that has a self-locking function and includes a worm that rotates based on a one-degree-of-freedom motion generated by the second actuator and a worm wheel that meshes with the worm;
(F) a second actuator control unit that controls driving of the second actuator;
(G) a second action part that is connected to or engageable with the first action part and that moves in one degree of freedom based on the rotational movement generated by the worm wheel of the conversion part;
(H) The first actuator control unit drives the first actuator to apply a certain thrust to the first action unit,
(I) The second actuator control section drives the second actuator, and acts on the first action section via the second action section to act on the resultant force of the thrust and the external force applied to the first action section. The operating speed and position of the first action part are controlled while applying a regulating force in the opposite direction.
本発明によれば、第1アクチュエータの推力と第1作用部に加わる外力との合力の作用方向とは逆方向に規制力を加えることにより、第1作用部の速度と位置を制御できるため、第1アクチュエータに高度な制御を必要としない。また、第2アクチュエータは作用部の動きを規制できるだけの能力で十分であることから、その能力が得られる限りにおいて、小型のアクチュエータを選択できる。 According to the present invention, the speed and position of the first action part can be controlled by applying a regulating force in the direction opposite to the action direction of the resultant force of the thrust of the first actuator and the external force applied to the first action part. The first actuator does not require advanced control. In addition, since the second actuator has sufficient capacity to restrict the movement of the action portion, a small actuator can be selected as long as the capacity is obtained.
本発明に係る駆動装置及びその動作方法の具体的な実施例を説明する。なお、以下の説明では、図面に表された構成を説明するうえで、「上」、「下」等の特定の方向を意味する用語を使用するが、それらの用語を使用する目的は図面を通じて実施例の理解を容易にするためである。したがって、それらの用語は実施例で説明する装置が実際に使用される方向を示すものとは限らないし、それらの用語によって特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲が限定的に解釈されるべきでない。 Specific examples of the driving device and the operation method thereof according to the present invention will be described. In the following description, terms describing a specific direction such as “up” and “down” are used in describing the configuration shown in the drawings. The purpose of using these terms is through the drawings. This is to facilitate understanding of the embodiment. Therefore, these terms do not necessarily indicate the direction in which the device described in the embodiments is actually used, and the technical scope of the invention described in the claims is limitedly interpreted by these terms. Should not.
さらに、以下の説明において、「1自由度運動」とは、1つの線(直線あるいは曲線)に沿った運動であり、多くの場合は直線運動か回転運動を意味する。「外力」、「推力」、「合力」、「規制力」は作用部(後述する「第1作用部」など)の運動方向(前述の「1つの線に沿った運動」の方向を意味する)あるいはその反対方向の力を意味しており、作用部が回転運動を伴う場合、その回転運動中心に中心のある円の円周方向の力、あるいは、トルクに相当するものを意味する。「外力」、「推力」、「合力」、「規制力」が作用部の運動方向あるいはその反対方向以外の力を含む場合、作用部の運動方向あるいはその反対方向に対応した分力のみを意味するのものとする。「解除力」は、第2アクチュエータが発生する力であり、第2アクチュエータが回転運動する場合、その回転運動中心に中心のある円の円周方向の力、あるいは、トルクに相当するものを意味する。「ウォーム機構」には、ウォーム機構のように設計によりセルフロック機能の有無を選択することが可能な他のかみあい機構を含む。「位置速度制御」は、運動方向に沿った位置速度制御を意味しており、回転運動の場合はその運動方向に沿った位置速度制御であるため、「回転角度・回転速度制御」と同じ意味である。「回転運動」は運動が1回転に満たない揺動運動も含む。 Furthermore, in the following description, “one-degree-of-freedom motion” is a motion along one line (straight line or curve), and in many cases, means a linear motion or a rotational motion. “External force”, “thrust force”, “synthetic force”, and “regulatory force” mean the direction of movement of the action part (such as “first action part” described later), and the above-mentioned “movement along one line”. ) Or a force in the opposite direction, and when the action part is accompanied by a rotational motion, it means a force in the circumferential direction of a circle centered on the rotational motion center or a torque. When "external force", "thrust force", "combined force", and "regulatory force" include forces other than the moving direction of the action part or the opposite direction, it means only the component force corresponding to the action direction of the action part or the opposite direction. Shall be. “Release force” is a force generated by the second actuator. When the second actuator rotates, it means a force corresponding to a circumferential force or torque of a circle centered on the center of the rotation. To do. The “worm mechanism” includes other meshing mechanisms that can select the presence or absence of a self-locking function by design like the worm mechanism. “Position speed control” means position speed control along the direction of movement. In the case of rotational movement, position speed control along the direction of movement means the same as “rotation angle / rotation speed control”. It is. “Rotational motion” also includes rocking motion where the motion is less than one revolution.
《実施例1》
図1は、本発明の実施例1に係る駆動装置1を示す。本実施例は、第1アクチュエータが直線運動し、第2アクチュエータが回転運動し、作用部(本実施例では、第1作用部と第2作用部とが一体となって作用部を構成している)が直線運動する例を示す。図に示すように、駆動装置1は、駆動部2と制御部3を有する。駆動部2は、特性が異なる2つのアクチュエータ−第1アクチュエータと第2アクチュエータ−を有する。これらのアクチュエータは、ロボットアーム(図示せず)などの基部4に固定されている。
Example 1
FIG. 1 shows a
第1アクチュエータはエアシリンダ装置5である。エアシリンダ装置5は、エアシリンダ10を有する。エアシリンダ10は基部4に固定されている。実施例は複動式エアシリンダを例にとって説明するが、単動式エアシリンダも本発明に適用可能である。第1アクチュエータは1自由度運動を生成するものであればよい。実施例のように直線運動を生成するエアシリンダの代わりに、回転運動を生成する空気圧モータと回転運動を直線運動に変換する機構(例えば、ラック・アンド・ピニオンなど)の組合せを用いてもよい。第1アクチュエータは、それが出力する力(トルク)や速度(回転速度)が、駆動装置に要求される水準を満たすものであればよい。
The first actuator is an
エアシリンダ10は、中空円筒のハウジング11と、ハウジング11の中心軸に沿って往復直線移動可能にハウジング11の内部に配置されたピストン12と、ハウジング11の一方の端壁(図1の上部に示す壁)を貫通して進退自在に配置され、ピストン12と共に中心軸方向に往復移動するロッド13を備えている。ロッド13は、ハウジング11から突出した先端部に作用部27を備えている。ピストン12で区画されたハウジング内の2つのエアシリンダ室14、15は、チューブ16、17を介して、切換弁19に接続されており、切換弁19は圧力源(圧縮空気供給源)18に接続されている。切換弁19は、制御部3のエアシリンダ制御部6に接続されており、エアシリンダ制御部6の制御に基づいて3つの位置−図1に示す位置(推進位置)、図2に示す位置(後退位置)、及び図示しない中間位置(排気位置)−のいずれかを取り得るようにしてある。
The
このエアシリンダ装置5によれば、圧力源18から一定圧力の空気(圧縮空気)が供給され、切換弁19によって空気の供給先が決定される。例えば、エアシリンダ制御部6から出力される信号に基づいて切換弁19が図1に示す位置(推進位置)に設定されると、圧力源18から送り出された空気がチューブ16を介して一方のエアシリンダ室14に供給され、他方のエアシリンダ室15内の空気がチューブ17から切換弁19を介して大気中に排出されることにより、ピストン12が図1の上方に向けて移動し、ロッド13が推進する。切換弁19が図2に示す位置(後退位置)に設定されると、圧力源18から送り出された空気はチューブ17を介してエアシリンダ室15に供給され、エアシリンダ室14内の空気がチューブ16から切換弁19を介して大気中に排出されることにより、ピストン12が図1の下方に向けて移動し、ロッド13が後退する。エアシリンダ10が推進又は後退するときの推力は圧力源18の能力が影響する。駆動装置1において、圧力源18には、駆動装置に要求される推力及び推進速度を超える推力及び推進速度をエアシリンダ装置5が出力できるような能力が求められる。
According to the
第2アクチュエータは電気モータ装置7である。電気モータ装置7は、電気モータ20を有する。電気モータ20は基部4に固定されている。電気モータ20は、回転角度、回転速度を制御できるモータであればよい。また、電気モータ20は、直流モータ又は交流モータのいずれであってもよいし、あらゆる型式のモータ(例えば、ステッピングモータなど)が利用可能である。超音波モータも利用可能である。電気モータ20は、減速機を備えていてもよい。電気モータ装置7は、電気モータ20の回転角度及び回転速度を検出する検出部(図示せず)を備えていてもよい。検出部には、例えば、エンコーダが利用できる。ただし、検出部は必須でなく、例えばステッピングモータを採用する場合は不要である。そして、電気モータ20は、制御部3の電気モータ制御部8に接続されており、電気モータ制御部8の制御に基づいて回転角度と回転速度が制御される。第2アクチュエータは、1自由度運動を生成し、位置速度制御(回転角度・回転速度制御)が、駆動装置に要求される水準を満たすものであればよい。実施例のように回転運動を生成する電気モータの代わりに、直線運動を生成するモータと直線運動を回転運動に変換する機構(例えば、ラック・アンド・ピニオンなど)との組合せを用いてもよい。
The second actuator is an electric motor device 7. The electric motor device 7 has an
電気モータ装置7は、電気モータ回転軸の回転運動を直線運動に変換する変換機構(変換部)21に連結されている。実施例において、変換機構21は、電気モータ回転軸にこれと同軸に固定されたウォーム22を有する。本実施例において、電気モータ回転軸とウォーム22は、エアシリンダ10のロッド13と平行に配置されている。変換機構21はまた、基部4に回転可能に支持された回転軸23と、回転軸23に固定されると共にウォーム22にかみ合ったウォームホイール24と、回転軸23に固定され、ウォームホイール24と一体となって運動するピニオン(歯車)25を有する。変換機構21はさらに、エアシリンダ10のロッド13と平行に配置されると共に一端が作用部27に固定されたラック26を備えており、このラック26にピニオン25がかみ合っている。したがって、電気モータ20の回転は、ウォーム22、ウォームホイール24、及びピニオン25に伝達され、さらにピニオン25の回転がラック26を介して作用部27の直線運動に変換される。
The electric motor device 7 is connected to a conversion mechanism (converter) 21 that converts the rotational motion of the electric motor rotation shaft into linear motion. In the embodiment, the
この電気モータ装置7と変換機構21によれば、電気モータ20は駆動電源(図示せず)に接続されて該駆動電源から電力が供給されている状態で、電気モータ制御部8から出力される制御信号に基づいて、非回転状態、正転状態(推進状態)、逆転状態(後退状態)の3つの状態のいずれかをとることができる。非回転状態において、電気モータ20はウォーム22の回転を拘束して非回転状態に維持する。正転状態又は逆転状態において、ウォーム22の回転はラック26の直線運動に変換され、作用部27に推進方向又は後退方向の運動をさせる。
According to the electric motor device 7 and the
なお、ラック26の移動速度は、電気モータ20と変換機構21に影響されるが、駆動装置1が設置される環境において作用部27に要求される速度を超える値に設定可能であることが好ましく、そのような条件を満足できる電気モータ20と変換機構21が選択される。
The moving speed of the
変換機構21を構成するウォーム機構(ウォーム22とウォームホイール24の組み合わせ)、特にウォーム機構のセルフロック機能について説明する。ねじと同様の特性を有する機構の一つであるウォーム機構は、セルフロック機能の点から分類すれば、セルフロック機能の有るウォーム機構とセルフロック機能の無いウォーム機構に分けることができる。セルフロック機能は、ウォーム機構についていえば、ウォームホイールに外部から回転力(ウォームホイール回転軸周りの回転力)がかかり、ウォームホイールがウォームを回転させようとしても、ウォームとウォームホイールの接触面に発生する摩擦力が、回転力の大小に拘わらず、両者の相対的回転を禁止する機能である。そして、実施例に係る駆動装置1において、ウォーム機構はセルフロック機能の有るウォーム機構又はセルフロック機能の無いウォーム機構のいずれであってもよい。
The worm mechanism (combination of the
なお、第1アクチュエータから作用部27(第1作用部)に運動を伝達する機構、また、第2アクチュエータから変換機構(変換部)に運動を伝達する機構、さらに、変換機構(変換部)から作用部27(第2作用部)に運動を伝達する機構は、図1に示す構成に限るものでなく、例えばセルフロック機能の無い各種の伝達機構が利用できる。 A mechanism for transmitting motion from the first actuator to the action portion 27 (first action portion), a mechanism for transferring motion from the second actuator to the conversion mechanism (conversion portion), and a conversion mechanism (conversion portion). The mechanism for transmitting motion to the action part 27 (second action part) is not limited to the configuration shown in FIG. 1, and for example, various transmission mechanisms having no self-lock function can be used.
以下、複数の動作条件における駆動装置1の動作を説明する。
Hereinafter, the operation of the
動作条件1(図3(a)参照):
(1)作用部27には、図3(a)の上から下に向けて外力W(例えば、駆動装置が取り扱う対象物の荷重)が作用する。エアシリンダ10の推力Fは図3(a)の下から上に向けて作用する。
(2)作用部27を図3の下から上に移動する。
(3)外力Wは、エアシリンダ10の推力Fよりも小さい(W<F)。
Operating condition 1 (see FIG. 3A):
(1) An external force W (for example, a load of an object handled by the drive device) acts on the acting
(2) The
(3) The external force W is smaller than the thrust F of the air cylinder 10 (W <F).
この場合、エアシリンダ制御部6は、切換弁19を図1に示す位置に設定してエアシリンダ10に一定の圧力の空気を供給し、ロッド13を推進可能な状態に設定する。ただし、この時点で、電気モータ20は非回転状態に設定されており、ウォームホイール24の回転を禁止して作用部27の推進を禁止している。上述のように推力Fが外力Wよりも大きい。そのため、セルフロック機能の無いウォーム機構の場合、電気モータ制御部8は推力Fと外力Wの合力T(=F−W)の作用方向(図3(a)の下から上に向かう方向)とは逆方向に規制力Qが発生するように、電気モータ20にトルクを発生させ、ウォームホイール24の回転を禁止している。他方、セルフロック機能の有るウォーム機構の場合、ウォーム機構のセルフロック機能によりウォームホイール24の回転を禁止しているので、電気モータ20はトルクを発生する必要がない。
In this case, the air cylinder control unit 6 sets the switching
続いて、電気モータ制御部8が電気モータ20を正転状態にする。セルフロック機能の無いウォーム機構の場合、電気モータ制御部8は、推力Fと外力Wの合力T(=F−W)の作用方向(図3(a)の下から上に向かう方向)とは逆の方向にラック26が作用部27に規制力Qを加える状態としながら、電気モータ20の回転速度、回転角度を調整することによって、合力Tの作用方向に作用部27を所定の速度で所定の位置に移動させる。他方、セルフロック機能の有るウォーム機構の場合、ウォーム機構のセルフロック機能を利用して回転を規制し、作用部27に規制力Qを加える状態とするとともに、セルフロック状態を解除する回転力(解除力)を電気モータ20に出力させることによって、合力Tの作用方向に作用部27を所定の速度で所定の位置に移動させる。したがって、セルフロック機能の無いウォーム機構を採用する場合、電気モータ20は合力Tの最大値を超える規制力Qに相当する回転力を出力できることが好ましい。他方、セルフロック機能の有るウォーム機構を採用する場合、電気モータ20は合力Tが最大値となっている時でもウォーム機構のセルフロック状態を解除し得る能力を有することが好ましい。このように、電気モータ20とウォーム機構とによって、作用部の位置や速度が制御されるので、エアシリンダ10には一定の圧力の空気を供給すればよいだけであり、その圧力を制御する必要はない。
Subsequently, the electric motor control unit 8 puts the
動作条件2(図3(b)参照):
(1)作用部27には、図3(b)の上から下に向けて外力Wが作用する。エアシリンダ10の推力Fは図3(b)の下から上に向けて作用する。
(2)作用部27を図3(b)の上から下に移動する。
(3)外力Wは、エアシリンダ10の推力Fよりも大きい(W>F)。
Operating condition 2 (see FIG. 3B):
(1) The external force W acts on the
(2) The
(3) The external force W is larger than the thrust F of the air cylinder 10 (W> F).
この場合、推力Fと外力Wの合力T(=W−F)は図3(b)の上から下に向かう方向に作用する。したがって、セルフロック機能の無いウォーム機構の場合、電気モータ制御部8は、電気モータ20を駆動し、合力Tの作用方向とは逆の方向(図3(b)の下から上に向かう方向)の規制力Qを作用部27に加える状態としながら、電気モータ20の回転速度、回転角度を調整することによって、合力Tの作用方向に作用部27を所定の速度で所定の位置に移動させる。他方、セルフロック機能の有るウォーム機構の場合、ウォーム機構のセルフロック機能を利用して回転を規制し、作用部27に規制力Qを加える状態とするとともに、セルフロック状態を解除する回転力(解除力)を電気モータ20で出力することによって、合力Tの作用方向に作用部27を所定の速度で所定の位置に移動させる。
In this case, the resultant force T (= WF) of the thrust F and the external force W acts in the direction from the top to the bottom of FIG. Therefore, in the case of a worm mechanism without a self-locking function, the electric motor control unit 8 drives the
動作条件3(図3(c)参照):
(1)作用部27には、図3(c)の下から上に向けて外力Wが作用する。エアシリンダ10の推力Fは図3(c)の上から下に向けて作用する。
(2)作用部27を図3(c)の上から下に移動する。
(3)外力Wは、エアシリンダ10の推力Fよりも小さい(W<F)。
Operating condition 3 (see FIG. 3C):
(1) The external force W acts on the
(2) The
(3) The external force W is smaller than the thrust F of the air cylinder 10 (W <F).
この場合、推力Fと外力Wの合力T(=F−W)は図3(c)の上から下に向かう方向に作用する。したがって、セルフロック機能の無いウォーム機構の場合、電気モータ制御部8は、電気モータ20を駆動し、合力Tの作用方向とは逆の方向(図3(c)の下から上に向かう方向)の規制力Qをラック26が作用部27に加える状態としながら、電気モータ20の回転速度、回転角度を調整することによって作用部27の動きを規制しつつ、合力Tの作用方向に作用部27を所定の速度で所定の位置に移動させる。他方、セルフロック機能の有るウォーム機構の場合、ウォーム機構のセルフロック機能を利用して回転を規制し、作用部27に規制力Qを加える状態とするとともに、セルフロック状態を解除する回転力(解除力)を電気モータ20で出力することによって、合力Tの作用方向に作用部27を所定の速度で所定の位置に移動させる。
In this case, the resultant force T (= F−W) of the thrust F and the external force W acts in a direction from the top to the bottom of FIG. Therefore, in the case of a worm mechanism without a self-locking function, the electric motor control unit 8 drives the
動作条件4(図3(d)参照):
(1)作用部27には、図3(d)の下から上に向けて外力Wが作用する。エアシリンダ10の推力Fは図3(d)の上から下に向けて作用する。
(2)作用部27を図3(d)の下から上に移動する。
(3)外力Wは、エアシリンダ10の推力Fよりも大きい(W>F)。
Operating condition 4 (see FIG. 3D):
(1) The external force W acts on the
(2) The
(3) The external force W is larger than the thrust F of the air cylinder 10 (W> F).
この場合、推力Fと外力Wの合力T(=W−F)は図3(d)の下から上に向かう方向に作用する。したがって、セルフロック機能の無いウォーム機構の場合、電気モータ制御部8は、電気モータ20を駆動し、合力Tの作用方向とは逆の方向(図3(d)の上から下に向かう方向)の規制力Qをラック26が作用部27に加える状態としながら、電気モータ20の回転速度、回転角度を調整することによって、作用部27の動きを規制しつつ、合力Tの作用方向に作用部27を所定の速度で所定の位置に移動させる。他方、セルフロック機能の有るウォーム機構の場合、ウォーム機構のセルフロック機能を利用して回転を規制し、作用部27に規制力Qを加える状態とするとともに、セルフロック状態を解除する回転力(解除力)を電気モータ20で出力することによって、合力Tの作用方向に作用部27を所定の速度で所定の位置に移動させる。
In this case, the resultant force T (= W−F) of the thrust F and the external force W acts in the direction from the bottom to the top of FIG. Therefore, in the case of a worm mechanism without a self-locking function, the electric motor control unit 8 drives the
動作条件5(図3(e)参照):
(1)作用部27には、図3(e)の下から上に向けて外力Wが作用する。エアシリンダ10の推力Fは図3(e)の下から上に向けて作用する。
(2)作用部27を図3(e)の下から上に移動する。
(3)外力Wとエアシリンダ10の推力Fは同じ方向である。
Operating condition 5 (see FIG. 3 (e)):
(1) The external force W acts on the
(2) The
(3) The external force W and the thrust F of the
この場合、推力Fと外力Wの合力T(=W+F)は図3(e)の下から上に向かう方向に作用する。したがって、セルフロック機能の無いウォーム機構の場合、電気モータ制御部8は、電気モータ20を駆動し、合力Tの作用方向とは逆の方向(図3(e)の上から下に向かう方向)の規制力Qをラック26が作用部27に加える状態としながら、電気モータ20の回転速度、回転角度を調整することによって、作用部27の動きを規制しつつ、合力Tの作用方向に作用部27を所定の速度で所定の位置に移動させる。他方、セルフロック機能の有るウォーム機構の場合、ウォーム機構のセルフロック機能を利用して回転を規制し、作用部27に規制力Qを加える状態とするとともに、セルフロック状態を解除する回転力(解除力)を電気モータ20で出力することによって、合力Tの作用方向に作用部27を所定の速度で所定の位置に移動させる。
In this case, the resultant force T (= W + F) of the thrust F and the external force W acts in the direction from the bottom to the top of FIG. Therefore, in the case of a worm mechanism without a self-locking function, the electric motor control unit 8 drives the
動作条件6(図3(f)参照):
(1)作用部27には、図3(f)の上から下に向けて外力Wが作用する。エアシリンダ10の推力Fは図3(f)の上から下に向けて作用する。
(2)作用部27を図3(f)の上から下に移動する。
(3)外力Wとエアシリンダ10の推力Fは同じ方向である。
Operating condition 6 (see FIG. 3 (f)):
(1) The external force W acts on the
(2) The
(3) The external force W and the thrust F of the
この場合、推力Fと外力Wの合力T(=W+F)は図3(f)の上から下に向かう方向に作用する。したがって、セルフロック機能の無いウォーム機構の場合、電気モータ制御部8は、電気モータ20を駆動し、合力Tの作用方向とは逆の方向(図3(f)の下から上に向かう方向)の規制力Qをラック26が作用部27に加える状態としながら、電気モータ20の回転速度、回転角度を調整することによって、作用部27の動きを規制しつつ、合力Tの作用方向に作用部27を所定の速度で所定の位置に移動させる。他方、セルフロック機能の有るウォーム機構の場合、ウォーム機構のセルフロック機能を利用して回転を規制し、作用部27に規制力Qを加える状態とするとともに、セルフロック状態を解除する回転力(解除力)を電気モータ20で出力することによって、合力Tの作用方向に作用部27を所定の速度で所定の位置に移動させる。
In this case, the resultant force T (= W + F) of the thrust F and the external force W acts in a direction from the top to the bottom in FIG. Therefore, in the case of a worm mechanism without a self-locking function, the electric motor control unit 8 drives the
《実施例2》
図4は、本発明の実施例2に係る駆動装置1Bを産業用ロボットなどに用いるスライド式グリッパに適用した例を示す。図示するように、グリッパ30は、中空箱形の筐体31を有する。筐体31は、図4(a)、(b)の下側に表れた側壁32に2つの長孔の開口部33が形成されており、これら開口部33を介して筐体31の内部から外部に突出する2つの指部34、35を収容している。そして、筐体31の内部に位置する指部34の基端がラック43に連結されている。指部35はピニオン49を介して、指部34と同期して動くようになっている。
Example 2
FIG. 4 shows an example in which the
駆動装置1Bは、エアシリンダ装置40を有する。エアシリンダ装置40は、筐体31に固定されたエアシリンダ41を有する。そして、エアシリンダ41のロッド42がラック43を介して一方の指部34に連結されている。なお、図示しないが、エアシリンダ装置40は、実施例1と同様の構成を有し、圧力源に切換弁とチューブを介して接続されており、エアシリンダ制御部から出力される信号に基づいて、ロッド42が進退するようにしてある。駆動装置1Bは、実施例1と同様の電気モータ装置44と変換機構39を有する。電気モータ装置44と変換機構39において、電気モータ45は筐体31に固定されており、電気モータ45の回転軸にはウォーム46が同軸に固定されている。ウォーム46はウォームホイール47にかみ合っている。ウォーム46とウォームホイール47で構成されるウォーム機構は、セルフロック機能の有るウォーム機構又はセルフロック機能の無いウォーム機構のいずれであってもよい。ウォームホイール47は、筐体31に回転自在に支持された回転軸48に固定されている。ピニオン49も回転軸48に固定されており、ウォームホイール47とピニオン49は一体となって回転する。ロッド42とラック43が一体化されている。指部35はラック50、ピニオン49、ラック43を介して指部34と同期して動くようになっている。ラック43、50は、図4(b)の左右方向への直線運動が可能となるように、図示しないガイド部材を介して筐体31に支持されている。そして、実施例1と同様に、電気モータ45は電気モータ制御部に接続されており、電気モータ制御部から出力される信号に基づいて電気モータ45が正逆回転し、指部34、35が互いに接近する方向と互いに離反する方向に移動可能としてある。
The
エアシリンダ装置40は、ロッド42、ラック43を介して指部34(作用部)に、また、ロッド42、ラック43、ピニオン49、ラック50を介して指部35(作用部)に推力Fを加えることができる。電気モータ45は、ウォーム46、ウォームホイール47、回転軸48、ピニオン49、ラック43、50を介して、指部34、35(作用部)に規制力Qを加えることができる。このように構成された駆動装置1Bによれば、図4(a)と図4(b)に示す状態からグリッパ30の指部34、35を外力Wに対抗しながら互いに接近させる場合、エアシリンダ制御部は、切換弁を駆動してエアシリンダ41に圧縮空気を供給し、ロッド42を引き込む方向に、外力Wよりも大きな推力Fを加える。そして、セルフロック機能の無いウォーム機構の場合、電気モータ制御部は、電気モータ45を駆動し、推力Fと外力Wの合力Tの作用方向と逆の方向に作用する規制力Qが指部34、35に加えられた状態としながら、指部34、35の移動速度を調整する。他方、セルフロック機能の有るウォーム機構の場合、ウォーム機構のセルフロック機能を利用して回転を規制し、作用部34、35に規制力Qを加える状態とするとともに、セルフロック状態を解除する回転力(解除力)を電気モータ45で出力することによって、合力Tの作用方向に指部34、35を所定の速度で所定の位置に移動させる。したがって、セルフロック機能の無いウォーム機構を採用する場合、電気モータ45は合力Tの最大値を超える規制力Qに相当する回転力を出力できることが好ましい。他方、セルフロック機能の有るウォーム機構を採用する場合、合力Tが最大値となっている時でも電気モータ45はウォーム機構のセルフロック状態を解除し得る能力を有することが好ましい。
The
なお、本実施例では、エアシリンダ41からの推力は、ロッド42、ラック43を介して、作用部の1つである指部34に伝達される。また、ウォームホイールからの力は回転軸48、ピニオン49、ラック43を介して、作用部の1つである指部34に伝達される。すなわち、実施例1のロッド13の一部とラック26が一体化したものが、本実施例のラック43となっていると考えればよい。この場合、力の作用を考える際にはラック43のうちピニオン49とラック43のかみあい位置よりも指部34側の部分とエアシリンダ41側の部分とに分けて考えて、ラック43のうち指部34側の部分と指部34を合わせたものを広義の作用部と考えてもよい。その場合、ラック43のうちピニオン49とラック43のかみあい位置を境界として考えて、広義の作用部(ラック43のうち指部34側の部分と指部34を合わせたもの)にかかる推力、外力、合力、規制力を考えればよい。
In the present embodiment, the thrust from the
《実施例3》
図5は、実施例1のラックとピニオンの機構をワイヤ機構に置換した駆動装置1Cを示す。具体的に、図5(d)に示すように、電気モータ装置107と変換機構106では、電気モータ120の回転軸にウォーム151が同軸上に連結されている。ウォーム151の近傍には、回転軸(巻き取り部)152が回転可能に基部4(図1参照)に支持されている。また、回転軸152にはウォームホイール153が固定されており、ウォームホイール153がウォーム151とかみ合っている。さらに、線部材であるワイヤ154が回転軸152に連結されて巻回されている。そして、図5(a)、(b)、(c)に示すように、作用部130は、エアシリンダ作用部(第1作用部)と電気モータ作用部(第2作用部)を一体的に連結して構成されている。
Example 3
FIG. 5 shows a
このように構成された駆動装置1Cにおいて、図5(a)に示す形態1では、ワイヤ154の一端が回転軸152に固定されており、ワイヤ154の他端が複数のガイド部155を介して作用部130に連結されており、作用部130の下方への動き(速度と位置)を電気モータ120が制御するようにしてある。また、図5(b)に示す形態2では、ワイヤ154の他端が作用部130に直接連結されており、作用部130の上方への動き(速度と位置)を電気モータ120が制御するようにしてある。さらに、図5(c)に示す形態3では、ワイヤ154は回転軸152に巻回されており、ワイヤ154の一端が複数のガイド部155を介して作用部130の上部に連結され、ワイヤ154の他端が作用部130の下部に連結されており、電気モータ120は、上方又は下方に移動しようとする作用部130に規制力を加えてその速度と位置を制御するようにしてある。
In the
このように構成された本実施例3の駆動装置1Cにおいて、ウォーム151とウォームホイール153からなるウォーム機構がセルフロック機能の無いウォーム機構の場合、電気モータ制御部によって回転を規制することによって、エアシリンダ装置110から一定の推力が加えられた作用部130の速度と位置を電気モータ装置107と変換機構106で正確に制御しながら対象物を移動させることができる。他方、ウォーム機構がセルフロック機能を有する場合、ウォーム機構のセルフロック機能を利用して回転を規制しつつ、電気モータ120の回転速度、回転角度を調整することによって、作用部130を所定の速度で所定の位置に移動させる。
In the
《実施例4》
図6は、ウォーム機構を用いた上述の駆動装置1Cを、一対の指部162の駆動機構に適用した具体的形態を示す。なお、図示する形態において、指部162は上述の実施例3における作用部130に相当し、図示しないが、指部162にエアシリンダが連結されている。また、図示しないが、両指部162はラック・アンド・ピニオン等の機械的構成によって連結されている。そして、図6(a)は駆動装置を用いて指部162の開く速度とその位置を制御する形態を示し、図6(b)は駆動装置を用いて指部162の閉じる速度とその位置を制御する形態を示し、図6(c)は駆動装置を用いて指部162の閉じる速度と開く速度及びそれらの位置の両方を制御する形態を示す。図6(c)の2本のワイヤは図5(c)の作用部130に連結された2本のワイヤに相当するものである。
Example 4
FIG. 6 shows a specific form in which the above-described
《実施例5》
図7は、本発明の実施例5に係る駆動装置1Dを示す。第1アクチュエータは直線運動し、第2アクチュエータは回転運動し、作用部(第1作用部と第2作用部とを一体化している)は回転運動をする例である。駆動装置1Dは、筐体201を有する。筐体201はエアシリンダ装置202を支持している。エアシリンダ装置202は、筐体201に固定されたエアシリンダ203を有する。そして、エアシリンダ203のロッド204がラック205とピニオン206を介して作用部である回転軸207に連結されている。なお、図示しないが、エアシリンダ203は、実施例1と同様の構成を有し、圧力源に切換弁とチューブを介して接続されており、エアシリンダ制御部から出力される信号に基づいて、ロッド204が進退するようにしてある。駆動装置1Dは、実施例1と同様の電気モータ装置208と変換機構209を有する。電気モータ装置208と変換機構209において、電気モータ210は筐体201に固定されており、電気モータ210の回転軸にはウォーム211が同軸に固定されている。ウォーム211はウォームホイール212にかみ合っている。ウォーム211とウォームホイール212で構成されるウォーム機構は、セルフロック機能の有るウォーム機構又はセルフロック機能の無いウォーム機構のいずれであってもよい。ウォームホイール212は、筐体201に回転自在に支持された回転軸207に固定されている。ピニオン206も回転軸207に固定されており、ウォームホイール212とピニオン206は一体となって回転する。そして、実施例1と同様に、電気モータ210は電気モータ制御部に接続されており、電気モータ制御部から出力される信号に基づいて電気モータ210が正逆回転し、回転軸207が回転する。
Example 5
FIG. 7 shows a driving
エアシリンダ装置202は、ロッド204、ラック205、ピニオン206を介して回転軸207(作用部)に推力(トルクFt)を加えることができる。電気モータ210は、ウォーム211、ウォームホイール212を介して、回転軸207(作用部)に規制力(トルクQt)を加えることができる。このように構成された駆動装置1Dによれば、図7(a)と図7(b)に示す状態から回転軸207を外力(トルクWt)に対抗しながら反時計回りに回転させる場合、エアシリンダ駆動部は、切換弁を駆動してエアシリンダ203に圧縮空気を供給し、ロッド204を引き込む方向に力を発揮し、回転軸207に外力(トルクWt)よりも大きな推力(トルクFt)を加える。そして、セルフロック機能の無いウォーム機構の場合、電気モータ制御部は、電気モータ210を駆動し、推力(トルクFt)と外力(トルクWt)の合力(トルクTt)の作用方向(回転方向。この例では回転軸207を反時計回りに回転させる方向)と逆の方向に作用する規制力(トルクQt)が回転軸207に加えられた状態としながら、回転軸207の回転速度を調整する。他方、セルフロック機能の有るウォーム機構の場合、ウォーム機構のセルフロック機能を利用して回転を規制し、回転軸207(作用部)に規制力(トルクQt)を加える状態とするとともに、セルフロック状態を解除する回転力(解除力)を電気モータ210で出力することによって、合力(トルクTt)の作用方向に回転軸207を所定の回転速度で所定の角度位置に回転させる。したがって、セルフロック機能の無いウォーム機構を採用する場合、電気モータ210は合力(トルクTt)の最大値を超える規制力に相当する回転力を出力できることが好ましい。他方、セルフロック機能の有るウォーム機構を採用する場合、合力(トルクTt)が最大値となっている時でも電気モータ210はウォーム機構のセルフロック状態を解除し得る能力を有することが好ましい。
The
《実施例6》
図8は、本発明の実施例6に係る駆動装置1Eを示す。本実施例は第1アクチュエータと第2アクチュエータが回転運動をし、作用部(第1作用部と第2作用部とが一体化されている)が回転運動する例を示す。図示するように、駆動装置1Eは、基部9に固定された2つのアクチュエータ−第1アクチュエータである空気圧モータ51と第2アクチュエータである電気モータ52−を有する。空気圧モータ51の回転軸(作用部)53にはウォームホイール54が取り付けてある。一方、電気モータ52の回転軸55にはウォーム56が取り付けてある。そして、空気圧モータ51と電気モータ52は、空気圧モータ51に連結されたウォームホイール54と電気モータ52に連結されたウォーム56とがかみ合うように基部9に固定されている。図示する実施例では略L形の基部9を採用しているが、その形状は自由に選択できる。また、空気圧モータ51と電気モータ52の配置も限定的ではなく、ウォーム56とウォームホイール54が適正にかみ合うことができればよい。なお、ウォーム56とウォームホイール54で構成されるウォーム機構は、セルフロック機能の有るウォーム機構又はセルフロック機能の無いウォーム機構のいずれであってもよい。また、空気圧モータ51は、切換弁57を介して圧力源(圧縮空気供給源)58に接続されており、空気圧モータ制御部59から出力される信号に基づいて切換弁57を制御することで、空気圧モータ51の回転を制御するようにしてある。他方、電気モータ52は電気モータ制御部60に接続されており、電気モータ制御部60から出力される信号に基づいて電気モータ52の回転を制御するようにしてある。
Example 6
FIG. 8 shows a
以上の構成からなる駆動装置1Eにおいて、図8に示すように、外力(トルクWt)は、空気圧モータ51の回転軸53に該回転軸53を中心とする円周方向に作用する。この場合、空気圧モータ制御部59は、例えば、回転軸53に外力(トルクWt)の作用方向とは逆の方向に一定の推力(トルクFt)を与える。この推力(トルクFt)は外力(トルクWt)よりも大きい。したがって、セルフロック機能の無いウォーム機構の場合、電気モータ制御部60は、電気モータ52を駆動し、ウォーム56、ウォームホイール54を介して、回転軸53に、推力(トルクFt)と外力(トルクWt)の合力(トルクTt)(=Ft−Wt)の作用方向とは逆の方向に規制力(トルクQt)を加えながら、電気モータ52の回転速度、回転角度を調整することによって、回転軸53を所定の回転速度で所定の角度位置に回転させる。また、セルフロック機能の有るウォーム機構の場合、ウォーム機構のセルフロック機能を利用して回転を規制しつつ、電気モータ52の回転速度、回転角度を調整することによって、回転軸53を所定の回転速度で所定の角度位置に回転させる。したがって、セルフロック機能の無いウォーム機構を採用する場合、電気モータ52は合力(トルク)の最大値を超える規制力(トルク)に相当する回転力を発揮し得ることが好ましい。他方、セルフロック機能の有るウォーム機構を採用する場合、電気モータ52はウォーム機構のセルフロック状態を解除し得る能力を有することが好ましい。
In the
実施例6の駆動装置1Eにおいて、回転軸53とそれに取り付けるウォームホイール54の連結部には、図9に示す機構を設けてもよい。この機構は、回転軸53の外周面に形成された周方向の溝61と、ウォームホイール54の内周面に形成された突起62を有する。また、回転軸53の外周面には、ウォームホイール54を回転軸53に装着する際に突起62を溝61まで案内するための案内溝(縦溝)63が形成されている。したがって、ウォームホイール54は、突起62を案内溝63に沿って移動させながら溝61に落とし込むことで回転軸53に装着される。その後、ウォームホイール54は、図示しない固定部材によって回転軸53に沿った方向の移動が規制された状態で回転軸53に取り付けられる。
In the
このような構成によれば、回転軸53に外力(トルクWt)が作用している状態で空気圧モータ51を駆動すると、突起62が溝61に沿って自由に移動できる範囲で回転軸53が回転する。回転軸53が所定角度回転すると、突起62が溝61の周方向端面に当たり、回転軸53の回転が規制される。その後は、上述のように、電気モータ52から回転規制力を受けながら、回転軸53は所定の回転速度で所定の角度位置に回転する。回転動作が終了すると、空気圧モータ51を逆回転させる。このとき、回転軸53はウォーム機構を通じて規制力(トルク)を受けることがなく、素早く逆回転する。
According to such a configuration, when the
上述した実施例6の駆動装置1Eは、図10に示すように、実施例2のようなグリッパに適用できる。この場合、回転軸53にピニオン64が固定され、回転軸53の回転運動に基づいて指部34、35が接近・離間する。
The
《実施例7》
図11は、本発明の実施例7に係る駆動装置1Fを示す。第1アクチュエータと第2アクチュエータは回転運動を生成し、作用部(第1作用部と第2作用部とが一体化されている)は直線運動をする例である。駆動装置1Fは、基部301を有する。基部301は空気圧モータ装置302を支持している。空気圧モータ装置302は、基部301に固定された空気圧モータ303を有する。そして、空気圧モータ303の回転軸304にピニオン305が固定されており、ピニオン305はラック306とかみあっている。なお、図示しないが、空気圧モータ303は、圧力源に切換弁とチューブを介して接続されており、エアシリンダ制御部から出力される信号に基づいて、回転軸304が回転するようにしてある。また、ラック306は、図の左右方向に移動可能に図示しないガイドで支持されている。駆動装置1Fは、実施例1と同様の電気モータ装置307と変換機構308を有する。電気モータ装置307と変換機構308において、電気モータ309の回転軸にはウォーム310が同軸に固定されている。ウォーム310はウォームホイール311にかみ合っている。ウォーム310とウォームホイール311で構成されるウォーム機構は、セルフロック機能の有るウォーム機構又はセルフロック機能の無いウォーム機構のいずれであってもよい。ウォームホイール311は、基部301に回転自在に支持された回転軸312に固定されている。ピニオン313も回転軸312に固定されており、ウォームホイール311とピニオン313は一体となって回転する。電気モータ309は、ピニオン313を介して作用部であるラック306に連結されている。そして、実施例1と同様に、電気モータ309は電気モータ制御部に接続されており、電気モータ制御部から出力される信号に基づいて電気モータ309が正逆回転し、回転軸312が回転する。
Example 7
FIG. 11 shows a
空気圧モータ装置302は、回転軸304、ピニオン305を介してラック306(作用部)に推力Fを加えることができる。電気モータ309は、ウォーム310、ウォームホイール311、回転軸312、ピニオン313を介して、ラック306(作用部)に規制力Qを加えることができる。このように構成された駆動装置1Fによれば、図11(a)と図11(b)に示す状態からラック306を外力Wに対抗して左方向に移動させる場合、空気圧モータ駆動部は、切換弁を駆動して空気圧モータ303に空気を供給し、回転軸304が反時計周りに回転する方向に回転力を発生し、ラック306に推力Fを加える。そして、セルフロック機能の無いウォーム機構の場合、電気モータ制御部は、電気モータ309を駆動し、推力Fと外力Wの合力Tの作用方向と逆の方向に作用する規制力Qがラック306に加えられた状態としながら、ラック306の移動速度を調整する。他方、セルフロック機能の有るウォーム機構の場合、ウォーム機構のセルフロック機能を利用して回転を規制し、ラック306に規制力Qを加える状態とするとともに、セルフロック状態を解除する回転力を電気モータ309で出力することによって、合力Tの作用方向にラック306を所定の速度で所定の位置に移動させる。したがって、セルフロック機能の無いウォーム機構を採用する場合、電気モータ309は合力Tの最大値を超える規制力に相当する回転力(解除力)を出力できることが好ましい。他方、セルフロック機能の有るウォーム機構を採用する場合、合力Tが最大値となっている時でも電気モータ309はウォーム機構のセルフロック状態を解除し得る能力を有することが好ましい。
The
《実施例8》
図12は、本発明の実施例8に係る駆動装置1Gを示す。図に示すように、駆動装置1Gは、駆動部102と制御部103を有する。駆動部102は、特性が異なる2つのアクチュエータ−第1アクチュエータと第2アクチュエータ−を有する。
Example 8
FIG. 12 shows a drive unit 1G according to Example 8 of the present invention. As shown in the figure, the drive device 1G includes a
第1アクチュエータはエアシリンダ装置105である。エアシリンダ装置105は、エアシリンダ110を有する。エアシリンダ110は、ロボットアームなどの基部104に固定される。また、実施例は複動式エアシリンダを例にとって説明するが、単動式エアシリンダも本発明に適用可能である。
The first actuator is an
エアシリンダ110は、中空円筒のハウジング111と、ハウジング111の中心軸に沿って往復直線移動可能にハウジング111の内部に配置されたピストン112と、ハウジング111の一方の端壁(図12の上部に示す壁)を貫通して進退自在に配置され、ピストン112と共に中心軸方向に往復移動するロッド113を備えている。ピストン112で区画されたハウジング内の2つのエアシリンダ室114、115は、チューブ116、117を介して、切換弁119に接続されており、切換弁119は圧力源(圧縮空気供給源)118に接続されている。そして、切換弁119が、制御部103のエアシリンダ制御部141に接続されている。
The
第2アクチュエータは電気モータ装置107である。電気モータ装置107は、電気モータ120を有する。電気モータ120は、回転角度、回転速度を制御できるモータであればよい。また、電気モータ120は、直流モータ又は交流モータのいずれであってもよいし、あらゆる型式のモータ(例えば、ステッピングモータなど)が利用可能である。超音波モータも利用可能である。電気モータ120は、減速機を備えていてもよい。電気モータ装置107はまた、電気モータ120の回転速度及び回転角度を検出する検出部(図示せず)を備えていてもよい。検出部には、例えば、エンコーダが利用できる。ただし、検出部は必須でなく、例えばステッピングモータを採用する場合は不要である。そして、電気モータ120は、制御部103の電気モータ制御部142に接続されており、電気モータ制御部142の出力に基づいて回転角度と回転速度が制御される。第2アクチュエータは1自由度動作を生成するものであればよい。実施例のように回転運動を生成する電気モータの代わりに、直線運動を生成するモータと直線運動を回転運動に変換する機構(例えば、ラック・アンド・ピニオンなど)との組合せを用いてもよい。第2アクチュエータは、位置速度制御(回転角度・回転速度制御)が、駆動装置に要求される水準を満たすものであればよい。
The second actuator is an
電気モータ装置107は、電気モータ回転軸の回転を直線運動に変換する変換機構(変換部)122に連結されている。実施例において、変換機構122は、電気モータ回転軸上に配置され該電気モータ回転軸に駆動連結された雄ねじ(ねじ軸)123と、基部104に固定されており、ねじ軸123が挿通された雌ねじ125を有する。また、基部104に固定されており、電気モータ回転軸をロッド113と平行な方向(図の上下方向)に向けた状態で基部104に対して電気モータ120を同方向に移動可能に支持するリニアガイド124を有する。
The
この電気モータ装置107と変換機構122によれば、電気モータ120は駆動電源(図示せず)に接続されて該駆動電源から電力が供給されている状態で、電気モータ制御部142から出力される制御信号に基づいて、非回転状態、正転状態(推進状態)、逆転状態(引込状態)の3つの状態のいずれかをとる。非回転状態において、電気モータ120はそのねじ軸123の回転を拘束して非回転状態に維持する。正転状態又は逆転状態においてねじ軸123が回転すると、基部104に固定された雌ねじ125に対して雄ねじ123と電気モータ120がリニアガイド124に沿って雄ねじ123の中心軸方向(推進方向又は引込方向)に移動する。雄ねじ123等の移動速度は、電気モータ120の回転速度に影響されるが、駆動装置1Gに要求される速度を超える値に設定可能であることが好ましく、そのような条件を満足できる電気モータ120が選択される。
According to the
これらエアシリンダ装置105と電気モータ装置107と変換機構122について、本実施例では、エアシリンダ装置105のロッド113にエアシリンダ作用部(第1作用部)131が固定され、電気モータ装置107と変換機構122の雄ねじ123に電気モータ作用部(第2作用部)132が連結されている。エアシリンダ作用部131はロッド113に固定され、電気モータ作用部132は雄ねじ123に回転可能に連結されている。また、本実施例では、エアシリンダ作用部131と電気モータ作用部132が連結されて一つの作用部130を構成している。
With respect to the
雄ねじ123と雌ねじ125について説明する。本発明において、雄ねじ123と雌ねじ125によって構成されるねじ機構126は、セルフロック機能の無いねじ機構である。したがって、雄ねじ123に軸方向の力が作用したとき、固定雌ねじ125に対して雄ねじ123が回転しないようにする(つまり、雄ねじ123の軸方向の移動を禁止する)ために、電気モータ120が回転力を雄ねじ123に与える必要がある。
The
以上の構成を備えた駆動装置1Gの動作を説明する。図12に示すように、作用部130に図の上から下に向けて外力(例えば、駆動装置が取り扱う対象物の荷重)Wが作用し、この外力Wに対抗して駆動装置1Gが対象物を図の下から上に移動させる場合を考える。
The operation of the driving device 1G having the above configuration will be described. As shown in FIG. 12, an external force (for example, a load of an object handled by the drive device) W acts on the
この場合、エアシリンダ制御部141は、圧力源118からエアシリンダ110に一定圧力の圧縮空気を供給できる状態に設定する。外力Wよりも大きな一定の推力Fがエアシリンダ110から作用部130に作用するように、圧縮空気の圧力が設定されている。
In this case, the air
また、エアシリンダ制御部141は、切換弁119を図に示す位置に設定してエアシリンダ110に一定圧力の圧縮空気を供給し、ロッド113を推進可能な状態に設定する。この時点で、電気モータ120は、非回転状態に設定されている。このとき、電気モータ制御部142によって電気モータ120は、セルフロック機能の無いねじ機構126の雄ねじ123の自由な回転を防止するために回転力を雄ねじ123に加える。その結果、作用部130は、作用部130がエアシリンダ装置105から受ける力(推力)Fと外力Wの合力の作用方向とは逆の方向の力(規制力)Qを電気モータ装置107と変換機構122から受ける。これにより、雄ねじ123の回転を禁止して作用部130の移動を禁止している。
In addition, the air
続いて、電気モータ制御部142が電気モータ120を正転状態に設定する。このとき、電気モータ制御部142によって電気モータ120は、セルフロック機能の無いねじ機構126の雄ねじ123の自由な回転を防止するために回転力を雄ねじ123に加える。その結果、作用部130は、作用部130がエアシリンダ装置105から受ける力(推力)Fと外力Wとの合力の作用方向とは逆の方向の力(規制力)Qを電気モータ装置107と変換機構122から受ける。この状態で、電気モータ制御部142は、検出部121の出力(電気モータの回転速度、回転角度を示す信号)から作用部130の移動速度と位置を検出しながら、作用部130を所定の速度で所定の位置に移動させる。そのため、電気モータ120は、外力Wと推力Fの合力の最大値を越える規制力に相当する回転力を有することが好ましい。
Subsequently, the electric
なお、具体的な説明は省略するが、駆動装置1Gは実施例1で説明した動作条件1〜6に対応する動作が可能である。
Although a specific description is omitted, the driving device 1G can operate corresponding to the
このように、駆動装置1Gによれば、電気モータ制御部142は、外力Wを受けつつ作用部130を上方に移動させようとするエアシリンダ装置105に対し、検出部121の出力(電気モータの回転速度、回転角度を示す信号)から作用部130の移動速度と位置を検出しながら、作用部130を所定の速度で所定の位置に移動させる。したがって、作用部の速度と位置を正確に制御できる。
As described above, according to the driving device 1G, the electric
《実施例9》
図13は、実施例9の駆動装置1Hを示す。これらの実施例9の形態1、2(図13(a)、図13(b))は、エアシリンダ作用部131と電気モータ作用部132を係合可能に分離したものである。図示しないが、基部104(図12参照)が存在する。
Example 9
FIG. 13 illustrates a
具体的に説明すると、図13(a)に示す形態1では、電気モータ作用部132がエアシリンダ作用部131の下方への動き(速度と位置)を制御するように、エアシリンダ作用部131に係合している。例えば、エアシリンダ作用部131に対して、外力Wが図の下から上に向けて作用している。動作時には、エアシリンダ作用部131に、図の上から下に向かう推力Fをエアシリンダ装置110から与える。ここで、推力Fが外力Wよりも大きくなるようにする。この場合、エアシリンダ作用部131は、電気モータ作用部132を介して、図の下から上に向かう規制力Qを受ける。そして、電気モータ120の回転に基づいて、対象物は速度と位置が制御された状態で図の上から下に送られる。
More specifically, in the
図13(b)に示す形態2では、電気モータ作用部132がエアシリンダ作用部131の上方への動き(速度と位置)を制御するように、エアシリンダ作用部131に係合している。例えば、エアシリンダ作用部131に対して、外力Wが図の上から下に向けて作用している。動作時には、エアシリンダ作用部131に、図の下から上に向かう推力Fをエアシリンダ装置110から与える。ここで、推力Fが外力Wよりも大きくなるようにする。この場合、エアシリンダ作用部131は、電気モータ作用部132を介して、図の上から下に向かう規制力Qを受ける。そして、電気モータ120の回転に基づいて、対象物は速度と位置が制御された状態で図の下から上に送られる。
In the second mode shown in FIG. 13B, the electric
本実施例において、雄ねじ123と雌ねじ125によって構成されるねじ機構は、セルフロック機能の無いねじ機構である。上述の実施例8と同様に、電気モータ制御部は、電気モータの回転速度、回転角度を示す信号から電気モータ作用部132の移動速度と位置を検出しながら、電気モータの回転を制御しながら電気モータ作用部132を所定の速度で所定の位置に移動させる。
In this embodiment, the screw mechanism constituted by the
《実施例10》
図14は、実施例10の駆動装置1Iを示す。この駆動装置1Iでは、電気モータ作用部132に電気モータ120が固定されている。図示しないが、電気モータ作用部132は、エアシリンダ作用部131又は基部104(図12参照)に対して、雄ねじ123を中心に回転不能に係合している。
Example 10
FIG. 14 illustrates a driving apparatus 1I according to the tenth embodiment. In the driving device 1I, the
具体的に説明すると、図14(a)に示す形態1は、実施例9の形態1の変形例であり、そこでは、電気モータ作用部132は、エアシリンダ作用部131の下方への動き(速度と位置)を制御するように、エアシリンダ作用部131に係合している。
Specifically,
図14(b)に示す形態2は、実施例9の形態2の変形例であり、そこでは、電気モータ作用部132は、エアシリンダ作用部131の上方への動き(速度と位置)を制御するように、エアシリンダ作用部131の上部に係合している。
図14(c)に示す形態3は、実施例8の変形例であり、そこでは、電気モータ作用部132はエアシリンダ作用部131の上下方向への動き(速度と位置)を制御するように、エアシリンダ作用部131に連結されている。
このように構成された実施例10の駆動装置1Iによれば、実施例8、9の駆動装置と同様に、対象物の速度と位置を正確に制御しながら対象物を移動できる。 According to the drive apparatus 1I of the tenth embodiment configured as described above, the object can be moved while accurately controlling the speed and position of the object, similarly to the drive apparatuses of the eighth and ninth embodiments.
本実施例において、雄ねじ123と雌ねじ125によって構成されるねじ機構は、セルフロック機能の無いねじ機構である。上述の実施例8、9と同様に、電気モータ制御部は、電気モータの回転速度、回転角度を示す信号から電気モータ作用部132の移動速度と位置を検出しながら、電気モータの回転を制御しながら電気モータ作用部132を所定の速度で所定の位置に移動させる。
In this embodiment, the screw mechanism constituted by the
《実施例11》
図15は、実施例11の駆動装置1Jを示す。この駆動装置1Jでは、電気モータ120が基部104(図12参照)に固定されている。雌ねじ125が電気モータ作用部132に固定されている。雄ねじ123は雌ねじ125を介して電気モータ作用部132を貫通している。図示しないが、電気モータ作用部132は、エアシリンダ作用部131又は基部104(図12参照)に対して、雄ねじ123を中心に回転不能に係合している。
Example 11
FIG. 15 shows the
具体的に説明すると、図15(a)に示す形態1では、電気モータ作用部132は、エアシリンダ作用部131の下方への動き(速度と位置)を制御するように、エアシリンダ作用部131に係合している。
More specifically, in the first embodiment shown in FIG. 15A, the electric
図15(b)に示す形態2では、電気モータ作用部132は、エアシリンダ作用部131の上方への動き(速度と位置)を制御するように、エアシリンダ作用部131の上部に係合している。
In
図15(c)に示す形態3では、電気モータ作用部132はエアシリンダ作用部131の上下方向への動き(速度と位置)を制御するように、エアシリンダ作用部131に連結されている。
In
このように構成された実施例11の駆動装置1Jによれば、実施例8〜10の駆動装置と同様に、対象物の速度と位置を正確に制御しながら対象物を移動できる。
According to the
本実施例において、雄ねじ123と雌ねじ125によって構成されるねじ機構は、セルフロック機能の無いねじ機構である。上述の実施例8〜10と同様に、電気モータ制御部は、電気モータの回転速度、回転角度を示す信号から電気モータ作用部132の移動速度と位置を検出しながら、電気モータの回転を制御しながら電気モータ作用部132を所定の速度で所定の位置に移動させる。
In this embodiment, the screw mechanism constituted by the
《実施例12》
図16は、実施例12の駆動装置1Kを示す。この駆動装置1Kでは、電気モータ120がエアシリンダ110と背中合わせ(図の下部)に配置されており、そのために、電気モータ作用部132は略コ字形状に形成されている。図示しないが、電気モータ作用部132は、エアシリンダ作用部131又は基部104(図12参照)に対して、雄ねじ123を中心に回転不能に係合している。
Example 12
FIG. 16 illustrates a
具体的に説明すると、図16(a)に示す形態1は、実施例11の形態1の変形例であり、そこでは、電気モータ作用部132は、エアシリンダ作用部131の下方への動き(速度と位置)を制御するように、エアシリンダ作用部131に係合している。
Specifically,
図16(b)に示す形態2は、実施例11の形態2の変形例であり、そこでは、電気モータ作用部132は、エアシリンダ作用部131の上方への動き(速度と位置)を制御するように、エアシリンダ作用部131の上部に係合している。
The
図16(c)に示す形態3は、実施例11の形態3の変形例であり、そこでは、電気モータ作用部132はエアシリンダ作用部131の上下方向への動き(速度と位置)を制御するように、エアシリンダ作用部131に連結されている。
このように構成された実施例12の駆動装置1Kによれば、実施例8〜11の駆動装置と同様に、対象物の速度と位置を正確に制御しながら対象物を移動できる。
According to the
本実施例において、雄ねじ123と雌ねじ125によって構成されるねじ機構は、セルフロック機能の無いねじ機構である。上述の実施例8〜11と同様に、電気モータ制御部は、電気モータの回転速度、回転角度を示す信号から電気モータ作用部132の移動速度と位置を検出しながら、電気モータの回転を制御しながら電気モータ作用部132を所定の速度で所定の位置に移動させる。
In this embodiment, the screw mechanism constituted by the
《実施例13》
図17は、実施例9の形態1、2(図13(a)、(b))及び実施例8(図12)の形態を、ロボットの先端部161に取り付けられた一対の指部162の駆動機構に適用した形態を示す。具体的に、図17(a)は駆動装置を用いて指部162の閉じる速度とその位置を制御する形態を示し、図17(b)は上述の駆動装置を用いて指部162の開く速度とその位置を制御する形態を示し、図17(c)は駆動装置を用いて指部162の閉じる速度と開く速度とその位置を制御する形態を示す。なお、図示する形態において、指部162は上述の実施例におけるエアシリンダ作用部131に相当し、図示しないが、指部162にエアシリンダが連結されている。また、図示しないが、一対の指部162は、ラック・アンド・ピニオン等の機械的構成によって、一方の指部と他方の指部が同時に逆方向に移動するように構成されている。
Example 13
FIG. 17 shows the configuration of
このように構成された実施例の各形態において、雄ねじ123と雌ねじ125はセルフロックの無いねじ機構を構成している。エアシリンダ装置から一定の推力が加えられた作用部の速度と位置を電気モータ装置で正確に制御しながら、指部162の開閉速度と位置を正確に制御できる。
In each form of the embodiment thus configured, the
実施例8から実施例13では電気モータが雄ねじを回転させ、雄ねじと雌ねじのかみ合いにより第2作用部の運動を制御する例を取り上げているが、雄ねじと雌ねじの関係を反対にして、電気モータが雌ねじを回転させ、雌ねじと雄ねじのかみ合いにより第2作用部の運動を制御することも可能である。 In the eighth to thirteenth embodiments, an example in which the electric motor rotates the male screw and the movement of the second action portion is controlled by the engagement of the male screw and the female screw is taken up. It is also possible to control the movement of the second action part by rotating the female screw and engaging the female screw and the male screw.
1:駆動装置
2:駆動部
3:制御部
4:基部
5:エアシリンダ装置
6:エアシリンダ制御部(第1アクチュエータ制御部)
7:電気モータ装置
8:電気モータ制御部(第2アクチュエータ制御部)
10:エアシリンダ(第1アクチュエータ)
11:ハウジング
12:ピストン
13:ロッド
14、15:エアシリンダ室
16、17:チューブ
18:圧力源
19:切換弁
20:電気モータ(第2アクチュエータ)
21:変換機構
22:ウォーム
23:回転軸
24:ウォームホイール
25:ピニオン
26:ラック
27:作用部
30:グリッパ
31:筐体
32:側壁
33:開口部
34、35:指部
40:エアシリンダ装置
41:エアシリンダ(第1アクチュエータ)
42:ロッド
43:ラック
44:電気モータ装置
45:電気モータ(第2アクチュエータ)
46:ウォーム
47:ウォームホイール
48:回転軸
49:ピニオン
50:ラック
51:空気圧モータ(第1アクチュエータ)
52:電気モータ(第2アクチュエータ)
53:回転軸
54:ウォームホイール
55:回転軸
56:ウォーム
57:切換弁
58:圧力源
59:空気圧モータ制御部(第1アクチュエータ制御部)
60:電気モータ制御部(第2アクチュエータ制御部)
61:溝
62:突起
63:案内溝
1: Drive device 2: Drive unit 3: Control unit 4: Base unit 5: Air cylinder device 6: Air cylinder control unit (first actuator control unit)
7: Electric motor device 8: Electric motor controller (second actuator controller)
10: Air cylinder (first actuator)
11: Housing 12: Piston 13:
21: conversion mechanism 22: worm 23: rotating shaft 24: worm wheel 25: pinion 26: rack 27: action part 30: gripper 31: housing 32: side wall 33: opening 34, 35: finger part 40: air cylinder device 41: Air cylinder (first actuator)
42: Rod 43: Rack 44: Electric motor device 45: Electric motor (second actuator)
46: Worm 47: Worm wheel 48: Rotating shaft 49: Pinion 50: Rack 51: Pneumatic motor (first actuator)
52: Electric motor (second actuator)
53: Rotating shaft 54: Worm wheel 55: Rotating shaft 56: Worm 57: Switching valve 58: Pressure source 59: Pneumatic motor controller (first actuator controller)
60: Electric motor controller (second actuator controller)
61: groove 62: protrusion 63: guide groove
Claims (11)
(b) 上記第1アクチュエータの駆動を制御する第1アクチュエータ制御部と、
(c) 上記第1アクチュエータで生成される1自由度運動に基づいて1自由度運動する第1作用部と、
(d) 1自由度運動を生成する、位置速度制御が可能な第2アクチュエータと、
(e) 上記第2アクチュエータで生成される1自由度運動に基づいて回転運動するウォームと上記ウォームにかみ合うウォームホイールからなるセルフロック機能の無いウォーム機構を含む変換部と、
(f) 上記第2アクチュエータの駆動を制御する第2アクチュエータ制御部と、
(g) 上記第1作用部に連結されるか又は係合可能であり、上記変換部の上記ウォームホイールで生成される回転運動に基づいて1自由度運動する第2作用部を備えており、
(h) 上記第1アクチュエータ制御部は上記第1アクチュエータを駆動して上記第1作用部に一定の推力を加え、
(i) 上記第2アクチュエータ制御部は上記第2アクチュエータを駆動し、上記第2作用部を介して上記第1作用部に、上記推力と上記第1作用部に加わる外力との合力の作用方向とは逆方向に規制力を加えながら、上記第1作用部の動作速度と位置を制御することを特徴とする駆動装置。 (A) a first actuator that generates a one degree of freedom motion;
(B) a first actuator control unit that controls driving of the first actuator;
(C) a first action part that moves with one degree of freedom based on the one degree of freedom movement generated by the first actuator;
(D) a second actuator capable of position and velocity control that generates a one-degree-of-freedom motion;
(E) a conversion unit including a worm that has a self-locking function and includes a worm that rotates based on a one-degree-of-freedom motion generated by the second actuator and a worm wheel that meshes with the worm;
(F) a second actuator control unit that controls driving of the second actuator;
(G) a second action part that is connected to or engageable with the first action part and that moves in one degree of freedom based on the rotational movement generated by the worm wheel of the conversion part;
(H) The first actuator control unit drives the first actuator to apply a certain thrust to the first action unit,
(I) The second actuator control section drives the second actuator, and acts on the first action section via the second action section to act on the resultant force of the thrust and the external force applied to the first action section. A drive device characterized by controlling the operating speed and position of the first action part while applying a regulating force in the opposite direction.
(b) 上記第1アクチュエータの駆動を制御する第1アクチュエータ制御部と、
(c) 上記第1アクチュエータで生成される1自由度運動に基づいて1自由度運動する第1作用部と、
(d) 1自由度運動を生成する、位置速度制御が可能な第2アクチュエータと、
(e) 上記第2アクチュエータで生成される1自由度運動に基づいて回転運動するウォームと上記ウォームにかみ合うウォームホイールからなるセルフロック機能の有るウォーム機構を含む変換部と、
(f) 上記第2アクチュエータの駆動を制御する第2アクチュエータ制御部と、
(g) 上記第1作用部に連結されるか又は係合可能であり、上記変換部の上記ウォームホイールで生成される回転運動に基づいて1自由度運動する第2作用部を備えており、
(h) 上記第1アクチュエータ制御部は上記第1アクチュエータを駆動して上記第1作用部に一定の推力を加え、
(i) 上記第2アクチュエータ制御部は上記第2アクチュエータを駆動し、上記第2作用部を介して上記第1作用部に、上記推力と上記第1作用部に加わる外力との合力の作用方向とは逆方向に規制力を加えながら、上記第1作用部の動作速度と位置を制御することを特徴とする駆動装置。 (A) a first actuator that generates a one degree of freedom motion;
(B) a first actuator control unit that controls driving of the first actuator;
(C) a first action part that moves with one degree of freedom based on the one degree of freedom movement generated by the first actuator;
(D) a second actuator capable of position and velocity control that generates a one-degree-of-freedom motion;
(E) a conversion unit including a worm mechanism having a self-locking function including a worm that rotates based on one-degree-of-freedom motion generated by the second actuator and a worm wheel that meshes with the worm;
(F) a second actuator control unit that controls driving of the second actuator;
(G) a second action part that is connected to or engageable with the first action part and that moves in one degree of freedom based on the rotational movement generated by the worm wheel of the conversion part;
(H) The first actuator control unit drives the first actuator to apply a certain thrust to the first action unit,
(I) The second actuator control section drives the second actuator, and acts on the first action section via the second action section to act on the resultant force of the thrust and the external force applied to the first action section. A drive device characterized by controlling the operating speed and position of the first action part while applying a regulating force in the opposite direction.
(b) 上記第1アクチュエータの駆動を制御する第1アクチュエータ制御部と、
(c) 上記第1アクチュエータで生成される1自由度運動に基づいて1自由度運動する第1作用部と、
(d) 1自由度運動を生成する、位置速度制御が可能な第2アクチュエータと、
(e) 上記第2アクチュエータで生成される1自由度運動に基づいて回転運動する第1ねじと上記第1ねじにかみ合う第2ねじからなるセルフロック機能の無いねじ機構を含む変換部と、
(f) 上記第2アクチュエータの駆動を制御する第2アクチュエータ制御部と、
(g) 上記第1作用部に連結されるか又は係合可能であり、上記変換部のねじ機構で生成される直線運動に基づいて1自由度運動する第2作用部を備えており、
(h) 上記第1アクチュエータ制御部は上記第1アクチュエータを駆動して上記第1作用部に一定の推力を加え、
(i) 上記第2アクチュエータ制御部は上記第2アクチュエータを駆動し、上記第2作用部を介して上記第1作用部に、上記推力と上記第1作用部に加わる外力との合力の作用方向とは逆方向に規制力を加えながら、上記第1作用部の動作速度と位置を制御することを特徴とする駆動装置。 (A) a first actuator that generates a one degree of freedom motion;
(B) a first actuator control unit that controls driving of the first actuator;
(C) a first action part that moves with one degree of freedom based on the one degree of freedom movement generated by the first actuator;
(D) a second actuator capable of position and velocity control that generates a one-degree-of-freedom motion;
(E) a conversion unit including a screw mechanism having no self-locking function including a first screw that rotates based on a one-degree-of-freedom motion generated by the second actuator and a second screw that meshes with the first screw;
(F) a second actuator control unit that controls driving of the second actuator;
(G) a second action part that is connected to or engageable with the first action part and moves in one degree of freedom based on a linear movement generated by a screw mechanism of the conversion part;
(H) The first actuator control unit drives the first actuator to apply a certain thrust to the first action unit,
(I) The second actuator control section drives the second actuator, and acts on the first action section via the second action section to act on the resultant force of the thrust and the external force applied to the first action section. A drive device characterized by controlling the operating speed and position of the first action part while applying a regulating force in the opposite direction.
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