JP5640176B2 - シャフトのための圧電回転駆動装置 - Google Patents
シャフトのための圧電回転駆動装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5640176B2 JP5640176B2 JP2014519582A JP2014519582A JP5640176B2 JP 5640176 B2 JP5640176 B2 JP 5640176B2 JP 2014519582 A JP2014519582 A JP 2014519582A JP 2014519582 A JP2014519582 A JP 2014519582A JP 5640176 B2 JP5640176 B2 JP 5640176B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- piezoelectric
- frame
- drive device
- rotary drive
- 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.)
- Active
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 6
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/12—Constructional details
- H02N2/123—Mechanical transmission means, e.g. for gearing
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/101—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using intermittent driving, e.g. step motors
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
連結部分が、ヒンジ、好ましくはたわみヒンジによってフレームの少なくとも他の部分に柔軟に接続され、したがって連結部分およびフレームの他の部分はヒンジによって互いに対して旋回可能である場合、有利であり得る。ヒンジにより、アクチュエータの圧電変形を、ほとんどエネルギ損失のないシャフトの軸を中心とする回転動作に特に容易に変換することが可能となる。
‐連結部分(13)は実質的に剛性であるように形成され、シャフト(2)の円周の少なくとも一部にわたって実質的に変形することなくシャフト(2)の軸(A)を中心として回転することが可能となること。
‐連結部分(13)はスティックスリップ駆動を行うために中間片(5)を用いて力でロックされたやり方でシャフト(2)に連結させることができること、ここで、中間片(5)は好ましくは少なくとも3つの締付けあご(51)を含み、締付けあご(51)は、シャフト(2)を締付けるためにシャフト(2)の円周の周りに好ましくは規則的に配置され、締付けあご(51)は、特に好ましくは、シャフト(2)の軸に対して径方向および/または周方向において柔軟でありかつ変形可能であること。
添付の図面を参照して、好ましい実施形態について以下で説明する。
発明の第1の実施形態によれば、圧電回転駆動装置1は、雄ねじが設けられた少なくとも1本のシャフト2について、圧電アクチュエータ(それぞれピエゾアクチュエータまたはアクチュエータ)11と、連結部分13を有する調整可能かつ/または変形可能なフレーム12とを含む。連結部分13はシャフトの雄ねじに対して相補的な雌ねじを有し、スティックスリップ駆動を行うために力でロックされたやり方でシャフト2に連結させることができる。フレーム12は、連結部分13がシャフト2の円周の少なくとも一部にわたってシャフト2の軸Aを中心として回転するように、アクチュエータ11の圧電変形を機械的に変換する。連結部分13は、たわみヒンジ15によって、フレーム12の少なくとも1つの他の部分14に柔軟に接続され、フレーム12の連結部分13および他の部分14は、ヒンジ15によって互いに対して旋回可能である。フレーム12のこの他の部分14は、静止構造部であるフレームホルダ3上にモーメント支持される支持部分として形成され、したがってフレーム12の他の部分14は、フレームホルダ3に関して移動可能に搭載される。
発明の第2の実施形態は、本質的に第1の実施形態に基づく。以下の説明では同じ参照符号が同じ特徴に用いられ、実質的に第1の実施形態との相違について説明する。
第1の実施形態に係る回転駆動装置1は、構造が本質的により小型かつより簡単であり、長手方向アクチュエータを用いる。シャフト2の軸Aを中心とする連結部分13の回転は、たわみヒンジ15として作用するフレーム12の一部分を中心とする旋回動作によって可能となる。連結部分13は、この設計では、ばね要素4によってシャフト2に押付けられ、連結部分13およびシャフト2はねじ係合している。
Claims (25)
- シャフト(2)のための圧電回転駆動装置(1)であって、少なくとも1つの圧電アクチュエータ(11)と、スティックスリップ駆動を行うために力でロックされたやり方でシャフト(2)に連結させることができる少なくとも1つの連結部分(13)を有する調整可能かつ/または変形可能なフレーム(12)とを備え、前記フレーム(12)は、前記連結部分(13)が前記シャフト(2)の円周の少なくとも一部にわたって前記シャフト(2)の軸(A)を中心として回転するように、前記アクチュエータ(11)の圧電変形を機械的に変換し、
ばね(4)が、前記連結部分(13)と前記シャフト(2)および/または前記アクチュエータ(11)および/または前記フレーム(12)の前記他の部分(14)とに互いに対して予め張力を与えることを特徴とする、圧電回転駆動装置(1)。 - 前記ばね(4)は、同じばね(4)であることを特徴とする、請求項1に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記連結部分(13)は、少なくとも1つのヒンジ(15;134,135)によって前記フレーム(12)の少なくとも1つの他の部分(14;131,132)に柔軟に接続され、したがって前記フレーム(12)の前記連結部分(13)および前記他の部分(14)は、前記ヒンジ(15;134,135)によって互いに対して旋回可能であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記ヒンジ(15;134,135)は、たわみヒンジ(15;134,135)であることを特徴とする、請求項3に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記連結部分(13)を旋回させると、前記ヒンジ(15;134,135)は実質的に前記シャフト(2)の周方向において前記フレーム(12)の前記他の部分(14;131,132)に対して変位されることを特徴とする、請求項3または請求項4に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記フレーム(12)が少なくとも部分的に弾性的に変形可能であることを特徴とする、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記フレーム(12)が曲げることによって少なくとも部分的に弾性的に変形可能であることを特徴とする、請求項6に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記フレーム(12)が少なくとも部分的に弾性材料からなることを特徴とする、請求項6または請求項7に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記フレーム(12)の前記連結部分(13)および前記他の部分(14)は一体的に接続されることを特徴とする、請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記フレーム(12)の前記連結部分(13)および前記他の部分(14)は一片で形成されることを特徴とする、請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記圧電アクチュエータ(11)は長手方向アクチュエータとしてまたは剪断アクチュエータとして設計されることを特徴とする、請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記圧電アクチュエータ(11)は、前記シャフト(2)の円周に対して実質的に正接方向に変形されるように配向されることを特徴とする、請求項11に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記フレーム(12)は、静止構造部(3)上に支持されることを特徴とする、請求項1〜請求項12のいずれか1項に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記フレーム(12)は、前記静止構造部(3)上にモーメント支持されることを特徴とする、請求項13に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記連結部分(13)および前記シャフト(2)はねじ係合していることを特徴とする、請求項1〜請求項14のいずれか1項に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記連結部分(13)は、以下の要件:
a.前記連結部分(13)は実質的に剛性であるように形成され、前記シャフト(2)の円周の少なくとも一部にわたって実質的に変形することなく前記シャフト(2)の前記軸(A)を中心として回転することが可能となること、
b.前記連結部分(13)は、少なくとも部分的に、前記シャフト(2)を取り囲むこと、
c.前記連結部分(13)は、前記シャフト(2)の円周の半分以上にわたって前記シャフト(2)の円周に対して配置することができること、
d.前記連結部分(13)は、実質的にU字型またはO字型に形成されること、
e.前記連結部分(13)はスティックスリップ駆動を行うために中間片(5)を用いて力でロックされたやり方で前記シャフト(2)に連結させることができること、
f.前記連結部分(13)は、少なくとも1つのフレーム部分(131,132)に接続されること、
g.前記連結部分(13)は、2つの平行なフレーム部分(131,132)に接続されることを特徴とする、請求項1〜請求項15のいずれか1項に記載の圧電回転駆動装置(1)。 - 前記連結部分(13)は、前記シャフト(2)の円周の半分以上にわたって、前記シャフト(2)を取り囲むことを特徴とする、請求項16に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記連結部分(13)は、前記シャフト(2)の全円周にわたって、前記シャフト(2)を取り囲むことを特徴とする、請求項16または請求項17に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記中間片(5)は少なくとも3つの締付けあご(51)を含むことを特徴とする、請求項16〜請求項18のいずれか1項に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記少なくとも3つの締付けあご(51)は、前記シャフト(2)を締付けるために前記シャフト(2)の円周の周りに規則的に配置されることを特徴とする、請求項19に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記締付けあご(51)は、前記シャフト(2)の軸に対して径方向および/または周方向において柔軟でありかつ変形可能であることを特徴とする、請求項19または請求項20に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記連結部分(13)は、前記少なくとも1つのフレーム部分(131,132)にヒンジで取付けられることを特徴とする、請求項16〜請求項21のいずれか1項に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記フレーム部分(131,132)は、前記シャフト(2)の円周に対して実質的に正接方向に延在し、前記アクチュエータ(11)の圧電変形によって、前記シャフト(2)の円周に対して実質的に正接方向に変形され、かつ/または変位されることを特徴とする、請求項16〜請求項22のいずれか1項に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記連結部分(13)は、前記2つの平行なフレーム部分(131,132)にヒンジで取付けられることを特徴とする、請求項16〜請求項23のいずれか1項に記載の圧電回転駆動装置(1)。
- 前記フレーム部分(131,132)は、前記シャフト(2)の円周に対して実質的に正接方向に延在し、前記アクチュエータ(11)の圧電変形によって、対向する方向に実質的に互いに平行に変形され、かつ/または変位されることを特徴とする、請求項16〜請求項24のいずれか1項に記載の圧電回転駆動装置(1)。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011109590.3 | 2011-08-05 | ||
DE201110109590 DE102011109590A1 (de) | 2011-08-05 | 2011-08-05 | Piezoelektrischer Drehantrieb für eine Welle |
PCT/EP2012/065040 WO2013020873A1 (de) | 2011-08-05 | 2012-08-01 | Piezoelektrischer drehantrieb für eine welle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014518507A JP2014518507A (ja) | 2014-07-28 |
JP5640176B2 true JP5640176B2 (ja) | 2014-12-10 |
Family
ID=46727176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014519582A Active JP5640176B2 (ja) | 2011-08-05 | 2012-08-01 | シャフトのための圧電回転駆動装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9106158B2 (ja) |
EP (1) | EP2676361B1 (ja) |
JP (1) | JP5640176B2 (ja) |
DE (1) | DE102011109590A1 (ja) |
WO (1) | WO2013020873A1 (ja) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9312790B2 (en) * | 2013-09-13 | 2016-04-12 | Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg | Compact versatile stick-slip piezoelectric motor |
DE102014205280B3 (de) * | 2014-03-21 | 2015-06-11 | Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg | Trägheitsantrieb |
US9425711B2 (en) | 2014-04-15 | 2016-08-23 | Newport Corporation | Integral preload mechanism for piezoelectric actuator |
DE102015208591B4 (de) | 2015-05-08 | 2016-12-08 | Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg | Piezoelektrischer Drehantrieb mit einem als Blattfeder ausgebildeten Spannmittel |
DE112017006853B4 (de) | 2017-01-18 | 2022-11-24 | Physik Instrumente (Pi) Gmbh & Co. Kg | Piezoelektrischer motor mit haft-gleit-prinzip |
CN112236380A (zh) * | 2018-04-27 | 2021-01-15 | 法比奥·泼尼股份公司 | 折叠辊和包括所述折叠辊的机器 |
US11711031B2 (en) * | 2019-04-24 | 2023-07-25 | Micro-Controle—Spectra-Physics | Piezoelectric inertia actuator |
CN110601591A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-20 | 长春工业大学 | 一种联动可调控式精密压电粘滑驱动装置及其控制方法 |
CN110868099A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-03-06 | 长春工业大学 | 横梁谐振式铰链定子正交驱动型精密压电粘滑直线平台 |
CN111327227A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-06-23 | 天津职业技术师范大学(中国职业培训指导教师进修中心) | 一种压电直线促动器及控制方法 |
DE102021118783B3 (de) | 2021-07-20 | 2022-11-24 | Physik Instrumente (PI) GmbH & Co KG | Antriebsvorrichtung |
DE102022112809A1 (de) | 2022-05-20 | 2023-11-23 | Physik Instrumente (PI) GmbH & Co KG | Antriebsvorrichtung, Antriebssystem, Stellsystem und Antriebsmotor |
DE102022114863B3 (de) | 2022-06-13 | 2023-10-19 | Physik Instrumente (PI) GmbH & Co KG | Ultraschallmotor |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4928030A (en) * | 1988-09-30 | 1990-05-22 | Rockwell International Corporation | Piezoelectric actuator |
US5410206A (en) | 1993-04-06 | 1995-04-25 | New Focus, Inc. | Piezoelectric actuator for optical alignment screws |
US5394049A (en) * | 1993-04-06 | 1995-02-28 | New Focus, Inc. | Piezoelectric actuator for optical alignment screws cross references to co-pending applications |
JP2658930B2 (ja) * | 1994-12-27 | 1997-09-30 | 日本電気株式会社 | 圧電型回転駆動装置 |
FR2760578B1 (fr) * | 1997-03-06 | 1999-05-14 | Intertechnique Sa | Appareil piezo-electrique d'avance pas a pas |
WO2002037535A2 (de) * | 2000-11-05 | 2002-05-10 | Hans Richter | Piezoelektrischer stellantrieb mit automatischer freischaltung bei stromausfall |
GB2369489B (en) * | 2000-11-23 | 2004-03-10 | Khaled Karrai | Inertial rotation device |
CH696993A5 (de) * | 2004-06-24 | 2008-02-29 | Miniswys Sa | Antriebseinheit. |
JP4997774B2 (ja) | 2005-03-30 | 2012-08-08 | コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 | 駆動装置 |
US7196453B2 (en) * | 2005-05-23 | 2007-03-27 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | High-efficiency radial piezoelectric motor |
US20070176514A1 (en) * | 2006-01-27 | 2007-08-02 | Taiwan Advanced Materials Technologies Corp. | Electromechanical actuator structure |
WO2008087469A2 (en) * | 2007-01-18 | 2008-07-24 | Newport Corporation | Optical adjustment mounts with piezoelectric inertia driver |
FR2913829B1 (fr) * | 2007-03-14 | 2014-09-05 | Cedrat Technologies | Systeme de positionnement fin par moteur inertiel a base d'amplificateur mecanique |
KR20080093882A (ko) * | 2007-04-17 | 2008-10-22 | 미쓰미덴기가부시기가이샤 | 구동 장치 |
DE102007023201A1 (de) * | 2007-05-18 | 2008-11-20 | Continental Automotive Gmbh | Elektromechanischer Motor, insbesondere piezoelektrischer Mikroschrittantrieb |
JP5621350B2 (ja) * | 2010-06-25 | 2014-11-12 | 株式会社ニコン | モータ装置、回転子の駆動方法、及びロボット装置 |
-
2011
- 2011-08-05 DE DE201110109590 patent/DE102011109590A1/de not_active Ceased
-
2012
- 2012-08-01 US US14/236,732 patent/US9106158B2/en active Active
- 2012-08-01 EP EP20120750719 patent/EP2676361B1/de active Active
- 2012-08-01 WO PCT/EP2012/065040 patent/WO2013020873A1/de active Application Filing
- 2012-08-01 JP JP2014519582A patent/JP5640176B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9106158B2 (en) | 2015-08-11 |
EP2676361B1 (de) | 2015-04-01 |
US20140239771A1 (en) | 2014-08-28 |
DE102011109590A1 (de) | 2013-02-07 |
EP2676361A1 (de) | 2013-12-25 |
WO2013020873A1 (de) | 2013-02-14 |
JP2014518507A (ja) | 2014-07-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5640176B2 (ja) | シャフトのための圧電回転駆動装置 | |
US7528527B2 (en) | Driving device | |
CN110048636B (zh) | 基于纵振夹心式换能器的压电超声驱动器及其使用方法 | |
CN112888537A (zh) | 弹性关节 | |
KR101925642B1 (ko) | C자형 관절 구조를 가진 강제형 방사상 클러치 장치 | |
JPWO2008136402A1 (ja) | ロボットの関節構造及びロボットフィンガ | |
CN110315519A (zh) | 连杆机构 | |
CN106911264B (zh) | 轻小型单压电叠堆驱动式双向旋转惯性作动器及作动方法 | |
CN115955141A (zh) | 基于压电驱动的集成式两自由度步进执行器 | |
CN109980989B (zh) | 一种两自由度超精密微细物体操作器及其激励方法 | |
JP6633958B2 (ja) | ばね機構及び直動変位機構 | |
JP2016113761A (ja) | 車両用ドア開閉装置 | |
CN110995058A (zh) | 一种基于寄生惯性原理的新型压电旋转精密驱动平台 | |
US9118263B2 (en) | Piezo motor | |
CN110855181B (zh) | 一种基于非对称三角形铰链机构的旋转式压电驱动装置 | |
US7264289B2 (en) | Articulated robotic serial mechanism and method | |
US11628577B2 (en) | Robot hand | |
JP2004283925A (ja) | ハンド用アーム機構を備えたマニピュレータ | |
JP2010207985A (ja) | 関節型駆動機構 | |
JP2007216332A (ja) | アクチュエータ、これを用いた指ユニットおよび把持ハンド | |
US11533004B2 (en) | Rotary motor having a rotation unit configured to make an elastic deformation | |
CN214520286U (zh) | 一种机器人助力机构 | |
JP2007097266A (ja) | 振動アクチュエータ | |
JP2017141937A (ja) | ドラムブレーキ装置 | |
TW202218837A (zh) | 旋轉夾爪裝置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A524 | Written submission of copy of amendment under article 19 pct |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A525 Effective date: 20131219 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140109 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20140109 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20140603 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140610 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140905 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140930 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141027 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5640176 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |