JP6238920B2 - Actuator and link structure driving method - Google Patents
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Description
本発明は、リンク構造を駆動させるアクチュエータ及びリンク構造の駆動方法に関するものである。 The present invention relates to an actuator for driving a link structure and a method for driving the link structure.
複数のリンク構造、及び、それらを連接する関節部を有する多関節ロボット（以下、単に「ロボット」ともいう）は、いくつかのリンク構造において、リンク構造を駆動させるアクチュエータ（作動装置）を備えている。ここで、リンク構造とは、他の可動部分により接続されることを前提とする構造体である。 An articulated robot (hereinafter simply referred to as “robot”) having a plurality of link structures and joints connecting them includes an actuator (actuating device) that drives the link structure in some link structures. Yes. Here, the link structure is a structure that is assumed to be connected by another movable part.
アクチュエータの例としては、例えば、特許文献１及び特許文献２に開示されたものがある。
Examples of the actuator include those disclosed in
特許文献１に開示されたアクチュエータは、リンク構造における荷重に対抗して、線形バネを介して主アームを引っ張るモーメントアーム角度を適切に設定する。そのように制御することで自重補償を実現する。
The actuator disclosed in
特許文献２に開示されたアクチュエータは、リンク構造における荷重が変わっても、手動で、線形バネのモーメントアームへの取り付け位置を変更することで、荷重補償を実現する。
The actuator disclosed in
しかし、上記のアクチュエータでは、リンク構造の一方向への駆動が実現されるのみであり、リンク構造の複数の方向への駆動を実現することができない。よって、リンク構造を複数の方向へ駆動させるためのアクチュエータとしては、不十分であるという問題があった。 However, the actuator described above can only drive the link structure in one direction, and cannot drive the link structure in a plurality of directions. Therefore, there has been a problem that it is insufficient as an actuator for driving the link structure in a plurality of directions.
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、リンク構造を複数の方向へ駆動させることができるアクチュエータ及びリンク構造の駆動方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an actuator capable of driving the link structure in a plurality of directions and a method for driving the link structure.
本発明の一態様に関するアクチュエータは、リンク構造を駆動させるアクチュエータであり、第１補助部と、第２補助部と、前記リンク構造、前記第１補助部及び前記第２補助部と連結され、かつ、前記リンク構造、前記第１補助部及び前記第２補助部が回転運動する場合の回転中心である回転部とを備え、前記リンク構造、前記第１補助部及び前記第２補助部は、それぞれ、前記回転部から延び出て形成され、前記リンク構造が回転運動する面内において、前記第１補助部の前記回転部から延び出た位置と前記第２補助部の前記回転部から延び出た位置とは、前記リンク構造を挟んで配置され、前記リンク構造は、前記回転部から延び出た位置において少なくとも１つのリンク固定部を備え、前記第１補助部は、前記回転部から延び出た位置において、前記回転部から延び出る方向及びその逆方向に移動可能な第１移動固定部を備え、前記第２補助部は、前記回転部から延び出た位置において、前記回転部から延び出る方向及びその逆方向に移動可能な第２移動固定部を備え、前記リンク固定部と前記第１移動固定部とに跨る、紐状の第１弾性体と、前記リンク固定部と前記第２移動固定部とに跨る、紐状の第２弾性体とをさらに備え、前記第１弾性体と前記第２弾性体とは、互いの弾性力により引き延ばされた状態で保持され、前記リンク構造は、前記第１移動固定部及び前記第２移動固定部の移動に応じて、前記第１弾性体の弾性力と前記第２弾性体の弾性力とが釣り合う位置に保持される。 An actuator according to an aspect of the present invention is an actuator that drives a link structure, and is connected to the first auxiliary part , the second auxiliary part, the link structure, the first auxiliary part, and the second auxiliary part, and The link structure, the first auxiliary part, and the second auxiliary part, and a rotation part that is a rotation center when the second auxiliary part rotationally moves, the link structure, the first auxiliary part, and the second auxiliary part, The position extending from the rotating portion of the first auxiliary portion and the rotating portion of the second auxiliary portion are formed so as to extend from the rotating portion and the link structure rotates. The position is arranged across the link structure, and the link structure includes at least one link fixing portion at a position extending from the rotating portion, and the first auxiliary portion extends from the rotating portion. Place A first moving and fixing part movable in the direction extending from the rotating part and in the opposite direction, wherein the second auxiliary part extends from the rotating part at a position extending from the rotating part; A string-like first elastic body, a link-fixing portion, and a second movement-fixing portion that are provided with a second movement-fixing portion that can move in the opposite direction and straddle the link-fixing portion and the first movement-fixing portion. And the second elastic body is held in a state where the first elastic body and the second elastic body are stretched by mutual elastic force, and the link structure is The elastic force of the first elastic body and the elastic force of the second elastic body are held at a position where the elastic force of the first elastic body and the elastic force of the second elastic body are balanced according to the movement of the first movement fixing portion and the second movement fixing portion.
本発明の一態様に関するリンク構造の駆動方法は、回転中心を有するリンク構造を、前記リンク構造が回転運動する面内において、前記回転中心から延び出た位置において異なる複数の方向から引っ張り、前記リンク構造を引っ張る力の大きさ及び力の方向を制御することにより、前記リンク構造を回転運動させ、前記リンク構造を引っ張る力の大きさが、いずれの方向においても０より大きい。
The link structure driving method according to an aspect of the present invention includes pulling a link structure having a rotation center from a plurality of different directions at positions extending from the rotation center in a plane in which the link structure rotates. By controlling the magnitude and direction of the force pulling the structure, the link structure is rotated and the magnitude of the force pulling the link structure is greater than zero in any direction.
本発明の上記態様によれば、リンク構造を引っ張る力の大きさ及び力の方向を制御することにより、リンク構造を複数の方向へ駆動させることができる。 According to the above aspect of the present invention, the link structure can be driven in a plurality of directions by controlling the magnitude of the force pulling the link structure and the direction of the force.
本発明の目的、特徴、局面、及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。 The objects, features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
以下、添付の図面を参照しながら実施形態について説明する。以下の説明では、「上」、「下」、「側」、「底」、「表」又は「裏」などの特定の位置及び方向を意味する用語が用いられる場合があるが、これらの用語は、実施形態の内容を理解することを容易にするため便宜上用いられているものであり、実際に実施される際の方向とは関係しない。また、以下の説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称及び機能も同様のものとする。よって、それらについての詳細な説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, terms that mean a specific position and direction such as “top”, “bottom”, “side”, “bottom”, “front” or “back” may be used. Is used for convenience in order to facilitate understanding of the contents of the embodiment, and is not related to the direction in actual implementation. Moreover, in the following description, the same code | symbol is attached | subjected and shown in the same component, and those names and functions are also the same. Therefore, the detailed description about them may be omitted.
＜第１実施形態＞
＜構成＞
図１は、本実施形態に関するアクチュエータの全体構造を示す概略図である。図１に示されるように、アクチュエータは、リンク構造１０と、弾性体２と、一対の補助部３ａ及び補助部３ｂと、回転部５とを備える。補助部３ｂは、リンク構造１０を基準として補助部３ａとは反対側に配置される。リンク構造１０、補助部３ａ及び補助部３ｂは、それぞれ、回転部５から延び出て形成される。
<First Embodiment>
<Configuration>
FIG. 1 is a schematic view showing the overall structure of the actuator according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the actuator includes a
リンク構造１０は、ベアリング４を備える。補助部３ａはベアリング４ａを備える。補助部３ｂはベアリング４ｂを備える。
The
回転部５は、リンク構造１０、補助部３ａ及び補助部３ｂと連結され、かつ、リンク構造１０、補助部３ａ及び補助部３ｂが回転運動する場合の回転中心となる。
The
補助部３ａは、ねじが切られた棒状の部材である滑りねじ部３０ａを備える。ベアリング４ａは、滑りねじ部３０ａに取り付けられ、また、補助部３ａの長手方向に移動可能である。滑りねじ部３０ａは、補助部３ａの長手方向に沿う軸を有し、当該軸にベアリング４ａが嵌合する。
The
補助部３ａは、駆動モータ３１ａを備える。駆動モータ３１ａは、滑りねじ部３０ａを軸方向に回転させる。
The
補助部３ｂは、ねじが切られた棒状の部材である滑りねじ部３０ｂを備える。ベアリング４ｂは、滑りねじ部３０ｂに取り付けられ、また、補助部３ｂの長手方向に移動可能である。滑りねじ部３０ｂは、補助部３ｂの長手方向に沿う軸を有し、当該軸にベアリング４ｂが嵌合する。
The
補助部３ｂは、駆動モータ３１ｂを備える。駆動モータ３１ｂは、滑りねじ部３０ｂを軸方向に回転させる。
The
リンク構造１０は、回転部５を介してリンク構造１１と連接され、回転部５を中心に回転可能である。リンク構造１０は、例えば、回転部５を関節部としてリンク構造１１と連接される、ロボットの腕部（アーム部）を構成する部材として想定される。ただし、リンク構造１０は、リンク構造１１と連接されていなくともよい。
The
弾性体２は、紐状の弾性体である。弾性体２は、輪形状である。具体的には、伸び縮みする軽量なゴム紐、又は、弦巻バネを紐で結んだ紐状の部材（一部が弾性体である部材）などが想定される。
The
補助部３ａ及び補助部３ｂは、回転部５を中心に回転可能である。図１においては、補助部３ａ及び補助部３ｂは同じ長さとなっているが、必ずしも同じ長さの構造である必要はない。また、図１においては、回転部５が、補助部３ａ及び補助部３ｂの、長手方向における中間点付近に位置しているが、この位置に限られるものではなく、長手方向におけるいずれかの端部に位置していてもよい。
The
滑車であるベアリング４は、リンク構造１０における回転部５から延び出た位置に１つ取り付けられる。滑車であるベアリング４ａは、補助部３ａにおける回転部５から延び出た位置に取り付けられる。滑車であるベアリング４ｂは、補助部３ｂにおける回転部５から延び出た位置に取り付けられる。ベアリング４、ベアリング４ａ及びベアリング４ｂは、それぞれにおいて弾性体２が、引き伸ばされた状態で引っかけられる。よって、弾性体２は、ある特定の張力を有する状態で、ベアリング４、ベアリング４ａ及びベアリング４ｂによる３点で保持される。また、ベアリング４、ベアリング４ａ及びベアリング４ｂは、滑車として作用するため、弾性体２は、ベアリング４とベアリング４ａとの間、ベアリング４ａとベアリング４ｂとの間、及び、ベアリング４とベアリング４ｂとの間において、同じ張力を有する。そして、リンク構造１０は、ベアリング４ａ及びベアリング４ｂの移動に応じて、弾性体２の弾性力が釣り合う位置に保持される。
One
回転部５は、リンク構造１０、リンク構造１１、補助部３ａ及び補助部３ｂの回転中心である。
The
滑りねじ部３０ａは、補助部３ａの長手方向にベアリング４ａを移動させるための構造であるが、当該機能を有する他の構成と交換可能である。例えば、補助部３ａの長手方向に延びて形成されたスライド穴、又は、補助部３ａの長手方向に複数並んで形成された穴などであってもよい。
The sliding
滑りねじ部３０ｂは、補助部３ｂの長手方向にベアリング４ｂを移動させるための構造であるが、当該機能を有する他の構成と交換可能である。例えば、補助部３ｂの長手方向に延びて形成されたスライド穴、又は、補助部３ｂの長手方向に複数並んで形成された穴などであってもよい。
The sliding
なお、図１に示されるように、回転部５の回転中心からベアリング４までの距離をｌ、回転部５の回転中心からベアリング４ａまでの距離をｒ１、回転部５の回転中心からベアリング４ｂまでの距離をｒ２、基準線（図１における点線）からのリンク構造１０の開き角度をｑ、基準線（図１における点線）からの補助部３ａの開き角度をｑｅ１、基準線（図１における点線）からの補助部３ｂの開き角度をｑｅ２、ベアリング４ａからベアリング４までの距離をｘ１、ベアリング４ｂからベアリング４までの距離をｘ２とする。
As shown in FIG. 1, the distance from the rotation center of the
＜作用＞
次に、本実施形態に関するアクチュエータの動作について説明する。リンク構造１０は、回転部５を中心に回転する。このとき、補助部３ａ及び補助部３ｂは、ある特定の角度をなして配置される。
<Action>
Next, the operation of the actuator according to this embodiment will be described. The
補助部３ａ及び補助部３ｂにそれぞれ取り付けられたベアリング４ａ及びベアリング４ｂは、滑りねじ部３０ａ及び滑りねじ部３０ｂの回転動作により、それぞれ補助部３ａの長手方向及び補助部３ｂの長手方向に移動する。リンク構造１０に取り付けられたベアリング４は、リンク構造１０においてその位置が固定されている。
The
ベアリング４、ベアリング４ａ及びベアリング４ｂは、それぞれにおいて弾性体２が、引き伸ばされた状態で引っかけられる。
In each of the
このとき、例えばリンク構造１０に対して外力が加わると、リンク構造１０は回転部５を中心に回転するが、それに応じて弾性体２の各長さ（具体的には、ｘ１又はｘ２などに相当する長さ）が変化するため、弾性体２により発生するトルクが変化する。すなわち、リンク構造１０が、弾性体２の弾性力が釣り合う位置から移動することにより、弾性体２によるトルクが発生する。
At this time, for example, when an external force is applied to the
このトルクは、各ベアリングの位置及び各補助部の開き角度に応じて変化させることができる。すなわち、上記各パラメータと、発生するトルクとの間には、ある種の力学的関係を見出すことができる。 This torque can be changed according to the position of each bearing and the opening angle of each auxiliary part. That is, a certain mechanical relationship can be found between the above parameters and the generated torque.
よって、上記各パラメータを調整することでアクチュエータとして作用させることができ、リンク構造１０に対し、所望のトルクを生じさせることができる。
Therefore, it can be made to act as an actuator by adjusting the above parameters, and a desired torque can be generated for the
このアクチュエータの出力特性を考えるために、まずそのポテンシャルエネルギーを考える。 To consider the output characteristics of this actuator, first consider its potential energy.
弾性体２の変位量を下式に示す。
The amount of displacement of the
ここで、ｘは変位量、ｘｉ（ｉ＝１，２）は片側の変位量、ｘ０は初期変位量、ｒ０ｉ（ｉ＝１，２）は回転部５からベアリング４ａ又はベアリング４ｂまでの初期の距離、ｌ０は弾性体２全体の初期長さをそれぞれ示す。
Here, x is the displacement amount, x i (i = 1, 2) is the displacement amount on one side, x 0 is the initial displacement amount, and r 0i (i = 1, 2) is from the rotating
これらから、本実施形態に関するアクチュエータのポテンシャルエネルギーは下式で表すことができる。 From these, the potential energy of the actuator relating to the present embodiment can be expressed by the following equation.
ただし、Ｕは弾性体２に蓄えられるポテンシャルエネルギーであり、ｋは弾性体２の弾性値（ばね定数）である。
However, U is the potential energy stored in the
ポテンシャルエネルギーをリンク構造１０の開き角度ｑで１階偏微分して出力トルクを計算し、さらに、ポテンシャルエネルギーをリンク構造１０の開き角度ｑで２階偏微分して回転部５周りの弾性値を計算する。
The output energy is calculated by first partial differentiation of the potential energy with the opening angle q of the
ただし、τは出力トルク、ｋｑは回転部５周りの弾性値、Ｓｅｉ＝ｓｉｎ（ｑｅｉ＋ｑ）、Ｃｅｉ＝ｃｏｓ（ｑｅｉ＋ｑ）である。
However, (tau) is output torque, kq is the elastic value around the
さて、この機構の平衡点は、本アクチュエータの出力トルクが０になる角度である。このとき、 Now, the equilibrium point of this mechanism is an angle at which the output torque of this actuator becomes zero. At this time,
が成り立つ。これを変形していくと下式が得られる。 Holds. If this is transformed, the following formula is obtained.
ここで、ｑｅは弾性要素の平衡点である。ただし、ｑｅ１とｑｅ２との関係によって解が変わる。また、目標の平衡点（ｑｅ）が決定するとｒ１とｒ２との関係が求まり、設定する弾性値（ｋｑ）を決定するとｒ１とｒ２とが求まる。 Here, q e is the equilibrium point of the elastic element. However, the solution varies depending on the relationship between q e1 and q e2 . Further, when the target equilibrium point (q e ) is determined, the relationship between r 1 and r 2 is determined, and when the elastic value (k q ) to be set is determined, r 1 and r 2 are determined.
図２から図１０は、本実施形態におけるアクチュエータの出力トルク特性を机上シミュレーションで求めた結果を示す図である。 FIG. 2 to FIG. 10 are diagrams showing the results of obtaining the output torque characteristics of the actuator in this embodiment by desktop simulation.
リンク構造１０に作用する、弾性体２により発生する回転角度あたりの設定される弾性値（設定弾性値）を−２［Ｎｍ／ｒａｄ］から２［Ｎｍ／ｒａｄ］まで０．５［Ｎｍ／ｒａｄ］刻みで設定する。また、このときのリンクの回転軸周りにトルクが加わらない平衡点（ｑｅ）を−９０［ｄｅｇ］から９０［ｄｅｇ］まで１０［ｄｅｇ］刻みで設定する。ただし、設定弾性値［Ｎｍ／ｒａｄ］は平衡点付近での値であり、本アクチュエータの出力特性は線形でないため、図に示されたグラフの傾きに相当する弾性値は、図に示されるように一定の幅を有する。
The elastic value (set elastic value) set per rotation angle generated by the
図２から図１０においては、複数（１９本）のグラフがプロットされているが、これは、平衡点（ｑｅ）を−９０［ｄｅｇ］から９０［ｄｅｇ］まで１０［ｄｅｇ］刻みでプロットした結果を反映したものである。ただし、図２では、その１９本すべてが重なっている。 In FIG. 2 to FIG. 10, a plurality of (19) graphs are plotted. This is because the equilibrium point (q e ) is plotted in increments of 10 [deg] from −90 [deg] to 90 [deg]. It reflects the results. However, in FIG. 2, all 19 of them overlap.
各ベアリングの位置を、リンク構造１０が配置される側とは反対側（図１であればリンク構造１１が配置される側）に位置させることで、負の設定弾性値［Ｎｍ／ｒａｄ］をとることも可能である。図４、図６、図８及び図１０がこの場合に相当する。
By setting the position of each bearing on the side opposite to the side where the
図２から図１０において、横軸は、基準線（図１における点線）からのリンク構造１０の開き角度［ｒａｄ］を示し、縦軸は、リンク構造１０に対して発生するトルクの値［Ｎｍ］を示す。
2 to 10, the horizontal axis indicates the opening angle [rad] of the
図２は、設定弾性値を０［Ｎｍ／ｒａｄ］としたものである。 In FIG. 2, the set elastic value is 0 [Nm / rad].
図３は、設定弾性値を０．５［Ｎｍ／ｒａｄ］としたものである。図３に示されるように、この弾性値に設定された場合には、任意の開き角度ｑにおいて、およそ−０．５［Ｎｍ］以上０．５［Ｎｍ］以下のトルクが出力できる。 In FIG. 3, the set elastic value is 0.5 [Nm / rad]. As shown in FIG. 3, when this elastic value is set, a torque of about −0.5 [Nm] or more and 0.5 [Nm] or less can be output at an arbitrary opening angle q.
図４は、設定弾性値を−０．５［Ｎｍ／ｒａｄ］としたものである。図４に示されるように、この弾性値に設定された場合には、任意の開き角度ｑにおいて、およそ−０．５［Ｎｍ］以上０．５［Ｎｍ］以下のトルクが出力できる。 In FIG. 4, the set elastic value is -0.5 [Nm / rad]. As shown in FIG. 4, when the elastic value is set, a torque of about −0.5 [Nm] to 0.5 [Nm] can be output at an arbitrary opening angle q.
図５は、設定弾性値を１［Ｎｍ／ｒａｄ］としたものである。図５に示されるように、この弾性値に設定された場合には、任意の開き角度ｑにおいて、およそ−１［Ｎｍ］以上１［Ｎｍ］以下のトルクが出力できる。 In FIG. 5, the set elastic value is 1 [Nm / rad]. As shown in FIG. 5, when this elastic value is set, a torque of about -1 [Nm] or more and 1 [Nm] or less can be output at an arbitrary opening angle q.
図６は、設定弾性値を−１［Ｎｍ／ｒａｄ］としたものである。図６に示されるように、この弾性値に設定された場合には、任意の開き角度ｑにおいて、およそ−１［Ｎｍ］以上１［Ｎｍ］以下のトルクが出力できる。 In FIG. 6, the set elastic value is set to −1 [Nm / rad]. As shown in FIG. 6, when this elastic value is set, a torque of approximately −1 [Nm] or more and 1 [Nm] or less can be output at an arbitrary opening angle q.
図７は、設定弾性値を１．５［Ｎｍ／ｒａｄ］としたものである。図７に示されるように、この弾性値に設定された場合には、任意の開き角度ｑにおいて、およそ−１．５［Ｎｍ］以上１．５［Ｎｍ］以下のトルクが出力できる。 FIG. 7 shows the set elastic value of 1.5 [Nm / rad]. As shown in FIG. 7, when this elastic value is set, a torque of approximately −1.5 [Nm] or more and 1.5 [Nm] or less can be output at an arbitrary opening angle q.
図８は、設定弾性値を−１．５［Ｎｍ／ｒａｄ］としたものである。図８に示されるように、この弾性値に設定された場合には、任意の開き角度ｑにおいて、およそ−１．５［Ｎｍ］以上１．５［Ｎｍ］以下のトルクが出力できる。 FIG. 8 shows the set elastic value of −1.5 [Nm / rad]. As shown in FIG. 8, when this elastic value is set, a torque of approximately −1.5 [Nm] or more and 1.5 [Nm] or less can be output at an arbitrary opening angle q.
図９は、設定弾性値を２［Ｎｍ／ｒａｄ］としたものである。図９に示されるように、この弾性値に設定された場合には、任意の開き角度ｑにおいて、およそ−２［Ｎｍ］以上２［Ｎｍ］以下のトルクが出力できる。 In FIG. 9, the set elastic value is 2 [Nm / rad]. As shown in FIG. 9, when this elastic value is set, a torque of approximately −2 [Nm] or more and 2 [Nm] or less can be output at an arbitrary opening angle q.
図１０は、設定弾性値を−２［Ｎｍ／ｒａｄ］としたものである。図１０に示されるように、この弾性値に設定された場合には、任意の開き角度ｑにおいて、およそ−２［Ｎｍ］以上２［Ｎｍ］以下のトルクが出力できる。 In FIG. 10, the set elastic value is set to −2 [Nm / rad]. As shown in FIG. 10, when the elastic value is set, a torque of approximately −2 [Nm] or more and 2 [Nm] or less can be output at an arbitrary opening angle q.
また、計算条件として用いた各要素の寸法を図１９に示す。 Moreover, the dimension of each element used as calculation conditions is shown in FIG.
ここで、ｌは回転部５の回転中心からベアリング４までの距離、ｑｅ１は基準線（図１における点線）からの補助部３ａの開き角度、ｑｅ２は基準線（図１における点線）からの補助部３ｂの開き角度、ｋは弾性体２の弾性値、ｒ０１は回転部５の回転中心からベアリング４ａまでの初期の距離、ｒ０２は回転部５の回転中心からベアリング４ｂまでの初期の距離、ｌ０は引き伸ばされた状態で引っかけられた弾性体２全体の初期長さ、ｌ０１及びｌ０２は、後述する第２実施形態及び第３実施形態における引き伸ばされた状態で引っかけられた弾性体の各部の初期長さをそれぞれ示す。
Here, l is the distance from the rotation center of the
なお、これらの寸法は後述する各実施形態においても同様に用いる。 These dimensions are used in the same manner in each embodiment described later.
本実施形態に関するアクチュエータでは、リンク構造１０の駆動に関し従来のような減速機構を有する必要がなく、よって、比較的大きな慣性を有する機構を別途備える必要がない。
In the actuator according to the present embodiment, it is not necessary to have a conventional speed reduction mechanism for driving the
また、図２に示されるように、全くトルクを発生しない場合においても、伸ばされた状態の弾性体２が内側に収縮しようとするため、軸力が働いた状態の回転部５の回転摩擦力が駆動上の抗力となり、通常は、ボールベアリングなどの摩擦抵抗と同等の値となる。
Further, as shown in FIG. 2, even when no torque is generated, the stretched
これらのことは、外力により、リンク構造１０の位置を変化させることが必要な応用事例、例えば、産業用ロボットにおける力覚センサのフィードバック制御を実行する場合、あるいは、人の歩行を補助する動力義足のアクチュエータとして使用する場合などにおいて、モデル化しにくい摩擦補償制御を無視できる、又は、摩擦補償制御を無視して制御しても一定の制御効果が得られるというメリットがある。いわゆる、バックドライバビリティを有するアクチュエータが得られる効果がある。なお、バックドライバビリティとは、出力節に適当な力を加えたときに、その節が可動し、かつそれが入力節側に伝わる性質のことをいう。
These are application examples in which the position of the
＜効果＞
以下に、本実施形態による効果を例示する。
<Effect>
Below, the effect by this embodiment is illustrated.
本実施形態によれば、リンク固定部としてのベアリング４、第１移動固定部としてのベアリング４ａ及び第２移動固定部としてのベアリング４ｂは、滑車構造である。
According to this embodiment, the
後述する第１弾性体と後述する第２弾性体とは、互いの端部が接続されることで、全体として輪形状の接続弾性体としての弾性体２を形成する。
A first elastic body, which will be described later, and a second elastic body, which will be described later, are connected to each other to form an
弾性体２は、ベアリング４、ベアリング４ａ及びベアリング４ｂの間で、引き延ばされた状態で保持される。
The
リンク構造１０は、ベアリング４ａ及びベアリング４ｂの移動に応じて、弾性体２の弾性力が釣り合う位置に保持される。
The
このような構成によれば、簡易な構成でリンク構造１０を双方向（複数の方向）へ駆動させるアクチュエータを得ることができる。本実施形態に関するアクチュエータでは、リンク構造１０の駆動に関し従来のような減速機構を有する必要がなく、よって、比較的大きな慣性を有する機構を別途備える必要がない。
According to such a configuration, an actuator that drives the
また、本実施形態によれば、第１移動固定部としてのベアリング４ａ及び第２移動固定部としてのベアリング４ｂは、ベアリングである。
Moreover, according to this embodiment, the
第１補助部としての補助部３ａは、ねじが切られた棒構造である第１滑りねじ部としての滑りねじ部３０ａを備える。
The
第２補助部としての補助部３ｂは、ねじが切られた棒構造である第２滑りねじ部としての滑りねじ部３０ｂを備える。
The
滑りねじ部３０ａは、補助部３ａにおける回転部５から延び出る方向に沿って配置され、かつ、ベアリング４ａを嵌合させる。
The sliding
滑りねじ部３０ｂは、補助部３ｂにおける回転部５から延び出る方向に沿って配置され、かつ、ベアリング４ｂを嵌合させる。
The sliding
なお、ベアリング４ａは、後述のベアリング４０ａ又はベアリング４００ａと入れ替えることもできる。
The
なお、ベアリング４ｂは、後述のベアリング４０ｂ又はベアリング４００ｂと入れ替えることもできる。
The
このような構成によれば、滑りねじ部３０ａを回転させることによりベアリング４ａの位置を、滑りねじ部３０ｂを回転させることによりベアリング４ｂの位置を、それぞれ変更することができる。よって、弾性体２がベアリング４を介してリンク構造１０を引っ張る力の大きさ及び力の方向を制御することができ、リンク構造１０を双方向（複数の方向）へ駆動させるアクチュエータを得ることができる。すなわち、リンク構造１０に作用する、弾性体２により発生する弾性値を制御することにより、リンク構造１０に対し、任意のトルクを発生させることができる。
According to such a configuration, the position of the
また、本実施形態によれば、第１補助部としての補助部３ａは、第１滑りねじ部としての滑りねじ部３０ａを回転させる第１駆動モータとしての駆動モータ３１ａを備える。
Moreover, according to this embodiment, the auxiliary |
第２補助部としての補助部３ｂは、第２滑りねじ部としての滑りねじ部３０ｂを回転させる第２駆動モータとしての駆動モータ３１ｂを備える。
The
このような構成によれば、駆動モータ３１ａで滑りねじ部３０ａを回転させることによりベアリング４ａの位置を、駆動モータ３１ｂで滑りねじ部３０ｂを回転させることによりベアリング４ｂの位置を、それぞれ変更することができる。よって、弾性体２がベアリング４を介してリンク構造１０を引っ張る力の大きさ及び力の方向をリアルタイムで制御することができる。また、出力トルク特性のシミュレーション結果に基づいて上記の制御を行うことで、リアルタイムで目標とするトルク出力を実現することができる。
According to such a configuration, the position of the
また、本実施形態によれば、リンク構造の駆動方法において、回転中心を有するリンク構造１０を、回転中心から延び出た位置において異なる複数の方向から引っ張り、リンク構造１０を引っ張る力の大きさ及び力の方向を制御することにより、リンク構造１０を回転運動させる。この場合、リンク構造１０を引っ張る力の大きさが、いずれの方向においても０より大きい。
Further, according to the present embodiment, in the link structure driving method, the
このような構成によれば、リンク構造１０を複数の方向へ駆動させるアクチュエータを得ることができる。
According to such a configuration, an actuator that drives the
＜第２実施形態＞
＜構成＞
以下では、上記実施形態で説明した構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略する。
Second Embodiment
<Configuration>
In the following, the same components as those described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
図１１は、本実施形態に関するアクチュエータの全体構造を示す概略図である。図１１に示されるように、アクチュエータは、リンク構造１０と、弾性体２ａと、弾性体２ｂと、一対の補助部３ａ及び補助部３ｂと、回転部５とを備える。
FIG. 11 is a schematic view showing the overall structure of the actuator according to this embodiment. As shown in FIG. 11, the actuator includes a
リンク構造１０は、固定部６を備える。補助部３ａは、固定部６ａ（図示せず）とベアリング４０ａとを備える。補助部３ｂは、固定部６ｂとベアリング４０ｂとを備える。
The
補助部３ａは、ねじが切られた棒状の部材である滑りねじ部３０ａを備える。ベアリング４０ａは、滑りねじ部３０ａに取り付けられ、また、補助部３ａの長手方向に移動可能である。滑りねじ部３０ａは、補助部３ａの長手方向に沿う軸を有する。
The
補助部３ａは、駆動モータ３１ａを備える。駆動モータ３１ａは、滑りねじ部３０ａを軸方向に回転させる。
The
補助部３ｂは、ねじが切られた棒状の部材である滑りねじ部３０ｂを備える。ベアリング４０ｂは、滑りねじ部３０ｂに取り付けられ、また、補助部３ｂの長手方向に移動可能である。滑りねじ部３０ｂは、補助部３ｂの長手方向に沿う軸を有する。
The
補助部３ｂは、駆動モータ３１ｂを備える。駆動モータ３１ｂは、滑りねじ部３０ｂを軸方向に回転させる。
The
リンク構造１０は、回転部５を介してリンク構造１１と連接され、回転部５を中心に回転可能である。
The
弾性体２ａ及び弾性体２ｂは、紐状の弾性体である。具体的には、伸び縮みする軽量なゴム紐、又は、弦巻バネを紐で結んだ紐状の部材（一部が弾性体である部材）などが想定される。
The elastic body 2a and the
補助部３ａ及び補助部３ｂは、回転部５を中心に回転可能である。
The
固定部６は、リンク構造１０における回転部５から延び出た位置に取り付けられる。ベアリング４０ａは、補助部３ａにおける回転部５から延び出た位置に取り付けられる。ベアリング４０ｂは、補助部３ｂにおける回転部５から延び出た位置に取り付けられる。固定部６ａ及び固定部６ｂは、それぞれ、補助部３ａの回転中心及び補助部３ｂの回転中心に取り付けられる。
The
固定部６及び固定部６ａには、それぞれ弾性体２ａの端部が固定され、固定部６及び固定部６ｂには、それぞれ弾性体２ｂの端部が固定される。滑車であるベアリング４０ａには、弾性体２ａが引き伸ばされた状態で引っかけられる。滑車であるベアリング４０ｂには、弾性体２ｂが引き伸ばされた状態で引っかけられる。よって、弾性体２ａ及び弾性体２ｂは、ある特定の張力を有する状態でそれぞれ保持される。また、ベアリング４０ａ及びベアリング４０ｂは、滑車のように作用する。そのため、弾性体２ａは、固定部６とベアリング４０ａとの間、及び、ベアリング４０ａと固定部６ａとの間において、同じ張力を有する。また、弾性体２ｂは、固定部６とベアリング４０ｂとの間、及び、ベアリング４０ｂと固定部６ｂとの間において、同じ張力を有する。
The ends of the elastic body 2a are fixed to the fixed
弾性体２ａ及び弾性体２ｂは、互いの弾性力により引き伸ばされた状態で保持される。リンク構造１０は、ベアリング４０ａ及びベアリング４０ｂの移動に応じて、弾性体２ａの弾性力と弾性体２ｂの弾性力とが釣り合う位置に保持される。
The elastic body 2a and the
なお、リンク構造１０における弾性体２ａが固定される箇所は、リンク構造１０における弾性体２ｂが固定される箇所と同一でなくてもよい。すなわち、リンク構造１０において弾性体２ａが固定される固定部６とは別の固定部において、弾性体２ｂが固定されていてもよい。
In addition, the location where the elastic body 2a in the
＜作用＞
次に、本実施形態に関するアクチュエータの動作について説明する。
<Action>
Next, the operation of the actuator according to this embodiment will be described.
このアクチュエータの出力特性を考えるために、まずそのポテンシャルエネルギーを考える。 To consider the output characteristics of this actuator, first consider its potential energy.
各弾性体の変位量を下式に示す。 The displacement amount of each elastic body is shown in the following equation.
ここで、ｘ０ｉａ（ｉ＝１、２）は初期変位量、ｌ０ｉ（ｉ＝１、２）は弾性体２ａ及び弾性体２ｂの初期長さをそれぞれ示す。
Here, x 0ia (i = 1, 2) represents the initial displacement, and l 0i (i = 1, 2) represents the initial lengths of the elastic body 2a and the
これらから、本実施形態に関するアクチュエータのポテンシャルエネルギーは下式で表すことができる。 From these, the potential energy of the actuator relating to the present embodiment can be expressed by the following equation.
ただし、ｋｉ（ｉ＝１、２）は弾性値（ばね定数）である。 However, k i (i = 1, 2) is an elastic value (spring constant).
ポテンシャルエネルギーをリンク構造１０の開き角度ｑで１階偏微分して出力トルクを計算し、さらに、ポテンシャルエネルギーをリンク構造１０の開き角度ｑで２階偏微分して回転部５周りの弾性値を計算する。
The output energy is calculated by first partial differentiation of the potential energy with the opening angle q of the
図１２から図１４は、本実施形態におけるアクチュエータの出力トルク特性を机上シミュレーションで求めた結果を示す図である。 FIG. 12 to FIG. 14 are diagrams showing the results of obtaining the output torque characteristics of the actuator in this embodiment by desktop simulation.
リンク構造１０に作用する、弾性体２により発生する回転角度あたりの設定弾性値を−２［Ｎｍ／ｒａｄ］から２［Ｎｍ／ｒａｄ］まで０．５［Ｎｍ／ｒａｄ］刻みで設定する。また、このときのリンクの回転軸周りにトルクが加わらない平衡点（ｑｅ）を−９０［ｄｅｇ］から９０［ｄｅｇ］まで１０［ｄｅｇ］刻みで設定する。
The set elastic value per rotation angle generated by the
図１２から図１４においては、複数（１９本）のグラフがプロットされているが、これは、平衡点（ｑｅ）を−９０［ｄｅｇ］から９０［ｄｅｇ］まで１０［ｄｅｇ］刻みでプロットした結果を反映したものである。ただし、図１２では、その１９本すべてが重なっている。 In FIG. 12 to FIG. 14, a plurality of (19) graphs are plotted. This is because the equilibrium point (q e ) is plotted in increments of 10 [deg] from −90 [deg] to 90 [deg]. It reflects the results. However, in FIG. 12, all 19 of them overlap.
各ベアリングの位置を、リンク構造１０が配置される側とは反対側（図１１であればリンク構造１１が配置される側）に位置させることで、負の設定弾性値［Ｎｍ／ｒａｄ］をとることも可能である。図１４がこの場合に相当する。
By setting the position of each bearing on the side opposite to the side where the
図１２から図１４において、横軸は、基準線（図１１における点線）からのリンク構造１０の開き角度［ｒａｄ］を示し、縦軸は、リンク構造１０に対して発生するトルクの値［Ｎｍ］を示す。
12 to 14, the horizontal axis indicates the opening angle [rad] of the
図１２は、設定弾性値を０［Ｎｍ／ｒａｄ］としたものである。 In FIG. 12, the set elastic value is 0 [Nm / rad].
図１３は、設定弾性値を０．５［Ｎｍ／ｒａｄ］としたものである。図１３に示されるように、この弾性値に設定された場合には、任意の開き角度ｑにおいて、およそ−０．５［Ｎｍ］以上０．５［Ｎｍ］以下のトルクが出力できる。 In FIG. 13, the set elastic value is 0.5 [Nm / rad]. As shown in FIG. 13, when this elastic value is set, a torque of approximately −0.5 [Nm] or more and 0.5 [Nm] or less can be output at an arbitrary opening angle q.
図１４は、設定弾性値を−０．５［Ｎｍ／ｒａｄ］としたものである。図１４に示されるように、この弾性値に設定された場合には、任意の開き角度ｑにおいて、およそ−０．５［Ｎｍ］以上０．５［Ｎｍ］以下のトルクが出力できる。 In FIG. 14, the set elastic value is -0.5 [Nm / rad]. As shown in FIG. 14, when this elastic value is set, a torque of approximately −0.5 [Nm] or more and 0.5 [Nm] or less can be output at an arbitrary opening angle q.
また、計算条件として用いた各要素の寸法を図１９に示す。 Moreover, the dimension of each element used as calculation conditions is shown in FIG.
＜効果＞
以下に、本実施形態による効果を例示する。
<Effect>
Below, the effect by this embodiment is illustrated.
本実施形態によれば、第１移動固定部としてのベアリング４０ａ及び第２移動固定部としてのベアリング４０ｂは、滑車構造である。
According to the present embodiment, the
第１補助部としての補助部３ａは、回転中心において第１中心固定部としての固定部６ａを備える。
The
第２補助部としての補助部３ｂは、回転中心において第２中心固定部としての固定部６ｂを備える。
The
第１弾性体としての弾性体２ａは、リンク固定部としての固定部６と固定部６ａとの間で、ベアリング４０ａを介して取り付けられる。
The elastic body 2a as the first elastic body is attached via a
第２弾性体としての弾性体２ｂは、固定部６と固定部６ｂとの間で、ベアリング４０ｂを介して取り付けられる。
The
このような構成によれば、簡易な構成でリンク構造１０を双方向（複数の方向）へ駆動させるアクチュエータを得ることができる。本実施形態に関するアクチュエータでは、リンク構造１０の駆動に関し従来のような減速機構を有する必要がなく、よって、比較的大きな慣性を有する機構を別途備える必要がない。
According to such a configuration, an actuator that drives the
＜第３実施形態＞
＜構成＞
以下では、上記実施形態で説明した構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略する。
<Third Embodiment>
<Configuration>
In the following, the same components as those described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
図１５は、本実施形態に関するアクチュエータの全体構造を示す概略図である。図１５に示されるように、アクチュエータは、リンク構造１０と、弾性体２０ａと、弾性体２０ｂと、一対の補助部３ａ及び補助部３ｂと、回転部５とを備える。
FIG. 15 is a schematic view showing the entire structure of the actuator according to this embodiment. As shown in FIG. 15, the actuator includes a
リンク構造１０は、固定部６を備える。補助部３ａは、ベアリング４００ａを備える。補助部３ｂは、ベアリング４００ｂを備える。
The
補助部３ａは、ねじが切られた棒状の部材である滑りねじ部３０ａを備える。ベアリング４００ａは、滑りねじ部３０ａに取り付けられ、また、補助部３ａの長手方向に移動可能である。滑りねじ部３０ａは、補助部３ａの長手方向に沿う軸を有する。
The
補助部３ａは、駆動モータ３１ａを備える。駆動モータ３１ａは、滑りねじ部３０ａを軸方向に回転させる。
The
補助部３ｂは、ねじが切られた棒状の部材である滑りねじ部３０ｂを備える。ベアリング４００ｂは、滑りねじ部３０ｂに取り付けられ、また、補助部３ｂの長手方向に移動可能である。滑りねじ部３０ｂは、補助部３ｂの長手方向に沿う軸を有する。
The
補助部３ｂは、駆動モータ３１ｂを備える。駆動モータ３１ｂは、滑りねじ部３０ｂを軸方向に回転させる。
The
弾性体２０ａ及び弾性体２０ｂは、紐状の弾性体である。具体的には、伸び縮みする軽量なゴム紐、又は、弦巻バネを紐で結んだ紐状の部材（一部が弾性体である部材）などが想定される。
The
固定部６は、リンク構造１０における回転部５から延び出た位置に取り付けられる。ベアリング４００ａは、補助部３ａにおける回転部５から延び出た位置に取り付けられる。ベアリング４００ｂは、補助部３ｂにおける回転部５から延び出た位置に取り付けられる。
The
固定部６及びベアリング４００ａには、それぞれ弾性体２０ａの端部が固定され、固定部６及びベアリング４００ｂには、それぞれ弾性体２０ｂの端部が固定される。弾性体２０ａ及び弾性体２０ｂは、互いの弾性力により引き伸ばされた状態で保持される。リンク構造１０は、ベアリング４００ａ及びベアリング４００ｂの移動に応じて、弾性体２０ａの弾性力と弾性体２０ｂの弾性力とが釣り合う位置に保持される。
The end of the
なお、リンク構造１０における弾性体２０ａが固定される箇所は、リンク構造１０における弾性体２０ｂが固定される箇所と同一でなくてもよい。すなわち、リンク構造１０において弾性体２０ａが固定される固定部６とは別の固定部において、弾性体２０ｂが固定されていてもよい。
In addition, the location where the
＜作用＞
次に、本実施形態に関するアクチュエータの動作について説明する。
<Action>
Next, the operation of the actuator according to this embodiment will be described.
このアクチュエータの出力特性を考えるために、まずそのポテンシャルエネルギーを考える。 To consider the output characteristics of this actuator, first consider its potential energy.
各弾性体の変位量を下式に示す。 The displacement amount of each elastic body is shown in the following equation.
ここで、ｘ０ｉ（ｉ＝１、２）は初期変位量、ｌ０ｉ（ｉ＝１、２）は弾性体２０ａ及び弾性体２０ｂの初期長さをそれぞれ示す。
Here, x 0i (i = 1, 2) represents the initial displacement, and l 0i (i = 1, 2) represents the initial lengths of the
これらから、本実施形態に関するアクチュエータのポテンシャルエネルギーは下式で表すことができる。 From these, the potential energy of the actuator relating to the present embodiment can be expressed by the following equation.
ただし、ｋｉ（ｉ＝１、２）は弾性値（ばね定数）である。 However, k i (i = 1, 2) is an elastic value (spring constant).
ポテンシャルエネルギーをリンク構造１０の開き角度ｑで１階偏微分して出力トルクを計算し、さらに、ポテンシャルエネルギーをリンク構造１０の開き角度ｑで２階偏微分して回転部５周りの弾性値を計算する。
The output energy is calculated by first partial differentiation of the potential energy with the opening angle q of the
ここで、ｘ０ｉｂ（ｉ＝１、２）は初期変位量である。 Here, x 0ib (i = 1, 2) is an initial displacement amount.
図１６から図１８は、本実施形態におけるアクチュエータの出力トルク特性を机上シミュレーションで求めた結果を示す図である。 FIG. 16 to FIG. 18 are diagrams showing the results of obtaining the output torque characteristics of the actuator in the present embodiment by desktop simulation.
リンク構造１０に作用する、弾性体２により発生する回転角度あたりの設定弾性値を−２［Ｎｍ／ｒａｄ］から２［Ｎｍ／ｒａｄ］まで０．５［Ｎｍ／ｒａｄ］刻みで設定する。また、このときのリンクの回転軸周りにトルクが加わらない平衡点（ｑｅ）を−９０［ｄｅｇ］から９０［ｄｅｇ］まで１０［ｄｅｇ］刻みで設定する。
The set elastic value per rotation angle generated by the
図１６から図１８においては、複数（１９本）のグラフがプロットされているが、これは、平衡点（ｑｅ）を−９０［ｄｅｇ］から９０［ｄｅｇ］まで１０［ｄｅｇ］刻みでプロットした結果を反映したものである。ただし、図１６では、その１９本すべてが重なっている。 In FIG. 16 to FIG. 18, a plurality of (19) graphs are plotted. This is because the equilibrium point (q e ) is plotted in increments of 10 [deg] from −90 [deg] to 90 [deg]. It reflects the results. However, in FIG. 16, all 19 of them overlap.
各ベアリングの位置を、リンク構造１０が配置される側とは反対側（図１５であればリンク構造１１が配置される側）に位置させることで、負の設定弾性値［Ｎｍ／ｒａｄ］をとることも可能である。図１８がこの場合に相当する。
By positioning the position of each bearing on the side opposite to the side on which the
図１６から図１８において、横軸は、基準線（図１５における点線）からのリンク構造１０の開き角度［ｒａｄ］を示し、縦軸は、リンク構造１０に対して発生するトルクの値［Ｎｍ］を示す。
16 to 18, the horizontal axis indicates the opening angle [rad] of the
図１６は、設定弾性値を０［Ｎｍ／ｒａｄ］としたものである。 In FIG. 16, the set elastic value is 0 [Nm / rad].
図１７は、設定弾性値を０．５［Ｎｍ／ｒａｄ］としたものである。図１７に示されるように、この弾性値に設定された場合には、任意の開き角度ｑにおいて、およそ−０．５［Ｎｍ］以上０．５［Ｎｍ］以下のトルクが出力できる。 In FIG. 17, the set elastic value is 0.5 [Nm / rad]. As shown in FIG. 17, when this elastic value is set, a torque of about −0.5 [Nm] or more and 0.5 [Nm] or less can be output at an arbitrary opening angle q.
図１８は、設定弾性値を−０．５［Ｎｍ／ｒａｄ］としたものである。図１８に示されるように、この弾性値に設定された場合には、任意の開き角度ｑにおいて、およそ−０．５［Ｎｍ］以上０．５［Ｎｍ］以下のトルクが出力できる。 FIG. 18 shows a case where the set elastic value is −0.5 [Nm / rad]. As shown in FIG. 18, when this elastic value is set, a torque of approximately −0.5 [Nm] or more and 0.5 [Nm] or less can be output at an arbitrary opening angle q.
また、計算条件として用いた各要素の寸法を図１９に示す。 Moreover, the dimension of each element used as calculation conditions is shown in FIG.
＜実験＞
次に、図１５に示された構成を用いて、実験を行った結果を以下に示す。当該実験では、目標の平衡点と設定弾性値とが設定された状態で、本実施形態に関するアクチュエータにおける目標となるベアリングの位置を求め、同時にＰフィードバック制御（比例制御）を行う。
<Experiment>
Next, the results of experiments using the configuration shown in FIG. 15 are shown below. In the experiment, in a state where the target equilibrium point and the set elastic value are set, the position of the target bearing in the actuator according to the present embodiment is obtained, and at the same time, P feedback control (proportional control) is performed.
＜正の弾性値実験＞
図２０は、正の弾性値の場合の実験結果を示す図である。図２０において、縦軸が基準線（図１５における点線）からのリンク構造１０の開き角度［ｒａｄ］であり、横軸が時間［ｓ］である。図２０の上段においては、平衡点１．０４［ｒａｄ］の場合の理想値が点線で示され、設定弾性値が０．１［Ｎｍ／ｒａｄ］の場合の実際の測定値が実線で示され、設定弾性値が０．２［Ｎｍ／ｒａｄ］の場合の実際の測定値を一点鎖線で示されている。また、図２０の中段においては、平衡点０．５２［ｒａｄ］の場合の理想値が点線で示され、設定弾性値が０．１［Ｎｍ／ｒａｄ］の場合の実際の測定値が実線で示され、設定弾性値が０．２［Ｎｍ／ｒａｄ］の場合の実際の測定値を一点鎖線で示されている。また、図２０の下段においては、設定弾性値が０．０［Ｎｍ／ｒａｄ］の場合の実際の測定値が点線で示され、設定弾性値が０．１［Ｎｍ／ｒａｄ］の場合の実際の測定値が実線で示され、設定弾性値が０．２［Ｎｍ／ｒａｄ］の場合の実際の測定値を一点鎖線で示されている。図２０の上段及び中段に示されるように、目標の平衡点π／６、π／３［ｒａｄ］、設定弾性値０．１、０．２［Ｎｍ／ｒａｄ］とした場合には、ベアリングの位置の収束性を確認することができる。また、図２０の下段に示されるように、目標の平衡点０［ｒａｄ］、設定弾性値０、０．１、０．２［Ｎｍ／ｒａｄ］とした場合に、リンク先端から０．２５［ｍ］の箇所に外力１［Ｎ］以上２［Ｎ］以下を加えた場合の、ベアリングの位置変動の減衰を確認することができる。
<Positive elasticity experiment>
FIG. 20 is a diagram illustrating an experimental result in the case of a positive elasticity value. 20, the vertical axis represents the opening angle [rad] of the
＜負の弾性値実験＞
図２１は、負の弾性値の場合の実験結果を示す図である。図２１において、縦軸が基準線（図１５における点線）からのリンク構造１０の開き角度［ｒａｄ］であり、横軸が時間［ｓ］である。図２１の上段においては、設定弾性値が−０．１［Ｎｍ／ｒａｄ］の場合の実際の測定値が実線で示され、設定弾性値が−０．２［Ｎｍ／ｒａｄ］の場合の実際の測定値を一点鎖線で示されている。また、図２１の中段においては、設定弾性値が−０．１［Ｎｍ／ｒａｄ］の場合の実際の測定値が実線で示され、設定弾性値が−０．２［Ｎｍ／ｒａｄ］の場合の実際の測定値を一点鎖線で示されている。また、図２１の下段においては、設定弾性値が−０．１［Ｎｍ／ｒａｄ］の場合の実際の測定値が実線で示され、設定弾性値が−０．２［Ｎｍ／ｒａｄ］の場合の実際の測定値を一点鎖線で示されている。本実験では、目標の平衡点０、π／６、π／３［ｒａｄ］、設定弾性値−０．１、−０．２［Ｎｍ／ｒａｄ］とした場合に、リンク先端から０．２５［ｍ］の箇所に外力１［Ｎ］以上２［Ｎ］以下を加え、実際に弾性が負になっていることを確認する。本実験では、図２１に示されるように、外力を与えた時点で大きな角度変化が生じている。
<Negative elasticity experiment>
FIG. 21 is a diagram showing experimental results in the case of a negative elasticity value. In FIG. 21, the vertical axis represents the opening angle [rad] of the
＜考察＞
正の弾性値実験では、ベアリングの位置の、安定平衡点への収束が確認できる。また、負の弾性値実験では、ベアリングの位置の、不安定平衡点からの発散が確認できる。また、本実験の限りでは、静止摩擦の影響により、定常偏差が残っていることが分かる。
<Discussion>
In the positive elasticity experiment, the convergence of the bearing position to the stable equilibrium point can be confirmed. In the negative elasticity test, the divergence of the bearing position from the unstable equilibrium point can be confirmed. In addition, as long as this experiment is performed, it can be seen that a steady deviation remains due to the effect of static friction.
＜効果＞
以下に、本実施形態による効果を例示する。
<Effect>
Below, the effect by this embodiment is illustrated.
本実施形態によれば、アクチュエータが、第１補助部としての補助部３ａと、リンク構造１０を基準として補助部３ａとは反対側に配置される第２補助部としての補助部３ｂと、リンク構造１０、補助部３ａ及び補助部３ｂと連結され、かつ、リンク構造１０、補助部３ａ及び補助部３ｂが回転運動する場合の回転中心である回転部５とを備える。
According to this embodiment, the actuator includes an
リンク構造１０、補助部３ａ及び補助部３ｂは、それぞれ、回転部５から延び出て形成される。
The
リンク構造１０は、回転部５から延び出た位置において少なくとも１つのリンク固定部としての固定部６を備える。
The
補助部３ａは、回転部５から延び出た位置において、回転部５から延び出る方向及びその逆方向に移動可能な第１移動固定部としてのベアリング４００ａを備える。
The
補助部３ｂは、回転部５から延び出た位置において、回転部５から延び出る方向及びその逆方向に移動可能な第２移動固定部としてのベアリング４００ｂを備える。
The
また、アクチュエータが、固定部６とベアリング４００ａとに跨る、紐状の第１弾性体としての弾性体２０ａと、固定部６とベアリング４００ｂとに跨る、紐状の第２弾性体としての弾性体２０ｂとを備える。
Further, the
弾性体２０ａと弾性体２０ｂとは、互いの弾性力により引き延ばされた状態で保持される。
The
リンク構造１０は、ベアリング４００ａ及びベアリング４００ｂの移動に応じて、弾性体２０ａの弾性力と弾性体２０ｂの弾性力とが釣り合う位置に保持される。
The
このような構成によれば、簡易な構成でリンク構造１０を双方向（複数の方向）へ駆動させるアクチュエータを得ることができる。本実施形態に関するアクチュエータでは、リンク構造１０の駆動に関し従来のような減速機構を有する必要がなく、よって、比較的大きな慣性を有する機構を別途備える必要がない。
According to such a configuration, an actuator that drives the
本実施形態に関するアクチュエータでは、弾性体が伸び縮みする反力を駆動対象物の駆動に利用する。第１移動固定部及び第２移動固定部を備えることにより、弾性体からの反力を駆動対象物に伝達させる位置を可変とすることで、弾性による反力の大きさと、２つ以上の弾性体の力の拮抗することにより反力が働かなくなる平衡点とを変更することができる。 In the actuator according to the present embodiment, the reaction force that the elastic body expands and contracts is used for driving the driven object. By providing the first movement fixing part and the second movement fixing part, the position at which the reaction force from the elastic body is transmitted to the driven object can be changed, so that the magnitude of the reaction force due to elasticity and two or more elasticity can be obtained. The equilibrium point at which the reaction force does not work can be changed by antagonizing the body force.
また、本実施形態に関するアクチュエータでは、出力トルク特性のシミュレーション結果に基づいて、第１移動固定部及び第２移動固定部の位置、さらには、補助部３ａの開き角度及び補助部３ｂの開き角度を設定することにより、目標のトルク出力を得ることができる。
Further, in the actuator according to the present embodiment, based on the simulation result of the output torque characteristics, the positions of the first movement fixing unit and the second movement fixing unit, and further, the opening angle of the
なお、これらの構成以外の構成については適宜省略することができるが、本明細書に示された任意の構成を適宜追加した場合でも、上記の効果を生じさせることができる。 In addition, although structures other than these structures can be omitted as appropriate, the above-described effects can be produced even when any structure shown in this specification is appropriately added.
＜第４実施形態＞
＜構成＞
以下では、上記実施形態で説明した構成と同様の構成については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略する。
<Fourth embodiment>
<Configuration>
In the following, the same components as those described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
図２２は、本実施形態に関するアクチュエータの全体構造を示す概略図である。図２２に示されるように、アクチュエータは、リンク構造１０と、弾性体２０ａと、弾性体２０ｂと、一対の補助部３ａ及び補助部３ｂと、回転部５とを備える。
FIG. 22 is a schematic view showing the overall structure of the actuator according to this embodiment. As shown in FIG. 22, the actuator includes a
リンク構造１０は、固定部６を備える。また、リンク構造１０は、経由構造としてのベアリング４０１ａと経由構造としてのベアリング４０１ｂとを備える。ベアリング４０１ａ及びベアリング４０１ｂは、滑車構造である。補助部３ａは、ベアリング４００ａを備える。補助部３ｂは、ベアリング４００ｂを備える。
The
補助部３ａは、ねじが切られた棒状の部材である滑りねじ部３０ａを備える。ベアリング４００ａは、滑りねじ部３０ａに取り付けられ、また、補助部３ａの長手方向に移動可能である。滑りねじ部３０ａは、補助部３ａの長手方向に沿う軸を有する。
The
補助部３ａは、駆動モータ３１ａを備える。駆動モータ３１ａは、滑りねじ部３０ａを軸まわりに回転させる。
The
補助部３ｂは、ねじが切られた棒状の部材である滑りねじ部３０ｂを備える。ベアリング４００ｂは、滑りねじ部３０ｂに取り付けられ、また、補助部３ｂの長手方向に移動可能である。滑りねじ部３０ｂは、補助部３ｂの長手方向に沿う軸を有する。
The
補助部３ｂは、駆動モータ３１ｂを備える。駆動モータ３１ｂは、滑りねじ部３０ｂを軸まわりに回転させる。
The
弾性体２０ａ及び弾性体２０ｂは、紐状の弾性体である。具体的には、伸び縮みする軽量なゴム紐、又は、弦巻バネを紐で結んだ紐状の部材（一部が弾性体である部材）などが想定される。
The
固定部６は、リンク構造１０における回転部５から延び出た位置に取り付けられる。ベアリング４０１ａは、リンク構造１０における回転部５から延び出た位置で、かつ、固定部６よりも回転部５に近い位置に取り付けられる。ベアリング４０１ｂは、リンク構造１０における回転部５から延び出た位置で、かつ、固定部６よりも回転部５に近い位置に取り付けられる。また、本実施形態においては、ベアリング４０１ａは、リンク構造１０におけるベアリング４０１ｂの裏側に取り付けられる。ベアリング４００ａは、補助部３ａにおける回転部５から延び出た位置に取り付けられる。ベアリング４００ｂは、補助部３ｂにおける回転部５から延び出た位置に取り付けられる。
The
固定部６、ベアリング４０１ａ及びベアリング４００ａには、それぞれ弾性体２０ａが固定され、固定部６、ベアリング４０１ｂ及びベアリング４００ｂには、それぞれ弾性体２０ｂが固定される。弾性体２０ａ及び弾性体２０ｂは、互いの弾性力により引き伸ばされた状態で保持される。リンク構造１０は、ベアリング４００ａ及びベアリング４００ｂの移動に応じて、弾性体２０ａの弾性力と弾性体２０ｂの弾性力とが釣り合う位置に保持される。
The
なお、リンク構造１０における弾性体２０ａが固定される箇所は、リンク構造１０における弾性体２０ｂが固定される箇所と同一でなくてもよい。すなわち、リンク構造１０において弾性体２０ａが固定される固定部６とは別の固定部において、弾性体２０ｂが固定されていてもよい。
In addition, the location where the
また、本実施形態に示される構成は、図１１に示される構成のように、補助部におけるベアリングを介して回転部５の回転中心まで弾性体が張られている場合にも適用可能である。
Further, the configuration shown in the present embodiment is also applicable to the case where the elastic body is stretched to the rotation center of the
＜作用＞
次に、本実施形態に関するアクチュエータの動作について説明する。
<Action>
Next, the operation of the actuator according to this embodiment will be described.
まず、簡単のため、図２２に示された構造のうちの１つの補助部３ｂのみを有する場合のトルクを求める。図２３は、リンク構造を駆動させるアクチュエータの１つの補助部のみを有する場合の構造を示す図である。図２３に示されるように、アクチュエータは、リンク構造１０と、弾性体２０ｂと、補助部３ｂと、回転部５とを備える。
First, for the sake of simplicity, the torque when only one
リンク構造１０は、固定部６を備える。また、リンク構造１０は、ベアリング４０１ｂを備える。補助部３ｂは、ベアリング４００ｂを備える。
The
ここで、回転部５の回転中心からベアリング４０１ｂまでの距離をｌ、ベアリング４０１ｂから固定部６までの距離をｌａ、基準線（図２３における点線）からのリンク構造１０の開き角度をｑ、回転部５の回転中心からベアリング４００ｂまでの距離をｒ、ベアリング４００ｂからベアリング４０１ｂまでの距離をｘとする。これらから、本実施形態に図２３に示されるアクチュエータのポテンシャルエネルギーは、下式で表すことができる。
Here, the distance from the rotation center of the
また、ｘは、下式で表すことができる。 X can be expressed by the following equation.
また、ｘ０は、下式で表すことができる。 Further, x 0 can be expressed by the following equation.
ここで、ｋは、弾性体２０ｂのばね定数であり、ｌ０は、弾性体２０ｂの初期長さである。また、ｒ０は、回転部５からベアリング４００ｂまでの初期の距離であり、ｘ０は、ベアリング４００ｂからベアリング４０１ｂまでの初期の距離である。
Here, k is the spring constant of the
ここで、ｌ＝ｌ０の場合、 Here, if l = l 0 ,
が得られ、このポテンシャルエネルギーを角度で偏微分することでトルクを下式のように導出することができる。 The torque can be derived as in the following equation by partial differentiation of this potential energy with respect to angle.
図２４は、本実施形態に関するアクチュエータをモデル化した図である。図２４において、Ｉは、リンク構造１０の慣性モーメントであり、ｑは、基準線（ｑｅ）からのリンク構造１０の開き角度である。また、ｒ１は、弾性体２０ａに関する可変弾性機構のベアリング４００ａの位置であり、ｒ２は、弾性体２０ｂに関する可変弾性機構のベアリング４００ｂの位置である。
FIG. 24 is a diagram modeling the actuator according to the present embodiment. In FIG. 24, I is the moment of inertia of the
上記のモデルにおいて、２つの可変弾性機構のトルクを合成した場合のダイナミクスは、下式となる。 In the above model, the dynamics when the torques of the two variable elastic mechanisms are combined is expressed by the following equation.
ここで、ｂは、リンク構造１０の粘性係数であり、ｋｑ（ｑ，ｒ１，ｒ２）は、リンクの回転軸周りの可変弾性値である。また、ｑｅ（ｑ，ｒ１，ｒ２）は、可変弾性値の可変平衡点である。
Here, b is a viscosity coefficient of the
さらに、２つの可変弾性機構のダイナミクスは、以下と仮定する。 Further, it is assumed that the dynamics of the two variable elastic mechanisms are as follows.
ここで、ｍは、各可変弾性機構のベアリング４００ａ又はベアリング４００ｂの質量であり、ｄは、各可変弾性機構の粘性係数である。また、ｆｋｉ（ｑ，ｒｉ）（ｉ＝１，２）は、各可変弾性機構において弾性体からベアリングが受ける力であり、ｆｉ（ｉ＝１，２）は、制御入力である。
Here, m is the mass of the
次に、弾性値が正である場合の設定弾性値と目標の平衡点とを満たすような、ベアリングの目標の位置を算出する。上記の式（３８）と式（３９）とから、 Next, the target position of the bearing is calculated so as to satisfy the set elastic value and the target equilibrium point when the elastic value is positive. From the above equation (38) and equation (39),
となる。ここで、ｋｑｄ（ｔ）は、リンクの回転軸周りの設定弾性値の時間関数であり、ｑｅｄ（ｔ）は、リンク構造１０周りの目標の平衡点の時間関数である。また、ｒ１ｄ（ｔ）は、弾性体２０ａに関する可変弾性機構のベアリング４００ａの目標の位置であり、ｒ２ｄ（ｔ）は、弾性体２０ｂに関する可変弾性機構のベアリング４００ｂの目標の位置である。
It becomes. Here, k qd (t) is a time function of a set elastic value around the rotation axis of the link, and q ed (t) is a time function of a target equilibrium point around the
上記の式（４５）から、 From the above equation (45),
となり、式（４６）を式（４４）に代入すると、 When substituting equation (46) into equation (44),
となる。式（４７）から、 It becomes. From equation (47)
となり、式（４８）と式（４６）とから From Equation (48) and Equation (46)
が得られる。制御入力は、式（４９）及び式（５０）を目標としたＰフィードバック制御で行う。 Is obtained. The control input is performed by P feedback control with the targets of Equation (49) and Equation (50).
ここで、ｋｐ１は、ｒ１に関する位置フィードバックゲインであり、ｋｐ２は、ｒ２に関する位置フィードバックゲインである。また、ｋｖ１は、ｒ１に関する速度フィードバックゲインであり、ｋｖ２は、ｒ２に関する速度フィードバックゲインである。 Here, k p1 is a position feedback gain for r 1 , and k p2 is a position feedback gain for r 2 . Further, k v1 is a speed feedback gain related to r 1 , and k v2 is a speed feedback gain related to r 2 .
なお、当該制御は、ＰＤ制御であってもよい。 The control may be PD control.
＜効果＞
以下に、本実施形態による効果を例示する。
<Effect>
Below, the effect by this embodiment is illustrated.
本実施形態によれば、リンク構造１０は、回転部５から延び出た位置で、かつ、リンク固定部としての固定部６よりも回転部５に近い位置において、滑車構造である第１経由構造としてのベアリング４０１ａ及び滑車構造である第２経由構造としてのベアリング４０１ｂを備える。
According to the present embodiment, the
第１弾性体としての弾性体２０ａは、固定部６と第１移動固定部としてのベアリング４００ａとの間で、ベアリング４０１ａを介して取り付けられる。また、第２弾性体としての弾性体２０ｂは、固定部６と第２移動固定部としてのベアリング４００ｂとの間で、ベアリング４０１ｂを介して取り付けられる。
The
このような構成によれば、弾性体２０ａ及び弾性体２０ｂがリンク構造１０に沿って取り付けられる範囲が増えるため、弾性体を含めた可変弾性機構をリンク構造１０近傍に集約することができる。よって、可変弾性機構を小型化することができる。
According to such a configuration, since the range in which the
また、目標のベアリングの位置を時間関数として算出することができ、さらに、制御入力に関しても時間関数として算出することができるため、設定弾性値及び目標の平衡点が決定された場合に、算出された目標のベアリングの位置及び制御入力を用いることができる。 In addition, since the target bearing position can be calculated as a time function, and the control input can also be calculated as a time function, it is calculated when the set elastic value and the target equilibrium point are determined. Target bearing position and control input can be used.
なお、上記の各実施形態において、補助部をさらに追加し、補助部が３つさらには４つ備えられる場合でも、リンク構造と新たに追加した補助部との間にもある特定の張力を有する弾性体が張られた場合でも、上記と同様に適用することができる。 In each of the above embodiments, even when an auxiliary part is further added and three or four auxiliary parts are provided, a certain tension is also present between the link structure and the newly added auxiliary part. Even when the elastic body is stretched, it can be applied in the same manner as described above.
また、駆動モータ３１ａ及び駆動モータ３１ｂは、各補助部に取り付けられていなくともよく、アクチュエータの外部に備えられるものであってもよい。
Moreover, the
上記実施形態では、各構成要素の材質、材料、寸法、形状、相対的配置関係又は実施の条件などについても記載している場合があるが、これらはすべての局面において例示であって、本発明が記載されたものに限られることはない。よって、例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲内において想定される。例えば、任意の構成要素を変形する場合又は省略する場合、さらには、少なくとも１つの実施形態における少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれる。 In the above embodiment, the material, material, size, shape, relative arrangement relationship, or implementation condition of each component may be described, but these are examples in all aspects, and the present invention. Is not limited to those described. Thus, countless variations not illustrated are envisaged within the scope of the present invention. For example, a case where an arbitrary component is modified or omitted, and a case where at least one component in at least one embodiment is extracted and combined with a component in another embodiment are included.
２，２ａ，２ｂ，２０ａ，２０ｂ 弾性体、３ａ，３ｂ 補助部、４，４ａ，４ｂ，４０ａ，４０ｂ，４００ａ，４００ｂ，４０１ａ，４０１ｂ ベアリング、５ 回転部、６，６ａ，６ｂ 固定部、１０，１１ リンク構造、３０ａ，３０ｂ 滑りねじ部、３１ａ，３１ｂ 駆動モータ。 2, 2a, 2b, 20a, 20b Elastic body, 3a, 3b Auxiliary part, 4, 4a, 4b, 40a, 40b, 400a, 400b, 401a, 401b Bearing, 5 Rotating part, 6, 6a, 6b Fixed part, 10 , 11 Link structure, 30a, 30b Sliding screw part, 31a, 31b Drive motor.
Claims (9)
第１補助部と、
第２補助部と、
前記リンク構造、前記第１補助部及び前記第２補助部と連結され、かつ、前記リンク構造、前記第１補助部及び前記第２補助部が回転運動する場合の回転中心である回転部とを備え、
前記リンク構造、前記第１補助部及び前記第２補助部は、それぞれ、前記回転部から延び出て形成され、
前記リンク構造が回転運動する面内において、前記第１補助部の前記回転部から延び出た位置と前記第２補助部の前記回転部から延び出た位置とは、前記リンク構造を挟んで配置され、
前記リンク構造は、前記回転部から延び出た位置において少なくとも１つのリンク固定部を備え、
前記第１補助部は、前記回転部から延び出た位置において、前記回転部から延び出る方向及びその逆方向に移動可能な第１移動固定部を備え、
前記第２補助部は、前記回転部から延び出た位置において、前記回転部から延び出る方向及びその逆方向に移動可能な第２移動固定部を備え、
前記リンク固定部と前記第１移動固定部とに跨る、紐状の第１弾性体と、
前記リンク固定部と前記第２移動固定部とに跨る、紐状の第２弾性体とをさらに備え、
前記第１弾性体と前記第２弾性体とは、互いの弾性力により引き延ばされた状態で保持され、
前記リンク構造は、前記第１移動固定部及び前記第２移動固定部の移動に応じて、前記第１弾性体の弾性力と前記第２弾性体の弾性力とが釣り合う位置に保持される、
アクチュエータ。 An actuator that drives the link structure,
A first auxiliary part;
A second auxiliary part;
A rotating part that is connected to the link structure, the first auxiliary part, and the second auxiliary part, and that is a rotation center when the link structure, the first auxiliary part, and the second auxiliary part rotate. Prepared,
The link structure, the first auxiliary part, and the second auxiliary part are each formed extending from the rotating part,
In the plane where the link structure rotates, the position of the first auxiliary part extending from the rotating part and the position of the second auxiliary part extending from the rotating part are arranged across the link structure. And
The link structure includes at least one link fixing portion at a position extending from the rotating portion,
The first auxiliary portion includes a first movement fixing portion that is movable in a direction extending from the rotating portion and in the opposite direction at a position extending from the rotating portion,
The second auxiliary portion includes a second movement fixing portion that is movable in a direction extending from the rotating portion and in the opposite direction at a position extending from the rotating portion,
A string-like first elastic body straddling the link fixing part and the first movement fixing part;
A string-like second elastic body straddling the link fixing portion and the second movement fixing portion;
The first elastic body and the second elastic body are held in a state of being stretched by mutual elastic force,
The link structure is held at a position where the elastic force of the first elastic body and the elastic force of the second elastic body are balanced according to the movement of the first movement fixing portion and the second movement fixing portion.
Actuator.
前記第１補助部は、前記回転中心において第１中心固定部を備え、
前記第２補助部は、前記回転中心において第２中心固定部を備え、
前記第１弾性体は、前記リンク固定部と前記第１中心固定部との間で、前記第１移動固定部を介して取り付けられ、
前記第２弾性体は、前記リンク固定部と前記第２中心固定部との間で、前記第２移動固定部を介して取り付けられる、
請求項１に記載のアクチュエータ。 The first movement fixing part and the second movement fixing part are bearings acting as pulleys,
The first auxiliary portion includes a first center fixing portion at the rotation center,
The second auxiliary portion includes a second center fixing portion at the rotation center,
The first elastic body is attached between the link fixing portion and the first center fixing portion via the first movement fixing portion,
The second elastic body is attached via the second movement fixing portion between the link fixing portion and the second center fixing portion.
The actuator according to claim 1.
請求項１に記載のアクチュエータ。 The link fixing part is one,
The actuator according to claim 1.
前記第１弾性体と前記第２弾性体とは、互いの端部が接続されることで、全体として輪形状の接続弾性体を形成し、
前記接続弾性体は、前記リンク固定部、前記第１移動固定部及び前記第２移動固定部の間で、引き延ばされた状態で保持され、
前記リンク構造は、前記第１移動固定部及び前記第２移動固定部の移動に応じて、前記接続弾性体の弾性力が釣り合う位置に保持される、
請求項３に記載のアクチュエータ。 The link fixing part, the first movement fixing part and the second movement fixing part are bearings acting as pulleys,
The first elastic body and the second elastic body are connected to each other to form a ring-shaped connecting elastic body as a whole,
The connection elastic body is held in an extended state between the link fixing portion, the first movement fixing portion, and the second movement fixing portion,
The link structure is held at a position where the elastic force of the connection elastic body is balanced according to the movement of the first movement fixing part and the second movement fixing part.
The actuator according to claim 3.
前記第１補助部は、ねじが切られた棒構造である第１滑りねじ部を備え、
前記第２補助部は、ねじが切られた棒構造である第２滑りねじ部を備え、
前記第１滑りねじ部は、前記第１補助部における前記回転部から延び出る方向に沿って配置され、かつ、前記第１移動固定部を嵌合させ、
前記第２滑りねじ部は、前記第２補助部における前記回転部から延び出る方向に沿って配置され、かつ、前記第２移動固定部を嵌合させる、
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載のアクチュエータ。 The first movement fixing part and the second movement fixing part are bearings,
The first auxiliary portion includes a first sliding screw portion having a threaded rod structure,
The second auxiliary portion includes a second sliding screw portion having a threaded rod structure,
The first sliding screw part is disposed along a direction extending from the rotating part in the first auxiliary part, and the first moving fixed part is fitted,
The second sliding screw portion is disposed along a direction extending from the rotating portion of the second auxiliary portion, and the second moving fixed portion is fitted;
The actuator according to any one of claims 1 to 4.
前記第２補助部は、前記第２滑りねじ部を回転させる第２駆動モータを備える、
請求項５に記載のアクチュエータ。 The first auxiliary portion includes a first drive motor that rotates the first sliding screw portion,
The second auxiliary portion includes a second drive motor that rotates the second sliding screw portion.
The actuator according to claim 5.
前記回転部が、前記多関節ロボットの関節部である、
請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載のアクチュエータ。 The link structure is an arm part of an articulated robot,
The rotating part is a joint part of the articulated robot;
The actuator according to any one of claims 1 to 6.
前記第１弾性体は、前記リンク固定部と前記第１移動固定部との間で、前記第１経由構造を介して取り付けられ、
前記第２弾性体は、前記リンク固定部と前記第２移動固定部との間で、前記第２経由構造を介して取り付けられる、
請求項１から請求項３及び請求項５から請求項７のうちのいずれかに１項に記載のアクチュエータ。 The link structure is the extended exit position from the rotary part, and, at a position closer to the rotating part than the link fixing portion, further comprising a second via structure is first via structure and bearing a bearing,
The first elastic body is attached via the first via structure between the link fixing portion and the first movement fixing portion.
The second elastic body is attached via the second via structure between the link fixing portion and the second movement fixing portion.
The actuator according to any one of claims 1 to 3 and claims 5 to 7.
前記リンク構造を引っ張る力の大きさ及び力の方向を制御することにより、前記リンク構造を回転運動させ、
前記リンク構造を引っ張る力の大きさが、いずれの方向においても０より大きい、
リンク構造の駆動方法。 Pulling the link structure having a rotation center from a plurality of different directions at positions extending from the rotation center in a plane in which the link structure rotates .
By controlling the magnitude and direction of the force pulling the link structure, the link structure is rotated,
The magnitude of the force pulling the link structure is greater than 0 in any direction;
Link structure driving method.
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