JPH05131383A - マイクロロボツト - Google Patents
マイクロロボツトInfo
- Publication number
- JPH05131383A JPH05131383A JP2150192A JP2150192A JPH05131383A JP H05131383 A JPH05131383 A JP H05131383A JP 2150192 A JP2150192 A JP 2150192A JP 2150192 A JP2150192 A JP 2150192A JP H05131383 A JPH05131383 A JP H05131383A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- screw
- elastic body
- pulse motor
- tip
- motor
- 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.)
- Pending
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- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 板バネを微小動作のガイドに用いてコンパク
ト化し、微小部品の組立に必要な数ミリ程度のストロー
クをもつ小型のロボットを提供する。 【構成】 複数のＵ型形状をした板バネ４を水平、垂直
等、希望する動作方向と垂直になるように一連に連結し
て形成し、一端にグリッパー５等の操作子を設け、他端
をベース２に固定する。そして板バネに形成した各Ｕ型
部それぞれにＵ型部を押圧するアクチュエータ６，７を
設ける。
ト化し、微小部品の組立に必要な数ミリ程度のストロー
クをもつ小型のロボットを提供する。 【構成】 複数のＵ型形状をした板バネ４を水平、垂直
等、希望する動作方向と垂直になるように一連に連結し
て形成し、一端にグリッパー５等の操作子を設け、他端
をベース２に固定する。そして板バネに形成した各Ｕ型
部それぞれにＵ型部を押圧するアクチュエータ６，７を
設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、微小電子部品のハンド
リングや組立に使用するロボットに関するものである。
リングや組立に使用するロボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、微小電子部品を対象とした移載機
構においては、通常の小型ロボットやサーボモータとボ
ールネジを利用した移動機構などが主として用いられて
きた。
構においては、通常の小型ロボットやサーボモータとボ
ールネジを利用した移動機構などが主として用いられて
きた。
【０００３】しかしながらこれらの機構は微小部品の大
きさに対して過大であり、それゆえ位置決め精度にも限
界があるし、装置全体が大型化するという欠点がある。
また、これらの機構の小型化はそれらの構成要素自体が
大きいため構造上困難である。
きさに対して過大であり、それゆえ位置決め精度にも限
界があるし、装置全体が大型化するという欠点がある。
また、これらの機構の小型化はそれらの構成要素自体が
大きいため構造上困難である。
【０００４】最近では、特公平２−１３０５１４号公報
にあるような積層型圧電素子を利用して、数十ミクロン
の微小変位が可能なマイクロマニピュレータが提案され
ている。しかしながら、これは微生物や細胞などを顕微
鏡下で観察する際に、微細針などを微小変位させるため
のものであり、動作ストロークが数十ミクロンしかない
ので微小部品の組立には適用できない。また各方向の動
作機構がアクチュエータも含めて直列に連結されている
ため、先端に位置する動作機構が基部に位置する動作機
構の負荷となるという欠点がある。
にあるような積層型圧電素子を利用して、数十ミクロン
の微小変位が可能なマイクロマニピュレータが提案され
ている。しかしながら、これは微生物や細胞などを顕微
鏡下で観察する際に、微細針などを微小変位させるため
のものであり、動作ストロークが数十ミクロンしかない
ので微小部品の組立には適用できない。また各方向の動
作機構がアクチュエータも含めて直列に連結されている
ため、先端に位置する動作機構が基部に位置する動作機
構の負荷となるという欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しょうとする課題】本発明は、前記した従
来例の問題を解決し、微小部品の組立に必要な数ミリ程
度のストロークをもつ小型のロボットを提供することを
目的とする。
来例の問題を解決し、微小部品の組立に必要な数ミリ程
度のストロークをもつ小型のロボットを提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のマイクロロボットはベースにモータを設
け、モータの出力軸に旋回ベースを介して複数の伸縮す
るアクチュエータを設け、旋回ベースに固着した複数の
軸方向に弾性変形するように形成した一連の弾性体の先
端が、伸縮するアクチュエータによって、各軸方向に変
位し、弾性体先端に操作子を設けたものである。弾性体
は複数のＵ型形状をした板バネを水平、垂直等、動作方
向と垂直になるように連結した一連の板バネを使用して
もよい。また、アクチュエータの出力軸先端と弾性体の
前記アクチュエータによる押圧部との間に第２の弾性体
を設けてもよい。さらに、弾性体を操作子よりも先端側
に延長し、前記アクチュエータによる押圧方向と同一方
向に弾性変形するように形成してもよい。アクチュエー
タはネジ付きパルスモータ、あるいは積層型圧電素子を
使用できる。また、ネジ付きパルスモータと積層型圧電
素子の両方を用い、ネジ付きパルスモータの出力軸先端
と弾性体の前記ネジ付きパルスモータによる押圧部との
間に積層型圧電素子を装着してもよい。
に、本発明のマイクロロボットはベースにモータを設
け、モータの出力軸に旋回ベースを介して複数の伸縮す
るアクチュエータを設け、旋回ベースに固着した複数の
軸方向に弾性変形するように形成した一連の弾性体の先
端が、伸縮するアクチュエータによって、各軸方向に変
位し、弾性体先端に操作子を設けたものである。弾性体
は複数のＵ型形状をした板バネを水平、垂直等、動作方
向と垂直になるように連結した一連の板バネを使用して
もよい。また、アクチュエータの出力軸先端と弾性体の
前記アクチュエータによる押圧部との間に第２の弾性体
を設けてもよい。さらに、弾性体を操作子よりも先端側
に延長し、前記アクチュエータによる押圧方向と同一方
向に弾性変形するように形成してもよい。アクチュエー
タはネジ付きパルスモータ、あるいは積層型圧電素子を
使用できる。また、ネジ付きパルスモータと積層型圧電
素子の両方を用い、ネジ付きパルスモータの出力軸先端
と弾性体の前記ネジ付きパルスモータによる押圧部との
間に積層型圧電素子を装着してもよい。
【０００７】
【作用】複数の軸方向に弾性変形するように形成した一
連の弾性体は、対応するアクチュエータが押圧すること
により微小変形し、これにより弾性体先端の操作子は移
動する。各方向に対応する弾性体を変形することによ
り、所望の位置に移動することができる。アクチュエー
タがネジ付きパルスモータの場合には比較的長いストロ
ークが得られる。積層型圧電素子を使用した場合にはス
トロークは短いが、高精度の位置決めが可能となる。ま
た、両方を用いた場合にはネジ付きパルスモータで粗動
を行い、積層型圧電素子で微動を行うことにより、長い
ストロークでかつ高精度の位置決めが可能となる。ま
た、弾性体のアクチュエータによる押圧部位とアクチュ
エータの出力端との間に第２の弾性体を設けた場合に
は、アクチュエータによる変位が各弾性体の弾性比に比
例して分割される。従って、位置決め分解能の大きいア
クチュエータを使用しても、高精度の位置決めが可能と
なる。
連の弾性体は、対応するアクチュエータが押圧すること
により微小変形し、これにより弾性体先端の操作子は移
動する。各方向に対応する弾性体を変形することによ
り、所望の位置に移動することができる。アクチュエー
タがネジ付きパルスモータの場合には比較的長いストロ
ークが得られる。積層型圧電素子を使用した場合にはス
トロークは短いが、高精度の位置決めが可能となる。ま
た、両方を用いた場合にはネジ付きパルスモータで粗動
を行い、積層型圧電素子で微動を行うことにより、長い
ストロークでかつ高精度の位置決めが可能となる。ま
た、弾性体のアクチュエータによる押圧部位とアクチュ
エータの出力端との間に第２の弾性体を設けた場合に
は、アクチュエータによる変位が各弾性体の弾性比に比
例して分割される。従って、位置決め分解能の大きいア
クチュエータを使用しても、高精度の位置決めが可能と
なる。
【０００８】
【実施例】本発明の詳細について図１と図２に基づいて
説明する。図１は第１の実施例の側面図、図２は第２の
実施例の側面図を示す。この実施例では弾性体として板
バネを採用し、アクチュエータにネジ付きパルスモータ
を採用したものを例示する。また、上記ロボットの板バ
ネを変形するアクチュエータとして積層型圧電素子を使
用してもよい。また、両アクチュエータを直列に配置し
てもよい。図１において、パルスモータ１はベース２に
その出力軸１０を上向きに取り付ける。旋回ベース３は
ベース２上部に突出したパルスモータ１の出力軸１０に
固定する。板バネ４はＵ型を水平、垂直方向に２組連結
した形状に形成し、その一端１１を旋回ベース３の側面
１２に固定する。板バネ４の他端にはグリッパー５を設
ける。
説明する。図１は第１の実施例の側面図、図２は第２の
実施例の側面図を示す。この実施例では弾性体として板
バネを採用し、アクチュエータにネジ付きパルスモータ
を採用したものを例示する。また、上記ロボットの板バ
ネを変形するアクチュエータとして積層型圧電素子を使
用してもよい。また、両アクチュエータを直列に配置し
てもよい。図１において、パルスモータ１はベース２に
その出力軸１０を上向きに取り付ける。旋回ベース３は
ベース２上部に突出したパルスモータ１の出力軸１０に
固定する。板バネ４はＵ型を水平、垂直方向に２組連結
した形状に形成し、その一端１１を旋回ベース３の側面
１２に固定する。板バネ４の他端にはグリッパー５を設
ける。
【０００９】ネジ付きパルスモータ６、７は回転軸１３
の前部１４にネジ１５を形成したロータ１６とナット１
７を有するステータ１８からなり、ロータ１６が回転す
ると、回転軸１３が伸縮する。また、回転軸１３の先端
１９には鋼球２０が埋め込まれており、回転軸１３の伸
縮に伴い先端接触部に生じるスベリによる摩擦抵抗は軽
減される。該ネジ付きパルスモータ６は回転軸２１の先
端が板バネ４の水平部２２に接触するように旋回ベース
３に取り付ける。もう一つのネジ付きパルスモータ７も
同様に板バネ４の垂直部２３に回転軸１３の先端が接触
するように、旋回ベース３に設ける。
の前部１４にネジ１５を形成したロータ１６とナット１
７を有するステータ１８からなり、ロータ１６が回転す
ると、回転軸１３が伸縮する。また、回転軸１３の先端
１９には鋼球２０が埋め込まれており、回転軸１３の伸
縮に伴い先端接触部に生じるスベリによる摩擦抵抗は軽
減される。該ネジ付きパルスモータ６は回転軸２１の先
端が板バネ４の水平部２２に接触するように旋回ベース
３に取り付ける。もう一つのネジ付きパルスモータ７も
同様に板バネ４の垂直部２３に回転軸１３の先端が接触
するように、旋回ベース３に設ける。
【００１０】パルスモータ１が回転すると、旋回ベース
３、ネジ付きパルスモータ６、７、板バネ４および、グ
リッパー５が回転し、グリッパー５を目的位置に移動す
ることができる。このときの位置決め精度は回転半径が
小さいため、これに比例して向上する。またグリッパー
５は板バネ４により支持されているため、回転方向に対
する剛性は大きく、振動は抑制できる。
３、ネジ付きパルスモータ６、７、板バネ４および、グ
リッパー５が回転し、グリッパー５を目的位置に移動す
ることができる。このときの位置決め精度は回転半径が
小さいため、これに比例して向上する。またグリッパー
５は板バネ４により支持されているため、回転方向に対
する剛性は大きく、振動は抑制できる。
【００１１】ネジ付きパルスモータ６が駆動すると、そ
の回転軸２１の先端は板バネ４の水平部２２を押圧し、
水平部２２のＵ型の板バネ部２４が変形し、グリッパー
５は上方向に移動する。移動量が微小（数ミリ）であれ
ば疑似直線動作ができる。逆にネジ付きパルスモータ６
の回転軸２１を縮ませると、板バネ４が復元し、下方に
移動する。
の回転軸２１の先端は板バネ４の水平部２２を押圧し、
水平部２２のＵ型の板バネ部２４が変形し、グリッパー
５は上方向に移動する。移動量が微小（数ミリ）であれ
ば疑似直線動作ができる。逆にネジ付きパルスモータ６
の回転軸２１を縮ませると、板バネ４が復元し、下方に
移動する。
【００１２】ネジ付きパルスモータ７の回転軸１３が伸
びると、回転軸１３の先端が下部のＵ型の板バネ４の垂
直部２３を押圧する。これにより下部のＵ型の板バネ４
は変形する。下部のＵ型の板バネ４において、Ｕ型のＲ
部２５付近が最も変形が大きく、グリッパー５はこの付
近を中心に回転しようとする。ところが、ネジ付きパル
スモータ６の回転軸２１の先端が板バネ４の水平部２２
と接しているため、前記回転動作の垂直方向成分が規制
され水平成分のみの動作となる。よってグリッパー５は
水平方向の疑似直線動作を行う。
びると、回転軸１３の先端が下部のＵ型の板バネ４の垂
直部２３を押圧する。これにより下部のＵ型の板バネ４
は変形する。下部のＵ型の板バネ４において、Ｕ型のＲ
部２５付近が最も変形が大きく、グリッパー５はこの付
近を中心に回転しようとする。ところが、ネジ付きパル
スモータ６の回転軸２１の先端が板バネ４の水平部２２
と接しているため、前記回転動作の垂直方向成分が規制
され水平成分のみの動作となる。よってグリッパー５は
水平方向の疑似直線動作を行う。
【００１３】このように３軸が独立して移動できること
により、３軸のロボットとして微小部品のハンドリング
や組立に使用することができる。
により、３軸のロボットとして微小部品のハンドリング
や組立に使用することができる。
【００１４】図２はの板バネ４Ａをブロック材からワイ
ヤカットにより旋回ベース３Ａと一体で切り出すことに
より形成したものであり、動作機能は前記したものと同
様である。図３は板バネ４のネジ付きパルスモータ６、
７による押圧部にＵ型の第２の板バネ３１、３２を設け
たものである。図４は板バネ４をグリッパー５より先端
側に延長し、水平のＵ型３３、および垂直のＵ型３４を
弾性部として形成し、ネジ付きパルスモータ６、７はこ
れらの部位を押圧する。
ヤカットにより旋回ベース３Ａと一体で切り出すことに
より形成したものであり、動作機能は前記したものと同
様である。図３は板バネ４のネジ付きパルスモータ６、
７による押圧部にＵ型の第２の板バネ３１、３２を設け
たものである。図４は板バネ４をグリッパー５より先端
側に延長し、水平のＵ型３３、および垂直のＵ型３４を
弾性部として形成し、ネジ付きパルスモータ６、７はこ
れらの部位を押圧する。
【発明の効果】以上のように、本発明は板バネの変形を
微小動作のガイド機構として利用することにより、部品
点数が少なく、コンパクトで精密なロボットが安価に構
成でき、装置全体が小型化できる。
微小動作のガイド機構として利用することにより、部品
点数が少なく、コンパクトで精密なロボットが安価に構
成でき、装置全体が小型化できる。
【図１】本発明の第１実施例の側面図
【図２】本発明の第２実施例の側面図
【図３】本発明の第３実施例の側面図
【図４】本発明の第４実施例の側面図
１ パルスモータ ２ ベース ３ 旋回ベース ４ 板バネ ５ グリッパー ６ ネジ付きパルスモータ ７ ネジ付きパルスモータ １０ 出力軸 ４Ａ 板バネ ３１ 第２の弾性体 ３２ 第２の弾性体
Claims (7)
- 【請求項１】 ベースにモータを設け、モータの出力軸
に旋回ベースを介して複数の伸縮するアクチュエータを
設け、旋回ベースに固着した複数の軸方向に弾性変形す
るように形成した一連の弾性体の先端が、伸縮するアク
チュエータによって、各軸方向に変位し、弾性体先端に
操作子を設けたことを特徴とするマイクロロボット。 - 【請求項２】 弾性体は複数のＵ型形状をした板バネを
水平、垂直等、動作方向と垂直になるように連結した一
連の板バネを使用したことを特徴とする請求項１記載の
マイクロロボット。 - 【請求項３】 アクチュエータはネジ付きパルスモータ
を使用したことを特徴とする請求項１記載のマイクロロ
ボット。 - 【請求項４】 アクチュエータは積層型圧電素子を使用
したことを特徴とする請求項１記載のマイクロロボッ
ト。 - 【請求項５】 アクチュエータはネジ付きパルスモータ
と積層型圧電素子の両方を用い、ネジ付きパルスモータ
の出力軸先端と弾性体の前記ネジ付きパルスモータによ
る押圧部との間に積層型圧電素子を装着したことを特徴
とする請求項１記載のマイクロロボット。 - 【請求項６】 アクチュエータはネジ付きパルスモータ
を使用し、該ネジ付きパルスモータの出力軸先端と弾性
体の前記ネジ付きパルスモータによる押圧部との間に第
２の弾性体を設けたことを特徴とする請求項１記載のマ
イクロロボット。 - 【請求項７】 アクチュエータはネジ付きパルスモータ
を使用し、弾性体を操作子よりも先端側に延長し、前記
ネジ付きパルスモータによる押圧方向と同一方向に弾性
変形するように形成したことを特徴とする請求項１記載
のマイクロロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2150192A JPH05131383A (ja) | 1991-09-17 | 1992-02-07 | マイクロロボツト |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23644391 | 1991-09-17 | ||
| JP3-236443 | 1991-09-17 | ||
| JP2150192A JPH05131383A (ja) | 1991-09-17 | 1992-02-07 | マイクロロボツト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05131383A true JPH05131383A (ja) | 1993-05-28 |
Family
ID=26358573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2150192A Pending JPH05131383A (ja) | 1991-09-17 | 1992-02-07 | マイクロロボツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05131383A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003012636A1 (en) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Microrobot Co., Ltd. | Apparatus and method for composing microrobot controle program |
-
1992
- 1992-02-07 JP JP2150192A patent/JPH05131383A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003012636A1 (en) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Microrobot Co., Ltd. | Apparatus and method for composing microrobot controle program |
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