JPH0527417U - Output characteristic correction device for drive device with harmonic transmission - Google Patents
Output characteristic correction device for drive device with harmonic transmissionInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 調和変速機を備えた駆動装置において、その
出力特性の変動をフィードバック制御により抑制するた
めの新たな制御系を実現すること。
【構成】 駆動装置１はモータ２とコップ型の歯車式調
和減速機３から構成されている。調和減速機の固定側要
素は剛性内歯歯車部材３１であり、その出力要素である
可とう性外歯歯車部材３２には出力特性を検出するセン
サ４が取付けてある。このセンサの出力に基づき、圧電
素子制御回路５は圧電素子６の歪みを制御して、剛性内
歯歯車部材３１を微小回転させて、駆動装置の出力特性
の変動を抑制する。
(57) [Abstract] [Purpose] To realize a new control system for suppressing a variation in the output characteristic of a drive unit equipped with a harmonic transmission by feedback control. [Structure] The drive unit 1 is composed of a motor 2 and a cup-type gear type harmonic reducer 3. The fixed element of the harmonic reducer is a rigid internal gear member 31, and a flexible external gear member 32, which is an output element thereof, is provided with a sensor 4 for detecting output characteristics. Based on the output of this sensor, the piezoelectric element control circuit 5 controls the distortion of the piezoelectric element 6 and minutely rotates the rigid internal gear member 31 to suppress the fluctuation of the output characteristics of the drive device.
Description
【０００１】[0001]
本考案は調和変速機を介して回転駆動源からの出力を得るように構成された駆 動装置の出力特性補正装置に関するものである。 The present invention relates to an output characteristic correction device for a drive device configured to obtain an output from a rotary drive source via a harmonic transmission.
【０００２】[0002]
割り出しテーブルなどのように正確な位置決めが要求される駆動系には、応答 性および制御精度の高い調和減速機が利用されている。このような駆動系は、例 えば、モータと、この出力軸に連結されたコップ型の歯車式調和減速機から構成 され、この調和減速機から出力される減速回転出力を用いてテーブルなどを目標 とする角度位置に回転させるようになっている。コップ型の歯車式調和減速機は 、一般的には、環状の剛性内歯歯車部材と、この内側に配置されたコップ形状の 可とう性外歯歯車部材と、この可とう性外歯歯車部材を楕円形状にたわめてその 長軸両端の部分で剛性内歯歯車にかみ合わせると共にこれらのかみ合わせ位置を 周方向に移動させるための楕円形状をした波動発生器とから構成されている。そ して、剛性内歯歯車部材は回転しないように固定され、コップ形状の可とう性外 歯歯車部材は回転自在に支持され、この可とう性外歯歯車部材から減速回転出力 が得られるようになっている。 Harmonic reduction gears with high responsiveness and control accuracy are used in drive systems that require accurate positioning, such as indexing tables. Such a drive system is composed of, for example, a motor and a cup-type gear type harmonic reduction gear connected to the output shaft, and a deceleration rotation output output from the harmonic reduction gear is used to target a table or the like. It is designed to rotate to the angular position. In general, a cup-type gear-type harmonic reducer includes an annular rigid internal gear member, a cup-shaped flexible external gear member arranged inside the annular internal gear member, and the flexible external gear member. It is composed of an elliptical wave generator that bends into an elliptical shape and meshes with the rigid internal gear at both ends of its major axis and moves these meshing positions in the circumferential direction. Then, the rigid internal gear member is fixed so that it does not rotate, and the cup-shaped flexible external gear member is rotatably supported so that decelerated rotation output can be obtained from this flexible external gear member. It has become.
【０００３】 このように構成された駆動系においては、調和減速機の非線形の応力伝達特性 が原因となって、その出力に速度むら、トルクむらなどの振動が発生する場合が ある。また、これらが原因となって位置決め誤差が発生する場合がある。このよ うな出力特性の変動を抑制するために、調和減速機の出力特性、例えば速度むら 、トルクむらなどを検出し、検出値に基づき、調和変速機の入力要素に連結され ているモータの駆動をフィードバック制御するようにしている。In the drive system configured as described above, due to the non-linear stress transfer characteristic of the harmonic reducer, vibration such as speed unevenness or torque unevenness may occur in its output. In addition, these may cause a positioning error. In order to suppress such variations in output characteristics, the output characteristics of the harmonic reducer, such as speed unevenness and torque unevenness, are detected, and based on the detected values, drive of the motor connected to the input elements of the harmonic transmission is detected. Feedback control.
【０００４】[0004]
本考案は、このような駆動系においてモータ自体の駆動をフィードバック制御 することなく、調和変速機の出力特性をフィードバック制御により補正可能なフ ィードバック制御系を実現することにある。 The present invention is to realize a feedback control system capable of correcting the output characteristics of the harmonic transmission by feedback control without feedback controlling the drive of the motor itself in such a drive system.
【０００５】[0005]
上記の課題を解決するために、本考案においては、調和変速機の出力特性に関 する情報に基づき、この調和変速機の固定側要素を微小回転させることにより、 調和変速機の出力特性を補正制御するようにしている。調和変速機の出力特性に 関する情報を得るための機構としては、調和変速機の出力要素に速度センサある いはトルクセンサを取付ければよい。また、調和変速機の固定側要素を微小回転 させるための機構としては、どのような機構であってもよい。例えば電磁ソレノ イドを用いることもできる。しかし、特に応答性の点から圧電素子を使用するこ とが好ましい。なお、調和変速機の出力特性に基づき圧電素子を駆動して、出力 特性の変動をフィードバック制御により抑制するための補正制御方法としては一 般的に知られている制御方法を利用すればよい。 In order to solve the above problems, the present invention corrects the output characteristic of the harmonic transmission by slightly rotating the fixed-side element of the harmonic transmission based on the information about the output characteristic of the harmonic transmission. I'm trying to control. As a mechanism for obtaining information on the output characteristic of the harmonic transmission, a speed sensor or a torque sensor may be attached to the output element of the harmonic transmission. Further, any mechanism may be used as the mechanism for slightly rotating the fixed-side element of the harmonic transmission. For example, an electromagnetic solenoid can be used. However, it is preferable to use a piezoelectric element from the viewpoint of responsiveness. A generally known control method may be used as a correction control method for driving the piezoelectric element based on the output characteristic of the harmonic transmission and suppressing the variation of the output characteristic by feedback control.
【０００６】[0006]
以下に、図１を参照して本考案の実施例を説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
【０００７】 図１に示す駆動装置１は、高速回転出力源であるモータ２と、この出力軸２ａ に連結されたコップ型の歯車式調和減速機３から構成され、この調和減速機３の 出力側が負荷（図示せず）側に連結されている。調和減速機３は、環状の剛性内 歯歯車部材３１と、その内側に配置したコップ型の可とう性外歯歯車部材３２と 、さらにその内側に装着した楕円形の波動発生器３３から構成されている。波動 発生器３３により可とう性外歯歯車部材３２は楕円形状にたわまされて周方向の ２箇所の位置で剛性内歯歯車にかみ合っている。波動発生器３３はモータ２によ り高速回転させられる。波動発生器３３が回転すると、それに伴って外歯と内歯 のかみ合わせ位置が周方向に移動して、これら外歯および内歯の歯数差に応じて 外歯歯車部材３２と内歯歯車部材３１との間に相対回転が発生する。内歯歯車部 材３１は後述のように実質的に固定されているので、外歯歯車部材３２が回転し 、この回転が負荷側に伝達される。このように、本例においては、剛性内歯歯車 部材３１が固定側要素とされ、波動発生器３１が入力要素とされ、可とう性外歯 歯車部材３２が出力要素とされている。The drive device 1 shown in FIG. 1 is composed of a motor 2 which is a high-speed rotation output source and a cup-type gear type speed reducer 3 connected to the output shaft 2 a. The side is connected to the load (not shown) side. The harmonic reducer 3 is composed of an annular rigid internal gear member 31, a cup-shaped flexible external gear member 32 arranged inside thereof, and an elliptical wave generator 33 mounted inside thereof. ing. The flexible external gear member 32 is bent into an elliptical shape by the wave generator 33 and meshes with the rigid internal gear at two positions in the circumferential direction. The wave generator 33 is rotated at high speed by the motor 2. When the wave generator 33 rotates, the meshing positions of the outer teeth and the inner teeth move in the circumferential direction accordingly, and the outer tooth gear member 32 and the inner tooth gear member 32 are moved in accordance with the tooth number difference between the outer tooth and the inner tooth. Relative rotation occurs with 31. Since the internal gear member 31 is substantially fixed as described later, the external gear member 32 rotates and this rotation is transmitted to the load side. Thus, in this example, the rigid internal gear member 31 is the fixed element, the wave generator 31 is the input element, and the flexible external gear member 32 is the output element.
【０００８】 本例の駆動装置１においては、その調和減速器３の出力要素である可とう性外 歯歯車部材３２の出力特性を検出するためのセンサ４が配置されている。このセ ンサは、一般的には速度センサ、トルクセンサである。このセンサ４の出力は圧 電素子制御回路５に供給されるようになっている。圧電素子制御回路５の制御出 力は圧電素子６に供給されるようになっている。圧電素子６は、調和減速機３の 固定側要素である剛性内歯歯車３１の外側近傍に位置しており、その歪み方向が 剛性内歯歯車３１の接線方向に向くように配列されている。In the drive device 1 of this example, a sensor 4 for detecting the output characteristic of the flexible external gear member 32, which is the output element of the harmonic speed reducer 3, is arranged. This sensor is generally a speed sensor or a torque sensor. The output of the sensor 4 is supplied to the piezoelectric element control circuit 5. The control output of the piezoelectric element control circuit 5 is supplied to the piezoelectric element 6. The piezoelectric element 6 is located in the vicinity of the outside of the rigid internal gear 31 which is the fixed side element of the harmonic reduction gear 3, and is arranged so that the strain direction thereof is the tangential direction of the rigid internal gear 31.
【０００９】 また、圧電素子６は、その歪み方向の元端側が固定支持され、その先端側は剛 性内歯歯車部材３１の外周面から半径方向の外側に突出した突起部分３１ａに丁 度当たった状態に設定されている。一方、剛性内歯歯車部材３１は不図示の機構 により一定の弾性力で圧電素子６の側に向けて常時押しつけられた状態に設定さ れている。したがって、圧電素子６と不図示の機構によって、剛性内歯歯車部材 ３１は実質的に固定された状態にあり、圧電素子６の変形によってのみ微小回転 可能となっている。Further, the piezoelectric element 6 is fixedly supported on the base end side in the strain direction, and the tip end side thereof just abuts on the protruding portion 31 a protruding outward in the radial direction from the outer peripheral surface of the rigid internal gear member 31. Is set to the open state. On the other hand, the rigid internal gear member 31 is set in a state in which it is constantly pressed toward the piezoelectric element 6 side by a constant elastic force by a mechanism (not shown). Therefore, the rigid internal gear member 31 is substantially fixed by the piezoelectric element 6 and a mechanism (not shown), and can be minutely rotated only by the deformation of the piezoelectric element 6.
【００１０】 このように構成された本例の駆動装置１においては、その駆動時における出力 特性の変動は、センサ４の検出出力に基づき圧電素子制御回路５において検出さ れる。圧電素子制御回路５では、出力特性の変動を抑制する方向に剛性内歯歯車 部材３１を微小回転させるための必要な圧電素子駆動電圧を算出する。そして、 この算出した値の駆動電圧を圧電素子６に印加する。この結果、圧電素子は駆動 電圧に応じて歪みが発生し、剛性内歯歯車部材３１を微小に回転させる。詳細に 説明すると、圧電素子６が延びた場合には、圧電素子によって剛性内歯歯車部材 ３１は図１において実線で示す矢印の方向に微小回転する。これに対して圧電素 子６が縮んだ場合には、それに追従して、弾性力により剛性内歯歯車部材３１は 図１において破線で示す矢印の方向に微小回転する。このようにして、速度むら などの出力特性の変動を抑制する方向に向けて、剛性内歯歯車部材３１は微小回 転させられる。In the driving device 1 of the present example configured as described above, fluctuations in the output characteristics during driving are detected by the piezoelectric element control circuit 5 based on the detection output of the sensor 4. The piezoelectric element control circuit 5 calculates a piezoelectric element drive voltage required for minutely rotating the rigid internal gear member 31 in the direction in which fluctuations in output characteristics are suppressed. Then, the calculated driving voltage is applied to the piezoelectric element 6. As a result, the piezoelectric element is distorted according to the driving voltage, and the rigid internal gear member 31 is slightly rotated. More specifically, when the piezoelectric element 6 extends, the rigid internal gear member 31 is slightly rotated by the piezoelectric element in the direction of the arrow shown by the solid line in FIG. On the other hand, when the piezoelectric element 6 contracts, the elastic internal gear member 31 follows the contraction and minutely rotates in the direction of the arrow shown by the broken line in FIG. In this way, the rigid internal gear member 31 is rotated minutely in the direction of suppressing fluctuations in output characteristics such as speed unevenness.
【００１１】 なお、本例の駆動装置１はコップ型の歯車式調和減速機を備えたものであるが 、これ以外の形式の調和変速機を備えた駆動装置に対して本考案を適用できるこ とは勿論である。例えばフラット型あるいはパンケーキ型と呼ばれる歯車式調和 減速機に対しても本考案を適用でき、また、摩擦係合式の調和変速機に対しても 本考案を適用できる。It should be noted that the drive unit 1 of the present example includes a cup-type gear type harmonic reducer, but the present invention can be applied to a drive unit including a harmonic transmission of any other type. Of course. For example, the present invention can be applied to a gear type harmonic reduction gear called a flat type or a pancake type, and can also be applied to a friction engagement type harmonic transmission.
【００１２】[0012]
以上説明したように、本考案における調和変速機を備えた駆動装置の出力特性 補正装置においては、その調和変速機の固定側要素を出力特性の変動を抑制する 方向に微小回転させるように構成されている。従って、本考案によれば、従来の ように回転力発生源であるモータの駆動をフィードバック制御する場合と同様に 駆動装置の出力特性の変動を抑制することができる。 As described above, in the output characteristic correction device of the drive device including the harmonic transmission according to the present invention, the fixed side element of the harmonic transmission is configured to be slightly rotated in the direction of suppressing the fluctuation of the output characteristic. ing. Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress the variation in the output characteristic of the drive device as in the case where the drive of the motor that is the rotational force generating source is feedback-controlled as in the conventional case.
【図１】本考案を適用した駆動装置の出力特性補正装置
の概略構成を示す全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a schematic configuration of an output characteristic correction device of a drive device to which the present invention is applied.
１・・・駆動装置 ２・・・モータ ３・・・調和減速機 ３１・・・剛性内歯歯車部材（固定側要素） ４・・・センサ ５．・・圧電素子制御回路 ６・・・圧電素子 1 ... Drive device 2 ... Motor 3 ... Harmonic reduction gear 31 ... Rigid internal gear member (fixed side element) 4 ... Sensor 5. ..Piezoelectric element control circuit 6 ... Piezoelectric element
Claims (2)
変速して出力する調和変速機とを有する駆動装置におい
て、前記調和変速機の出力特性に関する情報を検出する
検出手段と、前記調和変速機における固定側要素を微小
回転させる回転手段と、前記検出手段の検出出力に基づ
き前記回転手段の駆動を制御して、前記調和変速機の出
力特性をフィードバック制御する補正制御手段とを有す
ることを特徴とする調和変速機を備えた駆動装置の出力
特性補正装置。1. A drive unit having a rotational force generating source and a harmonic transmission that shifts and outputs a rotational output from the rotational force generation source, and a detection unit that detects information regarding output characteristics of the harmonic transmission, and the harmonic unit. And a correction control means for controlling the drive of the rotation means based on the detection output of the detection means to feedback-control the output characteristic of the harmonic transmission. An output characteristic correction device for a drive device having a harmonic transmission characterized by the above.
環状の剛性内歯歯車部材と、この内側に配置された環状
の可とう性外歯歯車部材と、前記可とう性外歯歯車部材
を半径方向にたわませて前記剛性内歯歯車部材に対して
複数箇所でかみ合わせると共にこれらのかみ合わせ箇所
を周方向に移動させる波動発生器とを有し、前記剛性内
歯歯車部材は前記回転手段によってのみ微小回転可能に
支持され、前記波動発生器は前記回転力発生源の回転出
力により回転駆動されるように配置されており、前記回
転手段は圧電素子を備えており、前記補正制御手段は、
前記検出手段の検出出力に基づき前記圧電素子に印加す
る電圧を調整するようになっていることを特徴とする調
和変速機を備えた駆動装置の出力特性補正装置。2. The harmonic transmission according to claim 1,
A ring-shaped rigid internal gear member, an annular flexible external gear member arranged inside this, and the flexible external gear member are bent in the radial direction with respect to the rigid internal gear member. And a wave generator that moves these meshing points in the circumferential direction together with each other, and the rigid internal gear member is rotatably supported only by the rotating means, and the wave generator is It is arranged so as to be rotationally driven by the rotational output of the rotational force generation source, the rotating means comprises a piezoelectric element, and the correction control means,
An output characteristic correction device for a drive device having a harmonic transmission, characterized in that a voltage applied to the piezoelectric element is adjusted based on a detection output of the detection means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991098568U JP2575587Y2 (en) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | Output characteristic correction device for drive unit with harmonic transmission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP1991098568U JP2575587Y2 (en) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | Output characteristic correction device for drive unit with harmonic transmission |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0527417U true JPH0527417U (en) | 1993-04-09 |
| JP2575587Y2 JP2575587Y2 (en) | 1998-07-02 |
Family
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| JP1991098568U Expired - Fee Related JP2575587Y2 (en) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | Output characteristic correction device for drive unit with harmonic transmission |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2575587Y2 (en) |
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-
1991
- 1991-09-20 JP JP1991098568U patent/JP2575587Y2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2575587Y2 (en) | 1998-07-02 |
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