JPH1133944A - マイクロパラレルリンク機構 - Google Patents
マイクロパラレルリンク機構Info
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- JPH1133944A JPH1133944A JP19851097A JP19851097A JPH1133944A JP H1133944 A JPH1133944 A JP H1133944A JP 19851097 A JP19851097 A JP 19851097A JP 19851097 A JP19851097 A JP 19851097A JP H1133944 A JPH1133944 A JP H1133944A
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- angle
- movable plate
- micro
- link mechanism
- parallel link
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
- B23Q1/50—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism
- B23Q1/54—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only
- B23Q1/545—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only comprising spherical surfaces
- B23Q1/5462—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only comprising spherical surfaces with one supplementary sliding pair
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】可動板の各軸回りの大きな回転角度を測定可能
で、パラレルリンク機構の順変換を簡単に行なうことが
でき、且つ高精度制御によるマイクロマシン化を容易と
する。 【解決手段】６自由度を有するマイクロパラレルリンク
機構において、可動板2上の中心に設置され、姿勢角と
方位角を測定して回転角度を検出する３次元姿勢角のマ
イクロジャイロ11を備え、このマイクロジャイロ11によ
り検出した各回転角度を基に上記可動板2 の姿勢角及び
方位角を直接制御する。
で、パラレルリンク機構の順変換を簡単に行なうことが
でき、且つ高精度制御によるマイクロマシン化を容易と
する。 【解決手段】６自由度を有するマイクロパラレルリンク
機構において、可動板2上の中心に設置され、姿勢角と
方位角を測定して回転角度を検出する３次元姿勢角のマ
イクロジャイロ11を備え、このマイクロジャイロ11によ
り検出した各回転角度を基に上記可動板2 の姿勢角及び
方位角を直接制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロマシン、
光通信構成部品、半導体等の微小部品の組立て、溶接、
微細加工、顕微鏡のステージ等の関連分野及び細胞操作
のバイオテクノロジー関連において使用されるマニピュ
レータ及びステージの位置制御に用いられるマイクロパ
ラレルリンク機構に関する。
光通信構成部品、半導体等の微小部品の組立て、溶接、
微細加工、顕微鏡のステージ等の関連分野及び細胞操作
のバイオテクノロジー関連において使用されるマニピュ
レータ及びステージの位置制御に用いられるマイクロパ
ラレルリンク機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５に従来のパラレルリンク機構の構成
を示す。同図において、機構本体は、固定板１と、可動
板２と、上記固定板１及び可動板２を結合する６本のリ
ンク３，３，…とによって構成されている。これらリン
ク３，３，…は、可動板２の姿勢を基準位置からロール
角（Ｘ軸回り）、ピッチ角（Ｙ軸回り）、及びヨー角
（Ｚ軸回り）に変化させるべく設けられたもので、各リ
ンク３は、そのリンク３の伸縮量を検知するための変位
センサ４と、伸縮量を調節するための直動アクチュエー
タ５とを備えている。
を示す。同図において、機構本体は、固定板１と、可動
板２と、上記固定板１及び可動板２を結合する６本のリ
ンク３，３，…とによって構成されている。これらリン
ク３，３，…は、可動板２の姿勢を基準位置からロール
角（Ｘ軸回り）、ピッチ角（Ｙ軸回り）、及びヨー角
（Ｚ軸回り）に変化させるべく設けられたもので、各リ
ンク３は、そのリンク３の伸縮量を検知するための変位
センサ４と、伸縮量を調節するための直動アクチュエー
タ５とを備えている。
【０００３】図６は上記のようなパラレルリンク機構の
制御システム構成を示すもので、各リンク３のストロー
ク変位量が変位センサ４により検知され、リンクストロ
ーク変化検出部６によりその時点のストローク値として
定量化されてリンクサーボ制御部７へ送られる。
制御システム構成を示すもので、各リンク３のストロー
ク変位量が変位センサ４により検知され、リンクストロ
ーク変化検出部６によりその時点のストローク値として
定量化されてリンクサーボ制御部７へ送られる。
【０００４】このリンクサーボ制御部７にはまた、軌道
生成部８の出力する３次元座標値ｘ，ｙ，ｚとロール角
φ* 、ピッチ角θ* 、ヨー角ψ* から各リンクの所望の
長さＬｉ* を算出する逆運動学演算部９より該長さＬｉ
* （ｉ＝１，２，…，６）が入力されるもので、リンク
サーボ制御部７はこの入力された長さＬｉ* とリンクス
トローク変化検出部６からのストローク値との差異によ
りｉ番目のリンク３に対応した上記直動アクチュエータ
５の駆動量を制御する。
生成部８の出力する３次元座標値ｘ，ｙ，ｚとロール角
φ* 、ピッチ角θ* 、ヨー角ψ* から各リンクの所望の
長さＬｉ* を算出する逆運動学演算部９より該長さＬｉ
* （ｉ＝１，２，…，６）が入力されるもので、リンク
サーボ制御部７はこの入力された長さＬｉ* とリンクス
トローク変化検出部６からのストローク値との差異によ
りｉ番目のリンク３に対応した上記直動アクチュエータ
５の駆動量を制御する。
【０００５】しかるに、リンクサーボ制御部７が各直動
アクチュエータ５，５，…を伸縮動作によってそれぞれ
ストロークを変化させ、各リンク３，３，…のストロー
クを協調して制御することにより、可動板２が固定板１
に対して並進３自由度、回転３自由度の計６自由度の相
対運動を行なうことができるものとなっている。
アクチュエータ５，５，…を伸縮動作によってそれぞれ
ストロークを変化させ、各リンク３，３，…のストロー
クを協調して制御することにより、可動板２が固定板１
に対して並進３自由度、回転３自由度の計６自由度の相
対運動を行なうことができるものとなっている。
【０００６】このようなリンク３，３，…の接続方式に
よれば、直動アクチュエータ５，５，…によって各リン
ク３，３，…のストロークを調整することで、下方の固
定板１に対する上方の可動板２の位置及び姿勢を制御す
ることができるようになる。
よれば、直動アクチュエータ５，５，…によって各リン
ク３，３，…のストロークを調整することで、下方の固
定板１に対する上方の可動板２の位置及び姿勢を制御す
ることができるようになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなパラレル
リンク機構では、リンクストロークの検出手段として、
上述したように各リンク３，３，…に対して変位センサ
４，４，…を設けて、各リンク３，３，…の伸縮量を検
出するようにしている。
リンク機構では、リンクストロークの検出手段として、
上述したように各リンク３，３，…に対して変位センサ
４，４，…を設けて、各リンク３，３，…の伸縮量を検
出するようにしている。
【０００８】閉リンク機構にあって、可動板２の位置、
姿勢から各リンクの長さ、速度を算出して制御する逆変
換は、通常の開リンク機構と同様に行なうことができる
が、各リンクの長さから可動板２の位置、姿勢を計算す
る順変換に関してはリンク機構間の拘束が存在するた
め、計算がきわめて困難である。
姿勢から各リンクの長さ、速度を算出して制御する逆変
換は、通常の開リンク機構と同様に行なうことができる
が、各リンクの長さから可動板２の位置、姿勢を計算す
る順変換に関してはリンク機構間の拘束が存在するた
め、計算がきわめて困難である。
【０００９】また、可動板２を制御する制御系がリンク
ストロークのみを検出、制御する半閉ループ構成にしか
なっておらず、各リンクの長さから可動板２の位置、姿
勢制御には収束計算を行なっているので、高速なリアル
タイム制御を行なうことができないという技術上の不具
合があった。
ストロークのみを検出、制御する半閉ループ構成にしか
なっておらず、各リンクの長さから可動板２の位置、姿
勢制御には収束計算を行なっているので、高速なリアル
タイム制御を行なうことができないという技術上の不具
合があった。
【００１０】この問題を解決するために、特開平８−１
１５１２８号公報にはパラレルリンク機構で６つの静電
容量センサを用いて可動板の位置、姿勢の変化を直接に
検出する構成としたものが記載されており、また特開平
６−０１６９９５号公報には可動板の位置、姿勢を測定
するために可動板と固定板との間に計測用シリアルリン
クを持たせたものが記載されている。
１５１２８号公報にはパラレルリンク機構で６つの静電
容量センサを用いて可動板の位置、姿勢の変化を直接に
検出する構成としたものが記載されており、また特開平
６−０１６９９５号公報には可動板の位置、姿勢を測定
するために可動板と固定板との間に計測用シリアルリン
クを持たせたものが記載されている。
【００１１】しかしながら、上記特開平８−１１５１２
８号公報のパラレルリンク機構の構成は静電容量センサ
を使用するため、各軸回りの大きい回転角度を測定する
のは困難であり、用途が限定されると共に、機構のマイ
クロマシン化が困難である。
８号公報のパラレルリンク機構の構成は静電容量センサ
を使用するため、各軸回りの大きい回転角度を測定する
のは困難であり、用途が限定されると共に、機構のマイ
クロマシン化が困難である。
【００１２】また、上記特開平６−０１６９９５号公報
のパラレルリンク機構の構成は、別にシリアルリンクや
関節に設置する角度センサ等が必要となるので、構成が
複雑なものとなってしまうことになる。
のパラレルリンク機構の構成は、別にシリアルリンクや
関節に設置する角度センサ等が必要となるので、構成が
複雑なものとなってしまうことになる。
【００１３】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、可動板の各軸回り
の大きな回転角度を測定することが可能で、パラレルリ
ンク機構の順変換を簡単に行なうことができ、且つ姿勢
角の高精度制御によるマイクロマシン化が容易なマイク
ロパラレルリンク機構を提供することにある。
たもので、その目的とするところは、可動板の各軸回り
の大きな回転角度を測定することが可能で、パラレルリ
ンク機構の順変換を簡単に行なうことができ、且つ姿勢
角の高精度制御によるマイクロマシン化が容易なマイク
ロパラレルリンク機構を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
６自由度を有するマイクロパラレルリンク機構におい
て、可動板上に設置され、姿勢角と方位角を測定して回
転角度を検出するマイクロジャイロを備え、このマイク
ロジャイロにより検出した回転角度を基に上記可動板の
姿勢角及び方位角を制御することを特徴とする。
６自由度を有するマイクロパラレルリンク機構におい
て、可動板上に設置され、姿勢角と方位角を測定して回
転角度を検出するマイクロジャイロを備え、このマイク
ロジャイロにより検出した回転角度を基に上記可動板の
姿勢角及び方位角を制御することを特徴とする。
【００１５】このような構成とした結果、マイクロジャ
イロを用いているので可動板の各軸回りの大きな回転角
度を測定することが可能となり、パラレルリンク機構の
順変換を簡単に行なうことができると共に、リンク関節
の角度センサ等が不要となるため、構造を簡素化するこ
とができ、可動板の大きな姿勢角、方位角を検出するこ
とができ、さらに可動板自体の姿勢を直接検出するので
高精度の制御が可能となる。
イロを用いているので可動板の各軸回りの大きな回転角
度を測定することが可能となり、パラレルリンク機構の
順変換を簡単に行なうことができると共に、リンク関節
の角度センサ等が不要となるため、構造を簡素化するこ
とができ、可動板の大きな姿勢角、方位角を検出するこ
とができ、さらに可動板自体の姿勢を直接検出するので
高精度の制御が可能となる。
【００１６】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の発明において、上記マイクロジャイロは、３次元マイ
クロジャイロでなり、この３次元マイクロジャイロで３
軸方向の角速度を検出し、姿勢角及び方位角を出力して
上記可動板の姿勢角及び方位角を制御することを特徴と
する。
の発明において、上記マイクロジャイロは、３次元マイ
クロジャイロでなり、この３次元マイクロジャイロで３
軸方向の角速度を検出し、姿勢角及び方位角を出力して
上記可動板の姿勢角及び方位角を制御することを特徴と
する。
【００１７】このような構成とした結果、上記請求項１
記載の発明の作用に加えて、３次元を検出するマイクロ
ジャイロを用いて３軸方向の角速度を検出し、姿勢角
（ロール角、ピッチ角）及び方位角（ヨー角）を測定す
るため、機構をより簡易化し、コンパクトに構成するこ
とができる。
記載の発明の作用に加えて、３次元を検出するマイクロ
ジャイロを用いて３軸方向の角速度を検出し、姿勢角
（ロール角、ピッチ角）及び方位角（ヨー角）を測定す
るため、機構をより簡易化し、コンパクトに構成するこ
とができる。
【００１８】請求項３記載の発明は、上記請求項１記載
の発明において、上記マイクロジャイロは、Ｘ軸、Ｙ軸
及びＺ軸の各軸に沿って設置された３個を有し、各マイ
クロジャイロから得た３軸方向の角速度を検出し、姿勢
角及び方位角を出力して上記可動板の姿勢角及び方位角
を制御することを特徴とする。
の発明において、上記マイクロジャイロは、Ｘ軸、Ｙ軸
及びＺ軸の各軸に沿って設置された３個を有し、各マイ
クロジャイロから得た３軸方向の角速度を検出し、姿勢
角及び方位角を出力して上記可動板の姿勢角及び方位角
を制御することを特徴とする。
【００１９】このような構成とした結果、上記請求項１
記載の発明の作用に加えて、一般的に市販されている一
次元のマイクロジャイロを用いて３軸方向の角速度を検
出し、姿勢角（ロール角、ピッチ角）及び方位角（ヨー
角）を測定するため、機構をより安価に構成することが
できる。
記載の発明の作用に加えて、一般的に市販されている一
次元のマイクロジャイロを用いて３軸方向の角速度を検
出し、姿勢角（ロール角、ピッチ角）及び方位角（ヨー
角）を測定するため、機構をより安価に構成することが
できる。
【００２０】
（第１の実施の形態）以下本発明の第１の実施の形態を
図面を参照して説明する。図１は本実施の形態に係るパ
ラレルリンク機構の概略構成を示すもので、上記図５及
び図６と同一部分には同一符号を付してその説明は省略
するものとする。
図面を参照して説明する。図１は本実施の形態に係るパ
ラレルリンク機構の概略構成を示すもので、上記図５及
び図６と同一部分には同一符号を付してその説明は省略
するものとする。
【００２１】しかして、可動板２の中心位置に３次元姿
勢角のマイクロジャイロ１１を１個設置する。図２はこ
のマイクロジャイロ１１の設置位置を示すもので、この
種のジャイロセンサは、振動子に回転する力が加わるこ
とで生じるコリオリ力を圧電素子により電圧信号に変換
して、回転の速度（角速度）に比例した電圧信号を出力
させるもので、回転型、レーザ型、振動型などがある
が、これらの中で振動型は回転部がなく、構造が比較的
に簡単でマイクロマシン化に適した構造を有するため、
ここでは振動型ジャイロを用いるものとする。
勢角のマイクロジャイロ１１を１個設置する。図２はこ
のマイクロジャイロ１１の設置位置を示すもので、この
種のジャイロセンサは、振動子に回転する力が加わるこ
とで生じるコリオリ力を圧電素子により電圧信号に変換
して、回転の速度（角速度）に比例した電圧信号を出力
させるもので、回転型、レーザ型、振動型などがある
が、これらの中で振動型は回転部がなく、構造が比較的
に簡単でマイクロマシン化に適した構造を有するため、
ここでは振動型ジャイロを用いるものとする。
【００２２】しかるに、マイクロジャイロ１１では動き
を伴う角度、つまりある基準点から何度傾いたかという
相対的な角度しか検出することができないため、このマ
イクロパラレルリンク機構を動かす前には可動板２初期
の姿勢を求めることが必要となる。すなわち、このマイ
クロパラレルリンク機構は、可動板２を初期状態から動
作をスタートさせ、可動板２の運動に伴ってマイクロジ
ャイロ１１から出力される電圧信号を測定することで可
動板２の動いた角度を検出するものである。
を伴う角度、つまりある基準点から何度傾いたかという
相対的な角度しか検出することができないため、このマ
イクロパラレルリンク機構を動かす前には可動板２初期
の姿勢を求めることが必要となる。すなわち、このマイ
クロパラレルリンク機構は、可動板２を初期状態から動
作をスタートさせ、可動板２の運動に伴ってマイクロジ
ャイロ１１から出力される電圧信号を測定することで可
動板２の動いた角度を検出するものである。
【００２３】可動板２の動いた角度を検出するには、マ
イクロジャイロ１１の出力したアナログ値の電圧信号を
Ａ／Ｄ変換器１２でデジタル値に変換した後にマイクロ
コンピュータ（図では「マイコン」と示す）１３に送出
する。このマイクロコンピュータ１３は、角速度検出部
１４、積分器１５、減算器１６、及び逆運動学演算部１
７の各演算機能を実現する動作プログラムを有してお
り、Ａ／Ｄ変換器１２でデジタル化されたマイクロジャ
イロ１１の検知出力は角速度検出部１４にてｘ軸、ｙ
軸、ｚ軸の各座標軸回りの角速度として算出され、減算
器１６へ送られる。
イクロジャイロ１１の出力したアナログ値の電圧信号を
Ａ／Ｄ変換器１２でデジタル値に変換した後にマイクロ
コンピュータ（図では「マイコン」と示す）１３に送出
する。このマイクロコンピュータ１３は、角速度検出部
１４、積分器１５、減算器１６、及び逆運動学演算部１
７の各演算機能を実現する動作プログラムを有してお
り、Ａ／Ｄ変換器１２でデジタル化されたマイクロジャ
イロ１１の検知出力は角速度検出部１４にてｘ軸、ｙ
軸、ｚ軸の各座標軸回りの角速度として算出され、減算
器１６へ送られる。
【００２４】減算器１６では、実際に得られたｘ軸、ｙ
軸、ｚ軸の各座標軸回りの速度変化量ｄφ／ｄｔ、ｄθ
／ｄｔ、ｄψ／ｄｔと軌道生成部８から送られてきたｘ
軸、ｙ軸、ｚ軸の各座標系軸回りの速度変化量ｄφ* ／
ｄｔ、ｄθ* ／ｄｔ、ｄψ*／ｄｔを減数とした減算を
実行し、その差Δφ* 、Δθ* 、Δψ* を逆運動学演算
部１７に入力する。
軸、ｚ軸の各座標軸回りの速度変化量ｄφ／ｄｔ、ｄθ
／ｄｔ、ｄψ／ｄｔと軌道生成部８から送られてきたｘ
軸、ｙ軸、ｚ軸の各座標系軸回りの速度変化量ｄφ* ／
ｄｔ、ｄθ* ／ｄｔ、ｄψ*／ｄｔを減数とした減算を
実行し、その差Δφ* 、Δθ* 、Δψ* を逆運動学演算
部１７に入力する。
【００２５】積分器１５では、軌道生成部８から送られ
てきたｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各座標系軸回りの速度変化量
ｄφ* ／ｄｔ、ｄθ* ／ｄｔ、ｄψ* ／ｄｔを積分する
ことによって、目的の回転角度指令であるロール角φ
* 、ピッチ角θ* 、ヨー角ψ*を得、得た内容を逆運動
学演算部１７に与える。
てきたｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各座標系軸回りの速度変化量
ｄφ* ／ｄｔ、ｄθ* ／ｄｔ、ｄψ* ／ｄｔを積分する
ことによって、目的の回転角度指令であるロール角φ
* 、ピッチ角θ* 、ヨー角ψ*を得、得た内容を逆運動
学演算部１７に与える。
【００２６】逆運動学演算部１７で、減算器１６からの
差出力Δφ* 、Δθ* 、Δψ* と上記軌道生成部８から
与えられた所望の位置指令Δｘ* 、Δｙ* 、Δｚ* と積
分器１５を通した姿勢指令φ* 、θ* 、ψ* により下記
式（１）に基づいて、各リンクが所望長さＬｉ* （ｉ＝
１，２，…，６）を算出してリンクサーボ制御部７に送
出する。すなわち、
差出力Δφ* 、Δθ* 、Δψ* と上記軌道生成部８から
与えられた所望の位置指令Δｘ* 、Δｙ* 、Δｚ* と積
分器１５を通した姿勢指令φ* 、θ* 、ψ* により下記
式（１）に基づいて、各リンクが所望長さＬｉ* （ｉ＝
１，２，…，６）を算出してリンクサーボ制御部７に送
出する。すなわち、
【００２７】
【数１】
【００２８】リンクサーボ制御部７は、リンクストロー
ク変化検出部６から入力される変位センサ４で検知した
実際のリンク３の長さＬｉと上記逆運動学演算部１７か
らの所望の長さＬｉ* との差異によりｉ番目のリンク３
に対応した上記直動アクチュエータ５の駆動電圧Ｖｉを
決定し、直動アクチュエータ５に印加する。
ク変化検出部６から入力される変位センサ４で検知した
実際のリンク３の長さＬｉと上記逆運動学演算部１７か
らの所望の長さＬｉ* との差異によりｉ番目のリンク３
に対応した上記直動アクチュエータ５の駆動電圧Ｖｉを
決定し、直動アクチュエータ５に印加する。
【００２９】上記のような６自由度を有するパラレルリ
ンク機構にあって、可動板２上に３次元姿勢角のマイク
ロジャイロ１１を１個設置し、３軸方向の回転の角速度
を検出して姿勢角（ロール角、ピッチ角）及び方位角
（ヨー角）を測定することによって、直接に可動板２自
体の姿勢を検出することができるので、非常に簡単な構
成としながら、各軸回りの大きな回転角度を測定するこ
とが可能となり、且つパラレルリンク機構の順変換を簡
単に行なうことができる。
ンク機構にあって、可動板２上に３次元姿勢角のマイク
ロジャイロ１１を１個設置し、３軸方向の回転の角速度
を検出して姿勢角（ロール角、ピッチ角）及び方位角
（ヨー角）を測定することによって、直接に可動板２自
体の姿勢を検出することができるので、非常に簡単な構
成としながら、各軸回りの大きな回転角度を測定するこ
とが可能となり、且つパラレルリンク機構の順変換を簡
単に行なうことができる。
【００３０】また、リンク関節の角度センサ等が不要と
なるため、構造をより簡素化することができ、さらに可
動板自体の姿勢を直接検出するので高精度の制御が可能
なマイクロマシン化に適したパラレルリンク機構を実現
することができる。
なるため、構造をより簡素化することができ、さらに可
動板自体の姿勢を直接検出するので高精度の制御が可能
なマイクロマシン化に適したパラレルリンク機構を実現
することができる。
【００３１】（第２の実施の形態）以下本発明の第２の
実施の形態を図面を参照して説明する。図３は本実施の
形態に係るパラレルリンク機構の概略構成を示すもの
で、上記図５、図６、及び図１と同一部分には同一符号
を付してその説明は省略するものとする。
実施の形態を図面を参照して説明する。図３は本実施の
形態に係るパラレルリンク機構の概略構成を示すもの
で、上記図５、図６、及び図１と同一部分には同一符号
を付してその説明は省略するものとする。
【００３２】しかして、可動板２のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸
の各軸に沿って３個の１次元マイクロジャイロ２１ｘ，
２１ｙ，２１ｚを設置する。図４はこれら各マイクロジ
ャイロ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚの設置位置を示すもので
あり、これら各マイクロジャイロ２１ｘ，２１ｙ，２１
ｚは、それぞれ設置されたＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸回
りの回転の速度（角速度）に比例した電圧信号をＡ／Ｄ
変換器２２へ出力する。
の各軸に沿って３個の１次元マイクロジャイロ２１ｘ，
２１ｙ，２１ｚを設置する。図４はこれら各マイクロジ
ャイロ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚの設置位置を示すもので
あり、これら各マイクロジャイロ２１ｘ，２１ｙ，２１
ｚは、それぞれ設置されたＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸回
りの回転の速度（角速度）に比例した電圧信号をＡ／Ｄ
変換器２２へ出力する。
【００３３】Ａ／Ｄ変換器２２は、各マイクロジャイロ
２１ｘ，２１ｙ，２１ｚからの電圧信号をデジタル化し
た後にマイクロコンピュータ１３に送出する。このマイ
クロコンピュータ１３及び上記軌道生成部８、リンクサ
ーボ制御部７、リンクストローク変化検出部６を用いた
動作自体は上記図１の場合と同様であるので、その説明
は省略する。
２１ｘ，２１ｙ，２１ｚからの電圧信号をデジタル化し
た後にマイクロコンピュータ１３に送出する。このマイ
クロコンピュータ１３及び上記軌道生成部８、リンクサ
ーボ制御部７、リンクストローク変化検出部６を用いた
動作自体は上記図１の場合と同様であるので、その説明
は省略する。
【００３４】上記のような６自由度を有するパラレルリ
ンク機構にあって、可動板２上に３個の１次元姿勢角の
マイクロジャイロ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚをＸ軸、Ｙ軸
及びＺ軸に沿って設置し、各軸方向の回転の角速度を検
出して姿勢角（ロール角、ピッチ角）及び方位角（ヨー
角）を測定することによって、直接に可動板２自体の姿
勢を検出することができるので、各軸回りの大きな回転
角度を測定することが可能となり、且つパラレルリンク
機構の順変換を簡単に行なうことができる。
ンク機構にあって、可動板２上に３個の１次元姿勢角の
マイクロジャイロ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚをＸ軸、Ｙ軸
及びＺ軸に沿って設置し、各軸方向の回転の角速度を検
出して姿勢角（ロール角、ピッチ角）及び方位角（ヨー
角）を測定することによって、直接に可動板２自体の姿
勢を検出することができるので、各軸回りの大きな回転
角度を測定することが可能となり、且つパラレルリンク
機構の順変換を簡単に行なうことができる。
【００３５】また、３個の安価な１次元姿勢角のマイク
ロジャイロ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚを用いて上記図１に
おける１個の高価な３次元姿勢角のマイクロジャイロ１
１に代えているので、機構を実現するにあたってのコス
トを低減することができる。
ロジャイロ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚを用いて上記図１に
おける１個の高価な３次元姿勢角のマイクロジャイロ１
１に代えているので、機構を実現するにあたってのコス
トを低減することができる。
【００３６】さらに、リンク関節の角度センサ等が不要
となるため、構造を簡素化することができ、さらに可動
板自体の姿勢を直接検出するので高精度の制御が可能な
マイクロマシン化に適したパラレルリンク機構を実現す
ることができる。
となるため、構造を簡素化することができ、さらに可動
板自体の姿勢を直接検出するので高精度の制御が可能な
マイクロマシン化に適したパラレルリンク機構を実現す
ることができる。
【００３７】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、マイクロ
ジャイロを用いているので可動板の各軸回りの大きな回
転角度を測定することが可能となり、パラレルリンク機
構の順変換を簡単に行なうことができると共に、リンク
関節の角度センサ等が不要となるため、構造を簡素化す
ることができ、可動板の大きな姿勢角、方位角を検出す
ることができ、さらに可動板自体の姿勢を直接検出する
ので姿勢角の高精度の制御が可能となる。
ジャイロを用いているので可動板の各軸回りの大きな回
転角度を測定することが可能となり、パラレルリンク機
構の順変換を簡単に行なうことができると共に、リンク
関節の角度センサ等が不要となるため、構造を簡素化す
ることができ、可動板の大きな姿勢角、方位角を検出す
ることができ、さらに可動板自体の姿勢を直接検出する
ので姿勢角の高精度の制御が可能となる。
【００３８】請求項２記載の発明によれば、上記請求項
１記載の発明の効果に加えて、３次元を検出するマイク
ロジャイロを用いて３軸方向の角速度を検出し、姿勢角
（ロール角、ピッチ角）及び方位角（ヨー角）を測定す
るため、機構をより簡易化し、コンパクトに構成するこ
とができる。
１記載の発明の効果に加えて、３次元を検出するマイク
ロジャイロを用いて３軸方向の角速度を検出し、姿勢角
（ロール角、ピッチ角）及び方位角（ヨー角）を測定す
るため、機構をより簡易化し、コンパクトに構成するこ
とができる。
【００３９】請求項３記載の発明によれば、上記請求項
１記載の発明の効果に加えて、一般的に市販されている
一次元のマイクロジャイロを用いて３軸方向の角速度を
検出し、姿勢角（ロール角、ピッチ角）及び方位角（ヨ
ー角）を測定するため、機構をより安価に構成すること
ができる。
１記載の発明の効果に加えて、一般的に市販されている
一次元のマイクロジャイロを用いて３軸方向の角速度を
検出し、姿勢角（ロール角、ピッチ角）及び方位角（ヨ
ー角）を測定するため、機構をより安価に構成すること
ができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るパラレルリン
ク機構の概略構成を示す図。
ク機構の概略構成を示す図。
【図２】同実施の形態に係る可動板上のマイクロジャイ
ロの設置状態を示す図。
ロの設置状態を示す図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るパラレルリン
ク機構の概略構成を示す図。
ク機構の概略構成を示す図。
【図４】同実施の形態に係る可動板上のマイクロジャイ
ロの設置状態を示す図。
ロの設置状態を示す図。
【図５】一般的なパラレルリンク機構本体の構成を示す
図。
図。
【図６】パラレルリンク機構の制御システム構成を示す
図。
図。
１…固定板 ２…可動板 ３…リンク ４…変位センサ ５…直動アクチュエータ ６…リンクストローク変化検出部 ７…リンクサーボ制御部 ８…軌道生成部 ９…逆運動学演算部 １１…（３次元姿勢角）マイクロジャイロ １２…Ａ／Ｄ変換器 １３…マイクロコンピュータ １４…角速度検出部 １５…積分器 １６…減算器 １７…逆運動学演算部 ２１ｘ，２１ｙ，２１ｚ…（１次元姿勢角）マイクロジ
ャイロ ２２…変換器
ャイロ ２２…変換器
Claims (3)
- 【請求項１】 ６自由度を有するマイクロパラレルリン
ク機構において、 可動板上に設置され、姿勢角と方位角を測定して回転角
度を検出するマイクロジャイロを備え、 このマイクロジャイロにより検出した回転角度を基に上
記可動板の姿勢角及び方位角を制御することを特徴とす
るマイクロパラレルリンク機構。 - 【請求項２】 上記マイクロジャイロは、３次元マイク
ロジャイロでなり、 この３次元マイクロジャイロで３軸方向の角速度を検出
し、姿勢角及び方位角を出力して上記可動板の姿勢角及
び方位角を制御することを特徴とする請求項１記載のマ
イクロパラレルリンク機構。 - 【請求項３】 上記マイクロジャイロは、Ｘ軸、Ｙ軸及
びＺ軸の各軸に沿って設置された３個を有し、各マイク
ロジャイロから得た３軸方向の角速度を検出し、姿勢角
及び方位角を出力して上記可動板の姿勢角及び方位角を
制御することを特徴とする請求項１記載のマイクロパラ
レルリンク機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19851097A JPH1133944A (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | マイクロパラレルリンク機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19851097A JPH1133944A (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | マイクロパラレルリンク機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1133944A true JPH1133944A (ja) | 1999-02-09 |
Family
ID=16392345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19851097A Pending JPH1133944A (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | マイクロパラレルリンク機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1133944A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006250587A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Nikon Corp | 計測装置、駆動ユニット及びその製造方法、光学ユニット、光学装置並びに露光装置 |
| KR100661315B1 (ko) | 2004-12-07 | 2006-12-27 | 한국전자통신연구원 | 카메라 현가장치를 포함한 이동 시스템, 카메라 현가장치를 포함한 이동 시스템에서의 카메라 위치 정보 측정방법, 카메라 현가장치 및 카메라 장착 장치 |
| JP2011131304A (ja) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Honda Motor Co Ltd | ロボットの関節機構の制御装置 |
| EP2982933A1 (en) * | 2014-08-07 | 2016-02-10 | SALVAGNINI ITALIA S.p.A. | Apparatus and method for measuring a bending angle of a workpiece |
-
1997
- 1997-07-24 JP JP19851097A patent/JPH1133944A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100661315B1 (ko) | 2004-12-07 | 2006-12-27 | 한국전자통신연구원 | 카메라 현가장치를 포함한 이동 시스템, 카메라 현가장치를 포함한 이동 시스템에서의 카메라 위치 정보 측정방법, 카메라 현가장치 및 카메라 장착 장치 |
| JP2006250587A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Nikon Corp | 計測装置、駆動ユニット及びその製造方法、光学ユニット、光学装置並びに露光装置 |
| JP2011131304A (ja) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Honda Motor Co Ltd | ロボットの関節機構の制御装置 |
| EP2982933A1 (en) * | 2014-08-07 | 2016-02-10 | SALVAGNINI ITALIA S.p.A. | Apparatus and method for measuring a bending angle of a workpiece |
| WO2016020501A1 (en) * | 2014-08-07 | 2016-02-11 | Salvagnini Italia S.P.A. | Apparatus and method for measuring a bending angle of a workpiece |
| US9778013B2 (en) | 2014-08-07 | 2017-10-03 | Salvagnini Italia S.P.A. | Apparatus and method for measuring a bending angle of a workpiece |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040622 |
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Effective date: 20050822 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051011 |
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| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060411 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |