KR20010024067A - 운동부여장치 - Google Patents

Abstract

하중에 운동을 부여하는 장치는 하중에 힘을 적용하는 수단(25)과 하중 지지부재(27)를 포함하며, 동력 효율을 최적화하기 위해서 장치작동동안 지지부재 컴플라이언스의 동적변화를 위한 수단(9, 10, 11)이 제공된다. 이 장치는 플랫포옴(42)과 기준평면(41)사이에서 복수의 자유도로 상대운동을 조절할 수 있으며 컴플라이언스 수단(27)은 플랫포옴 중량을 지탱하며 힘 적용수단(25)는 플랫포옴과 기준평면사이에 교란력을 적용하는 하나 이상의 액추에이터이다. 제어수단(11, 12)은 각 액추에이터(43)를 조절하여서 플랫포옴(42)을 기준평면(41)에 대해 변위시키도록 액추에이터를 한 방향으로 이동시킨다. 지지부재(27)의 적어도 일부로 가스스프링일 수 있으며 한 구체예에서 플랫포옴을 지탱하는 벨로우즈(45)형태일 수 있다.

Description

운동부여장치{MOTION-IMPARTING APPARATUS}

본 발명은 운동을 조절 또는 변경할 목적이거나 물체 위치를 선정할 목적으로 운동을 부여할 수 있는 운동 부여장치에 관계한다. 본 발명은 제조기계의 위치선정장치를 포함한 다양한 용도에 적용된다. 일반적으로 이러한 기계류는 재료에 기계적 작업(예컨대 절단 또는 변형)을 수행하는 장치를 필요로 하지 않으며 저마찰 베어링 시스템 상에서 움직이는 물체의 위치를 조절하는 장치를 필요로 한다. 이러한 기계는 높은 반복속도와 무시할 정도의 에러발생률로 정확히 안정된 위치선정작업을 수행할 필요가 있다. 이러한 기계에서 전자기 램(ram)의 사용은 구성이 단순하고 백래쉬(backlash)가 0 이며 전달지연이 0 이므로 다른 종류의 액추에이터에 비해서 장점이 있다. 이들 가치있는 성질은 전자기 액추에이터가 매우 정확하고 신뢰성있게 신속한 운동을 할 수 있도록 한다. 수 마이크론의 위치선정 정확도로 초당 수미터에서 20톤이상의 힘을 적용할 수 있다.

이러한 장치는 또한 훈련 또는 오락용 시뮬레이터에서 사용된다. 이러한 용도에서 움직이는 플랫포옴에 고정된 캡슐을 탄 사람에게 연속운동느낌을 일으키도록 플랫포옴이 정적 구조물에 대해 움직인다. 이러한 장치는 또한 현가시스템 및 안정화장치의 테스트에 사용되며, 운동 플랫포옴은 보정된 교란가속을 일으키는데 사용되므로 안정화장치의 작동이 테스트될 필요가 있다.

운동부여장치의 움직이는 플랫포옴은 유압식 유체나 압축가스에 의해 구동되는 액추에이터 유닛배열 또는 "램"이나 볼-너트 및 스크루 장치를 수단으로 전기적 작동되는 램 유사장치에 의해 작동된다. 최근에 회전모터에 장착된 저속 크랭크를 사용하거나 움직이는 피스톤형 운동부재와 원통형 고정자간의 전자기 상호작용을 사용하는 장치가 설계되었다. 후자의 전기적 및 전자기적 기계에 있어서 운동부여장치가 캡슐과 캡슐점유자에 작용하는 중력에 대해 지탱될 필요가 있다. 그렇지 않을 경우 캡슐에 작용하는 일정한 중력에 대항하는데 필요한 트러스트를 생성하기 위해서 전기기계내에서 에너지가 연속적으로 소모될 것이기 때문에 이것은 중요하다. 이것은 곧 모터를 가열시킨다. 이러한 효과는 다른 응용분야에서도 발견된다.

이러한 문제를 해결할려는 한가지 시도가 국제특허출원 공보 WO93/01577에서 발표된다. 이 공보는 저효율 스프링 속도를 갖는 평형장치상에 운동 플랫포옴의 하중을 전달하는 방법을 발표한다. 특별한 예로서 크랭크 가스 스프링 시스템이 발표된다. WO93/01577에 따라 구축된 장치의 평형개념은 전자기적 운동베이스에 최적의 지지부를 제공하지 못한다. 본 발명은 상당한 스프링 속도를 갖는 조절된 스프링(또는 스프링세트)가 최적의 지지를 위해 필요하다는 인식에 기초한다.

지금까지 수많은 전자기 액추에이터 또는 선형모터가 제조되었다. 다양한 구성의 공지 기계가 WO93/01646과 같은 문헌에 발표되는데, 상기 문헌은 실린더내 피스톤 기계와 같은 원통형대칭으로 작동하도록 배열된 전자기 장치를 발표한다. 이러한 형태의 주요장점은 기계내 영구자석과 이를 에워싸는 자석재료간의 강한 인력이 중심축에 주위로 평형이 되어서 기계의 베어링이 큰 자력을 견딜필요가 없다는 점이다. 원통형 구성의 추가 장점은 기계의 자기장이 액추에이터 또는 램의 외부 강철 케이스내에 한정되며 높은 효율로 자기장이 기계의 전기코일을 교차하도록 배열될 수 있다는 점이다.

원통형 구성의 또다른 장점은 램의 접극자가 이것과 램 고정자의 내면사이에 슬라이딩 시일을 가져서 유체 액추에이터 장치의 피스톤을 형성한다는 것이다. 이것은 일정한 또는 느리게 변하는 힘과 중첩되거나 중단되는 신속작용 전자기력을 생성할 필요가 있을때 유리하다. 후자의 힘은 유체 액추에이터를 수단으로 더 양호하게 발생된다. 그렇지 않을 경우 정적인 힘이나 느리게 변하는 힘을 제공할려면 전자기 요소가 전력을 연속으로 소모할 필요가 있다.

게다가 원통형 실린더내 피스톤 구성은 유압식 또는 공압식 램이 사용되는 수많은 산어용 제어분야의 램에 적용하기 적절하다. 이것은 램의 자기장이 완전히 실린더 케이싱내에 한정되어서 절삭 부스러기나 전자기적 선형 액추에이터에 문제가 되는 자기 먼지의 존재에 대해 램이 견딜 수 있기 때문이다.

도 1 은 본 발명의 제 1 구체예로서 형성된 액추에이터의 축방향 단면도이다.

도 2 는 본 발명의 제 1 구체예로서 형성된 액추에이터와 제어성분의 개략도이다.

도 3 은 또다른 액추에이터 제어 구성의 개략도이다.

도 4 는 또다른 제어구성을 보여주는 다이아그램이다.

도 5 는 공지기술의 운동 부여 장치 구성의 사시도이다.

도 6 은 또다른 공지기술의 운동 부여 장치 구성의 사시도이다.

도 7 은 본 발명의 원리에 따라 형성된 운동 부여 장치의 사시도이다.

도 8 은 본 발명의 또다른 사시도이다.

도 9 는 본 발명의 또다른 사시도이다.

도 10 은 본 발명의 또다른 구체예로서 형성된 stewart 플랫포옴의 개략적인 다이아그램이다.

도 11 은 도 10 에 도시된 플랫포옴의 평면도이다.

도 12 는 제 1 작동구성으로 도시된 도 10 의 개략도이다.

도 13 은 기준 평면이 운동 플랫포옴보다 작은 구체예를 보여주는 다이아그램이다.

도 14 는 도 12 의 평면도이다.

도 15 는 도 13 의 평면도이다.

도 16 은 운동 플랫포옴이 우측으로 변위된 것으로 도시된 도 12의 평면도이다.

도 17 은 도 15 에 도시된 구성을 참조로 운동 플랫포옴이 우측으로 도시된 도 13 구체예의 평면도이다.

도 18 은 본 발명의 구체예로서 형성된 stewart 플랫포옴의 최적의 칫수를 보여주는 평면도이다.

도 19 는 본 발명의 구체예로서 형성된 전형적인 stewart 플랫포옴 운동 부여 장치의 전력 소모에 대한 3차원 그래프이다.

도 20 은 운동 형태에 따라 액추에이터 전력 수요가 변화되는 방식을 보여주는 다이아그램이다.

도 21a 및 21b 는 본 발명의 구체예로서 형성된 액추에이터에 대한 제어순서를 보여주는 다이아그램이다.

* 부호설명

1 ... 실린더 2 ... 단부면

3 .. 공기 시일 4a,4b ... 파이프 연결부

5 ... 시일링 6 ... 베어링 링

7 ... 트러스트 튜브 8 ... 피스톤

9,10 ... 밸브 11 ... 압력제어유닛

12 ... 전자기력 제어유닛 13 ... 위치명령

14 .. 위치 피이드백 신호 15 ... 신호

17 ... 제어라인 20,21 ... 변환기

25 ... 모터 26 ... 출력요소

27 ... 공압식 램 28 ... 수단

31 ... 베이스 플랫포옴 32 ... 운동 플랫포옴

33 ... 램 34 ... 힌지

41 ... 하부 플랫포옴 42 ... 상부 플랫포옴

43 ... 램 45 ... 지지부재

51 ... 운동 플랫포옴 52 .. 베이스 플랫포옴

53 ... 램 54,55 ... 반경

56,57 ... 램

본 발명은 전자기 액추에이터의 원통형 고정자 공동이 피스톤/접극자 요소상의 시일에 의해 두 부분으로 분할되며 가스스프링의 일부로서 유체 압력 조절시스템의 힘 발생요소로서 접극자 어셈블리가 작용하는 수단을 포함하는 구조를 제공한다.

WO93/01646 및 WO93/01577은 램의 가스스프링이 중력에 대항하는 무게를 지탱하도록 한 방향으로만 작용하는 램 구성을 발표한다. 이러한 목적으로 WO93/01646은 가스스프링의 가압 유체 저장원 형성부에 램 실린더의 단지 한 부분(즉 피스톤의 하측부)이 유체 연결되는 통로구성을 발표한다. WO93/01646 및 WO/9301577에서 피스톤의 상부가 대기압에 직접 통기되거나 배기 저장원을 통해 대기압에 통기된다.

장치에 의해 소모된 에너지가 최소가 되도록 가스스프링의 각 힘과 힘의 그래디언트가 하중의 크기에 대해 최적화되는 전자기력과 공기 압력의 조합을 사용하여 WO93/01577보다 효율적으로 액추에이터 시뮬레이터 장치의 운동을 조절하는 방법이 필요하다. 이러한 목적을 위해서 각 램의 피스톤 아래에 작용하는 가스스프링은 WO93/01577에서 처럼 하중을 지탱할 목적으로만 설계되어서 안되며 램의 전자기 작용에서 나오는 포텐샬 에너지가 저장되고 잠시후 재순환될 수 있도록 하는 임시 저장원으로서 기능을 해야만 한다. 이러한 에너지 재순환 기술은 전력소모를 절감시켜 성능을 개선하며 전자기 액추에이터의 구성 및 작동 비용을 줄여준다.

그러므로 본 발명은 연속 하중 성분이 특히 효율적으로 지탱되는 운동 부여 시스템을 제공한다. 소위 운동-베이스에 적용될 때 다양한 형태의 캡슐을 지탱하도록 쉽게 개조되는 형태를 가지며 물리적으로 안정적이고 경고하며 큰 피치각도 및 압연운동을 생성할 능력이 있으며 검사 및 서비스를 위해 접근이 더욱 용이한 것이 본 발명의 특징이다.

본 발명의 한 측면에 따라서 하중에 운동을 부여하는 장치가 제공되는데, 이것은 하중에 교란력을 제공하는 수단과 하중에 부합하는 지탱부를 포함하며, 또한 장치 작동동안 동력 변화가 지탱부에 부합하도록 하는 수단에 제공된다.

본 발명의 한가지 측면에서 힘 적용 수단은 전자기 액추에이터이다. 많은 응용분야에서 선형 전자기 액추에이터가 선호되지만 회전 액추에이터가 대신 사용될 수 있다.

컴플라이언스(compliance)의 변화는 전자기 액추에이터에 적용되는 신호의 적분으로서 발생된 신호에 의해 조절될 수 있다.

이러한 목적으로 컴플라이언스 변화가 하중에 대해 전자기 액추에이터를 이동하는데 필요한 전류에 따라 조절된다.

컴플라이언스 수단은 가스스프링이며 컴플라이언스 변화는 가변적 부피의 챔버내에 담긴 가스를 변화시켜 달성된다.

이러한 변화는 상기 챔버로 또는 챔버밖으로 가스를 출입시키는 밸브를 조절함으로써 달성된다.

혹은 지지부가 유체 액추에이터, 특히 유압식 액추에이터를 포함하여서 이의 작동유체가 액추에이터 쪽으로 또는 액추에이터 밖으로 안내되어서 이의 컴플라이언스가 변화된다.

컴플라이언스 변화는 예컨대 각 가스스프링내 압력을 조절함으로써 달성될 수 있다. 한 구체예에서 이것은 운동동안 전자기 액추에이터에 의해 도출된 전류를 시간에 따라 적분함으로써 이루어진다. 이러한 수단에 의해 지지수단이 최적화 되어서 전자기 램이 정격등급내에서 작동될 수 있으며 완전한 장치에 의해 소모되는 전력을 감소시킬 수 있다.

전자기 액추에이터를 포함한 본 발명의 한 구체예에서 전기기계의 접극자와 고정자는 실린더 장치에 피스톤을 포함하며, 피스톤 또는 접극자는 실린더 또는 고정자 보다 깊이가 짧아서 항상 그 속에 완전히 포함되어 있으며, 실린더는 단부부재에 의해 양단부가 폐쇄되고, 피스톤에는 단부 부재중 적어도 하나를 통해 연장된 로드 또는 트러스트 부재가 제공되며 상기 단부부재에 대한 공기 시일이 제공되며, 접극자 또는 피스톤요소에도 공기 시일이 제공됨으로써 실린더를 두 개의 챔버로 분할하며, 접극자는 적어도 두 개의 반대 극성의 자극과 접극자의 축방향 길이의 적어도 일부를 따라 교대하는 극성이 되도록 배열된 자기장을 포함한 두 개이상의 극을 포함한 자기장 패턴을 발생하는 제 1 수단을 포함하며, 고정자에는 두 개 이상의 반대극성의 극과 고정자 축방향 길이의 적어도 일부를 따라 교대하는 극성이 되도록 배열된 두 개 이상의 자극된 추가 자기장 패턴을 발생할 수 있는 제 2 수단이 제공되며, 제 2 자기장 패턴은 제 1 자기장 패턴과 교차하도록 배열되어서 축방향 힘을 발생시킨다.

장치의 물리적 및 전기적 매개변수는 전기적 단자가 적어도 하나의 자기장 패턴의 위상 및 진폭을 조절하는 하나 이상의 전통적인 전자 드라이브 장치에 연결되어서 필요한 축방향 전자기력이 피스톤과 접극자 사이에 발생되도록 배열된다.

피스톤 위치에 따라 실린더 접극자내에서 가변적인 부피를 가지며 피스톤의 각면상에 하나씩 있는 두 개의 챔버에는 파이프 연결부가 제공되어서 그속의 유체의 양이 조절될 수 있다. 이것은 피스톤이 전자기장치 및 이중 작용 유체 램으로서 동시에 작동하게 된다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면 플랫포옴과 기준 평면 사이에서 복수의 자유도로 상대운동을 조절하며 플랫포옴 중량을 지탱하는 컴플라이언스 수단, 플랫포옴과 기준평면 사이에 교란력을 적용하는 하나 이상의 액추에이터, 각 방향을 특정 방향으로 이동시켜 플랫포옴을 기준평면에 대해 변위시키는 조절수단을 포함하는 장치가 제공되는데, 지지수단의 컴플라이언스가 가변적이며 적용된 제어신호에 따라 이의 컴플라이언스를 동적으로 변화시키는 수단이 제공됨을 특징으로 한다.

운동-베이스로서 형성된 구체예에서 운동 플랫포옴과 고정된 기준평면 사이에 3개의 액추에이터가 존재한다. 액추에이터는 액추에이터 운동을 각 평면내로 한정시키도록 고정된 기준평면을 형성하는 부분에 액추에이터를 연결시키는 피봇 또는 힌지를 가진다. 이렇게 형성된 3개의 평면은 액추에이터의 피봇에 의해 형성된 하부 삼각형의 중심을 액추에이터 상부 단부의 연결점에 의해 형성된 운동 플랫포옴 삼각형의 중심점에 연결시키는 수직선을 따라 교차한다. 액추에이터의 상부 단부는 만능 자유도를 제공하는 조인트를 가지므로 3개의 액추에이터 길이의 선택에 의해 운동 플랫포옴은 융기, 피치 및 압연운동의 한계내에서 선택된 자세를 가지게 될 수 있다. 하중의 질량중심은 운동 플랫포옴의 중심 근처 및 위에 놓이며 하부 고정된 삼각형 중심과 상부(운동) 삼각형 중심 사이에 지지부재가 임의의 자유도로 연결되며 지지부재의 컴플라이언스는 운동플랫포옴의 칫수에 따라 최적화된다.

특히 액추에이터 단부에 의해 형성된 상부 운동 삼각형은 기준 평면을 형성하는 장치의 고정부상에 있는 삼각형보다 작아서 한정된 행정의 액추에이터가 피치 압연에서 허용가능한 운동 플랫포옴 편차를 생성하며 캡슐을 운동 플랫포옴에 고정하는 문제를 단순화 시킨다.

특히 책추에이터와 운동 플랫포옴의 작동위치에 있는 수평 평면간의 각도는 약 45°이다. 중앙 지지부는 단순한 부재 또는 어셈블리이거나 액추에이터에서 액체가 피스톤에 작용하는 공압식 램, 금속 또는 플라스틱 스프링이며 피스톤으로부터 떨어진 액체의 표면은 저장원내 가스에 의해 압축된다.

혹은 지지부가 벨로우즈 유닛일 수 있으며 벨로우즈 유닛의 계면에서 고정 및 운동 플랫포옴과의 만능 조인트가 불필요하며 벨로우즈의 수축된 길이가 확장된 길이의 절반 미만일 수 있다는 장점을 가진다. 또한 복수의 압축된 가스 스트럿으로부터 중앙 지지부가 형성될 수 있어서 운동 플랫포옴이 최소의 높이나 하중 위치를 채택할 때 지지력의 대부분을 제거하는 토글 작용(toggle action)을 중심위로 제공한다.

특히 액추에이터는 전자기적 액추에이터이며 운동 플랫포옴의 질량중심위치의 편차를 상부 운동 삼각형의 정확한 중심에 가까운 이상적인 위치로부터 조절할 수 있도록 충분한 트러스트 저장력을 갖게 설계된다.

운동 부여 시스템(이하 운동 베이스라 칭함)이 작동중일 때 캡슐이 연속적으로 복귀되는 중앙 직선 위치가 존재한다. 폐쇄된 캡슐의 점유자는 이러한 연속 중심잡기 작용을 알아차리지 못하며 다른 운동의 배경에 혼합되도록 주의깊게 조절된다. 제 1 장소에서 캡슐을 이동시키는데 시간이 걸리므로 캡슐을 초기위치로 복귀시키는데 많은 에너지가 필요하며 이 에너지는 스프링 시스템에 저장될 수 있다. 게다가 유료하중의 질량중심이 운동 플랫포옴의 중심 위에 있기 때문에 스프링 작용과 같은 수단에 의해 억제되는 피치 또는 압연 운동을 보조하는 상당한 토크가 있다. 그럼에도 불구하고 스프링에 의해 발생된 복원력은 너무 커서는 안된다. 그렇지 않으면 불균형적으로 큰 액추에이터 힘을 요구하여서 초기 복귀를 시킨다.

WO93/01577의 원리를 6-램, 6-축 운동 플랫포옴(stewart 플랫포옴)에 적용시키는 시도가 행해질 때 수많은 어려움이 나타난다. 특히 운동 플랫포옴의 중심 위의 높이에 따라 정적인 하중이 특정 한계를 초과하면 장치는 조합된 전방운동 및 피치운동에 의해 급강하하여서 전자기력 만으로 복귀될 수 없다. 이러한 결함은 유료하중능력 및 기계의 유용성에 심한 제약을 준다.

그러므로 또다른 측면에서 본 발명은 stewart에 의해 발표된대로 배열된 6개의 액추에이터를 사용하여 6개의 자유도를 가지는 운동 부여 시스템을 제공하며, 국제특허출원 WO93/01577에 발표된 개념, 즉 중량균형시스템이 적용되지 않으며 정적 하중을 지탱하는 힘이 상이한 효율적인 방식으로 적용되어서 주어진 유료하중용 액추에이터에 대한 전자기 전력 수요를 크게 감소시켜서 유료하중 한계를 상승시키며 장치의 동적 성능을 향상시킨다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면 운동 플랫포옴과 기준평면 사이에서 복수의 자유도로 상대운동을 조절하는 장치가 제공되며, 이 장치는 운동 플랫포옴의 중량을 지탱하는 수단, 플랫포옴과 기준평면 사이에 간헐적인 힘을 적용하는 하나 이상의 액추에이터, 액추에이터를 조절하여 기준평면에 대한 플랫포옴의 위치 및 방향을 변화시키는 제어수단을 포함하며, 운동 플랫포옴 중량 지탱 수단이 각 액추에이터와 관련된 지지부재를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에서 stewart 플랫포옴의 이상적인 경우에 삼각형 상에 놓이는 운동 플랫포옴의 세 지점은 액추에이터와 고정된 플랫포옴간의 계면에서 보편적인 자유도를 제공하는 조인트와 액추에이터와 운동 플랫포옴 사이의 유사 조인트를 가지는 6개의 전자기적 액추에이터를 수단으로 기준평면을 한정하는 장치 부분 상의 삼각형을 한정하는 3개의 대응지점에 연결되어서 6개의 액추에이터 길이를 선택함으로써 운동 플랫포옴이 융기, 물결침, 좌우로 흔들림, 한쪽으로 흔들림, 피치 및 롤 운동과 같은 운동에 의해 다양한 방향을 갖도록 움직일 수 있다. 하준의 질량중심은 운동 플랫포옴의 중심 가까이에 위로 놓이도록 위치되며 운동 플랫포옴 원의 직경은 기준 평면 원의 직경에 대해 최적의 비율을 갖는다. 플랫포옴 또는 평면의 "원"은 액추에이터의 단부에서 플랫포옴 또는 기준 평면에 대한 부착점 주위의 원주를 의미한다. 각 전자기적 램은 각 스프링과 조합되거나 운동 베이스에 조립되어서 각 스프링의 출력 액추에이터로서도 작용하며 스프링은 중앙 직선위치에서 운동 플랫포옴의 중량(하중)을 지탱한다.

스프링속도가 장치의 전력소모에 대해서 최적화되고 각 스프링에 의해 발휘된 힘이 모니터링 시스템에 의해 조절될 수 있어서 선택된 시간간격에 걸쳐서 관련 액추에이터 전류의 적분을 0으로 감소시킬 수 있다는 것이 본 발명의 특징이다.

특히 상부 운동 서클은 기준평면을 형성하는 장치 고정부상의 대응 서클보다 작고 두 반경의 비율은 전력수요를 최적화하도록 선택된다. 베이스 칫수의 최적의 비율은 1:1.5 정도이다.

모두 6개의 액추에이터가 50%확장상태에 있을 때 액추에이터와 수평 평면간의 각도가 약 45도가 되도록 두 반경의 실제값이 선택된다.

가스스프링이 사용될 경우에 액추에이터가 밀폐된 부피로 완전 확장될 때 액추에이터가 완전수축될 때 각 가스스프링 시스템의 밀폐부피의 비율은 장치의 작동 전력 소모를 최소화 하도록 선택된다. 최적이 가스스프링 부피 비율은 1.8정도이다.

특히 각 액추에이터의 전류 크기 및 방향을 모니터링 하는 수단이 제공되며 각 가스스프링내 압력이 이에 대해 작동동안 빈번히 조절되어서 선택된 기간에 걸쳐서 적분된 전력 수요의 대칭성을 유지한다.

본 발명의 구체예에서 운동 플랫포옴의 세 지점은 액추에이터와 기준평면간의 연결부와 액추에이터와 운동 플랫포옴간의 연결부에서 보편적인 자유도를 가지는 액추에이터에 의해서 기준평면을 형성하는 장치 고정부상의 3개의 대응지점에 연결되어서 3개의 램 길이를 선택함으로써 운동 플랫포옴이 융기, 피치 및 롤 운동시 액추에이터의 운동 한계내에서 임의의 선택된 자세를 취하도록 이동될 수 있다. 하중의 질량 중심은 운동 플랫포옴의 중심 근처에 위로 위치되며 기준평면의 중심과 운동 플랫포옴의 중심 사이에서 보편적인 자유도로 연결된 지지부재를 가진다. 플랫포옴 또는 평면의 중심은 3개(또는 6개)의 액추에이터로의 연결부의 3개의 지점에 의해 형성된 삼각형의 중심이다. 지지부재의 스프링 속도는 플랫포옴 및 하중의 매개변수에 대해 최적화된다.

선호되는 구체예에서 운동 플랫포옴으로의 액추에이터 연결부의 삼각형은 기준평면을 형성하는 장치 고정부상의 대응 삼각형보다 작아서 제안된 행정의 액추에이터 램이 피치 및 롤 운동시 상부 플랫포옴의 허용가능한 편차를 생성시키며 캡슐을 운동 플랫포옴에 고정하는 문제를 단순화시킨다. 운동 플랫포옴의 크기에 대한 기준평면을 형성하는 고정된 베이스 플랫포옴의 크기의 비율은 약 1.5:1 이다.

특히 모두 3개의 액추에이터가 운동 플렛포옴의 직선 작동위치에 있을 때 액추에이터와 수평 평면간의 각도는 약 45도이다.

특히 중심 지지부는 벨로우즈 유닛이다. 이것은 벨로우즈의 상부 및 하부단부가 직접 운동 플랫포옴과 기준평면을 한정하는 고정된 베이스에 고정될 수 있다는 장점을 가진다. 벨로우즈의 수축된 길이는 확장길이의 절반미만이어서 내부 슬라이딩 시일이 필요없다. 벨로우즈 어셈블리의 특성중 하나는 수직축 방향에서 수직운동을 허용하며 벨로우즈 상부단부가 하부단부에 대해서 임의의 피치 또는 롤 각도로 경사질 수 있지만 측부 병진운동(서지 또는 스웨이)을 허용하지 않으며 축방향 회전운동을 허용하지 않는다는 점이다. 따라서 벨로우즈 어셈블리는 가스스프링 유닛 및 억제장치로서 기능을 할 수 있다.

특히 액추에이터는 상부 운동 삼각형의 정확한 중심 가까이에 있는 이상적인 위치로부터 운동 플랫포옴의 질량 중심 위치의 실제적인 편차를 수용할 수 있기 위해서 충분한 트러스트 저장능력을 갖도록 설계된 전자기적 램이다.

도 1 에 도시된 액추에이터는 실린더 또는 고정자(1)내에서 운동하는 피스톤 또는 접극자(8)를 포함한다. 피스톤은 공기시일(3)을 통해 단부편(2)중 하나를 통해 연장되는 로드 또는 트러스트 튜브(7)에 연결된다. 시일 링(5)이 피스톤(8)에 설치되어서 실린더를 파이프 연결부(4a,4b)를 통해서 압축 또는 진공화되는 두 개의 챔버로 나눈다. 피스톤에는 장치의 중심축을 따라 부드럽게 운동하도록 피스톤 위치를 한정하는 베어링 링(6)이 설치된다.

포트(4)가 폐쇄될 때 공기시일(5)의 작용은 피스톤을 실린더 내에서 운동시켜 한 챔버내 가스를 압축하고 다른 챔버내 가스를 팽창시킨다. 어느 경우든 전력 부재시 피스톤을 기준위치로 복귀시키는 힘이 생성된다. 두 챔버내에서 밀폐된 가스의 양을 조절함으로써 두 스프링에 의해 생성되는 힘이 사전결정되고 두 충진압력의 비율을 선택하여 기준위치가 사전설정된다. 가스스프링 속도를 낮은값으로 감소시킬 필요가 있을 때 단부부재(2)의 구성이 변경되어서 외부 저장원을 각 챔버에 연결시킬 수 있다.

포트(4)에 연결된 라인에서 공압식 밸브가 하준의 주기적 또는 무작위적 위치선정을 위해 구동유닛에 의해 전력을 받을 때 램에 의해 도출된 전류에 따라 조절될 수 있는 수단은 이후에 설명된다. 대항 가스스프링의 매개변수를 램의 전기적 구동전류의 대칭성에 대해서 연속조절하는 시설을 제공함으로써 램에 의해 소모되는 전력을 최소화할 수 있다.

도 2에서 본 발명은 전자기적 램에 적용된다. 피스톤(8)은 시일(5)을 가져서 실린더(1)의 내부는 두 개의 챔버(A,B)로 나뉘어진다. 각 챔버내 가스의 양은 압력 제어유닛(11)에 의해 전력을 받는 밸브(9,10)에 의해 조절된다. 램에 의해 생성된 전자기력은 램 출력 로드 또는 트러스트 튜브(7)에 연결된 적당한 변화기로부터 위치명령(13) 및 위치 피이드백 신호(14)를 받는 유닛(12)에 의해 제어된다. 유닛(12)은 제어라인(17)을 따라 램에 전력을 제공한다. 램 위치선정 제어기(12)에 의해 생성된 신호(15)는 의미있는 공정변수로서 이에 기초하여 압력제어유닛(11)이 작용한다.

램이 운동 베이스의 일부로서 사용되면 챔버(B)의 부피는 대기압으로 유지된다. 밸브(9)는 제시되지 않으며 챔버(B)로의포트(4b)는 큰 구멍을 가져서 공기가 주변환경과 자유롭게 통하도록 한다. 개방된 단부구성을 채택함으로써 챔버(B)가 제거되도록 램이 구성될 수 있다. 충분히 낮은 스프링 속도 달성을 위해서 챔버(A)가 넓은 구멍 튜브를 통해 외부저장원에 연결될 필요가 있을 수 있다. 유사한 사항이 램이 수직축상에서 하중을 지탱하는 분야나 리프트와 같은 분야에 적용된다.

액추에이터에 의한 전류수요가 챔버(A)의 부피를 증가시키는 방향으로 주로 소모된다고 매개변수(15)가 표시할때 챔버(A)내 가스의 양을 증가시키도록 제어유닛(11)은 밸브(10)를 통해 작용한다. 이러한 수단에 의해서 공압식 시스템은 램에 의해 소모되는 전류를 최소로 감소시키고 시스템의 효율을 증가시킨다. 이러한 배열은 한 방향으로 공기 누출, 온도변화, 작동싸이클 변화 또는 램에 의한 무작위 운동순서를 허용한다. 이것은 사하중(deadload) 값의 변화를 자체보상하며 임의의 시간에 램을 "주차"위치로 이동시킨다. 시스템을 수학적으로 분석하면 압력조절은 최종 평형 지역에서 에러를 찾을 수 있으며 따라서 제어 루우프는 대단히 안정적이다.

램이 챔버(A)의 부피를 감소시키는 경향이 있는 일정함 힘(중력)을 받지않을 경우를 고려해 보자. 예컨대 램은 적은 마찰계수를 갖는 수평 트랙상에서 반복적인 싸이클로 관성하중을 위치시키는데 사용될 수 있다.

제어기(12)는 전체 운동 주기에 걸쳐서 평균내 또는 무작위 운동의 경우에 일정 기간에 걸쳐서 평균낸 램의 평균 위치를 위치 변환기 신호(14)로부터 계산하는데 필요하다. 제어기(12)는 램에 의해 노출된 순간 전류를 측정하고 그 순간에 계산된 평균 위치로부터 램의 거리를 곱하는데 필요하다. 이러한 "전류 모멘트"의 합이 공정변수(15)로서 밸브 제어기(11)에 전달된다.

챔버(A)의 부피를 증가시킴으로써 램을 중앙위치로 이동시키는 경향이 있는 힘의 방향으로 전류가 주로 소모된다고 변수(15)가 표시할 경우에 제어기(11)가 작용하여 챔버(A)내 가스의 양을 증가시킨다. 반대방향으로 전류 소모가 우세하다고 표시된다면 제어기(11)는 챔버(A)내 가스의 양을 감소시킨다.

챔버(B)내 압력은 램이 계산된 평균 위치에 있을 때 피스톤(8)의 두 대향면상의 압력이 평형이 되도록 배열된다.

도 2에서 시스템은 저역 필터를 통해 밸브 어셈블리(9,10)로부터 라인으로 향하는 압력변환기(20,21)를 포함한다. 변환기(20)는 챔버(B)내 평균압력을 표시하고 변환기(21)는 챔버(A)내 평균압력을 표시한다. 제어기(11)는 밸브(9)에 작용하여서 챔버(B)내 피스톤 표면적이 곱해진 압력(20)이 챔버(A)내 피스톤 표면적을 곱한 압력(21)과 동일하게 된다. 이러한 균형은 사전설정된 비율의 시설을 갖는 격막-작동 공압식 제어기를 사용하여 더 간단하게 달성될 수 있다.

가스스프링 속도를 감소시키는 기능을 갖는 외부 저장원이 시스템에 필요한 동적인 힘의 프로파일에 따라 챔버(A,B)에 연결될 수도 있다.

도 3 은 공기압력이 드라이브 출력에 직접 적용될 수 있는 형태로 구축되지 않은 선형 전기모터 드라이브에 적용되는 본 발명을 보여준다. 예컨대, 선형 모터는 3상 서보모터 드라이브 유닛에 연결하기 적합한 영구자석 접극자를 사용하는 개방된 평면 구성일 수 있다. 이 경우에 선형모터(25)와 출력 요소(26)는 적당한 수단(28)에 의해 피스톤(8)과 챔버를 갖는 압축식 램(27)에 결합된다.

작동모드는 동일하다. 하중이 일정하다면(중력) 램(27)의 챔버(B)(가스스프링 시스템의 출력요소를 형성하는)는 대기에 통기되고 챔버(A)내 가스의 양이 조절되어서 반대방향으로 트러스트를 위한 전류 수요를 균형을 잡는다. 하중이 관성력이면 액추에이터 평균 위치 주위의 전류 수요 모멘트의 균형을 잡도록 한 챔버의 압력이 조절되고 다른 챔버의 압력은 시스템의 평균 위치에서 피스톤(8)상의 힘의 균형을 잡도록 조절된다.

도 4 는 회전모터에 의해 동력을 받는 선형위치선정 장치에 적용되는 본 발명을 보여주다. 이 경우에 벨트 구동 배열이 선택되지만 본 발명은 기어크랭크 드라이브 또는 볼스크류 액추에이터에 적용될 수 있다.

회전 모터(25)는 벨트(30)를 수단으로 캐리지(29)를 이동시킨다. 출력요소(26)는 연결부(28)에 의해 가스스프링에 연결된다. 중력 또는 관성 하중에 대한 시스템의 작동은 앞서 기술된바 있다.

본 발명은 유닛(11) 및 밸브(9,10)에 의해 제어되는 가스스프링에 의해 모든 스프링 힘이 제공되는 기계에 국한되지 않는다. 위치선정 장치가 가스스프링 또는 금속스프링인지에 관계없이 그 특성이 장치의 에너지저장원 일보를 제공하도록 사전 설정된 기계가 선호된다.

기계의 충분한 작동에 필요한 모든 스프링의 힘은 전기모터 조정을 위해 전류 드레인 특성을 관찰하는 숙련되자에 의해 수동으로 올바른 값으로 설정된 금속스프링 또는 가스스프링에 의해 제공될 수 있다.

도 5에서 고정 또는 베이스 플랫포옴(31)과 운동 플랫포옴(32)이 도시된다. 램(33)은 고정요소와 운동요소간에 상호연결부를 형성한다. 램의 길이을 변화시킴으로써 운동 플랫포옴의 자세 및 위치가 고정 플랫포옴에 대해서 변화될 수 있다. 각 램은 확장 또는 수축하므로 램과 수평면 사이의 각도가 변화해야 한다. 램은 수직평면에서 하부 힌지(34)주위로 회전한다.

플랫포옴의 피치 및 롤 능력을 개선하고 구축, 서비스 및 보수를 위해 장치에 대한 접근성을 개선하기 위해서 도 6 에 도시된 형태를 취하도록 삼각형이 구축되는 것이 본 발명의 특징이다. 이 도면에서 상부 플랫포옴(42)은 하부 플랫포옴보다 작다. 램(43)의 하부 단부에 있는 힌지 또는 피봇(최고의 응력을 지탱하는 기계요소인)운동베이스의 최외곽에 있어서 조립, 검사 및 보수를 위해 램의 주몸체에 접근이 더 쉽다. 고정 플랫포옴의 표면은 억제 프레임에 의해 장애를 받지않으므로 필요시 중앙영역에 접근할 수 있다. 이러한 구성의 추가 장점은 운동 플랫포옴과 시뮬레이터 캡슐간 계면 영역이 감소되어서 캡슐 바닥의 설계 및 캡슐 접근에 더 적은 제약을 준다는 것이다.

그러나 도 6 에 도시된 장치는 운동 플랫포옴(42)과 수평면간의 각도가 극단의 운동의 경우에 램(43)과 수평면간의 각도보다 커서 장치가 잠금위치로 얽매인다는 단점을 가진다. 이를 방지하기 위해서 상부 운동 플랫포옴(42), 하부 고정 플랫포옴(41) 및 램의 길이의 상대적 칫수가 토글작용이 일어나지 않도록 되어야 한다. 일반적으로 운동 플랫포옴(42)의 크기에 대한 고정 플랫포옴(41)의 크기의 비율은 감소된다. 도 7 은 이러한 개선을 보여주며, 동일한 부호를 갖는 요소는 도 6 의 구체예와 동일하다.

도 8 은 운동 플랫포옴(42)의 정적인 하중이 전자기 램(43)의 필요성을 제거하도록 방해되어서 연속적인 힘을 발생하는 중앙 수직 지지부재(45)를 갖는 구체예를 보여준다. 중앙 지지부재의 수직 스프링 속도는 운동 베이스의 일반 디자인과 작동 매개변수에 따라서 최적화될 필요가 있다. 지지부재가 가스스프링 액추에이터일 경우에 적절한 부피의 인접 압축가스 저장원과 통할 필요가 있다.

혹은 단일 수직 액추에이터가 운동 삼각형의 중심을 향해 안쪽으로 각이진 두 개이상의 액추에이터로 대체되거나 보조를 받고 운동 플랫포옴이 상승 및 강하할 때 수직 평면에서 일정각도로 회전하도록 하는 비율을 가진다. 각이진 액추에이터는 필요할 때 하중 위치에서 운동 플랫포옴을 고정하는데 사용될 수 있는 중심 이상의 작용을 하도록 배열되며 차량 부트 리드 지탱에 사용되는 사전 압축된 가스 스트럿일 수 있다.

도 9 는 운동 플랫포옴(42)의 사하중이 제거되어서 전자기 램(43)이 연속적인 힘을 발생할 필요성을 제거하는 중앙 수직 벨로우즈 유닛을 갖는 구체예를 보여준다. 중앙 벨로우즈의 수직 스프링 속도는 운동 베이스의 디자인과 작동 매개변수에 따라 최적화 되어야 한다. 이것은 벨로우즈의 신축성 부분이 선택된 높이의 중앙 강성 초석상에 장착될 수 있음을 의미한다(강성 초석은 도 8 에 별도로 도시하지 않았다).

벨로우즈의 스프링 작용은 운동 플랫포옴이 상승 및 하강할 때 수직 평면에서 일정각도로 회전하도록 배열된 두 개이상의 가스 스트럿(도시안된)에 의해 개선된다. 이들은 필요할 때 벨로우즈 유닛을 감압시킬 필요없이 하중 위치에 운동 플랫포옴을 고정하는데 사용될 수 있어서 압축공기의 소모량을 감소시키는 과-중심 작용을 하도록 설계될 수 있다.

중앙 억제 부재로서 벨로우즈 유닛의 사용은 벨로우즈 또는 가스 스트럿에 의해 발생된 힘과 조합으로 또는 대신에 가스 스프링으로 작용할 수 있도록 전자기 액추에이터의 연결 및 장착을 배제하지는 않는다. 전자기 액추에이터가 가스스프링 요소로서도 사용될 때 액추에이터 전류의 장기간 적분을 최소화하여 전력소모를 최소화하도록 압력을 자주 조절하는 수단이 제공되는 것이 좋다.

본 발명의 운동부여장치는 부재중 하나(베이스 플랫포옴)이 고정되며 다른 부재(운동 플랫포옴)은 액추에이터에 의해 위치되는 장치로 구성된다.

도 10 은 베이스 플랫포옴(52)위로 램(53)에 의해 지탱되는 운동 플랫포옴(51)을 보여주는 stewart 플랫포옴의 개략적인 다이아그램이다. 여기서 운동 플랫포옴 서클의 반경(54)은 베이스 플랫포옴의 반경(55)보다 작다. 도 11 은 이것을 평면도로 보여준다.

도 12 및 13 은 반경(54)가 반경(55)보다 작은 stewart 플랫포옴과 반경(54)이 반경(55)보다 큰 (도 13) stewart 플랫포옴을 보여준다. 운동 플랫포옴이 전방(도 6에서 우측)으로 서지(surge)할 경우 가스스프링내 힘을 고려해보라. 운동 플랫포옴이 베이스 플랫포옴보다 적을 경우에 운동 플랫포옴의 "전방"에서 램(56)은 압축되어 플랫포옴 엣지를 상향으로 미는 힘을 생성하며 플랫포옴의 "배면"에서 램(57)은 확장되어서 힘의 상향성분을 감소시키고 운동 플랫포옴의 엣지를 하강시킨다. 이러한 배열은 상향 서지운동시 운동 플랫포옴을 상향으로 피치운동시킨다(도 16). 역으로 운동 플랫포옴의 반경이 베이스 플랫포옴의 반경보다 큰 장치의거동은 전방 서지운동시 운동 플랫포옴을 하향으로 피치운동시킬 것이다(도 17).

그러므로 도 극단사이에서 서지운동이 상승 또는 하강 경향을 일으키지 않는 최적의 구성이 존재해야 한다. 주어진 램 칫수가 고려될 때 상부 플랫포옴 크기에 대한 하부 플랫포옴 크기의 최적 비율은 도 18 에 도시된 바대로 2:1이다.

도 19 는 6가지 가능한 운동(융기, 서지, 스웨이, 피치, 롤 및 요(yaw))의 조합에 대한 stewart 플랫포옴의 전력 소모를 3차원으로 도시한다. 하나의 축은 운동베이스의 전력 소모가 고정 및 운동 플랫포옴의 크기 비율에 따라 변하는 방식을 보여주며 다른 축은 가스스프링 시스템의 부피비율(또는 고체 스프링 시스템의 스프링 상수)에 따라 변하는 방식을 보여준다.

최상의 플랫포옴 크기는 1.5지역에 있으며 최상의 가스스프링 비율은 1.8지역에 있다. 이것은 모든 종류의 램과 운동베이스에 적용된다.

도 20 은 가스스프링 비율로 측정된 장치의 운동 및 "스프링 성질"에 따라 램의 동력 수요가 변하는 방식을 보여준다. "균형잡힌"운동 베이스는 큰 가스스프링 저장원과 작은 부피 비율을 가지며 좌측 도면에 있으며 "하드-스프링"운동베이스는 우측에 도시된다. 예견된 바대로 스프링의 경도가 도면의 엣지에서 증가할 때 모든 운동에서 급상승한다.

그럼에도 불구하고 융기운동에 대해서 스프링 특성이 최적화되어 장치가 "균형이 잡힐때"피치 운동에 의해 소모된 동력은 매우크다. 또한 시스템의 스프링 특성을 최적의 값으로 증가시킬 때 피치운동에 의해 소모된 동력은 매우 많이 감소될 수 있으며, 상기 값은 "하드"스프링 힘이 지배적일 경우보다 적다. 다른 양태의 베이스 운동에서도 유사한 최적의 현가 특성이 있지만 피치 운동이 지배적이다(WO93/01577는 주로 피치 모드에서 실패한다). 본 발명의 원리는 stewart 플랫포옴으로 알려진 6축 운동시스템에 적용되지만 WO93/01577에 언급된 3축 시스템과 다른 운동 베이스에도 동등하게 적용된다.

안정화된 플랫포옴에서 시뮬레이터 장치는 등가의 거울상을 가지며, 하부 플랫포옴은 상부 플랫포옴을 정적으로 유지하기 위해서 램의 상대운동에 의해 부정되는 운동을 받는다. 최적화된 운동 베이스 장치는 stewart 구성에 기초한 안정화된 플랫포옴이며 일반적인 원리는 다른형태의 안정화된 플랫포옴에도 적용된다.

도 21a에서 순간위치, 요구위치, 하중, 가속, 속도와 같은 변수 변화를 고려하기 위해서 컴플라이언스가 가변적인 관련 지지부를 갖는 전자기 액추에이터의 제어순서를 보여준다. 이 구체예에서 컴플라이언스는 요구신호에 대응하여 전자기 액추에이터에 의해 도출되는 전류의 함수로서 결정되는 순간 하중에 따라 변화된다. 도 21a 는 가스스프링의 컴플라리언스 변화 이후 단계를 보여준다. 단계(201)에서 센서에 의해 감지되는 구동 전류가 제어시스템에 입력으로 적용된다. 이 신호는 단계(202)에서 특정 환경에 종속적이지만 오락 운동 베이스 경우에 3초정도일 수 있는 연속 샘플링 기간에 걸쳐서 롤링적분으로서 적분된다.

이 적분은 단계(203)에서 예정된 한계값과 비교된다. 한계치 이상은 제어신호 또는 "구동펄스"의 발생을 조절하며 그 길이는 과잉량에 비례한다. 이 신호를 밸브가 전자기 액추에이터와 조합된 가스스프링의 폐쇄 챔버로부터 가스를 유입 또는 방출하도록 개방을 조절한다. 이것은 액추에이터의 동적상태로 그 컴플라이언스를 연속으로 변화 또는 동조시킴으로서 가스스프링에 의해 하중에 제공되는 지지력을 변화시킨다. 예컨대 액추에이터가 빠르게 확장한다면 밸브가 개방되어서 챔버로 가스가 유입되고, 그 양은 증가되어서 운동에 대한 저항을 감소시킨다. 가스스프링의 "동조"가 단기간 복귀 운동 가능성을 고려해서 가스가 유입되지 않고 즉시 방출되도록 선택되며 가스 도입 또는 방출의 결정은 충분한 시간에 걸쳐 계산된다.

도 21b에서 전자기 액추에이터에 의해 구동되는 변위를 왕복물체 지탱 시스템에서 주요 단계에 도시된다. 운동 베이스의 경우에 전자기 액추에이터에서 구동전류가 단계(206)에서 탐지되고 적용되지만 이 경우에 액추에이터의 왕복운동 피스톤 또는 기타 왕복운동부재의 위치가 단계(207)에서 탐지되고 중앙 데이터 신호가 단계(209)에서 적용된다. 이들 신호로부터 운동 부재의 중앙 위치 주위의 전류 모멘트가 계산되고 이후에 단계(210)에서 주어진 시간동안 구동전류값의 적분이 행해지고, 이것은 왕복물체의 정확한 싸이클 횟수를 나타내며 운동의 중단을 방지하는 시간을 나타낸다.

이 적분은 단계(211)에서 한계값과 비교되고 단계(212)에서 신호의 구동펄스 길이가 결정된다. 이 신호가 피스톤의 한면에, 즉 단계(213)에서 표시된 가스압력로드면에 적용되고 예정된 비율이 평균 압력값으로서 압력이 단계(214)에서 결정되어 단계(213)에서 피스톤의 다른면에 필요한 가스압력을 결정함으로써 피스톤의 제 1 면상에서 챔버로 도입되는 변화의 균형을 잡는다.

Claims (17)

1. 하중에 교란력을 적용하는 수단과 하중 지지부재를 포함하며 장치작동중 지지부재 컴플라이언스를 동적 변화시키는 수단이 제공된 하중에 운동을 부여하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 액추에이터가 하나 이상의 자유도로 하중의 위치를 조절하며 상기 하중에 교란력을 적용하여 이를 변위시키는 수단을 포함하며, 지지부재가 상기 간헐적인 힘에 추가적으로 상기 하중에 힘을 가할 수 있으며, 상기 지지수단의 컴플라이언스를 동적으로 변화시키는 수단이 하중에 적용된 힘에 관련된 방식으로 작용하여서 이의 변위를 능동적으로 시킴을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 교란력 적용 수단이 전자기 액추에이터임을 특징으로 하는 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 액추에이터가 선형 전자기 액추에이터임을 특징으로 하는 장치.
5. 제 3 항 또는 4 항에 있어서, 컴플라이언스 변화가 하중을 가속시키는데 필요한 전류에 따라 조절됨을 특징으로 하는 장치.
6. 제 3 항 내지 5 항중 한 항에 있어서, 컴플라이언스 변화가 전자기 액추에이터에 적용된 피스톤 요구 신호의 적분으로서 발생된 신호에 의해 조절됨을 특징으로 하는 장치.
7. 제 1 항 내지 6 항중 한 항에 있어서, 컴플라이언스 수단의 적어도 일부가 가스 스프링이며 컴플라이언스 변화가 가변적 부피의 챔버내 포함된 가스의 양을 변화시켜서 이루어짐을 특징으로 하는 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 컴플라이언스 수단의 적어도 일부가 가스스프링이며 컴플라이언스 변화가 상기 챔버로 가스를 출입시키는 밸브를 조절함으로써 이루어짐을 특징으로 하는 장치.
9. 플랫포옴과 기준 평면 사이에서 복수의 자유도로 상대운동을 조절하며 플랫포옴 중량 지지수단, 플랫포옴과 기준 평면 사이에서 교란력을 적용하는 하나 이상의 액추에이터, 및 각 액추에이터를 한 방향으로 이동시키도록 조절하여서 기준 평면에 대해 플랫포옴을 변위시키는 제어수단을 포함하는 장치에 있어서,

   지지수단의 컴플라이언스가 가변적이며 입력된 신호에 따라서 컴플라이언스를 동적으로 변화시키는 수단이 제공됨을 특징으로 하는 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 액추에이터가 고정된 기준 평면을 형성하는 장치의 부분에 피봇 연결부를 가지며 각 액추에이터는 각 평면내에서 피봇 연결부 주위를 회전함을 특징으로 하는 장치.
11. 제 9 항 또는 10 항에 있어서, 지지부재가 운동 플랫포옴과 기준 평면 사이에서 보편적인 자유도로 연결됨을 특징으로 하는 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 지지부재의 컴플라이언스가 운동 플랫포옴의 매개 변수에 따라서 선택됨을 특징으로 하는 장치.
13. 제 12 항에 있어서, 운동 플랫포옴이 정지위치에 있을 때 액추에이터와 수평 평면간의 각도가 45도임을 특징으로 하는 장치.
14. 플랫포옴과 기준 평면 사이에서 복수의 자유도로 상대운동을 조절하며 플랫포옴 중량 지지수단, 플랫포옴과 기준 평면 사이에서 교란력을 적용하는 하나 이상의 액추에이터, 및 각 액추에이터를 한 방향으로 이동시키도록 조절하여서 기준 평면에 대해 플랫포옴의 위치 또는 방향을 변화시키는 제어수단을 포함하는 장치에 있어서,

    운동 플랫포옴 중량을 지지하는 수단이 각 액추에이터와 조합된 지지부재를 포함함을 특징으로 하는 장치.
15. 제 14 항에 있어서, 액추에이터 단부주위에 있는 기준 평면을 형성하는 장치부분의 부착점 주위의 원주 직경에 대한 운동 플랫포옴에 대한 액추에이터 단부 부착점 주위의 원주 직경간의 비율이 1:1.5임을 특징으로 하는 장치.
16. 플랫포옴과 기준 평면 사이에서 복수의 자유도로 상대운동을 조절하며 플랫포옴 중량 지지수단, 플랫포옴과 기준 평면 사이에서 교란력을 적용하는 하나 이상의 액추에이터, 및 각 액추에이터를 한 방향으로 이동시키도록 조절하여서 기준 평면에 대해 플랫포옴의 위치 또는 방향을 변화시키는 제어수단을 포함하는 장치에 있어서,

    운동 플랫포옴과 기준 평면 사이에서 원치않는 액추에이터 운동을 방지하는 억제 수단이 더욱 제공됨을 특징으로 하는 장치.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 액체 장치가 벨로우즈 유닛을 포함함을 특징으로 하는 장치.