JPH02269583A - マイクロマニピュレータ - Google Patents
マイクロマニピュレータInfo
- Publication number
- JPH02269583A JPH02269583A JP1087287A JP8728789A JPH02269583A JP H02269583 A JPH02269583 A JP H02269583A JP 1087287 A JP1087287 A JP 1087287A JP 8728789 A JP8728789 A JP 8728789A JP H02269583 A JPH02269583 A JP H02269583A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- micro
- manipulation
- driving force
- movable body
- piezoelectric
- 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.)
- Granted
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、先端に慣性体を取り付けた圧電素子又は電歪
素子を摩擦面に置かれた移動体に取り付け、該圧電素子
又は電歪素子に電界を加えることにより圧電素子又は電
歪素子を運動させ、この運動エネルギーと慣性体の慣性
作用及び前記移動体に作用する反力を利用し移動体を微
小駆動させる微小駆動力発生体を利用したマイクロマニ
ピュレータに関するものである。
素子を摩擦面に置かれた移動体に取り付け、該圧電素子
又は電歪素子に電界を加えることにより圧電素子又は電
歪素子を運動させ、この運動エネルギーと慣性体の慣性
作用及び前記移動体に作用する反力を利用し移動体を微
小駆動させる微小駆動力発生体を利用したマイクロマニ
ピュレータに関するものである。
（従来の技術）
従来、微細作業を行うマイクロマニピュレータは、細胞
に微細ガラス針を突き刺したりする作業駆動機構及びマ
ニピユレーションの目的物とマニピユレーション用微小
器具との位置決め機構に油圧、機械または電磁力が利用
されていた。
に微細ガラス針を突き刺したりする作業駆動機構及びマ
ニピユレーションの目的物とマニピユレーション用微小
器具との位置決め機構に油圧、機械または電磁力が利用
されていた。
（発明が解決しようとする課題）
このため、従来のマイクロマニピュレータの作業駆動機
構及びマニピユレーションの目的物とマニピユレーショ
ン用微小器具との位置決め機構の形状か大型となるとい
う欠点があった。
構及びマニピユレーションの目的物とマニピユレーショ
ン用微小器具との位置決め機構の形状か大型となるとい
う欠点があった。
また、従来は、マイクロマニピュレータの作業駆動機構
の比較的粗い動作とマニピユレーション用微小器具の微
細な動作、更に目的物とマニピユレーション用微小器具
との位置決め機構の動作を各々単独でしかも別々の駆動
方式を用いていたため、大型であるばかりでなく構造が
複雑化する欠点があった。
の比較的粗い動作とマニピユレーション用微小器具の微
細な動作、更に目的物とマニピユレーション用微小器具
との位置決め機構の動作を各々単独でしかも別々の駆動
方式を用いていたため、大型であるばかりでなく構造が
複雑化する欠点があった。
そればかりでなく、これらの動作の制御に人間の指先調
節に依存する部分が残され、操作にはオペレータの熟練
が必要であった。
節に依存する部分が残され、操作にはオペレータの熟練
が必要であった。
本発明は、以上のような従来の欠点に鑑み、構造が小型
且つ単純で、動作の操作精度の高いマイタロマニピュレ
ータを提供することを目的としている。
且つ単純で、動作の操作精度の高いマイタロマニピュレ
ータを提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために２本発明は、マニピユレーシ
ョンの作業駆動機構だけからなるマイクロマニピュレー
タに於いては、■定支持体と、該支持体と摩擦面を介し
て移動可能なように支持された移動体と、該移動体に固
定したマニピユレーション用微小器具と、該移動体に取
り付けられた衝撃力を利用した微小駆動力発生体とから
なることを特徴としている。
ョンの作業駆動機構だけからなるマイクロマニピュレー
タに於いては、■定支持体と、該支持体と摩擦面を介し
て移動可能なように支持された移動体と、該移動体に固
定したマニピユレーション用微小器具と、該移動体に取
り付けられた衝撃力を利用した微小駆動力発生体とから
なることを特徴としている。
また、作業駆動機構並びにマニピユレーションの目的物
とマニピユレーション用微小器具との位置決め機構から
なるマイクロマニピュレータに於いては、マニピユレー
ションの目的物とマニピユレーション用微小器具との位
置決め機構の作業先端部に収り付けられた支持体と、該
支持体と摩擦面を介して移動可能なように支持された移
動体と該移動体に固定したマニピユレーション用微小器
具と、該移動体に取り付けられた衝撃力を利用した微小
駆動力発生体とからなることを特徴としている。
とマニピユレーション用微小器具との位置決め機構から
なるマイクロマニピュレータに於いては、マニピユレー
ションの目的物とマニピユレーション用微小器具との位
置決め機構の作業先端部に収り付けられた支持体と、該
支持体と摩擦面を介して移動可能なように支持された移
動体と該移動体に固定したマニピユレーション用微小器
具と、該移動体に取り付けられた衝撃力を利用した微小
駆動力発生体とからなることを特徴としている。
該移動体とマニピユレーション用微小器具との固定の仕
方は、固着しても良いが、脱着自在にすることが望まし
い。
方は、固着しても良いが、脱着自在にすることが望まし
い。
ここで、マニピユレーションの目的物とマニピユレーシ
ョン用微小器具との位置決め機構は、従来からある油圧
、機械又は電磁力など方式を問わない。
ョン用微小器具との位置決め機構は、従来からある油圧
、機械又は電磁力など方式を問わない。
第３の手段は、マニピユレーションの目的物とマニピユ
レーション用微小器具との位置決め機構にも衝撃力を利
用した微小駆動力発生体を取り付けることを特徴として
いる。
レーション用微小器具との位置決め機構にも衝撃力を利
用した微小駆動力発生体を取り付けることを特徴として
いる。
（作用）
上記のように構成されたマイクロマニピュレータでは、
作業駆動機構の比較的粗い動作とマニピユレーション用
微小器具の微細な動作を単一の駆動機構で行うことがで
きる。
作業駆動機構の比較的粗い動作とマニピユレーション用
微小器具の微細な動作を単一の駆動機構で行うことがで
きる。
駆動を圧電・電歪素子への印加電圧の制御によってする
為、従来に比べ構造が小型且つ単純化し、動作の操作機
構の信頼性を高めることができる。
為、従来に比べ構造が小型且つ単純化し、動作の操作機
構の信頼性を高めることができる。
更にマニピユレーションの目的物とマニピユレーション
用微小器具との位置決め機構にも、衝撃力を利用した微
小駆動力発生体を取り付けることにより、マイクロマニ
ピュレータの動作の制御を、全て圧電・電歪素子への印
加電圧の制御によってすることができる。
用微小器具との位置決め機構にも、衝撃力を利用した微
小駆動力発生体を取り付けることにより、マイクロマニ
ピュレータの動作の制御を、全て圧電・電歪素子への印
加電圧の制御によってすることができる。
（本発明の実施例）
以下、図面に示す実施例により、本発明の詳細な説明す
る。
る。
第１図の実施例において、１は支持体である。
２は支持体１と摩擦面５を介して移動可能なように支持
された移動体である。
された移動体である。
摩擦面５は、金属、セラミックス、樹脂、ゴム等を用い
ることができる。
ることができる。
３はマニピユレーション用微小器具であり、移動体２に
脱着自在に固定されている。
脱着自在に固定されている。
４は慣性体４ａと圧電・電歪素子４ｂからなる微小駆動
力発生体であり、移動体２に取り付けられている。
力発生体であり、移動体２に取り付けられている。
微小駆動力発生体４の圧電・電歪素子４ｂに電界を加え
ることにより圧電・電歪素子４ｂを運動させ、この運動
エネルギーと慣性体４ａの慣性作用及び移動ｆ＊２に作
用する反力を利用し移動体２を微小駆動させ、移動体２
に固定されたマニピユレーション用微小器具３により、
目的物を処理する。
ることにより圧電・電歪素子４ｂを運動させ、この運動
エネルギーと慣性体４ａの慣性作用及び移動ｆ＊２に作
用する反力を利用し移動体２を微小駆動させ、移動体２
に固定されたマニピユレーション用微小器具３により、
目的物を処理する。
圧電・電歪素子４ｂに印加する電圧により、移動体２の
移動量を制御でき、移動を目的とした比較的粗い動作と
マニピユレーションを目的とした微細な動作の両方の動
きを一つの微小駆動力発生体４で行うことができる。
移動量を制御でき、移動を目的とした比較的粗い動作と
マニピユレーションを目的とした微細な動作の両方の動
きを一つの微小駆動力発生体４で行うことができる。
これにより、従来のマイクロマニピュレータの構造に比
べ小型且つ単純化することができた。
べ小型且つ単純化することができた。
次に第２図ないし第８図に示す本発明の異なる実施例に
つき説明する。尚、この実施例の説明に当たって、前記
本発明の実施例と同一構成部分には同一符号を付して重
複する説明を省略する。
つき説明する。尚、この実施例の説明に当たって、前記
本発明の実施例と同一構成部分には同一符号を付して重
複する説明を省略する。
第２図及び第３図の実施例において、前記本発明の実施
例と主に異なる点は、移動体２の摩擦面５との接触部の
長さを、支持体１の長さより短くし、微小駆動力発生体
４か、支持体１の中に隠れることと、支持体を上下に分
割し、摩擦力を制御するスプリング７を設けたことであ
る。
例と主に異なる点は、移動体２の摩擦面５との接触部の
長さを、支持体１の長さより短くし、微小駆動力発生体
４か、支持体１の中に隠れることと、支持体を上下に分
割し、摩擦力を制御するスプリング７を設けたことであ
る。
尚、摩擦力の制御は、スプリングの弾発力で制御するほ
か、永久磁石、電磁石、静電力、メカニカルクランプ等
を利用することができることはいうまでもない。
か、永久磁石、電磁石、静電力、メカニカルクランプ等
を利用することができることはいうまでもない。
第４図ないし第６図の実施例は、開口型の支持体である
。
。
第４図は、支持体１か永久磁石となっており、磁性体の
移動体２と摩擦面５を介して密着している。
移動体２と摩擦面５を介して密着している。
この場合、支持体１を磁性体とし、移動体２を永久磁石
とすること、若しくは、支持体１と移動体２を永久磁石
とすることが可能であることはいうまでもない。
とすること、若しくは、支持体１と移動体２を永久磁石
とすることが可能であることはいうまでもない。
第５図は、板バネ１０によって移動体２を支持体１に支
持している。
持している。
第６図は、スプリング７によって移動体２を支持体１に
支持している。
支持している。
第７図と第８図において、移動体２を支持する回転アー
ム６は、スプリング７の反発力を利用した摩擦力を介し
て保持されるように多自由度間接アーム８に接続され、
回転軸１１を中心に回転運動する。
ム６は、スプリング７の反発力を利用した摩擦力を介し
て保持されるように多自由度間接アーム８に接続され、
回転軸１１を中心に回転運動する。
９は基台で、多自由度間接アーム８は、多自由度間接ア
ーム８の下部の球形体と基台９との摩擦力により保持さ
れている。
ーム８の下部の球形体と基台９との摩擦力により保持さ
れている。
回転アーム６と多自由度間接アーム８には、微小駆動力
発生体４が取り付けられている。
発生体４が取り付けられている。
微小駆動力発生体４の圧電・電歪素子４ｂに電界を加え
ることにより圧電・電歪素子４ｂを運動させ、この運動
エネルギーと慣性体４ａの慣性作用及び移動体２に作用
する反力又は衝撃力を利用し、回転アーム６と多自由度
間接アーム８を微小駆動させ、目的物とマニピユレーシ
ョン用微小器具３との位置決め動作を制御することがで
きる。
ることにより圧電・電歪素子４ｂを運動させ、この運動
エネルギーと慣性体４ａの慣性作用及び移動体２に作用
する反力又は衝撃力を利用し、回転アーム６と多自由度
間接アーム８を微小駆動させ、目的物とマニピユレーシ
ョン用微小器具３との位置決め動作を制御することがで
きる。
これにより、従来のマイクロマニピュレータの構造に比
べ小型且つ単純化することかできた。
べ小型且つ単純化することかできた。
と
尚、マニピユレーション用微小器具３には、微小ピペッ
トや微小針や微小鋏など従来のものを用いることができ
る。
トや微小針や微小鋏など従来のものを用いることができ
る。
この発明は、細胞に微量注射したり、細胞内の核などを
除去又は注入したりするバイオテクノロジー分野に利用
できる。
除去又は注入したりするバイオテクノロジー分野に利用
できる。
また、本発明に記載の位置決め機構は、作業用ハンドな
どの精密位置決め装置の駆動機構に利用できる。
どの精密位置決め装置の駆動機構に利用できる。
（本発明の効果）
以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に
列挙する効果がある。
列挙する効果がある。
（１）作業駆動機構に衝撃力を利用した微小駆動力発生
体を取り付けるので、作業駆動機構の比較的粗い動作と
マニピユレーション用微小器具の微細な動作を単一の駆
動機構で行うことができる。
体を取り付けるので、作業駆動機構の比較的粗い動作と
マニピユレーション用微小器具の微細な動作を単一の駆
動機構で行うことができる。
このため、作業駆動機構の構造が小型且つ単純化し、動
作の操作性を高めることができる。
作の操作性を高めることができる。
従って、装置の製作コストが低減でき、装置の信頼性の
向上を図ることができるようになった。
向上を図ることができるようになった。
（２）作業駆動機構並びに、マニピユレーションの目的
物とマニピユレーション用微小器具との位置決め機構に
、衝撃力を利用した微小駆動力発生体を取り付けること
により、マイクロマニピュレータの動作の制御を、全て
圧電・電歪素子への印加電圧の制御によってすることが
できる。
物とマニピユレーション用微小器具との位置決め機構に
、衝撃力を利用した微小駆動力発生体を取り付けること
により、マイクロマニピュレータの動作の制御を、全て
圧電・電歪素子への印加電圧の制御によってすることが
できる。
このため、マイクロマニピュレータの構造の単純化と小
型化を図ることができる。
型化を図ることができる。
従って、マイクロマニピュレータの製作コストが低減で
き、装置の信頼性の向上を図ることができるようになっ
た。
き、装置の信頼性の向上を図ることができるようになっ
た。
（３）衝撃力を利用した微小駆動力発生体による駆動制
御・位置決め制御は、ナノメータオーダの制御が可能で
、作業条件の自由度が従来の方式よりも広いので、操作
かし易く、従来のような人間の指先調節に依存する部分
が無くなり、オペレータの高度な熟練か無くても操作す
ることができる。
御・位置決め制御は、ナノメータオーダの制御が可能で
、作業条件の自由度が従来の方式よりも広いので、操作
かし易く、従来のような人間の指先調節に依存する部分
が無くなり、オペレータの高度な熟練か無くても操作す
ることができる。
（４）駆動Ｒ楕の構造が簡単なため、回転アームやピボ
ット等の部材を自由に組み合わせることができ、デザイ
ン的変化を施すことができる。
ット等の部材を自由に組み合わせることができ、デザイ
ン的変化を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２・３図は
本発明の異なる実施例を示す説明図、第４図ないし第６
図は移動体の支持機構の例を示す説明図、第７図と第８
区は本発明の更に異なる実施例を示す正面図と左側面図
である。 １・・・・・・支持体、２・・・・・・移動体、３・・
・・・・マニピユレーション用微小器具、４・・・・・
・微小駆動力発生体、４ａ・・・・・・慣性体、４ｂ・
・・・・・圧電・電歪素子、５・・−・・摩擦面、６・
・・・・・回転アーム、７・・・・・・スプリング、８
・・・・・・多自由度間接アーム、９・・・・・・基台
、１０・・・・・・板バネ、１１・・・・・・回転軸。
本発明の異なる実施例を示す説明図、第４図ないし第６
図は移動体の支持機構の例を示す説明図、第７図と第８
区は本発明の更に異なる実施例を示す正面図と左側面図
である。 １・・・・・・支持体、２・・・・・・移動体、３・・
・・・・マニピユレーション用微小器具、４・・・・・
・微小駆動力発生体、４ａ・・・・・・慣性体、４ｂ・
・・・・・圧電・電歪素子、５・・−・・摩擦面、６・
・・・・・回転アーム、７・・・・・・スプリング、８
・・・・・・多自由度間接アーム、９・・・・・・基台
、１０・・・・・・板バネ、１１・・・・・・回転軸。
Claims (3)
- （１）固定支持体と、 該支持体と摩擦面を介して移動可能なように支持された
移動体と、 該移動体に固定したマニピュレーション用微小器具と、 該移動体に取り付けられた衝撃力を利用した微小駆動力
発生体と、 からなるマイクロマニピュレータ。 - （２）マニピュレーションの目的物とマニピュレーショ
ン用微小器具との位置決め機構の作業先端部に取り付け
られた支持体と、 該支持体と摩擦面を介して移動可能なように支持された
移動体と、 該移動体に固定したマニピュレーション用微小器具と、 該移動体に取り付けられた衝撃力を利用した微小駆動力
発生体と、 からなるマイクロマニピュレータ。 - （３）前記特許請求の範囲第２項記載のマニピュレーシ
ョンの目的物とマニピュレーション用微小器具との位置
決め機構に、衝撃力を利用した微小駆動力発生体を取り
付けることを特徴とするマイクロマニピュレータ。
Priority Applications (14)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1087287A JPH0773830B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | マイクロマニピュレータ |
| DE3933296A DE3933296C2 (de) | 1988-12-28 | 1989-10-05 | Mikromanipulator |
| KR1019890014502A KR970010616B1 (ko) | 1988-12-28 | 1989-10-10 | 미소 조작용 마이크로 매니퓰레이터 |
| AU46030/89A AU624660B2 (en) | 1988-12-28 | 1989-12-07 | Microdrive apparatus |
| NZ231672A NZ231672A (en) | 1988-12-28 | 1989-12-07 | Micromanipulating apparatus using piezoelectric inertia generating units |
| CA002005028A CA2005028C (en) | 1988-12-28 | 1989-12-08 | Microdrive apparatus |
| SE8904266A SE509017C2 (sv) | 1988-12-28 | 1989-12-19 | Mikrodrivanordning |
| FR8916903A FR2640903B1 (ja) | 1988-12-28 | 1989-12-20 | |
| GB8928754A GB2227603B (en) | 1988-12-28 | 1989-12-20 | Microdrive apparatus |
| SU894742752A RU1823806C (ru) | 1988-12-28 | 1989-12-22 | Микроманипул тор |
| IT00959089A IT1236229B (it) | 1988-12-28 | 1989-12-22 | Dispositivo di microcomando |
| IT9590A IT8909590A0 (it) | 1988-12-28 | 1989-12-22 | Dispositivo di microcomando |
| DK664989A DK664989A (da) | 1988-12-28 | 1989-12-22 | Mikrodrivapparat |
| US07/697,499 US5229679A (en) | 1988-12-28 | 1991-05-03 | Microdrive apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1087287A JPH0773830B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | マイクロマニピュレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02269583A true JPH02269583A (ja) | 1990-11-02 |
| JPH0773830B2 JPH0773830B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=13910583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1087287A Expired - Fee Related JPH0773830B2 (ja) | 1988-12-28 | 1989-04-06 | マイクロマニピュレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0773830B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006057300A1 (ja) * | 2004-11-27 | 2006-06-01 | Japan Advanced Institute Of Science And Technology | ポジショニング機構、及び、それを用いた顕微鏡 |
| WO2007004407A1 (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-11 | Fujio Miyawaki | 振動型マイクロインジェクション装置 |
| WO2011102381A1 (ja) * | 2010-02-16 | 2011-08-25 | パナソニック電工株式会社 | 駆動装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6187110A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 微動移動機構 |
| JPS63299785A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-07 | Res Dev Corp Of Japan | 圧電・電歪素子を用いた衝撃力による微小移動装置 |
-
1989
- 1989-04-06 JP JP1087287A patent/JPH0773830B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6187110A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 微動移動機構 |
| JPS63299785A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-07 | Res Dev Corp Of Japan | 圧電・電歪素子を用いた衝撃力による微小移動装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006057300A1 (ja) * | 2004-11-27 | 2006-06-01 | Japan Advanced Institute Of Science And Technology | ポジショニング機構、及び、それを用いた顕微鏡 |
| JPWO2006057300A1 (ja) * | 2004-11-27 | 2008-08-07 | 国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学 | ポジショニング機構、及び、それを用いた顕微鏡 |
| US7672048B2 (en) | 2004-11-27 | 2010-03-02 | Japan Advanced Instituter of Science and Technology | Positioning mechanism and microscope using the same |
| JP4644821B2 (ja) * | 2004-11-27 | 2011-03-09 | 国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学 | ポジショニング機構、及び、それを用いた顕微鏡 |
| WO2007004407A1 (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-11 | Fujio Miyawaki | 振動型マイクロインジェクション装置 |
| WO2011102381A1 (ja) * | 2010-02-16 | 2011-08-25 | パナソニック電工株式会社 | 駆動装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0773830B2 (ja) | 1995-08-09 |
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