JPH04112305A - 被駆動体の制御装置 - Google Patents
被駆動体の制御装置Info
- Publication number
- JPH04112305A JPH04112305A JP23280190A JP23280190A JPH04112305A JP H04112305 A JPH04112305 A JP H04112305A JP 23280190 A JP23280190 A JP 23280190A JP 23280190 A JP23280190 A JP 23280190A JP H04112305 A JPH04112305 A JP H04112305A
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- JP
- Japan
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- magnetic field
- microrobot
- coils
- control
- driven object
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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１
この発明はマイクロロボットその他の被駆動体の制御装
置に関するものである。
置に関するものである。
［従来の技術］
ミクロレベルの微小の歯車等の機械部品を加工する微小
のアクチュエータや生体内に入れてけがの治療や癌細胞
の切除等の作業を行う微小の医療用アクチュエータの開
発が望まれている。
のアクチュエータや生体内に入れてけがの治療や癌細胞
の切除等の作業を行う微小の医療用アクチュエータの開
発が望まれている。
［発明が解決しようとする課題１
しかしその様な微小のアクチュエータの開発は未だ行な
われていない。
われていない。
特にこのようなアクチュエータには被駆動体の位置検出
、被駆動体の回転及び姿勢制御、被駆動体の移動制御、
被駆動体との通信、被駆動体へのエネルギー供給の技術
を開発する必要があるが、これらの技術は未だ開発され
ていない。
、被駆動体の回転及び姿勢制御、被駆動体の移動制御、
被駆動体との通信、被駆動体へのエネルギー供給の技術
を開発する必要があるが、これらの技術は未だ開発され
ていない。
この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであっ
て、被駆動体の位置検出、被駆動体の回転及び姿勢制御
、被駆動体の移動制御、被駆動体との通信、被駆動体へ
のエネルギー供給を実現万ることができる被駆動体の制
御装置を提供することを目的とするものである。
て、被駆動体の位置検出、被駆動体の回転及び姿勢制御
、被駆動体の移動制御、被駆動体との通信、被駆動体へ
のエネルギー供給を実現万ることができる被駆動体の制
御装置を提供することを目的とするものである。
［課題を解決するための手段］
この目的に対応して、この発明の被駆動体の制御装置は
、外部磁場の変化を一定の手順で行うように決められて
いる外部磁場を形成するインビーダンス可変の直交軸コ
イルと、前記外部磁場内に位置しインピーダンス可変の
直交軸コイルを有する被駆動体とを備える、ことを特徴
としている。
、外部磁場の変化を一定の手順で行うように決められて
いる外部磁場を形成するインビーダンス可変の直交軸コ
イルと、前記外部磁場内に位置しインピーダンス可変の
直交軸コイルを有する被駆動体とを備える、ことを特徴
としている。
［作用］
被駆動体が有する内側直交軸コイルには外側直交軸コイ
ルによって形成される外部磁界の影響を受けて起電力が
生じる。起電力の電流の周波数を周波数分離し、高周波
成分と低周波成分とに分離する。この高周波成分を復調
して検出することによって被駆動体に制御装置から通信
することができる。
ルによって形成される外部磁界の影響を受けて起電力が
生じる。起電力の電流の周波数を周波数分離し、高周波
成分と低周波成分とに分離する。この高周波成分を復調
して検出することによって被駆動体に制御装置から通信
することができる。
分離した低周波数成分を整流、レギュレーションして電
源として使用する。また、外部磁場を回転させることに
よって内側コイルつまり被駆動体の回転及び姿勢制御を
行うことができる。
源として使用する。また、外部磁場を回転させることに
よって内側コイルつまり被駆動体の回転及び姿勢制御を
行うことができる。
また、分離した低周波数成分を変調させることによって
磁場から受ける力の方向を選択し、被駆動体を移動させ
ることができる。また、外部磁界の強度の変化を検出し
て、内側コイルの位置を検出することができる。また、
内側コイルのインピーダンスを検出することによって、
内側コイルの位置、速度、向きその他の状態を検出する
ことができる。つまり、内側コイルから外側コイルへの
通信が可能となる。
磁場から受ける力の方向を選択し、被駆動体を移動させ
ることができる。また、外部磁界の強度の変化を検出し
て、内側コイルの位置を検出することができる。また、
内側コイルのインピーダンスを検出することによって、
内側コイルの位置、速度、向きその他の状態を検出する
ことができる。つまり、内側コイルから外側コイルへの
通信が可能となる。
［実施例］
以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面について説
明する。
明する。
第１図において、１は被駆動体の一例としてのマイクロ
ロボットの制御システムである。制御システム１は磁界
２を形成するインピーダンス可変の複数の外側コイル３
ａ、３ｂ、３Ｇ、３ｄ。
ロボットの制御システムである。制御システム１は磁界
２を形成するインピーダンス可変の複数の外側コイル３
ａ、３ｂ、３Ｇ、３ｄ。
３ｅ、３ｆ、３Ｑ、３ｈを配冒している。磁界２内には
制御対象であるマイクロロボット４が位置する。マイク
ロロボット４は第２図に示すように直交２方向に形成さ
れたインピーダンス可変の内側コイル５ａ、５ｂを有す
る。
制御対象であるマイクロロボット４が位置する。マイク
ロロボット４は第２図に示すように直交２方向に形成さ
れたインピーダンス可変の内側コイル５ａ、５ｂを有す
る。
１１１１１１システムでは磁界を３次元方向に形成する
ことが望ましいが、この実施例では説明の便宜上、磁界
２を２次元方向に形成しており、従って、外側］イル３
ａ、３ｂ、３ｅ、３ｆと外側コイル３ｃ、３ｄ、３Ｑ、
３ｈは直交方向に形成されている。従ってまた、マイク
ロロボット４における内側コイル５ａ、５ｂも直交方向
に形成されている。マイクロロボット４には第３図に示
す制御回路６が設けられている。制御回路６には共振回
路７、周波数分離器８、復調器１１、整流器及びレギュ
レータ１２、コンデンサ１３、電圧測定器１４及び制御
系１５を備えている。制御系１５としては例えばマイク
ロコンピュータを使用する。
ことが望ましいが、この実施例では説明の便宜上、磁界
２を２次元方向に形成しており、従って、外側］イル３
ａ、３ｂ、３ｅ、３ｆと外側コイル３ｃ、３ｄ、３Ｑ、
３ｈは直交方向に形成されている。従ってまた、マイク
ロロボット４における内側コイル５ａ、５ｂも直交方向
に形成されている。マイクロロボット４には第３図に示
す制御回路６が設けられている。制御回路６には共振回
路７、周波数分離器８、復調器１１、整流器及びレギュ
レータ１２、コンデンサ１３、電圧測定器１４及び制御
系１５を備えている。制御系１５としては例えばマイク
ロコンピュータを使用する。
また、説明の便宜上、マイクロロボットは１台しか描か
れていないが実際には制御システム内において複数のマ
イクロロボットを同時に制御することが可能である。
れていないが実際には制御システム内において複数のマ
イクロロボットを同時に制御することが可能である。
このような構成においてマイクロロボット４の制御は次
のようにしてなされる。
のようにしてなされる。
まず、外側コイル３８〜３ｈを駆動して磁界２を形成す
る。マイクロロボット４を並進させる場合には第４図に
示すように、同軸方向の外側コイル３ａ〜３ｆと３ｂ〜
３ｅを切り変えることによって内側コイル５ａ、５ｂに
直接の力を作用させる。この磁界２は外側コイル３ａ〜
３ｈの駆１ｉＩＩ電流の周波数を変えて外側コイル３ａ
〜３ｈのインピーダンスを変えることによって変調可能
である。
る。マイクロロボット４を並進させる場合には第４図に
示すように、同軸方向の外側コイル３ａ〜３ｆと３ｂ〜
３ｅを切り変えることによって内側コイル５ａ、５ｂに
直接の力を作用させる。この磁界２は外側コイル３ａ〜
３ｈの駆１ｉＩＩ電流の周波数を変えて外側コイル３ａ
〜３ｈのインピーダンスを変えることによって変調可能
である。
特にマイクロロボット４の動力とならない高い周波数に
よる変調は、その変調波をマイクロロボット４に対する
制御信号の通信に利用することができる。磁界２の変調
によって内側コイル５ａ。
よる変調は、その変調波をマイクロロボット４に対する
制御信号の通信に利用することができる。磁界２の変調
によって内側コイル５ａ。
５ｂを通過する磁束が変化し、内側コイル５ａ。
５ｂに起電力が生じる。内側コイル５ａ、５ｂに流れる
電流は共振回路７によって取出され、周波数分離器８に
よって周波数分離される。周波数分離された電流成分の
うち、高周波成分は復調器１１で復調して制御系１５に
対する制御信号の入力信号として利用する。
電流は共振回路７によって取出され、周波数分離器８に
よって周波数分離される。周波数分離された電流成分の
うち、高周波成分は復調器１１で復調して制御系１５に
対する制御信号の入力信号として利用する。
周波数分離された電流成分のうち、低周波成分は整流器
及びレギュレータ１２によって整流され、コンデンサ１
３によって事情化されて制御系１５の電源となる。一方
、低周波数成分の一部分は電圧測定器１４によって電圧
が測定され、電圧測定器１４の出力は制御系１５に波形
または位相の情報を入力する。一方、内側コイル５ａ、
５ｂのインピーダンスは当初は磁場２の条件に対応した
値をとるが、このインピーダンスの値は内側コイル５ａ
、５ｂの状態、すなわち、内側コイル５ａ。
及びレギュレータ１２によって整流され、コンデンサ１
３によって事情化されて制御系１５の電源となる。一方
、低周波数成分の一部分は電圧測定器１４によって電圧
が測定され、電圧測定器１４の出力は制御系１５に波形
または位相の情報を入力する。一方、内側コイル５ａ、
５ｂのインピーダンスは当初は磁場２の条件に対応した
値をとるが、このインピーダンスの値は内側コイル５ａ
、５ｂの状態、すなわち、内側コイル５ａ。
５ｂの位置、速度、向きその他の状態が変化することに
よって変化する。
よって変化する。
従って、内側コイル５ａ、５ｂのインピーダンスを測定
することによって、マイクロロボット４の状態変化を検
出することができる。つまり、マイクロロボット４から
外側コイルに通信が可能である。
することによって、マイクロロボット４の状態変化を検
出することができる。つまり、マイクロロボット４から
外側コイルに通信が可能である。
次に、マイクロロボット４を回転させる場合には、第５
図に示すように、同軸方向の外側コイル３８〜３ｆを３
Ｃ〜３ｈに切り換えるように、順次外側コイル３ａ〜３
ｈの駆動を切り換えて磁場２を回転させる。
図に示すように、同軸方向の外側コイル３８〜３ｆを３
Ｃ〜３ｈに切り換えるように、順次外側コイル３ａ〜３
ｈの駆動を切り換えて磁場２を回転させる。
この時、内側コイル５ａ、５ｂのインピーダンスを外側
コイル３ａ〜３ｈとの通信、電圧測定器１４からの波形
、位相信号に基づいて同期をとって調整し、インピーダ
ンスの合成によって任意の方向に感度を持たせ、磁場２
への感受率を制御し、磁場から受ける力を制御して、マ
イクロロボット４の回転及び並進を行う。
コイル３ａ〜３ｈとの通信、電圧測定器１４からの波形
、位相信号に基づいて同期をとって調整し、インピーダ
ンスの合成によって任意の方向に感度を持たせ、磁場２
への感受率を制御し、磁場から受ける力を制御して、マ
イクロロボット４の回転及び並進を行う。
［発明の効果］
このようにして、この発明では、微小な被駆動体へのエ
ネルギー供給、移動、回転、姿勢制御、位置検出を１つ
のシステムで実現することができる。
ネルギー供給、移動、回転、姿勢制御、位置検出を１つ
のシステムで実現することができる。
第１図はこの発明の被駆動体の制御装置を示す構成説明
図、第２図はマイクロロボットの拡大構成説明図、第３
図はマイクロロボットに備えられる回路を示すブロック
図、第４図はマイクロロボットの並進の原理を示す説明
図、及び第５図はマイクロロボットの回転の原理を示す
説明図である。 １・・・制御システム、 ２・・・磁界、３ａ〜３ｈ・
・・外側コイル、 ４・・・マイクロロボット、 ５ａ〜５ｂ・・・内側コイル、 ６・・・制御回路、 ７・・・共娠回路、８・・・周波
数分離器、 １１・・・復調器、１２・・・整流器及び
レギュレータ、 １３・・・コンデンサ、 １４・・・電圧測定器、１５
・・・制御系、 １６・・・コンデンサ第１図 佐藤壽芳 第 図 第 図 第 図 σ４ 第 図
図、第２図はマイクロロボットの拡大構成説明図、第３
図はマイクロロボットに備えられる回路を示すブロック
図、第４図はマイクロロボットの並進の原理を示す説明
図、及び第５図はマイクロロボットの回転の原理を示す
説明図である。 １・・・制御システム、 ２・・・磁界、３ａ〜３ｈ・
・・外側コイル、 ４・・・マイクロロボット、 ５ａ〜５ｂ・・・内側コイル、 ６・・・制御回路、 ７・・・共娠回路、８・・・周波
数分離器、 １１・・・復調器、１２・・・整流器及び
レギュレータ、 １３・・・コンデンサ、 １４・・・電圧測定器、１５
・・・制御系、 １６・・・コンデンサ第１図 佐藤壽芳 第 図 第 図 第 図 σ４ 第 図
Claims (1)
- 外部磁場の変化を一定の手順で行うように決められてい
る外部磁場を形成するインピーダンス可変の直交軸コイ
ルと、前記外部磁場内に位置しインピーダンス可変の直
交軸コイルを有する被駆動体とを備える、ことを特徴と
する被駆動体の制御装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2232801A JPH07101371B2 (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 被駆動体の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2232801A JPH07101371B2 (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 被駆動体の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04112305A true JPH04112305A (ja) | 1992-04-14 |
| JPH07101371B2 JPH07101371B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=16944977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2232801A Expired - Lifetime JPH07101371B2 (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 被駆動体の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07101371B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6127749A (en) * | 1999-02-10 | 2000-10-03 | Nikon Corporation Of Japan | Two-dimensional electric motor |
| KR100457752B1 (ko) * | 2002-07-15 | 2004-12-08 | 경북대학교 산학협력단 | 체내 무선 텔레메트리 캡슐의 자기장 원격 구동 시스템 |
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| JPH01134512A (ja) * | 1987-11-20 | 1989-05-26 | Toshiba Corp | 非接触位置決め装置 |
-
1990
- 1990-09-03 JP JP2232801A patent/JPH07101371B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US8050738B2 (en) | 2004-08-30 | 2011-11-01 | Olympus Corporation | Position detecting apparatus using the magnetic field direction of the earth's magnetic field |
| US8195277B2 (en) | 2004-08-30 | 2012-06-05 | Olympus Corporation | Prospective position detecting magnetic field control based on a possible existence range of an object |
| JP2006075536A (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Olympus Corp | 被検体内導入システム |
| KR102291159B1 (ko) * | 2021-07-02 | 2021-08-17 | 공주대학교 산학협력단 | 3차원 전자기 구동 시스템 |
| WO2023277237A1 (ko) * | 2021-07-02 | 2023-01-05 | 공주대학교 산학협력단 | 3차원 전자기 구동 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07101371B2 (ja) | 1995-11-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |