JPH07101371B2 - 被駆動体の制御装置 - Google Patents
被駆動体の制御装置Info
- Publication number
- JPH07101371B2 JPH07101371B2 JP2232801A JP23280190A JPH07101371B2 JP H07101371 B2 JPH07101371 B2 JP H07101371B2 JP 2232801 A JP2232801 A JP 2232801A JP 23280190 A JP23280190 A JP 23280190A JP H07101371 B2 JPH07101371 B2 JP H07101371B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- driven body
- magnetic field
- control system
- microrobot
- control
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 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］ 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。
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。
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す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す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、前記被駆動
体に制御系を備えさせ、前記被駆動体の直交軸コイルに
流れる電流の高周波成分を前記制御系に対する制御信号
の入力信号として使用し、前記電流の低周波成分を前記
制御系の電源として使用することを特徴としている。
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、前記被駆動
体に制御系を備えさせ、前記被駆動体の直交軸コイルに
流れる電流の高周波成分を前記制御系に対する制御信号
の入力信号として使用し、前記電流の低周波成分を前記
制御系の電源として使用す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,3c,3d,3e,3f,3g,3hを配置している。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。
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,3c,3d,3e,3f,3g,3hを配置している。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、外側コイル3a,3b,3e,3
fと外側コイル3c,3d,3g,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。
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、外側コイル3a,3b,3e,3
fと外側コイル3c,3d,3g,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。
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3a〜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の駆動電流の周波
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,5
b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。
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の駆動電流の周波
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,5
b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。
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13に
よって平滑化されて制御系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。
及びレギュレータ12によって整流され、コンデンサ13に
よって平滑化されて制御系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。
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。
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3a〜3fを3c〜3h
に切り換えるように、順次外側コイル3a〜3h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3a〜3fを3c〜3h
に切り換えるように、順次外側コイル3a〜3h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。
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……共振回路、 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
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……共振回路、 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
Claims (1)
- 【請求項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、前
記被駆動体に制御系を備えさせ、前記被駆動体の直交軸
コイルに流れる電流の高周波成分を前記制御系に対する
制御信号の入力信号として使用し、前記電流の低周波成
分を前記制御系の電源として使用す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 JPH04112305A (ja) | 1992-04-14 |
| JPH07101371B2 true 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) |
Families Citing this family (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 |
| JP4009617B2 (ja) * | 2004-05-26 | 2007-11-21 | オリンパス株式会社 | 位置関係検出装置および位置関係検出システム |
| KR100615881B1 (ko) * | 2004-06-21 | 2006-08-25 | 한국과학기술연구원 | 캡슐형 내시경 조종 시스템 |
| JP4554301B2 (ja) * | 2004-08-30 | 2010-09-29 | オリンパス株式会社 | 位置検出装置および被検体内導入システム |
| US8050738B2 (en) | 2004-08-30 | 2011-11-01 | Olympus Corporation | Position detecting apparatus using the magnetic field direction of the earth's magnetic field |
| JP4505292B2 (ja) * | 2004-09-13 | 2010-07-21 | オリンパス株式会社 | 被検体内導入システム |
| DE602005027223D1 (de) * | 2004-08-30 | 2011-05-12 | Olympus Corp | Positionssensor |
| KR102291159B1 (ko) * | 2021-07-02 | 2021-08-17 | 공주대학교 산학협력단 | 3차원 전자기 구동 시스템 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4506205A (en) * | 1983-06-10 | 1985-03-19 | The Perkin-Elmer Corporation | Electro-magnetic alignment apparatus |
| US4514674A (en) * | 1983-12-22 | 1985-04-30 | International Business Machines Corporation | Electromagnetic X-Y-Theta precision positioner |
| JP2566997B2 (ja) * | 1987-11-20 | 1996-12-25 | 株式会社東芝 | 非接触位置決め装置 |
-
1990
- 1990-09-03 JP JP2232801A patent/JPH07101371B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04112305A (ja) | 1992-04-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4101965B2 (ja) | 工具を手動により案内する装置 | |
| JP4796075B2 (ja) | 医療装置の位置検出システムおよび医療装置誘導システム | |
| US20220096189A1 (en) | Image guided motion scaling for robot control | |
| US5711299A (en) | Surgical guidance method and system for approaching a target within a body | |
| JP6517803B2 (ja) | モバイルラジオグラフィシステムのためのｘ線管アライメント機能 | |
| KR102536576B1 (ko) | 수술 캐뉼라 및 수술 캐뉼라를 식별하는 관련 시스템 및 방법 | |
| CN103169442B (zh) | 医疗装置位置检测系统 | |
| Guo et al. | Design and characteristics evaluation of a novel teleoperated robotic catheterization system with force feedback for vascular interventional surgery | |
| US3895639A (en) | Apparatus for producing an interference signal at a selected location | |
| US20100022835A1 (en) | Medical-device guidance system | |
| JP2001179700A (ja) | 移動可能なマイクロマシンおよびその移動制御システム | |
| AU2003213476B2 (en) | Distal targeting of locking screws in intramedullary nails | |
| CN111839431B (zh) | 一种无线胶囊机器人系统及控制方法 | |
| KR20100136206A (ko) | 3차원 전자기 구동장치 | |
| JPH04112305A (ja) | 被駆動体の制御装置 | |
| CN101297756A (zh) | 磁场与视觉相结合的医疗微型机器人体内姿态定位方法 | |
| KR20090029292A (ko) | 의료 장치 제어 시스템 | |
| CN103340640B (zh) | 一种实现c臂系统随动运动的控制装置及控制方法 | |
| Islam et al. | A novel and compatible sensing coil for a capsule in wireless capsule endoscopy for real time localization | |
| CA3053801A1 (en) | Single axis sensor (sas) with hall sensor using external magnet | |
| JP2019005864A (ja) | アームシステム、医療用アームシステム及び回動機構 | |
| US5321986A (en) | Polar loop implementation for a two degree of freedom gyro | |
| KR20250073807A (ko) | 마이크로로봇 구동용 모바일 장치 | |
| CN117338421A (zh) | 有线交变电磁定位系统及其定位方法 | |
| CN116784771A (zh) | 一种胶囊机器人磁驱动系统设计及控制方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |