JPS62281018A - 角度制御装置 - Google Patents
角度制御装置Info
- Publication number
- JPS62281018A JPS62281018A JP12364586A JP12364586A JPS62281018A JP S62281018 A JPS62281018 A JP S62281018A JP 12364586 A JP12364586 A JP 12364586A JP 12364586 A JP12364586 A JP 12364586A JP S62281018 A JPS62281018 A JP S62281018A
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- JP
- Japan
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- axis
- movable part
- rotation
- neighborhood
- translation
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Position Or Direction (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】
［ａ業上の利用分野］
本発明は、直交座標系のうち特定２軸にかかわる角度運
動を制御し得る角度制御装置に係り、特に電子ビーム、
レーザ光ビームなどの照射方向変更装置に応用てきる角
度制御装置に関するものである。
動を制御し得る角度制御装置に係り、特に電子ビーム、
レーザ光ビームなどの照射方向変更装置に応用てきる角
度制御装置に関するものである。
［従来の技術］
電子ビームおよび、レーザ光などの方向制御においては
、ビーム発射装置あるいは反ＤＪ鏡の角度を微妙に調節
する必要がある。
、ビーム発射装置あるいは反ＤＪ鏡の角度を微妙に調節
する必要がある。
第５図において、１はアンテナの反射鏡であり、支社２
を回転中心Ｏの周りにθＸ、θｙ方向に駆動することに
より、アンテナの指向軸を目的とする方向に制御するこ
とが可能である。
を回転中心Ｏの周りにθＸ、θｙ方向に駆動することに
より、アンテナの指向軸を目的とする方向に制御するこ
とが可能である。
［発明が解決しようとする問題点］
上述した従来の装置においては、負荷の回転中心点が負
荷重心Ｇから遠＜ ８１． ｉｑるに従って、駆動中心
点０を回転軸とする支柱２か長くなり、駆動装置全体か
犬きくなる欠点がある。
荷重心Ｇから遠＜ ８１． ｉｑるに従って、駆動中心
点０を回転軸とする支柱２か長くなり、駆動装置全体か
犬きくなる欠点がある。
また、機械的な摺動に伴なう摩擦等非線形性の影響によ
り高精度な指向方向制御か困難である。
り高精度な指向方向制御か困難である。
また、磁気浮上技術により支持と駆動両方を行わせる場
合、電磁吸引力の非線形性から駆動範囲が広く取れない
という欠点がある。
合、電磁吸引力の非線形性から駆動範囲が広く取れない
という欠点がある。
そこで本発明は上述した従来の欠点を除去し、回転半径
方向に対して小形で、摩擦の問題がなく、かつ広い駆動
範囲にわたって高精度で制御できる角度制御装置を提供
することを目的とする。
方向に対して小形で、摩擦の問題がなく、かつ広い駆動
範囲にわたって高精度で制御できる角度制御装置を提供
することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
このような目的を達成するために、本発明の角度制御装
置は、球殻の一部をなし、少なくとも一部分は磁性体か
らなる可動部と、可動部を囲んで配設され、可動部を磁
気浮上せしめるための電磁石が少なくとも４個設けられ
ている駆動部と、駆動部に設けたコイルまたは永久磁石
と可動部に設けた永久磁石またはコイルとからなる少な
くとも３個のリニアアクチュエータとを備えていること
を特徴とするものである。
置は、球殻の一部をなし、少なくとも一部分は磁性体か
らなる可動部と、可動部を囲んで配設され、可動部を磁
気浮上せしめるための電磁石が少なくとも４個設けられ
ている駆動部と、駆動部に設けたコイルまたは永久磁石
と可動部に設けた永久磁石またはコイルとからなる少な
くとも３個のリニアアクチュエータとを備えていること
を特徴とするものである。
［作 用］
球殻の一部をなす可動部が球面上を移動することが可能
なように少なくとも４個の電磁石を用いて非接触に支持
され、球面上の直交する２方向の移動量と球面の法線方
向周りの回転角を少なくとも３個のリニアアクチュエー
タによって制御可能とする構成により、回転半径方向に
対し、小型でかつ非接触、高精度に位置決めを行わせる
ことができる。
なように少なくとも４個の電磁石を用いて非接触に支持
され、球面上の直交する２方向の移動量と球面の法線方
向周りの回転角を少なくとも３個のリニアアクチュエー
タによって制御可能とする構成により、回転半径方向に
対し、小型でかつ非接触、高精度に位置決めを行わせる
ことができる。
また、駆動制御にリニアアクチュエータを用いているの
で駆動範囲が広く、しかも線形的に制御可能である。
゛ ［実施例］ 以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
で駆動範囲が広く、しかも線形的に制御可能である。
゛ ［実施例］ 以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明に係る角度制御装置の一実施例の断面図
、第２図は第１図の装置を構成する電磁石、リニアアク
チュエータの配置を抽出した上面図である。なお、説明
の都合上、駆動体の一部を取り外した状態を示しである
。
、第２図は第１図の装置を構成する電磁石、リニアアク
チュエータの配置を抽出した上面図である。なお、説明
の都合上、駆動体の一部を取り外した状態を示しである
。
第１図ないし第４図において、Ｘ、Ｙ、Ｚは座標軸方向
のそれぞれの軸を示す。図において、１はアンテナなど
の被駆動体、２は支柱、３は被駆動体の回転中心０を中
心とする球殻の一部分からなる磁性体可動部であり、支
柱２によって、被駆動体１と連結されている。４は可動
部３を囲うように配設されている固定側駆動部である。
のそれぞれの軸を示す。図において、１はアンテナなど
の被駆動体、２は支柱、３は被駆動体の回転中心０を中
心とする球殻の一部分からなる磁性体可動部であり、支
柱２によって、被駆動体１と連結されている。４は可動
部３を囲うように配設されている固定側駆動部である。
５８〜５ｄは可動部３を吸引して支持するための、駆動
部４に取り付けられた電磁石で、５８〜５ｃは可動部３
の上面に対向し、５ｄは可動部３の下面に対向して設け
られている。可動部の各電磁石と対向する部分のみ磁性
体で構成し、他は非磁性体としてもよい。６８〜６ｄは
電磁石５８〜５ｄに附随し、駆動体４と可動部３とのす
きまを測定するギャップセンサ、７ａ〜７ｃはリニアア
クチュエータを構成するコイル、８ａ〜８ｃはそれぞれ
コイル７８〜７ｃと磁束が鎖交するよう可動部３に取り
付けられた永久磁石である。点線１２は、支柱２を通す
ために駆動体４に開けられた孔を示す。
部４に取り付けられた電磁石で、５８〜５ｃは可動部３
の上面に対向し、５ｄは可動部３の下面に対向して設け
られている。可動部の各電磁石と対向する部分のみ磁性
体で構成し、他は非磁性体としてもよい。６８〜６ｄは
電磁石５８〜５ｄに附随し、駆動体４と可動部３とのす
きまを測定するギャップセンサ、７ａ〜７ｃはリニアア
クチュエータを構成するコイル、８ａ〜８ｃはそれぞれ
コイル７８〜７ｃと磁束が鎖交するよう可動部３に取り
付けられた永久磁石である。点線１２は、支柱２を通す
ために駆動体４に開けられた孔を示す。
第３図は、リニアアクチュエータを構成するコイル７ａ
と永久磁石８ａとの位置関係を示す拡大断面図である。
と永久磁石８ａとの位置関係を示す拡大断面図である。
このコイル７ａの電流と永久磁石８ａによる磁束との相
互作用により、これらの方向と直角方向、（第３図にお
けるＸ方向）に電磁力が発生する。この電磁力は、コイ
ルの電流、磁束密度に比例するので、電流の大きさと方
向を変化させることにより可動部３をＸ方向正負両方向
に、コイル７ａと永久磁石８ａが鎖交している範囲にお
いて、駆動することが可能である。
互作用により、これらの方向と直角方向、（第３図にお
けるＸ方向）に電磁力が発生する。この電磁力は、コイ
ルの電流、磁束密度に比例するので、電流の大きさと方
向を変化させることにより可動部３をＸ方向正負両方向
に、コイル７ａと永久磁石８ａが鎖交している範囲にお
いて、駆動することが可能である。
可動部３は球殻の一部よりなり、その運動は°可動部３
を囲むように配設されている固定側の駆動部４との間隔
が一定なように拘束されているのとなる。またコイル７
ｂ、７ｃの電流の大きさまたは方向を変化させることに
よってＺ軸周りの回転運動を起させることができる。
を囲むように配設されている固定側の駆動部４との間隔
が一定なように拘束されているのとなる。またコイル７
ｂ、７ｃの電流の大きさまたは方向を変化させることに
よってＺ軸周りの回転運動を起させることができる。
従って第２図における７ａ〜７ｃ３つのコイルの電流を
操作することにより可動部３の３つの自由度であるＸ、
Ｙ方向の並進運動、１−なわちＹ軸周り、Ｘ＠周りの回
転連動、及びＺ軸周りの回転運動をリニアに制御するこ
とかてぎる。
操作することにより可動部３の３つの自由度であるＸ、
Ｙ方向の並進運動、１−なわちＹ軸周り、Ｘ＠周りの回
転連動、及びＺ軸周りの回転運動をリニアに制御するこ
とかてぎる。
第４図は磁気ご十を説明するための回路図である。
第４図において、１０はギャップセン４）６によって検
出された可動部３と電磁石５とすきま９を入力どし、そ
れか一定に保たれるための信号を作る信号処理回路、１
１はこの信号処理回路１０の出力を人力とし、この人力
信号にしたかって電磁石５に電流を流す電力増幅器であ
る。
出された可動部３と電磁石５とすきま９を入力どし、そ
れか一定に保たれるための信号を作る信号処理回路、１
１はこの信号処理回路１０の出力を人力とし、この人力
信号にしたかって電磁石５に電流を流す電力増幅器であ
る。
この磁気浮」−技術を用いて、少なくとも４個の電磁石
、すなわち木実層側においては可動部３の」−面の各部
を駆動体４に対して一定の距離を保たせるための３個の
電Ｌ２１石、おＪ：び可動部３の下面中心部を駆動体４
に対して一定の距Ｉ！！＋１に保つための１個の％ｔＥ
ｆ１石によりこの可動部３ど駆動体とのすきまを一定に
保つことができる。従って可動部３は回転中心Ｏを中心
とする球殻面上てのみ移動可能となる。
、すなわち木実層側においては可動部３の」−面の各部
を駆動体４に対して一定の距離を保たせるための３個の
電Ｌ２１石、おＪ：び可動部３の下面中心部を駆動体４
に対して一定の距Ｉ！！＋１に保つための１個の％ｔＥ
ｆ１石によりこの可動部３ど駆動体とのすきまを一定に
保つことができる。従って可動部３は回転中心Ｏを中心
とする球殻面上てのみ移動可能となる。
前述したことから明らかなように本発明の角度制御装置
ｉｌｌ、第１図に示すように回転中心Ｏを中心とする球
面−にを移動し得るよう、磁気４十技術を用いて非接触
に支持し、かつ第２図に示す×。
ｉｌｌ、第１図に示すように回転中心Ｏを中心とする球
面−にを移動し得るよう、磁気４十技術を用いて非接触
に支持し、かつ第２図に示す×。
Ｙ方向の並進量とＺ Ｉ＋ｂ周りの回転角を少なくとも
３個のリニアアクチュエータにより非接ＩＮ中にかつ広
い範囲で制御することがてきる。またその運動は摩擦や
「ガタ」に影響されずに行ねねるので高精度に位置決め
か可能である。
３個のリニアアクチュエータにより非接ＩＮ中にかつ広
い範囲で制御することがてきる。またその運動は摩擦や
「ガタ」に影響されずに行ねねるので高精度に位置決め
か可能である。
リニアアクチュエータの構成を可動部側をコイル、駆動
部側を永久ｍ石とすることもてきる。
部側を永久ｍ石とすることもてきる。
本発明の角度制御装置は回転角の制御を必要とするアン
テナ駆動装置や電子ヒームなどの照射方向制御装置に応
用することかできる。
テナ駆動装置や電子ヒームなどの照射方向制御装置に応
用することかできる。
［発明の効果コ
Ｊ′、Ｊ上説明したように本発明は、球殻の一部をなす
可動部か球面上を移動することか可能なように少なくと
も４個の電ｒＩＢ石を用いて非接触に支持され、球面上
の直交する２方向の移動量と球面の法線方向周りの回転
角を少なくとも３個のリニアアクチュエータによって■
制御可能どする構成により、回転半径方向に対向し、小
型でかつ非接触、高精度に位置決めを行わせる効果かあ
る。
可動部か球面上を移動することか可能なように少なくと
も４個の電ｒＩＢ石を用いて非接触に支持され、球面上
の直交する２方向の移動量と球面の法線方向周りの回転
角を少なくとも３個のリニアアクチュエータによって■
制御可能どする構成により、回転半径方向に対向し、小
型でかつ非接触、高精度に位置決めを行わせる効果かあ
る。
また、駆動制御にリニアアクチュエータを用いたことに
Ｊ：り駆動範囲が広く、しかも線形的に制御可能である
。
Ｊ：り駆動範囲が広く、しかも線形的に制御可能である
。
第１図は、本発明による角度制御装置の一実施例の概略
を示す断面図、 第２図は、第１図の装置を構成する電磁石、リニアアク
チュエータの配置関係を抽出した上面図、 第３図は、本発明による角度制御装置に用いるリニアア
クチュエータを構成するコイルと永久磁石との位置を示
す構成図、 第４図は本発明に用いる磁気浮」一方法を説明するため
の回路図、 第５図は従来の角度制御装置の一例の断面図である。 １・・・アンテナ、 ２ ・・・支４主、 ３・・・可動部、 ４・・・駆動体、 ５ａ〜５ｄ・・・電磁石、 ６８〜６ｄ・・・ギャップセンザ、 ７ａ〜７ｃ・・・コイル、 ８８〜８ｃ・・・永久磁石、 ９・・・すきま、 １０・・・信号処理回路、 １１・・・電力増幅器、 ］２・・・孔。 特許出願人 日木電信電話株式会ネー１代 理 人
弁理士 谷 義 − 第４図
を示す断面図、 第２図は、第１図の装置を構成する電磁石、リニアアク
チュエータの配置関係を抽出した上面図、 第３図は、本発明による角度制御装置に用いるリニアア
クチュエータを構成するコイルと永久磁石との位置を示
す構成図、 第４図は本発明に用いる磁気浮」一方法を説明するため
の回路図、 第５図は従来の角度制御装置の一例の断面図である。 １・・・アンテナ、 ２ ・・・支４主、 ３・・・可動部、 ４・・・駆動体、 ５ａ〜５ｄ・・・電磁石、 ６８〜６ｄ・・・ギャップセンザ、 ７ａ〜７ｃ・・・コイル、 ８８〜８ｃ・・・永久磁石、 ９・・・すきま、 １０・・・信号処理回路、 １１・・・電力増幅器、 ］２・・・孔。 特許出願人 日木電信電話株式会ネー１代 理 人
弁理士 谷 義 − 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 球殻の一部をなし、少なくとも一部分は磁性体からなる
可動部と、 該可動部を囲んで配設され、該可動部を磁気浮上せしめ
るための電磁石が少なくとも４個設けられている駆動部
と、 該駆動部に設けたコイルまたは永久磁石と前記可動部に
設けた永久磁石またはコイルとからなる少なくとも３個
のリニアアクチュエータとを備えていることを特徴とす
る角度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12364586A JPS62281018A (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | 角度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12364586A JPS62281018A (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | 角度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62281018A true JPS62281018A (ja) | 1987-12-05 |
Family
ID=14865720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12364586A Pending JPS62281018A (ja) | 1986-05-30 | 1986-05-30 | 角度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62281018A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0469956A1 (en) * | 1990-07-20 | 1992-02-05 | Nicotec Co., Ltd. | Plane motion mechanism |
| CN103481255A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-01 | 苏州凯欧机械科技有限公司 | 一种新型交叉磁体驱动式工作台 |
-
1986
- 1986-05-30 JP JP12364586A patent/JPS62281018A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0469956A1 (en) * | 1990-07-20 | 1992-02-05 | Nicotec Co., Ltd. | Plane motion mechanism |
| CN103481255A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-01 | 苏州凯欧机械科技有限公司 | 一种新型交叉磁体驱动式工作台 |
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