[发明专利]直动-旋转促动器以及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及直动和旋转自如的直动-旋转促动器以及其控制方法。

背景技术

专利文献1(日本特开2004-364348号)公开一种直动和旋转自如的促动器。在专利文献1中，在旋转马达的轴内设置有线性马达，通过旋转马达的旋转使线性马达整体旋转，通过线性马达使输出轴进退。该促动器能够使用于需要直动和旋转的用途、例如机器人的臂的驱动等。

专利文献2(日本专利3862033号)公开一种使用了磁性体与线圈的相互作用的传感器。在专利文献2中，例如，相对于永久磁铁的列对置将励磁线圈和检测线圈相互不同地配置的传感器。当对励磁线圈施加频率ω的交流时，检测线圈也产生频率ω的感应电压。在此，感应电压的强弱通过来自磁铁的磁场进行调制，因此能够检测出以磁铁的列为基准的位置。另外，这种位置传感器已知有各种变更，例如能够将励磁线圈与检测线圈兼用。此外，已知为了正确地取出调制的强弱，而将以磁铁列为基准的相位设为取出的信号和的信号，通过加法定理而成为等的巧妙电路。

专利文献1：日本特开2004-364348号

专利文献2：日本专利3862033号

在专利文献1的直动-旋转促动器中，旋转马达和直动马达(线性马达)分别需要编码器或者直动位置和旋转角的传感器，难以结构紧凑地设计。因此，本发明的课题在于提供一种搭载了能够测定直动和旋转双方的传感器的直动-旋转促动器。

发明内容

本发明为一种直动和旋转自如的直动-旋转促动器，其特征在于，具备：

轴；

直动用的磁铁列，端面从与上述轴的轴线呈直角的面倾斜，并且由沿着上述轴排列的多个磁铁构成；

直动用的驱动线圈，配置在上述直动用的磁铁列的外周侧；

旋转马达，使上述轴旋转；

传感器，沿着上述直动用的磁铁列配置；以及

控制电路，根据上述传感器的信号，求出轴的直动位置或轴的旋转角，而对上述驱动线圈以及上述旋转马达进行控制，

上述传感器由沿着轴的轴向排列的多个磁元件构成。

此外，本发明为一种直动和旋转自如的直动-旋转促动器的控制方法，其特征在于，

上述直动-旋转促动器具备：

轴；

直动用的磁铁列，端面从与上述轴的轴线呈直角的面倾斜，并且由沿着上述轴排列的多个磁铁构成；

直动用的驱动线圈，配置在上述直动用的磁铁列的外周侧；

旋转马达，使上述轴旋转；以及

传感器，沿着上述直动用的磁铁列配置，并且由沿着轴的轴向排列的多个磁元件构成，通过直动用的磁铁列与磁元件的相互作用而信号变化，

对于轴的直动以及旋转的任一个，都使传感器从直动用的磁铁列接受的磁场变化，而从传感器取出信号，

通过控制电路，根据上述信号，求出轴的直动位置或轴的旋转角，而对上述驱动线圈以及上述旋转马达进行控制。

在本发明中，使用的传感器为，沿着直动用的磁铁列配置，由沿着轴的轴向排列的多个磁元件构成，通过直动用的磁铁列与磁元件的相互作用而信号变化。并且，通过该传感器，能够检测促动器的直动位置和旋转角。该传感器的信号根据直动和旋转的双方而变化，能够使定时偏移而分别地进行直动和旋转，或者通过设置多个传感器等，能够按照直动和旋转将信号分离。并且，由于能够通过1种传感器来检测直动和旋转，因此能够得到结构紧凑的直动-旋转促动器。另外，可以将轴作为可动侧，也可以将驱动线圈作为可动侧。在本说明书中，与直动-旋转促动器相关的记载也能够直接适用于其控制方法。

优选为，上述旋转马达包括：由沿着上述轴配置的多个磁铁构成的旋转用的磁铁列；和配置在上述旋转用的磁铁列的外周侧的旋转用的驱动线圈。于是，能够以轴为轴线来构成直动马达和旋转马达，轴成为这些马达的共用的轴线。因此，能够得到结构紧凑的直动-旋转促动器。

优选为，将控制电路构成为，在使上述直动用的驱动线圈驱动时，将上述传感器的信号转换为直动位置，在使上述旋转马达驱动时，将上述传感器的信号转换为旋转角。于是，通过分别地进行直动和旋转，由此即使是输出直动和旋转混合了的信号的传感器，也能够控制促动器的直动和旋转。

优选构成为，上述传感器沿着轴的外周方向而设置有多个，上述控制电路根据多个传感器信号之和来求出直动位置，并根据多个传感器信号之差来求出旋转角。于是，能够同时进行直动-旋转促动器的直动和旋转。并不局限于加法值，也可以根据平均值等来控制直动，并不局限于差，也可以根据使差成为常量倍的值等来控制旋转。