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TWI611655B - 驅動裝置、驅動電路、機器手臂、機器人、電子零件搬送裝置、電子零件檢查裝置 - Google Patents

驅動裝置、驅動電路、機器手臂、機器人、電子零件搬送裝置、電子零件檢查裝置 Download PDF

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Publication number
TWI611655B
TWI611655B TW102137961A TW102137961A TWI611655B TW I611655 B TWI611655 B TW I611655B TW 102137961 A TW102137961 A TW 102137961A TW 102137961 A TW102137961 A TW 102137961A TW I611655 B TWI611655 B TW I611655B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
voltage
vibrating body
voltage waveform
period
electronic component
Prior art date
Application number
TW102137961A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201417489A (zh
Inventor
浦野治
Original Assignee
精工愛普生股份有限公司
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 精工愛普生股份有限公司 filed Critical 精工愛普生股份有限公司
Publication of TW201417489A publication Critical patent/TW201417489A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI611655B publication Critical patent/TWI611655B/zh

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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
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  • Manipulator (AREA)

Abstract

本發明將以一定週期重複第1電壓與第2電壓之脈衝狀之電壓波形經由LC電路部而施加至壓電馬達之振動體。而且,電壓波形係以較振動體之共振週期更短之週期重複第1電壓與第2電壓,且振動體之共振頻率之調變成分經脈寬調變。若如此,則對於共振頻率之成分藉由共振而將其電壓放大,對於除此以外之頻率成分其電壓之變動則受到抑制。其結果,即便於環境溫度有所變化之情形時,電壓亦難以因共振頻率以外之成分之影響而變動,因此電壓管理變得容易,而可將對象物精度良好地定位於所需之位置。

Description

驅動裝置、驅動電路、機器手臂、機器人、電子零件搬送裝置、電子零件檢查裝置
本發明係關於一種驅動裝置、驅動電路、機器手臂、機器人、電子零件搬送裝置、電子零件檢查裝置。
已知有使包含壓電材料而形成之振動體振動來驅動對象物之壓電馬達。於該壓電馬達中,藉由對振動體施加一定週期之驅動電壓而使振動體振動,且以設置於振動體之端面之凸部驅動對象物。
此處,壓電材料之位移與施加之電壓成比例,因此,為了使振動體大幅地振動,必須使驅動電壓之振幅亦變大,為此,必需產生高電壓之電源。因此,使用有如下方法:藉由施加振動體之共振週期之驅動電壓,而藉由共振使振動體大幅地振動,從而能以更快之速度驅動對象物。
又,為了利用共振使振動體大幅地振動,並且可變更對象物之驅動速度,亦提出有如下技術:以振動體之共振週期施加脈衝狀之驅動電壓,從而可變更驅動電壓之脈寬(專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2011-5402號公報
然而,於上述所提出之技術中,存在難以精密地定位對象物之問題。即,存在以下問題:於欲使對象物略微移動時,會過度移動或相反地移來移去而難以定位至所需之位置。
本發明係為了解決先前技術所具有之上述課題而完成者,其目的在於提供一種藉由利用共振而使壓電馬達之振動體大幅地振動,從而精度良好地定位對象物之技術。
為了解決上述課題之至少一部分,本發明之驅動裝置採用了以下構成。即一種驅動裝置,其包括:振動體,其係包含壓電材料而形成,且具有壓抵於對象物之凸部;電壓波形輸出部,其輸出以一定週期重複第1電壓與高於上述第1電壓之第2電壓之電壓波形;以及LC電路部,其介於上述電壓波形輸出部與上述振動體之間,且包含線圈及電容器;該驅動裝置之主旨在於:上述電壓波形係以較上述振動體之共振週期更短之週期重複上述第1電壓與上述第2電壓、且上述振動體之共振頻率之調變成分經脈寬調變之電壓波形。
於該本發明之驅動裝置中,將以一定週期重複第1電壓與第2電壓之電壓波形經由LC電路部而施加至振動體。而且,電壓波形成為以較振動體之共振週期短之週期重複第1電壓與第2電壓,且振動體之共振頻率之調變成分經脈寬調變之電壓波形。再者,調變成分無需僅為振動體之共振頻率之成分,除振動體之共振頻率之成分以外,亦可包含較多之頻率成分。
據此,則對於經脈衝調變之電壓波形中之振動體之共振頻率之 成分,藉由共振使電壓放大後施加至振動體,因此,即便不使用產生高電壓之電源等,亦可使振動體大幅地振動而驅動對象物。另一方面,對於共振頻率以外之頻率成分(以較共振頻率短之週期重複第1電壓與第2電壓之成分等),以電壓之變動被抑制之狀態施加至振動體。關於詳細之機制將於下文進行敍述,但若於振動體之共振頻率以外之頻率下存在較大之變動成分,則於環境溫度變動時,會產生被施加至振動體之電壓大幅地變動之情形及不怎麼變動之情形,而使電壓之管理變得困難。就此方面而言,於本發明之驅動裝置中,由於可將共振頻率以外之頻率成分受到抑制之電壓波形施加至振動體,故而可將對象物精度良好地定位於所需之位置。
又,於上述本發明之驅動裝置中,電壓波形輸出部亦可藉由將脈衝信號於第1電壓與第2電壓之間放大電壓而生成電壓波形,並輸出至LC電路部。
若對脈衝信號進行電壓放大,則可使用簡單之電路,並且不伴隨大的功率損耗(因此,無需大的散熱機構)而產生電壓在第1電壓與第2電壓之間切換之電壓波形。其結果,可使驅動裝置小型化。
又,於上述本發明之驅動裝置中,亦可使用將振動體之共振頻率之正弦波作為調變成分進行脈衝調變所得之電壓波形作為自電壓波形輸出部輸出至LC電路部之電壓波形。
正弦波中僅含有1個頻率。因此,若使用振動體之共振頻率之正弦波作為調變成分,則可抑制輸出至LC電路部之電壓波形中之共振頻率以外之成分。因此,可抑制於環境溫度產生變動時施加至振動體之電壓之變動偏差之事態,因此可將對象物精度良好地定位於所需之位置。
又,於上述本發明之驅動裝置中,亦可將施加至LC電路部之電壓波形設為以共振週期之七分之一以下之週期重複第1電壓與第2電壓 之電壓波形。
據此,可充分地抑制因電壓波形重複第1電壓與第2電壓而導致之頻率成分。因此,於環境溫度產生變動時施加至振動體之電壓之變動偏差之事態得以抑制,其結果,可將對象物精度良好地定位於所需之位置。
又,本發明亦能以作為壓電馬達之驅動電路之態樣而理解。以此種態樣而理解之本發明之驅動電路係具備包含壓電材料而形成之振動體之壓電馬達之驅動電路,其主旨在於包括:電壓波形輸出部,其輸出以一定週期重複第1電壓與高於上述第1電壓之第2電壓的電壓波形;以及LC電路部,其介於上述電壓波形輸出部與上述振動體之間,且包含線圈及電容器;且上述電壓波形係以較上述振動體之共振週期更短之週期重複上述第1電壓與上述第2電壓、且上述振動體之共振頻率之調變成分經脈寬調變之電壓波形。
於此種本發明之驅動電路中,對於經脈衝調變之電壓波形中之振動體之共振頻率之成分,亦藉由共振將電壓放大並施加至振動體,因此,可對壓電馬達之振動體施加高電壓之驅動電壓。另一方面,對於共振頻率以外之頻率成分(以較共振頻率短之週期重複第1電壓與第2電壓之成分等),以電壓之變動受到抑制之狀態被施加至振動體。關於詳細之機制將於下文進行敍述,但據此可抑制於環境溫度產生變動時產生被施加至振動體之電壓大幅地變動之情形、及不怎麼變動之情形而使電壓之管理變得困難之事態。其結果,可使用壓電馬達將對象物精度良好地定位於所需之位置。
又,於上述本發明之驅動電路中,電壓波形輸出部亦可藉由將脈衝信號在第1電壓與第2電壓之間放大電壓而生成電壓波形,並輸出 至LC電路部。
據此,可使用簡單之電路,並且不伴隨大的功率損耗(因此,無需大的散熱機構)而產生電壓在第1電壓與第2電壓之間切換之電壓波形。
又,於上述本發明之驅動電路中,亦可使用將振動體之共振頻率之正弦波作為調變成分進行脈衝調變所得之電壓波形作為自電壓波形輸出部輸出至LC電路部之電壓波形。
據此,可抑制輸入至LC電路部之電壓波形中之共振頻率以外之成分,因此,可抑制於環境溫度產生變動時施加至振動體之電壓之變動偏差之事態。其結果,可使用壓電馬達將對象物精度良好地定位於所需之位置。
又,於上述本發明之驅動電路中,亦可將施加至LC電路部之電壓波形設為以共振週期之七分之一以下之週期重複第1電壓與第2電壓之電壓波形。
據此,可充分地抑制因電壓波形重複第1電壓與第2電壓而導致之頻率成分,因此,於環境溫度產生變動時施加至振動體之電壓之變動偏差之事態得以抑制,其結果,可將對象物精度良好地定位於所需之位置。
又,本發明亦能以如下之機器手臂之態樣而理解。即,亦可作為一種機器手臂而理解,該機器手臂係包含複數個指部且握持對象物者,其特徵在於包括:基體,其立設有可移動之上述指部;及驅動裝置,其使上述指部相對於上述基體移動;且上述驅動裝置包括:振動體,其係包含壓電材料而形成,且具有壓抵於上述對象物之凸部; 電壓波形輸出部,其輸出以一定週期重複第1電壓與高於上述第1電壓之第2電壓的電壓波形;及LC電路部,其介於上述電壓波形輸出部與上述振動體之間,且包含線圈及電容器;且上述電壓波形係以較上述振動體之共振週期更短之週期重複上述第1電壓與上述第2電壓、且上述振動體之共振頻率之調變成分經脈寬調變之電壓波形。
根據此種本發明,可實現能夠精度良好地定位之機器手臂。
又,於上述本發明之機器手臂中,電壓波形輸出部亦可藉由將脈衝信號於第1電壓與第2電壓之間放大電壓而生成電壓波形,並輸出至LC電路部。
據此,可使用簡單之電路,並且不伴隨大的功率損耗(因此,無需大的散熱機構)而產生電壓在第1電壓與第2電壓之間切換之電壓波形。
又,於上述本發明之機器手臂中,亦可使用將振動體之共振頻率之正弦波作為調變成分進行脈衝調變所得之電壓波形作為自電壓波形輸出部輸出至LC電路部之電壓波形。
據此,可抑制輸入至LC電路部之電壓波形中之共振頻率以外之成分,因此,可抑制於環境溫度產生變動時施加至振動體之電壓之變動偏差之事態。其結果,可使用壓電馬達將對象物精度良好地定位於所需之位置。
又,於上述本發明之機器手臂中,亦可將施加至LC電路部之電壓波形設為以共振週期之七分之一以下之週期重複第1電壓與第2電壓之電壓波形。
據此,可充分地抑制因電壓波形重複第1電壓與第2電壓而導致之頻率成分,因此,於環境溫度產生變動時施加至振動體之電壓之變 動偏差之事態得以抑制,其結果,可將對象物精度良好地定位於所需之位置。
又,本發明亦能以如下之機器人之態樣而理解。即,亦可作為一種機器人而理解,該機器人包括:腕部,其設置有可旋動之關節部;手部,其設置於上述腕部;及本體部,其設置有上述腕部;該機器人之特徵在於:包含設置於上述關節部且彎曲或旋轉驅動上述關節部之驅動裝置;且上述驅動裝置包括:振動體,其係包含壓電材料而形成,且具有壓抵於對象物之凸部;電壓波形輸出部,其輸出以一定週期重複第1電壓與高於上述第1電壓之第2電壓的電壓波形;及LC電路部,其介於上述電壓波形輸出部與上述振動體之間,且包含線圈及電容器;且上述電壓波形係以較上述振動體之共振週期更短之週期重複上述第1電壓與上述第2電壓、且上述振動體之共振頻率之調變成分經脈寬調變之電壓波形。
根據此種本發明,可實現能夠精度良好地定位之機器人。
又,於上述本發明之機器人中,電壓波形輸出部亦可藉由將脈衝信號於第1電壓與第2電壓之間放大電壓而生成電壓波形,並輸出至LC電路部。
據此,可使用簡單之電路,並且不伴隨大的功率損耗(因此,無需大的散熱機構)而產生電壓在第1電壓與第2電壓之間切換之電壓波形。
又,本發明亦能以如下之電子零件搬送裝置之態樣而理解。即,亦可作為一種電子零件搬送裝置而理解,該電子零件搬送裝置包括:握持部,其握持電子零件;及驅動裝置,其驅動握持有上述電子零件之上述握持部;該電子零件搬送裝置之特徵在於:上述驅動裝置包括:振動體,其係包含壓電材料而形成,且具有壓抵於上述握持部之凸部;電壓波形輸出部,其輸出以一定週期重複第1電壓與高於上述第1電壓之第2電壓的電壓波形;及LC電路部,其介於上述電壓波形輸出部與上述振動體之間,且包含線圈及電容器;且上述電壓波形係以較上述振動體之共振週期更短之週期重複上述第1電壓與上述第2電壓、且上述振動體之共振頻率之調變成分經脈寬調變之電壓波形。
根據此種本發明,可實現能夠精度良好地定位電子零件之電子零件搬送裝置。
又,本發明亦能以如下之電子零件檢查裝置之態樣而理解。即,亦可作為一種電子零件檢查裝置而理解,該電子零件檢查裝置包括:握持部,其握持電子零件;驅動裝置,其驅動握持有上述電子零件之上述握持部;及檢查部,其檢查上述電子零件;該電子零件檢查裝置之特徵在 於:上述驅動裝置包括:振動體,其係包含壓電材料而形成,且具有壓抵於上述握持部之凸部;電壓波形輸出部,其輸出以一定週期重複第1電壓與高於上述第1電壓之第2電壓的電壓波形;及LC電路部,其介於上述電壓波形輸出部與上述振動體之間,且包含線圈及電容器;且上述電壓波形係以較上述振動體之共振週期更短之週期重複上述第1電壓與上述第2電壓、且上述振動體之共振頻率之調變成分經脈寬調變之電壓波形。
根據此種本發明,可實現能夠精度良好地定位電子零件之電子零件檢查裝置。
又,本發明亦能以如下之送液泵之態樣而理解。即,亦可作為一種送液泵而理解,該送液泵包括:液體管,其可供液體流動;堵塞部,其抵接於上述液體管之一部分而堵塞上述液體管;移動部,其在保持上述堵塞部之狀態下移動,藉此使上述液體管之堵塞位置移動;及驅動裝置,其驅動上述移動部;該送液泵之特徵在於:上述驅動裝置包括:振動體,其係包含壓電材料而形成,且具有壓抵於上述移動部之凸部;電壓波形輸出部,其輸出以一定週期重複第1電壓與高於上述第1電壓之第2電壓的電壓波形;及LC電路部,其介於上述電壓波形輸出部與上述振動體之間,且 包含線圈及電容器;且上述電壓波形係以較上述振動體之共振週期更短之週期重複上述第1電壓與上述第2電壓、且上述振動體之共振頻率之調變成分經脈寬調變之電壓波形。
根據此種本發明,可實現藉由精度良好地定位移動部而能夠精度良好地送液之送液泵。
又,本發明亦能以如下之印刷裝置之態樣而理解。即,亦可作為一種印刷裝置而理解,該印刷裝置包括:列印頭,其於媒體上印刷圖像;及驅動裝置,其使上述列印頭移動;該印刷裝置之特徵在於:上述驅動裝置包括:振動體,其係包含壓電材料而形成,且具有壓抵於上述列印頭之凸部;電壓波形輸出部,其輸出以一定週期重複第1電壓與高於上述第1電壓之第2電壓的電壓波形;及LC電路部,其介於上述電壓波形輸出部與上述振動體之間,且包含線圈及電容器;且上述電壓波形係以較上述振動體之共振週期更短之週期重複上述第1電壓與上述第2電壓、且上述振動體之共振頻率之調變成分經脈寬調變之電壓波形。
根據此種本發明,可實現藉由精度良好地定位列印頭而能夠印刷高畫質之圖像之印刷裝置。
又,本發明亦能以如下之電子鐘之態樣而理解。即,亦可作為一種電子鐘而理解,該電子鐘包括:旋轉圓板,其呈同軸狀地設置齒輪,且可旋動;齒輪列,其係包含複數個齒輪而構成; 指針,其連接於上述齒輪列,且指示時刻;及驅動裝置,其驅動上述旋轉圓板;該電子鐘之特徵在於:上述驅動裝置包括:振動體,其係包含壓電材料而形成,且具有壓抵於上述旋轉圓板之凸部;電壓波形輸出部,其輸出以一定週期重複第1電壓與高於上述第1電壓之第2電壓的電壓波形;及LC電路部,其介於上述電壓波形輸出部與上述振動體之間,且包含線圈及電容器;且上述電壓波形係以較上述振動體之共振週期更短之週期重複上述第1電壓與上述第2電壓、且上述振動體之共振頻率之調變成分經脈寬調變之電壓波形。
根據此種本發明,可藉由精度良好地定位旋轉圓板而實現精度較高之電子鐘。
又,本發明亦能以如下之投影裝置之態樣而理解。即,亦可作為一種投影裝置而理解,該投影裝置包括:投影部,其包含光學透鏡,且投影來自光源之光;調整部,其調整利用上述光學透鏡之上述光之投影狀態;及驅動裝置,其驅動上述調整部;該投影裝置之特徵在於:上述驅動裝置包括:振動體,其係包含壓電材料而形成,且具有壓抵於上述調整部之凸部;電壓波形輸出部,其輸出以一定週期重複第1電壓與高於上述第1電壓之第2電壓的電壓波形;及LC電路部,其介於上述電壓波形輸出部與上述振動體之間,且包含線圈及電容器;且 上述電壓波形係以較上述振動體之共振週期更短之週期重複上述第1電壓與上述第2電壓、且上述振動體之共振頻率之調變成分經脈寬調變之電壓波形。
根據此種本發明,可實現能夠精度良好地定位調整部,從而精細地調整投影狀態之投影裝置。
1‧‧‧壓電馬達
1c‧‧‧壓電馬達
1m‧‧‧壓電馬達
1s‧‧‧壓電馬達
1x‧‧‧X方向用之壓電馬達
1y‧‧‧Y方向用之壓電馬達
1θ‧‧‧旋轉方向用之壓電馬達
2‧‧‧印刷媒體
2fp‧‧‧脈衝信號A之頻率成分
3‧‧‧電子零件
3fp‧‧‧脈衝信號A之頻率成分
10‧‧‧本體部
20‧‧‧外側殼體
30‧‧‧振動部
32‧‧‧振動體
34‧‧‧驅動凸部
36‧‧‧正電極
36a‧‧‧正電極
36b‧‧‧正電極
36c‧‧‧正電極
36d‧‧‧正電極
40‧‧‧振動體殼體
110‧‧‧驅動電壓生成電路
114‧‧‧驅動凸部
120‧‧‧全橋電路部
140‧‧‧LC電路部
600‧‧‧機器手臂
601‧‧‧工具
602‧‧‧基台
603‧‧‧指部
604‧‧‧手腕
610‧‧‧臂
612‧‧‧連桿部
620‧‧‧關節部
650‧‧‧機器人
660‧‧‧機器人
662‧‧‧頭部
663‧‧‧相機
664‧‧‧本體部
666‧‧‧控制部
668‧‧‧腳輪
700‧‧‧電子零件檢查裝置
710‧‧‧基台
712d‧‧‧下游側載置台
712u‧‧‧上游側載置台
714‧‧‧攝像裝置
716‧‧‧檢查台
718‧‧‧控制裝置
730‧‧‧支撐台
732‧‧‧Y載置台
734‧‧‧腕部
736‧‧‧X載置台
738‧‧‧攝像相機
750‧‧‧握持裝置
752‧‧‧握持部
754‧‧‧旋轉軸
756‧‧‧微調整平板
800‧‧‧送液泵
802‧‧‧殼體
804‧‧‧轉子
806‧‧‧管
808‧‧‧球
850‧‧‧印刷裝置
851‧‧‧接紙盤
852‧‧‧排出口
853‧‧‧用紙固持器
854‧‧‧滾筒紙
855‧‧‧操作按鈕
860‧‧‧導軌
870‧‧‧列印頭
872‧‧‧列印部
874‧‧‧掃描部
880‧‧‧切斷機構
882‧‧‧導軸
884‧‧‧裁刀固持器
886‧‧‧用紙裁刀
900‧‧‧電子鐘
902‧‧‧旋轉圓板
902g‧‧‧齒輪
904‧‧‧齒輪列
906‧‧‧電力供給部
908‧‧‧水晶晶片
910‧‧‧IC
950‧‧‧投影裝置
952‧‧‧投影部
954‧‧‧調整機構
956‧‧‧透鏡蓋
A‧‧‧脈衝信號
B‧‧‧正弦波
C‧‧‧電容
C‧‧‧調變脈衝信號
D‧‧‧汲極
fo‧‧‧共振頻率
fp‧‧‧脈衝信號A之頻率成分
G‧‧‧閘極
G1‧‧‧增益
G2‧‧‧增益
G3‧‧‧增益
PVDD‧‧‧電源電壓
PVSS‧‧‧電源電壓
S‧‧‧源極
SW1‧‧‧開關
SW2‧‧‧開關
T‧‧‧溫度
To‧‧‧週期
Tp‧‧‧週期
TP1‧‧‧位置
TP2‧‧‧位置
TP3‧‧‧位置
TP4‧‧‧位置
TP5‧‧‧位置
TR1‧‧‧電晶體
TR2‧‧‧電晶體
TR3‧‧‧電晶體
TR4‧‧‧電晶體
X‧‧‧方向
Y‧‧‧方向
Z‧‧‧方向
θ‧‧‧方向
圖1(a)~(c)係表示用於本實施例之驅動裝置之壓電馬達之構成的說明圖。
圖2(a)、(b)係表示壓電馬達之動作原理之說明圖。
圖3係藉由本實施例之驅動裝置生成驅動電壓之驅動電壓生成電路之方塊圖。
圖4(a)、(b)係表示驅動電壓生成電路中之全橋電路部之動作之說明圖。
圖5係表示於全橋電路部之輸出側出現之電壓之變化之說明圖。
圖6係表示全橋電路部之增益特性之說明圖。
圖7係表示包含於脈衝波形之高頻諧波與增益特性之關係之說明圖。
圖8(a)、(b)係表示於先前之壓電馬達之驅動方法中難以進行相對於環境溫度之變化的驅動量之管理之理由的說明圖。
圖9(a)、(b)係表示利用本實施例之壓電馬達之驅動方法對全橋電路部輸入之脈衝信號之說明圖。
圖10係表示本實施例之脈衝信號之信號成分與增益特性之關係之說明圖。
圖11(a)、(b)係表示於本實施例之驅動方法中相對於環境溫度之變化之驅動量之管理較為容易之理由的說明圖。
圖12(a)、(b)係表示相對於溫度變化之增益之變化的說明圖。
圖13(a)~(c)係例示為了利用變化例之驅動方法生成調變脈衝信號而使用之調變成分之說明圖。
圖14係例示組入有壓電馬達之機器手臂之說明圖。
圖15係例示具備機器手臂之單臂機器人之說明圖。
圖16係例示具備機器手臂之多臂機器人之說明圖。
圖17係例示組入壓電馬達而構成之電子零件檢查裝置之立體圖。
圖18係關於內置於握持裝置之微調整機構之說明圖。
圖19(a)、(b)係例示組入有壓電馬達之送液泵之說明圖。
圖20係例示組入有壓電馬達之印刷裝置之立體圖。
圖21係例示組入有壓電馬達之電子鐘之說明圖。
圖22係例示組入有壓電馬達之投影裝置之立體圖。
A.壓電馬達之構成:
圖1係表示本實施例之壓電馬達1之構成之說明圖。於圖1(a)中表示有本實施例之壓電馬達1之整體圖。本實施例之壓電馬達1大致包括於圖中標註斜線而表示之本體部10、及外側殼體20等。本體部10係在利用未圖示之彈簧向一方向壓抵之狀態下組入至外側殼體20內。又,如圖1(b)所示,本體部10包括於圖中標註斜線而表示之振動部30、及收容振動部30之振動體殼體40等。振動部30係在容許振動之狀態下保持於振動體殼體40內。
於圖1(c)中表示振動部30之外觀形狀。振動部30包括包含壓電材料而形成為長方體形狀之振動體32、安裝於振動體32之長度方向之端面之陶瓷製之驅動凸部34、以及將振動體32之一側面分割成4個部分而設置之4片正電極36(36a、36b、36c、36d)等。又,於相對於設置有正電極36之側為相反側之側面設置有未圖示之背電極。再者,於本說 明書中,將振動體32之長度方向稱為X方向,將與X方向正交之方向稱為Y方向(參照圖1(c))。
B.壓電馬達之動作原理:
圖2係表示壓電馬達1之動作原理之說明圖。壓電馬達1係藉由對振動部30之正電極36交替地施加正負電壓而進行動作。例如,如圖2(a)之左側之圖所示,若對振動體32之正電極36a及正電極36d施加正電壓則被施加有正電壓之部分擴展,如圖示般振動體32彎曲。此時,於振動體32中同時產生彎曲及擴展,因此,振動體32之長度方向(X方向)之前端部(安裝有驅動凸部34之部分)於圖式上以描繪橢圓之弧之方式向右上方向移動。
另一方面,如圖2(a)之右側之圖所示,若對正電極36a及正電極36d施加負電壓,則被施加有負電壓之部分收縮,如圖示般振動體32彎曲。此時,由於在振動體32中同時產生彎曲及收縮,故而振動體32之前端部於圖式上以描繪橢圓之弧之方式向左下方向移動。因此,若對正電極36a及正電極36d交替地施加正負電壓,則振動體32之前端部(驅動凸部34)沿順時針方向開始橢圓運動。因此,若在將振動體32之前端部(驅動凸部34)壓抵於對象物之狀態下,對正電極36a及正電極36d交替地施加正負電壓,則振動體32之驅動凸部34以圖2(a)所示之態樣進行橢圓運動,從而對象物藉由自驅動凸部34受到之摩擦力而向Y(+)方向被驅動。
又,如圖2(b)所示,若對正電極36b及正電極36c施加正電壓或負電壓,則振動體32相對於圖2(a)之情形於圖式上向相反方向彎曲。因此,振動體32之前端部相對於圖2(a)之情形於圖式上以描繪相反方向之橢圓之方式移動。因此,若在將振動體32之前端部(驅動凸部34)壓抵於對象物之狀態下對正電極36b及正電極36c交替地施加正負電壓,則振動體32之驅動凸部34以圖2(b)所示之態樣進行橢圓運動,從而對 象物藉由自驅動凸部34受到之摩擦力而向Y(-)方向被驅動。又,於以此方式驅動對象物時施加至振動體32之電壓(驅動電壓)係使用如下電路而生成。
C.壓電馬達之驅動電壓生成電路:
圖3係表示用於生成驅動電壓而使用之電路(驅動電壓生成電路110)之說明圖。再者,驅動電壓生成電路110、及被施加來自驅動電壓生成電路110之驅動電壓之壓電馬達1(圖3中之振動體32)對應於本發明中之「驅動裝置」。驅動電壓生成電路110包括將脈衝信號功率放大之全橋電路部120、及連接於全橋電路部120之輸出側之LC電路部140等。全橋電路部120具備4個電晶體(TR1、TR2、TR3、TR4),利用電晶體之開關而生成放大成電源電壓PVDD、PVSS之位準之脈衝狀之電壓波形。所生成之電壓波形係經由LC電路部140而被施加至振動體32。又,於LC電路部140與振動體32之間介置有開關SW1及開關SW2,可藉由將任一個開關設為接通(ON)而切換對象物之驅動方向。於本實施例中,若將開關SW1設為接通,則向Y(+)方向驅動,若將開關SW2設為接通,則向Y(-)方向驅動。
再者,於本實施例中,電源電壓PVSS對應於本發明中之「第1電壓」,電源電壓PVDD對應於本發明中之「第2電壓」。又,全橋電路部120對應於本發明中之「電壓波形輸出部」。
圖4係表示全橋電路部120之動作之說明圖。於圖4(a)中表示對全橋電路部120輸入有高(High)位準之脈衝信號之情形之動作。脈衝信號係被輸入至電晶體TR1及電晶體TR2之各者之閘極(G)端子。電晶體TR1與電晶體TR2係以彼此之汲極(D)端子連接。又,電晶體TR1之源極(S)端子連接於高電位側之電源電壓PVDD,電晶體TR2之源極(S)端子連接於低電位側之電源電壓PVSS。因此,若將高位準之信號輸入至閘極(G)端子,則電晶體TR1接通,電晶體TR2斷開(OFF),從而於 輸出側之位置TP3出現高電位側之電源電壓PVDD之電位。
對於電晶體TR3與電晶體TR4亦同樣地以彼此之汲極(D)端子連接,電晶體TR3之源極(S)端子連接於電源電壓PVDD,電晶體TR4之源極(S)端子連接於電源電壓PVSS。又,脈衝信號藉由反閘(NOT gate)而反轉為低(Low)位準,並被輸入至電晶體TR3及電晶體TR4之閘極(G)端子。因此,電晶體TR3斷開,電晶體TR4接通,從而於輸出側之位置TP2出現低電位側之電源電壓PVSS之電位。
以上,說明了對全橋電路部120輸入高位準之脈衝信號之情形之動作。相對於此,若輸入低位準之脈衝信號,則全橋電路部120以如下方式進行動作。
於圖4(b)中表示對全橋電路部120輸入有低位準之脈衝信號之情形之動作。於此情形時,對電晶體TR1及電晶體TR2之閘極(G)端子輸入低位準之信號。因此,電晶體TR1斷開,電晶體TR2接通,於輸出側之位置TP3出現低電位側之電源電壓PVSS之電位。又,對電晶體TR3及電晶體TR4之閘極(G)端子經由反閘而輸入高位準之信號。因此,電晶體TR3接通,電晶體TR4斷開,於輸出側之位置TP2出現高電位側之電源電壓PVDD之電位。如此,根據輸入至全橋電路部120之脈衝信號之位準重複進行上述圖4(a)及圖4(b)之動作。
圖5係表示於將脈衝信號輸入至全橋電路部120時,於輸出側(位置TP2與位置TP3之間)出現之電壓之變化之說明圖。如使用圖4於上文所述般,若對全橋電路部120輸入高位準之脈衝信號,則位置TP2之電位成為PVSS,位置TP3之電位成為PVDD。又,若對全橋電路部120輸入低位準之脈衝信號,則位置TP2之電位成為PVDD,位置TP3之電位成為PVSS。其結果,若脈衝信號之輸入切換為高位準與低位準,則於全橋電路部120之輸出側(位置TP2與位置TP3之間)出現之電壓成為在絕對值為(PVDD-PVSS)之狀態下正負切換之脈衝狀之電壓 波形(參照圖5)。該電壓波形之週期To相當於輸入至全橋電路部120之脈衝信號重複高位準及低位準之週期。將此種電壓波形輸入至LC電路部140,而自LC電路部140之輸出側將驅動電壓施加至振動體32。
又,若使輸入至全橋電路部120之脈衝信號之週期(重複高位準及低位準之週期)變化,則自LC電路部140輸出之電壓之大小會產生變化。因此,若對於輸入至LC電路部140之脈衝狀之電壓波形之頻率(=1/To)取得向LC電路部140之輸入電壓(位置TP2與位置TP3之間之電壓)與輸出電壓(位置TP4與位置TP5之間之電壓)之比(增益),則可獲得圖6所示之增益特性。如圖示般,若輸入至LC電路部140之脈衝狀之電壓波形之頻率(=1/To)與LC電路部140之共振頻率fo一致,則增益急遽變大,而輸出經大幅地放大之電壓波形。
因此,若將相當於LC電路部140之共振頻率fo之週期To(=1/fo)之脈衝信號輸入至全橋電路部120,則可自全橋電路部120輸出以週期To重複之電壓波形,且於LC電路部140中大幅地放大。因此,即便不提高全橋電路部120之電源電壓,亦可將較高之電壓施加至振動體32。
進而,振動體32本身亦具有共振頻率。由於LC電路部140之共振頻率fo可藉由選擇線圈之電感L或電容器之電容C而相對較自由地設定,故而若預先使LC電路部140之共振頻率fo與振動體32之共振頻率一致,則可使振動體32以更大之振幅振動。因此,LC電路部140之共振頻率fo係以與振動體32之共振頻率一致之方式被設定。
然而,於使用相當於LC電路部140之共振頻率fo之週期之脈衝信號的方法(自先前以來所使用之方法)中存在難以管理壓電馬達1之驅動量之問題。以下,對此方面進行說明。
眾所周知,脈衝波形係由相當於脈衝波形之週期之頻率的基本波、及具有基本波之整數倍之頻率的高頻諧波形成。因此,若對LC 電路部140輸入脈衝狀之電壓波形,則不僅基本波放大,高頻諧波亦放大。於圖7所示之增益特性(表示增益相對於頻率之值之特性)中,對應於基本波之增益係以白圈表示,對應於高頻諧波之增益係以黑圓點表示。再者,於圖7中,對於較4次更高次之高頻諧波省略了顯示。
又,構成LC電路部140之線圈之電感L或電容器之電容C根據溫度而變化。因此,圖7所示之增益特性之共振頻率fo亦根據溫度而變化。而且,如先前般,於使用相當於LC電路部140之共振頻率fo之週期之脈衝信號的方法中,於LC電路部140之共振頻率fo根據溫度變化而變化時,增益(因此振動體32振動之振幅)會變得大幅地偏差。
例如,如圖8(a)所示,設為增益特性根據溫度變化而於圖式上向左方向偏移。於此情形時,與脈衝狀之電壓波形之基本波之頻率fo對應之增益自以圓圈表示之增益減少至以星號表示之增益。又,與高頻諧波之頻率2fo對應之增益亦同樣地自以圓圈表示之增益減少至以星號表示之增益。即,基本波之增益與高頻諧波之增益均減少。再者,於圖8(a)中,對於較3次更高次之高頻諧波省略了圖示,但關於該等高次之高頻諧波亦同樣地增益減少。
又,如圖8(b)所示,於增益特性於圖式上向右方向偏移之情形時,與基本波之頻率fo對應之增益自以圓圈表示之增益減少至以星號表示之增益。相對於此,與高頻諧波之頻率2fo對應之增益自以圓圈表示之增益增加至以星號表示之增益。即,高頻諧波之增益向削弱基本波之增益之變化的方向變化,因此,整體上增益之變化小於圖8(a)所示之情形。再者,於圖8(b)中,對於較3次更高次之高頻諧波省略了顯示,但關於該等高頻諧波亦同樣地向削弱基本波之增益之變化的方向變化。
如此,於使用LC電路部140之共振頻率fo之脈衝信號之先前之方法中,即便溫度之變化量相同,亦產生作為整體之增益(振動體32之 振幅)大幅地降低之情形(參照圖8(a))、及作為整體之增益不怎麼降低之情形(參照圖8(b))。因此,變得難以管理壓電馬達1之驅動量。鑒於此方面,於本實施例中並非使用相當於LC電路部140之共振頻率fo之週期之脈衝信號,而係使用如下之脈衝信號。
首先,準備較相當於LC電路部140之共振頻率fo之週期To更短之週期Tp(較理想為Tp≦(To/7))之脈衝信號A,對該脈衝信號A,將相當於共振頻率fo之週期To之正弦波B進行PWM(Pulse Width Modulation,脈寬調變)調變,而生成經調變之脈衝信號(調變脈衝信號C)。於圖9(a)中表示藉由此種方法生成調變脈衝信號C之情況。再者,於圖9(b)中,作為參考亦表示有相當於LC電路部140之共振頻率fo之週期To之脈衝信號。於本實施例中,於將以此方式生成之調變脈衝信號C輸入至全橋電路部120之後,經由LC電路部140而對振動體32施加電壓。如此,可生成於LC電路部140被大幅地放大之電壓,並且即便LC電路部140之共振頻率fo因溫度變化而變化,作為整體之增益(振動體32之振幅)亦不會大幅地偏差。其係依據如下之理由。
於調變脈衝信號C之頻率成分(因而為輸入至LC電路部140之電壓波形之頻率成分)中包含脈衝信號A之頻率成分、及正弦波B之頻率成分。因此,與調變脈衝信號C中所含之各頻率成分對應之增益如圖10般表示。首先,作為調變成分之正弦波B之頻率成分以與LC電路部140之共振頻率fo對應之增益被大幅地放大並輸出。因此,與先前(使用相當於LC電路部140之共振頻率fo之週期之脈衝信號的方法)之情形同樣地,即便不提高全橋電路部120之電源電壓,亦可將較高之電壓施加至振動體32。
又,如圖9所示,由於脈衝信號A之週期Tp較相當於LC電路部140之共振頻率fo之週期To更短,故而脈衝信號A之頻率成分(fp、2fp、3fp...)變得高於LC電路部140之共振頻率fo。尤其是若將週期Tp 設為短於週期To之1/7,則脈衝信號A之頻率成分(fp、2fp、3fp...)變得充分高於LC電路部140之共振頻率fo。因此,與該等頻率對應之增益成為足夠小之值。
因此,例如,如圖11(a)所示,於增益特性因溫度變化而於圖式上向左方向偏移之情形時,作為調變成分之正弦波B之頻率fo之增益雖自圓圈之增益減少至星號之增益,但脈衝信號A之頻率(fp、2fp、3fp...)之增益幾乎未變化。又,如圖11(b)所示,於增益特性於圖式上向右方向偏移之情形時,正弦波B之頻率fo之增益亦自圓圈之增益減少至星號之增益,但脈衝信號A之頻率(fp、2fp、3fp...)之增益幾乎不變。
如此,即便LC電路部140之共振頻率fo因溫度變化而變化,脈衝信號A之頻率(fp、2fp、3fp...)之增益亦幾乎不變,因此,不會增強或削弱作為整體之增益之變化。因此,與使用圖8於上文中所述之先前(使用相當於LC電路部140之共振頻率fo之週期之脈衝信號的方法)之情形不同,只要溫度之變化量相同,則作為整體之增益之降低量不會大幅地偏差。
圖12係表示作為整體之增益相對於溫度變化而變化之情況之說明圖。於圖12(a)中,作為參考而表示有如先前般使用LC電路部140之共振頻率fo之脈衝信號之情形。於自基準溫度T變化為溫度T+△T時,有作為整體之增益大幅地降低之情形(增益G1之情形)、及不怎麼降低之情形(增益G2之情形),故產生偏差。相對於此,如圖12(b)所示,於使用本實施例中所生成之調變脈衝信號C之情形時,成為變為溫度T+△T時之增益G3,增益之變化量相對於溫度之變化量△T之關係大致相同。因此,可根據溫度之變化量修正增益,且可管理壓電馬達1之驅動量從而精度良好地定位對象物。
D.變化例:
於上述本實施例中,設為於週期Tp之脈衝信號中藉由對週期To之正弦波進行PWM調變而生成調變脈衝信號C者進行了說明。然而,脈衝信號中進行PWM調變之調變成分並不限定於正弦波。即,只要係週期為To且高頻諧波成分小於電壓以週期To切換之脈衝信號之波形,則可為任何波形。作為此種波形之例,可列舉以週期To重複自最小值單調遞增至最大值且自最大值單調遞減至最小值之變化之波形(例如,圖13(a)中所例示之三角波D或圖13(b)中所例示之鋸波E等)。又,如圖13(c)所例示般,亦可設為如自最小值到達至最大值之後將最大值保持一定時間,其後朝向最小值單調遞減,並將最小值保持一定時間之波形。
E.應用例:
由上述本實施例之驅動電壓生成電路110驅動之壓電馬達1可較佳地組入至如下之裝置。
圖14係例示組入有本實施例之壓電馬達1之機器手臂600之說明圖。圖示之機器手臂600係自基台602立設有複數根指部603,且經由手腕604而連接於臂610。此處,指部603之根部之部分可於基台602內移動,於將驅動凸部114壓抵於該指部603之根部之部分之狀態下搭載有壓電馬達1。因此,可藉由使壓電馬達1進行動作而使指部603移動從而握持對象物。又,於手腕604之部分,在將驅動凸部114壓抵於手腕604之端面之狀態下亦搭載有壓電馬達1。因此,可藉由使壓電馬達1進行動作而使基台602整體旋轉。
圖15係例示具備機器手臂600(手部)之單臂機器人650之說明圖。如圖示般,機器人650具有臂610(腕部),該臂610(腕部)包括複數根連桿部612(連桿構件)、及以可彎曲之狀態連接該等連桿部612之間之關節部620。又,機器手臂600連接於臂610之前端。而且,於關節部620內置有壓電馬達1。因此,藉由使壓電馬達1進行動作,可使各個關節 部620以任意之角度彎曲。
圖16係例示具備機器手臂600之多臂機器人660之說明圖。如圖示般,機器人660具有複數根(於圖示之例中為2根)臂610,該等臂610包括複數根連桿部612、及以可彎曲之狀態連接該等連桿部612之間之關節部620。於臂610之前端連接有機器手臂600、或工具601(手部)。又,於頭部662搭載有複數台相機663,於本體部664之內部搭載有控制整體之動作之控制部666。進而,可藉由設置於本體部664之底面之腳輪668而搬送。該機器人660中,亦於關節部620內置有壓電馬達1。因此,可藉由使壓電馬達1進行動作而使各個關節部620以任意之角度彎曲。
圖17係例示組入圖18所示之本實施例之壓電馬達1x、1y、1θ而構成之電子零件檢查裝置700之立體圖。圖示之電子零件檢查裝置700大致包括基台710、及立設於基台710之側面之支撐台730。於基台710之上表面設置有載置並搬送檢查對象之電子零件3之上游側載置台712u、及載置並搬送已檢查完畢之電子零件3之下游側載置台712d。又,於上游側載置台712u與下游側載置台712d之間設置有用以確認電子零件3之姿勢之攝像裝置714、及安放電子零件3以檢查電氣特性之檢查台716(檢查部)。再者,作為電子零件3之代表性者,可列舉「半導體」或「半導體晶圓」、「CLD(Crystal LED Display,自發光顯示器)或OLED(Organic light-Emitting Diode,有機發光二極體)等顯示器件」、「水晶器件」、「各種感測器」、「噴墨頭」、「各種MEMS(Micro Electro Mechanical Systems,微機電系統)器件」等。
又,於支撐台730設置有可於與基台710之上游側載置台712u及下游側載置台712d平行之方向(Y方向)上移動之Y載置台732,自Y載置台732沿朝向基台710之方向(X方向)延伸設置有腕部734。又,於腕部734之側面設置有可於X方向上移動之X載置台736。而且,於X載置 台736設置有攝像相機738、及內置有可於上下方向(Z方向)上移動之Z載置台之握持裝置750。又,於握持裝置750之前端設置有握持電子零件3之握持部752。進而,於基台710之前面側亦設置有控制電子零件檢查裝置700整體之動作之控制裝置718。再者,於本實施例中,設置於支撐台730之Y載置台732、腕部734、X載置台736、或握持裝置750對應於本發明之「電子零件搬送裝置」。
具有如上之構成之電子零件檢查裝置700係以如下方式進行電子零件3之檢查。首先,將檢查對象之電子零件3載置於上游側載置台712u並移動至檢查台716之附近。其次,移動Y載置台732及X載置台736,使握持裝置750移動至載置於上游側載置台712u之電子零件3之正上方之位置。此時,可使用攝像相機738確認電子零件3之位置。然後,若使用內置於握持裝置750內之Z載置台使握持裝置750下降,並利用握持部752握持電子零件3,則直接使握持裝置750移動至攝像裝置714上,使用攝像裝置714確認電子零件3之姿勢。繼而,使用內置於握持裝置750之微調整機構調整電子零件3之姿勢。然後,使握持裝置750移動至檢查台716上之後,移動內置於握持裝置750之Z載置台將電子零件3安放於檢查台716上。由於使用握持裝置750內之微調整機構對電子零件3之姿勢進行了調整,故而可將電子零件3安放於檢查台716之正確之位置上。然後,使用檢查台716結束電子零件3之電氣特性之檢查之後,再於此次自檢查台716拿起電子零件3之後,移動Y載置台732及X載置台736使握持裝置750移動至下游側載置台712d上,並將電子零件3置於下游側載置台712d。其後,移動下游側載置台712d將檢查結束後之電子零件3搬送至特定位置。
圖18係關於內置於握持裝置750之微調整機構之說明圖。如圖示般於握持裝置750內設置有連接於握持部752之旋轉軸754、及可旋轉地安裝有旋轉軸754之微調整平板756等。又,微調整平板756可一面 由未圖示之導引機構導引一面於X方向及Y方向上移動。
此處,如於圖18中標註斜線所示般,朝向旋轉軸754之端面搭載有旋轉方向用之壓電馬達1θ,壓電馬達1θ之驅動凸部(省略圖示)被壓抵於旋轉軸754之端面。因此,藉由使壓電馬達1θ進行動作,可使旋轉軸754(及握持部752)繞θ方向精度良好地旋轉任意之角度。又,朝向微調整平板756設置有X方向用之壓電馬達1x、及Y方向用之壓電馬達1y,各自之驅動凸部(省略圖示)被壓抵於微調整平板756之表面。因此,藉由使壓電馬達1x進行動作,可使微調整平板756(及握持部752)於X方向上精度良好地移動任意之距離,同樣地,藉由使壓電馬達1y進行動作,可使微調整平板756(及握持部752)於Y方向上精度良好地移動任意之距離。因此,圖17之電子零件檢查裝置700藉由使壓電馬達1θ、壓電馬達1x、壓電馬達1y進行動作,而可對由握持部752握持之電子零件3之姿勢進行微調整。
圖19係例示組入本實施例之壓電馬達1而構成之送液泵800之說明圖。於圖19(a)中表示有俯視送液泵800之俯視圖,於圖19(b)中表示有側視送液泵800之剖面圖。如圖示般,送液泵800於矩形形狀之殼體802內可旋轉地設置有圓板形狀之轉子804(移動部),於殼體802與轉子804之間夾持有供藥液等液體於內部流通之管806(液體管)。又,管806之一部分由設置於轉子804之球808(堵塞部)擠扁而成為堵塞之狀態。因此,若轉子804旋轉,則球808擠扁管體806之位置移動,故而輸送管體806之液體。而且,若將本實施例之壓電馬達1之驅動凸部114以壓抵於轉子804之側面之狀態設置,則可驅動轉子804。據此,可精度良好地輸送極少量之液體,並且可實現小型之送液泵800。
圖20係例示組入有本實施例之壓電馬達1c、1m、1s之印刷裝置850之立體圖。圖示之印刷裝置850係於印刷媒體2之表面噴射墨水來印刷圖像之所謂噴墨印表機。印刷裝置850呈大致箱形之外觀形狀,且於前面之 大致中央設置有接紙盤851、排出口852、或複數個操作按鈕855。又,於背面側設置有安放捲繞成滾筒狀之印刷媒體2(滾筒紙854)之用紙固持器853。若於用紙固持器853上安放滾筒紙854並對操作按鈕855進行操作,則安放於用紙固持器853之滾筒紙854被吸入,從而於印刷裝置850之內部在印刷媒體2之表面印刷圖像。又,滾筒紙854係於由搭載於印刷裝置850之內部之下述切斷機構880切斷之後自排出口852排出。
於印刷裝置850之內部設置有於印刷媒體2上沿主掃描方向往返移動之列印頭870、及導引列印頭870向主掃描方向之移動之導軌860。又,圖示之列印頭870包括於印刷媒體2上噴射墨水之列印部872、及用以沿主掃描方向掃描列印頭870之掃描部874等。於列印部872之底面側(朝向印刷媒體2之側)設置有複數個噴射嘴,可自噴射嘴朝向印刷媒體2噴射墨水。又,於掃描部874搭載有壓電馬達1m、1s。壓電馬達1m之凸部(省略圖示)被壓抵於導軌860。因此,藉由使壓電馬達1m進行動作,可使列印頭870沿主掃描方向移動。又,壓電馬達1s之驅動凸部114係相對於列印部872被壓抵。因此,藉由使壓電馬達1s進行動作,可使列印部872之底面側接近於印刷媒體2或遠離印刷媒體2。又,於印刷裝置850亦搭載有用以切斷滾筒紙854之切斷機構880。切斷機構880包括於前端搭載有用紙裁刀886之裁刀固持器884、及貫通裁刀固持器884而於主掃描方向上延伸設置之導軸882。於裁刀固持器884內搭載有壓電馬達1c,壓電馬達1c之未圖示之凸部壓抵於導軸882。因此,若使壓電馬達1c進行動作,則裁刀固持器884沿著導引軸882於主掃描方向上移動,從而用紙裁刀886切斷滾筒紙854。又,為了進行印刷媒體2之送紙,亦可使用壓電馬達1。
圖21係例示組入有本實施例之壓電馬達1之電子鐘900之內部構造之說明圖。於圖21中表示有自電子鐘900之與時刻顯示側為相反側 (背蓋側)進行觀察之俯視圖。於圖21所例示之電子鐘900之內部包括圓板形狀之旋轉圓板902、將旋轉圓板902之旋轉傳遞給顯示時刻之指針(省略圖示)之齒輪列904、用以驅動旋轉圓板902之壓電馬達1、電力供給部906、水晶晶片908、及IC(integrated circuit,積體電路)910。又,電力供給部906、或水晶晶片908、IC910係搭載於未圖示之電路基板。齒輪列904係包含複數個齒輪或未圖示之棘輪(ratchet)而構成。再者,為了避免圖示變得繁雜,於圖21中,以較細之單點鏈線表示連結齒輪之齒頂之線,以較粗之實線表示連結齒輪齒根之線。因此,由較粗之實線及較細之單點鏈線所構成之雙重圓形表示齒輪。又,對於表示齒頂之較細之單點鏈線並未表示全周,而僅表示與其他齒輪嚙合之部分之周邊。
於旋轉圓板902同軸地設置有較小之齒輪902g,該齒輪902g與齒輪列904嚙合。因此,旋轉圓板902之旋轉一面以特定之比率減速一面於齒輪列904中傳遞。然後,該齒輪之旋轉被傳遞給表示時刻之指針而顯示時刻。而且,若將本實施例之壓電馬達1之驅動凸部114以壓抵於旋轉圓板902之側面之狀態設置,則可使旋轉圓板902旋轉。
圖22係例示組入有本實施例之壓電馬達1之投影裝置950之說明圖。如圖示般,投影裝置950具備包含光學透鏡之投影部952,藉由投影來自內置之光源(省略圖示)之光而顯示圖像。而且,亦可使用本實施例之壓電馬達1來驅動用以對準包含於投影部952之光學透鏡之焦點之調整機構954(調整部)。壓電馬達1之定位之解析度較高,因此可進行微妙之焦點對準。又,於不投影來自光源之光期間,利用透鏡蓋956覆蓋投影部952之光學透鏡,藉此可防止對光學透鏡造成損傷。為了避免用以開閉該透鏡蓋956之亦可使用本實施例之壓電馬達1。
以上,對由本發明之驅動電壓生成電路驅動之壓電馬達、及搭載有壓電馬達之各種裝置進行了說明,但本發明並不限定於上述實施 例或變化例、應用例,於不脫離其主旨之範圍內能以各種態樣實施。

Claims (10)

  1. 一種機器手臂,其係包含複數個指部且握持對象物者,其特徵在於包括:基體,其立設有可移動之上述指部;及驅動裝置,其使上述指部相對於上述基體移動;且上述驅動裝置包括:振動體,其係包含壓電材料而形成,且具有壓抵於上述對象物之凸部;電壓波形輸出部,其輸出以一定週期重複第1電壓與高於上述第1電壓之第2電壓的電壓波形;及LC電路部,其介於上述電壓波形輸出部與上述振動體之間,且包含線圈及電容器;且上述電壓波形係以較上述振動體之共振週期更短之週期重複上述第1電壓與上述第2電壓、且上述振動體之共振頻率之調變成分經脈寬調變之電壓波形。
  2. 如請求項1之機器手臂,其中上述電壓波形輸出部接收較上述電壓波形小之電壓振幅之脈衝信號,並輸出藉由將上述脈衝信號於上述第1電壓與上述第2電壓之間放大電壓而生成之上述電壓波形。
  3. 如請求項1之機器手臂,其中上述調變成分係上述振動體之上述共振頻率之正弦波。
  4. 如請求項1之機器手臂,其中上述電壓波形係以上述共振週期之七分之一以下之週期重複上述第1電壓與上述第2電壓之波形。
  5. 一種機器人,其包括: 腕部,其設置有可旋動之關節部;手部,其設置於上述腕部;及本體部,其設置有上述腕部;該機器人之特徵在於:包含設置於上述關節部並彎曲或旋轉驅動上述關節部之驅動裝置;上述驅動裝置包括:振動體,其係包含壓電材料而形成,且具有壓抵於對象物之凸部;電壓波形輸出部,其輸出以一定週期重複第1電壓與高於上述第1電壓之第2電壓的電壓波形;及LC電路部,其介於上述電壓波形輸出部與上述振動體之間,且包含線圈及電容器;且上述電壓波形係以較上述振動體之共振週期更短之週期重複上述第1電壓與上述第2電壓、且上述振動體之共振頻率之調變成分經脈寬調變之電壓波形。
  6. 如請求項5之機器人,其中上述電壓波形輸出部接收較上述電壓波形小之電壓振幅之脈衝信號,並輸出藉由將上述脈衝信號於上述第1電壓與上述第2電壓之間放大電壓而生成之上述電壓波形。
  7. 一種電子零件搬送裝置,其包括:握持部,其握持電子零件;及驅動裝置,其驅動握持有上述電子零件之上述握持部;該電子零件搬送裝置之特徵在於:上述驅動裝置包括:振動體,其係包含壓電材料而形成,且具有壓抵於上述握持部之凸部; 電壓波形輸出部,其輸出以一定週期重複第1電壓與高於上述第1電壓之第2電壓的電壓波形;及LC電路部,其介於上述電壓波形輸出部與上述振動體之間,且包含線圈及電容器;且上述電壓波形係以較上述振動體之共振週期更短之週期重複上述第1電壓與上述第2電壓、且上述振動體之共振頻率之調變成分經脈寬調變之電壓波形。
  8. 一種電子零件檢查裝置,其包括:握持部,其握持電子零件;驅動裝置,其驅動握持有上述電子零件之上述握持部;及檢查部,其檢查上述電子零件;該電子零件檢查裝置之特徵在於:上述驅動裝置包括:振動體,其係包含壓電材料而形成,且具有壓抵於上述握持部之凸部;電壓波形輸出部,其輸出以一定週期重複第1電壓與高於上述第1電壓之第2電壓的電壓波形;及LC電路部,其介於上述電壓波形輸出部與上述振動體之間,且包含線圈及電容器;且上述電壓波形係以較上述振動體之共振週期更短之週期重複上述第1電壓與上述第2電壓、且上述振動體之共振頻率之調變成分經脈寬調變之電壓波形。
  9. 一種驅動裝置,其包括:振動體,其係包含壓電材料而形成,且具有壓抵於對象物之凸部;電壓波形輸出部,其輸出以一定週期重複第1電壓與高於上述 第1電壓之第2電壓的電壓波形;及LC電路部,其介於上述電壓波形輸出部與上述振動體之間,且包含線圈及電容器;該驅動裝置之特徵在於:上述電壓波形係以較上述振動體之共振週期更短之週期重複上述第1電壓與上述第2電壓、且上述振動體之共振頻率之調變成分經脈寬調變之電壓波形。
  10. 一種驅動電路,其係具備包含壓電材料而形成之振動體之壓電馬達之驅動電路,其特徵在於包括:電壓波形輸出部,其輸出以一定週期重複第1電壓與高於上述第1電壓之第2電壓的電壓波形;及LC電路部,其介於上述電壓波形輸出部與上述振動體之間,且包含線圈及電容器;且上述電壓波形係以較上述振動體之共振週期更短之週期重複上述第1電壓與上述第2電壓、且上述振動體之共振頻率之調變成分經脈寬調變之電壓波形。
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