JPH0481906A - Structure attitude controller - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、各種産業機械において超精密位置制御を可能
にした構造物姿勢制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a structure attitude control device that enables ultra-precise position control in various industrial machines.
(従来の技術)
従来の各種工作機械や測定装置等においては、加工精度
または測定精度を向上するための一つの方法として、機
械や装置の構成部材の剛性を増す努力がなされてきた。(Prior Art) In various conventional machine tools, measuring devices, etc., efforts have been made to increase the rigidity of constituent members of the machines and devices as one method for improving processing accuracy or measuring accuracy.
その結果、剛性が増した分、構成部材に加えられた荷重
に対する歪みの発生が減少し、構、成部材の弾性変形、
たわみ等を原因とする精度の低下をある程度防止するこ
とができる。As a result, due to the increased rigidity, the occurrence of distortion due to the load applied to the component is reduced, and the elastic deformation of the component is reduced.
Deterioration in accuracy due to deflection or the like can be prevented to some extent.
さらに精度を増して超精密な加工や測定を実現しようと
すると、機械、装置の部材間に発生する温度差により部
材に熱変位を生じ、機械、装置自体の構成各部間に寸法
変化が住して、精度向上をはばんでいる。特に工作機械
においては、動カ源のモータおよび駆動系や加工部から
の発熱が、加工開始とともに各部に伝導されていき、構
成部材間の寸法に経時変化を生じて、加工精度に悪影響
をおよぼすという問題があった。そのため、これらの温
度分布の偏りによる構成部材の変位を解消するための熱
変位制御の提案がなされている(精密工学会JSPE−
55−09’ 89−O9−1706) 。If we try to further increase accuracy and achieve ultra-precise processing and measurement, the temperature difference that occurs between the parts of machines and equipment causes thermal displacement of the parts, and dimensional changes occur between the constituent parts of the machines and equipment themselves. This is hindering the improvement of accuracy. Particularly in machine tools, the heat generated from the motor, drive system, and machining parts is conducted to each part as soon as machining begins, causing changes in dimensions between component parts over time, which adversely affects machining accuracy. There was a problem. Therefore, proposals have been made for thermal displacement control to eliminate the displacement of component parts due to these uneven temperature distributions (Society for Precision Engineering JSPE-
55-09' 89-O9-1706).
(発明が解決しようとするi題)
しかしながら、提案された前記の熱変位制御は、マシニ
ングセンタのコラム全体の反りをコラムの上面の移動量
としてレーザ光線により検出し、コラム背面に設置した
カウンタヒータをオン、オフ制御し、コラムの真直度の
変化を補正するものであるため、常時±2μ−/−の精
度で真直度を維持することができるものの、コラムの高
さ方向の変位については何ら補正することができない、
さらには、発熱源であるモータが設置されているヘッド
部の熱膨張については何ら補正することができず、熱変
位による加工精度の低下を完全に補償することが不可能
である。(Problem to be solved by the invention) However, the proposed thermal displacement control uses a laser beam to detect the warpage of the entire column of the machining center as the amount of movement of the top surface of the column, and uses a counter heater installed at the back of the column to detect the warpage of the entire column of the machining center. Since it is controlled on and off and compensates for changes in the straightness of the column, it can always maintain straightness with an accuracy of ±2μ-/-, but it does not compensate for displacement in the height direction of the column. Can not do it,
Furthermore, it is impossible to compensate for the thermal expansion of the head portion in which the motor, which is the heat source, is installed, and it is impossible to completely compensate for the decrease in processing accuracy due to thermal displacement.
本発明は上記の問題点等を解決するためになされたもの
で、その目的とするところは、工作機械をはじめとして
測定装置その他の各種産業機械における超精密な位置制
御を可能にした構造物姿勢制御装置を提供することにあ
る。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to enable ultra-precise position control of machine tools, measuring devices, and other various industrial machines. The purpose is to provide a control device.
(課題を解決するための手段)
上記目的を達成するために、第1の発明は、剛性の大な
る構造物に設置され、構造物を弾性変形または熱変形範
囲内で変形させるアクチュエータと、このアクチュエー
タにより変形される構造物の変形エリアについて、その
変位を検出する変位センサと、この変位センサが検出し
た変位量にもとづき、前記構造物を所望の長さに保持す
るためにアクチュエータの駆動信号を発生する制御部と
を備えたことを特徴とする。(Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, the first invention provides an actuator that is installed in a highly rigid structure and deforms the structure within an elastic deformation or thermal deformation range; A displacement sensor detects the displacement of the deformed area of the structure deformed by the actuator, and based on the amount of displacement detected by this displacement sensor, a drive signal for the actuator is sent to maintain the structure at a desired length. The invention is characterized by comprising a control section that generates the power.
第2の発明は、軸方向に引張りまたは圧縮荷重が加わる
棒状の構造物に、構造物と同軸上に設置され、構造物を
弾性変形または熱変形範囲内で軸方向に変形させるアク
チュエータと、構造物の軸方向変位を検出する変位セン
サと、この変位センサが検出した変位量にもとづき、前
記棒状の構造物を所望の長さに保持するためにアクチュ
エータの駆動信号を発生する制御部とを備えたことを特
徴とする。A second invention provides an actuator that is installed coaxially with a rod-shaped structure to which a tensile or compressive load is applied in the axial direction and deforms the structure in the axial direction within an elastic deformation or thermal deformation range; A displacement sensor that detects the displacement of an object in the axial direction, and a control section that generates a drive signal for an actuator to hold the rod-shaped structure at a desired length based on the amount of displacement detected by the displacement sensor. It is characterized by:
第3の発明は、第2の発明におけるアクチュエータを、
棒状の構造物自体を外部または内部より加熱・冷却する
ことにより軸方向の変位を生じるように構成したことを
特徴とする。A third invention provides the actuator in the second invention,
The rod-shaped structure itself is characterized by being configured to be displaced in the axial direction by heating and cooling it from the outside or inside.
第4の発明は、中空筒状構造物の相対する側壁部に、側
壁とパラレルに設置し、それぞれ構造物の側壁を弾性変
形または熱変形範囲内で軸方向に変形させる1対のアク
チュエータと、アクチュエータが設置された側壁部に設
置され、構造物の軸方向変位をそれぞれ検出する変位セ
ンサと、これら変位センサが検出した変位量にもとづき
、前記構造物を所望の長さまたは所望の姿勢に保持する
ためにアクチュエータごとの駆動信号を発生する制御部
とを備えたことを特徴とする。A fourth invention includes a pair of actuators installed on opposing side walls of a hollow cylindrical structure in parallel with the side walls, each of which deforms the side wall of the structure in the axial direction within an elastic deformation or thermal deformation range; A displacement sensor is installed on the side wall where the actuator is installed and detects the axial displacement of the structure, and the structure is held at a desired length or a desired posture based on the amount of displacement detected by these displacement sensors. The present invention is characterized in that it includes a control section that generates a drive signal for each actuator in order to do so.
第5の発明は、第4の発明を、アクチュエータ取付は側
壁部を互いに一致させて上下2段に重ねたことを特徴と
する。A fifth aspect of the present invention is characterized in that the actuator is mounted in two layers, one above the other, with the side wall portions aligned with each other.
第6の発明は、4面を有する中空筒状構造物の側壁部に
、側壁とパラレルに設置し、それぞれ構造物の側壁を弾
性変形または熱変形範囲内で軸方向に変形させる4個の
アクチュエータと、アクチュエータが設置された側壁部
に設置され、構造物の軸方向変位をそれぞれ検出する変
位センサと、これらの変位センサが検出した変位量にも
とづき、前記構造物を所望の長さまたは所望の姿勢に保
持するためにアクチュエータごとの駆動信号を発生する
制御部とを備えたことを特徴とする。The sixth invention provides four actuators that are installed on the side wall of a hollow cylindrical structure having four sides in parallel with the side wall, and each actuator deforms the side wall of the structure in the axial direction within an elastic deformation or thermal deformation range. and a displacement sensor that is installed on the side wall where the actuator is installed and detects the axial displacement of the structure, and based on the amount of displacement detected by these displacement sensors, the structure is moved to a desired length or a desired length. The present invention is characterized by comprising a control section that generates a drive signal for each actuator to maintain the posture.
第7の発明は、第6の発明を、アクチュエータ取付は側
壁部を互いに一致させて上下2段に重ねる構成にしたこ
とを特徴とする。A seventh aspect of the present invention is characterized in that the actuator is mounted in two stacked layers, with the side wall portions aligned with each other.
第8の発明は、周方向に3または5以上に等区分可能な
中空筒状構造物または円筒構造物の側壁部に、側壁とパ
ラレルに設置され、それぞれ構造物の側壁を弾性変形ま
たは熱変形範囲内で軸方向に変形させる複数のアクチュ
エータと、アクチュエータが設置された側壁部に設置さ
れ、構造物の軸方向変位をそれぞれ検出する変位センサ
と、これらの変位センサが検出した変位量にもとづき前
記構造物を所望の長さまたは所望の姿勢に保持するため
にアクチュエータごとの駆動信号を発生する制御部とを
備えたことを特徴とする。The eighth invention is installed in parallel to the side wall of a hollow cylindrical structure or cylindrical structure that can be equally divided into 3 or 5 or more in the circumferential direction, and elastically deforms or thermally deforms the side wall of the structure, respectively. A plurality of actuators that deform the structure in the axial direction within a range, displacement sensors that are installed on the side wall where the actuators are installed and detect the axial displacement of the structure, and the The present invention is characterized by comprising a control section that generates a drive signal for each actuator in order to hold the structure at a desired length or a desired posture.
第9の発明は、第8の発明を上下2段に重ねる構成にし
たことを特徴とする。A ninth invention is characterized in that the eighth invention is stacked in two layers, upper and lower.
第10の発明は、直方体その他の多面体により構成され
た中空多面体構造物の構成壁面の全壁面または一部の壁
面にパラレルに設置され、その構造物壁面を弾性変形ま
たは熱変形範囲内で壁面と平行な1方向または2方向に
変形させる複数のアクチュエータと、アクチュエータが
設置された壁面部に設置され壁面のアクチュエータ動作
方向変位をそれぞれ検出する変位センサと、これらの変
位センサが検出した変位量にもとづき、前記構造物を所
望の長さまたは所望の姿勢に保持するためにアクチュエ
ータごとの駆動信号を発生する制御部とを備えたことを
特徴とする。The tenth invention is a hollow polyhedral structure made of rectangular parallelepipeds or other polyhedrons, which is installed in parallel on all or a part of the wall surface of a hollow polyhedral structure, and which causes the wall surface of the structure to become a wall surface within the range of elastic deformation or thermal deformation. Multiple actuators that deform in one or two parallel directions, displacement sensors that are installed on the wall where the actuators are installed and detect the displacement of the wall in the actuator operation direction, and based on the amount of displacement detected by these displacement sensors. , and a control unit that generates a drive signal for each actuator in order to hold the structure at a desired length or a desired posture.
第11の発明は、第1の発明または第2の発明または第
4の発明または第5の発明または第6の発明または第7
の発明または第8の発明または第9の発明または第10
の発明におけるアクチュエータを、油圧シリンダにより
構成したことを特徴とする。The eleventh invention is the first invention, the second invention, the fourth invention, the fifth invention, the sixth invention, or the seventh invention.
invention or eighth invention or ninth invention or tenth invention
The invention is characterized in that the actuator is constituted by a hydraulic cylinder.
第12の発明は、第4の発明または第5の発明または第
6の発明または第7の発明または第8の発明または第9
の発明において、中空筒状構造物の側壁とパラレルに設
置されるアクチュエータを、側壁自体を加熱または冷却
することにより伸縮変形させる加熱源および冷熱源によ
り構成したことを特徴とする。The twelfth invention is the fourth invention, the fifth invention, the sixth invention, the seventh invention, the eighth invention, or the ninth invention.
The invention is characterized in that the actuator installed in parallel with the side wall of the hollow cylindrical structure is configured with a heating source and a cold source that expand and contract by heating or cooling the side wall itself.
第13の発明は、第10の発明において、中空多面体構
造物の構成壁面とパラレルに設置されるアクチュエータ
を、壁面自体を加熱または冷却することにより伸縮変形
させる加熱源および冷熱源により構成したことを特徴と
する。A 13th invention is that in the 10th invention, the actuator installed in parallel with the wall surface constituting the hollow polyhedral structure is configured with a heating source and a cold source that expand and contract by heating or cooling the wall surface itself. Features.
(作 用)
第1の発明においては、剛性の大なる構造物に、構造物
を弾性変形または熱変形範囲内で変形させるアクチュエ
ータを設置するとともに、構造物の変位を検出する変位
センサを設けたことにより、変位センサが検出した変位
量にもとづきアクチュエータの伸縮が制御されて構造物
が所望の長さに保持される。(Function) In the first invention, an actuator that deforms the structure within an elastic deformation or thermal deformation range is installed in a highly rigid structure, and a displacement sensor that detects the displacement of the structure is installed. Thereby, the expansion and contraction of the actuator is controlled based on the amount of displacement detected by the displacement sensor, and the structure is maintained at a desired length.
第2の発明においては、軸方向に引張りまたは圧縮荷重
が加わる棒状の構造物に、構造物を軸方向に弾性変形ま
たは熱変形範囲内で変形させるアクチュエータを構造物
と同軸上に設置するとともに、構造物の軸方向変位を検
出する変位センサを設けたことにより、変位センサが検
出した変位量にもとづきアクチュエータの伸縮が制御さ
れて棒状の構造物が所望の長さに保持される。In the second invention, an actuator that deforms the structure in the axial direction within an elastic deformation or thermal deformation range is installed coaxially with the rod-shaped structure to which a tensile or compressive load is applied in the axial direction, and By providing a displacement sensor that detects the axial displacement of the structure, expansion and contraction of the actuator is controlled based on the amount of displacement detected by the displacement sensor, so that the rod-shaped structure is maintained at a desired length.
第3の発明においては、棒状の構造物自体を外部または
内部より加熱・冷却することにより、軸方向の変位が構
造物自体の温度に応じて変更・調節される。In the third invention, by heating and cooling the rod-shaped structure itself from the outside or inside, the displacement in the axial direction is changed and adjusted according to the temperature of the structure itself.
第4の発明においては、中空筒状構造物の相対する側壁
に、構造物の側壁を弾性変形または熱変形範囲内で軸方
向に変形させる1対のアクチュエータを側壁とパラレル
にそれぞれ設置するとともに、構造物の軸方向変位をそ
れぞれ検出する変位センサをアクチュエータを設置した
側壁部に設けたことにより、これら変位センサが検出し
た変位量にもとづき、アクチュエータの伸縮が制御され
て中空筒状構造物が所望の長さまたは所望の姿勢に保持
される。また、1対のアクチュエータの伸縮の組合せに
より、軸方向の伸縮と、1平面内の首振りとの2自由度
が得られる。In the fourth invention, a pair of actuators that deform the side wall of the structure in the axial direction within an elastic deformation or thermal deformation range are respectively installed in parallel to the side wall of the hollow cylindrical structure, and By installing displacement sensors that detect the axial displacement of the structure on the side wall where the actuator is installed, the expansion and contraction of the actuator is controlled based on the amount of displacement detected by these displacement sensors, allowing the desired hollow cylindrical structure to be formed. length or held in the desired position. Furthermore, the combination of expansion and contraction of the pair of actuators provides two degrees of freedom: expansion and contraction in the axial direction and swinging within one plane.
第5の発明においては、第4の発明の構造物姿勢制御装
置を2段に重ねたことにより、1段目構造物と2段目構
造物の首振りを方向反対にして組合せると軸と直角方向
の移動が可能となり、3自由度が得られる。また、2段
目構造物の首振角度を1段目構造物の首振角度の約3倍
でしかも反対方向にすると、2段目構造物の軸心が移動
することなく首振りが可能になる。In the fifth invention, the structure attitude control device of the fourth invention is stacked in two stages, so that when the first stage structure and the second stage structure are combined with the swing directions opposite to each other, the axis Movement in the right angle direction is possible and three degrees of freedom are obtained. Additionally, by setting the swing angle of the second stage structure to approximately three times the swing angle of the first stage structure and in the opposite direction, it is possible to swing the second stage structure without moving its axis. Become.
第6の発明においては、4面を育する中空筒状構造物の
側壁部に、構造物を軸方向に弾性変形または熱変形範囲
内で変形させる4個のアクチェエ−夕を側壁とパラレル
にそれぞれ設置するとともに、構造物の軸方向変位をそ
れぞれ検出する変位センサをアクチュエータが設置され
た側壁部に設けたことにより、これら変位センサが検出
した変位量にもとづき各アクチュエータの伸縮が制御さ
れて中空筒状構造物が所望の長さまたは所望の姿勢に保
持される。また、直交する2対のアクチュエータの伸縮
の組合せにより、軸方向の伸縮と、直交する2平面内の
首振りの3自由度が得られる。In the sixth invention, four actuators for deforming the structure in the axial direction within the range of elastic deformation or thermal deformation are provided on the side wall of the hollow cylindrical structure that grows four sides, respectively, in parallel with the side wall. At the same time, by installing displacement sensors that detect the axial displacement of the structure on the side wall where the actuators are installed, the expansion and contraction of each actuator is controlled based on the amount of displacement detected by these displacement sensors. The shaped structure is held at a desired length or in a desired position. Further, by combining the expansion and contraction of two orthogonal pairs of actuators, three degrees of freedom are obtained: axial expansion and contraction and swinging in two orthogonal planes.
第7の発明においては、第6の発明の構造物姿勢制御装
置を2段に重ねたことにより、第5の発明と同様に1段
目構造物と2段目構造物の首振りを反対方向にして組合
せると、半径方向の移動が直交する2方向可能になり、
5自由度が得られる。In the seventh invention, by stacking the structure attitude control device of the sixth invention in two stages, the swings of the first stage structure and the second stage structure can be made in opposite directions as in the fifth invention. When combined, radial movement is possible in two orthogonal directions,
Five degrees of freedom are obtained.
また、同様に2段目構造物の首振角度を1段目構造物の
首振角度の約3倍でしかも反対方向にすると、2段目構
造物の軸心が移動することな(首振りが可能になる。Similarly, if the swing angle of the second stage structure is approximately three times the swing angle of the first stage structure and in the opposite direction, the axis of the second stage structure will not move (swing angle). becomes possible.
第8の発明においては、周方向に3または5以上に等区
分可能な中空筒状構造物または円筒構造物の側壁部に、
構造物を軸方向に弾性変形または熱変形範囲内で変形さ
せる3または5個以上のアクチュエータを側壁とパラレ
ルにそれぞれ設置するとともに、構造物の軸方向変位を
それぞれ検出する変位センサをアクチュエータを設置し
た側壁部に設けたことにより、これら変位センサが検出
した変位量にもとづき各アクチュエータの伸縮が制御さ
れて中空筒状構造物が所望の長さまたは所望の姿勢に保
持される。また、直交する2対のアクチュエータの伸縮
の組合せにより、軸方向の伸縮と、複数平面内の首振り
が可能となる。In the eighth invention, on the side wall of the hollow cylindrical structure or cylindrical structure that can be equally divided into 3 or 5 or more in the circumferential direction,
Three or five or more actuators that deform the structure in the axial direction within the range of elastic deformation or thermal deformation are each installed in parallel with the side wall, and displacement sensors that detect the axial displacement of the structure are installed on the actuators. By providing the actuators on the side wall, the expansion and contraction of each actuator is controlled based on the amount of displacement detected by these displacement sensors, and the hollow cylindrical structure is held at a desired length or a desired posture. Further, by combining the expansion and contraction of two orthogonal pairs of actuators, expansion and contraction in the axial direction and swinging in multiple planes are possible.
第9の発明においては、第8の発明の構造物姿勢制御装
置を2段に重ねたことにより、第5の発明と同様に1段
目構造物と2段目構造物の首振りを反対方向にして組合
せると、半径方向の移動が複数方向に可能になる。また
、同様に2段目構造物の首振角度を1段目構造物の首振
角度の約3倍でしかも反対方向にすると、2段目構造物
の軸心が移動することなく首振りが可能になる。In the ninth invention, by stacking the structure attitude control device of the eighth invention in two stages, the swings of the first-stage structure and the second-stage structure can be made in opposite directions as in the fifth invention. When combined, radial movement is possible in multiple directions. Similarly, if the swing angle of the second stage structure is approximately three times the swing angle of the first stage structure and in the opposite direction, the swing angle of the second stage structure will not move. It becomes possible.
第10の発明においては、直方体その他の多面体により
構成された中空多面体構造物の構成壁面に、壁面を弾性
変形または熱変形範囲内で壁面と平行な方向に変形させ
る複数のアクチュエータを壁面とパラレルにそれぞれ設
置するとともに、アクチュエータを設置した壁面にその
変位を検出する変位センサを設けたことにより、これら
変位センサが検出した変位量にもとづき各アクチュエー
タの伸縮が制御されて直方体その他の多面体が所望の長
さまたは所望の姿勢に保持される。また、壁面に設置さ
れるアクチュエータの伸縮の組合せにより、多数の自由
度が得られる。In the tenth invention, a plurality of actuators for deforming the wall surface in a direction parallel to the wall surface within an elastic deformation or thermal deformation range are arranged in parallel with the wall surface of the hollow polyhedral structure composed of rectangular parallelepipeds and other polyhedrons. In addition to installing each actuator, a displacement sensor that detects the displacement is provided on the wall surface where the actuator is installed, so that the expansion and contraction of each actuator is controlled based on the amount of displacement detected by these displacement sensors, and the rectangular parallelepiped or other polyhedron is adjusted to the desired length. or held in a desired position. Furthermore, a large number of degrees of freedom can be obtained by combining the expansion and contraction of actuators installed on the wall surface.
第11の発明においては、第1の発明および第2の発明
および第4の発明から第10の発明に用いられるアクチ
ュエータを油圧シリンダにより構成したことにより、ア
クチュエータの伸縮の制御が容易となり、しかも応答性
にもすぐれる。In the eleventh invention, the actuator used in the first invention, the second invention, and the fourth to tenth inventions is configured with a hydraulic cylinder, so that the expansion and contraction of the actuator can be easily controlled, and the response She is also good at sex.
第12の発明においては、第4の発明がら第9の発明に
用いられる中空筒状構造物の側壁とパラレルに設置され
るアクチュエータを、側壁自体を加熱または冷却するこ
とにより伸縮変形させるようにしたため、アクチュエー
タを薄型に構成することが可能となる。In the twelfth invention, the actuator installed in parallel with the side wall of the hollow cylindrical structure used in the fourth invention to the ninth invention is expanded and contracted by heating or cooling the side wall itself. , it becomes possible to configure the actuator to be thin.
第13の発明においては、第10の発明に用いられる中
空多面体構造物の構成壁面とパラレルに設置されるアク
チュエータを、壁面自体を加熱または冷却することによ
り伸縮変形させるようにしたため、アクチュエータを薄
型に構成することが可能となる。In the 13th invention, the actuator installed in parallel with the constituent wall surface of the hollow polyhedral structure used in the 10th invention is expanded and contracted by heating or cooling the wall surface itself, so that the actuator can be made thinner. It becomes possible to configure.
(実施例) 以下、図に沿って本発明の詳細な説明する。(Example) The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第1図および第2図は、第2および第3の発明の実施例
を示し、第1図は外観斜視図、第2図は縦断面図である
。1 and 2 show embodiments of the second and third inventions, with FIG. 1 being an external perspective view and FIG. 2 being a longitudinal sectional view.
図において、上下の各端部にフランジla 1bを形
成した棒状の構造物lは、内部に冷却水循環用の冷却水
路2が形成され、フランジ1aの側面に形成された入口
2aがら冷却水が供給されると、構造物1本体内部の冷
却水路2を通過してフランジ1bの側面に形成された出
口2bから排出される。また、構造物1の外周には一様
にヒータ3が巻付けられ、構造物1を外周表面より加熱
することができる。In the figure, a rod-shaped structure 1 with flanges la and 1b formed at the upper and lower ends has a cooling water channel 2 for circulating cooling water formed inside, and cooling water is supplied through an inlet 2a formed on the side of the flange 1a. Then, it passes through the cooling water channel 2 inside the main body of the structure 1 and is discharged from the outlet 2b formed on the side surface of the flange 1b. Further, a heater 3 is uniformly wound around the outer circumference of the structure 1, so that the structure 1 can be heated from the outer circumferential surface.
フランジ1bの背面の対角線上に、変位センサとしての
レーザ測長器4,5の発光部4a、5aが設置され、そ
の受光部4b、5bが対応するフランジ1a背面の対角
線上に配設されている。これらレーザ測長器4,5が測
定したフランジ1a1bの面間寸法の平均値により、構
造物1の軸方向変位が検出される。The light emitting parts 4a and 5a of the laser length measuring devices 4 and 5 as displacement sensors are installed on the diagonal line on the back surface of the flange 1b, and the light receiving parts 4b and 5b are arranged on the diagonal line on the back surface of the corresponding flange 1a. There is. The axial displacement of the structure 1 is detected from the average value of the face-to-face dimensions of the flange 1a1b measured by the laser length measuring devices 4 and 5.
この構造物1は、フランジla、lbに形成されている
取付は孔1c、ldにより、支持対象部材に固定され、
変位センサとしてのレーザ測長器4.5が検出した構造
物1の変位に応じ、構造物1が縮小している場合はヒー
タ3により加熱して構造物1を加熱膨張させ、正規の寸
法に補正する。This structure 1 is fixed to a supported member through mounting holes 1c and ld formed in flanges la and lb,
According to the displacement of the structure 1 detected by the laser length measuring device 4.5 as a displacement sensor, if the structure 1 is shrinking, the structure 1 is heated by the heater 3 to expand and return to its normal size. to correct.
反対に、構造物1が膨張している場合は、冷却水路2に
、図示しないチラー等から冷却水を供給して構造物1を
冷却縮小させ、正規の寸法に補正する。これらの加熱、
冷却の制御は、図示しない制御部により、レーザ測長器
4.5の測定値にもとづいておこなわれる。ここで制御
される寸法は、構造物1の材質固有の熱膨張率と加熱ま
たは冷却の温度差に応じた値となるが、構造物1に圧縮
または引張り応力が加えられている場合は、その応力に
応じて発生している歪みに、熱変位の値が加算または減
算された値が制御寸法となる。いずれにしても構造物1
0弾性変形または熱変形の伸縮範囲内で調整されること
になる。この構造物1の伸縮変化は、単に正規の寸法か
らずれた場合の補正に限らず、積極的に活用して、フラ
ンジ1a1bに固定された支持対象部材の微小な位置調
整にも用いられる。On the other hand, if the structure 1 is expanding, cooling water is supplied to the cooling water channel 2 from a chiller or the like (not shown) to cool and shrink the structure 1, thereby correcting the size to the normal size. These heating
The cooling is controlled by a control section (not shown) based on the measured value of the laser length measuring device 4.5. The dimensions controlled here are values that correspond to the coefficient of thermal expansion specific to the material of the structure 1 and the temperature difference between heating or cooling. However, if compressive or tensile stress is applied to the structure 1, The value obtained by adding or subtracting the thermal displacement value to the strain generated in response to stress becomes the control dimension. In any case, structure 1
It will be adjusted within the expansion and contraction range of 0 elastic deformation or thermal deformation. This expansion/contraction change of the structure 1 is not limited to simply correcting deviations from normal dimensions, but is also actively used to make minute position adjustments of the supported member fixed to the flange 1a1b.
なお、実施例では構造物1内部を冷却し、外部表面を加
熱するものとしたが、内部を加熱し、外部を冷却にする
ことも、また内部の冷却水路2を循環させる水温だけの
調節により加熱、冷却することも可能であり、また同様
に外部のヒータ3をヒートパイプ等により構成して、外
部がら構造物1の温度を調節して伸縮量を調節すること
も可能である。なお、いずれの加熱、冷却の場合でも、
構造物1を半径方向の温度勾配を軸対称にして、構造物
1自体にそり、たわみが発生しないようにする。In addition, in the example, the inside of the structure 1 is cooled and the outside surface is heated, but it is also possible to heat the inside and cool the outside by adjusting only the temperature of the water circulating in the cooling water channel 2 inside. It is also possible to perform heating and cooling, and it is also possible to similarly configure the external heater 3 with a heat pipe or the like to adjust the temperature of the structure 1 from the outside and adjust the amount of expansion and contraction. In addition, in both heating and cooling cases,
The temperature gradient in the radial direction of the structure 1 is made axially symmetrical to prevent warpage or deflection from occurring in the structure 1 itself.
また、変位センサを中心軸上に設置することも可能であ
り、その場合は変位センサを1個にすることができる。Further, it is also possible to install the displacement sensor on the central axis, and in that case, the number of displacement sensors can be reduced to one.
さらには、冷却水路2を循環させる液体としては、冷却
水以外に他のオイル、ガス体等の熱媒体を用いることも
できる。Furthermore, as the liquid to be circulated through the cooling water channel 2, other than cooling water, a heat medium such as oil or gas may also be used.
またさらには、構造物1の伸縮させるための駆動源とし
て、構造物lの内部に油圧シリンダを内蔵することも可
能である。油圧シリンダを用いた場合は、油温を一定に
維持する必要があるが、伸縮量および加圧力の制御が容
易で、しかも応答性にすぐれる。Furthermore, it is also possible to incorporate a hydraulic cylinder inside the structure 1 as a drive source for expanding and contracting the structure 1. When using a hydraulic cylinder, it is necessary to maintain the oil temperature constant, but the amount of expansion and contraction and the pressing force can be easily controlled, and the responsiveness is excellent.
また、構造物1の変位を測定するセンサとしては、構造
物lの弾性変形または熱変形を検出できるものであれば
よく、具体的にはひずみゲージ、差動変圧器、ポテンシ
ョメータ等が用いられる。Further, the sensor for measuring the displacement of the structure 1 may be any sensor as long as it can detect elastic deformation or thermal deformation of the structure 1, and specifically, a strain gauge, a differential transformer, a potentiometer, etc. are used.
いずれにしても、変位センサは測定対象およびセンサ自
体に温度変化が注しても、温度の影響を受けることなく
正確に発生した変位を測定できることが必要である。ひ
ずみゲージの場合、材質にスーパーインバを用いたもの
であれば、約60”C以下は温度に影響されることなく
正確な測定が可能である。In any case, the displacement sensor needs to be able to accurately measure the displacement that has occurred, without being affected by temperature, even if a temperature change occurs in the object to be measured or the sensor itself. In the case of strain gauges, if they are made of Super Invar material, accurate measurements can be made at temperatures below about 60''C without being affected by temperature.
なお、第1図、第2図に示した構造物1は、後述する中
空筒状構造物のアクチュエータとしても用いることがで
きる。Note that the structure 1 shown in FIGS. 1 and 2 can also be used as an actuator for a hollow cylindrical structure described later.
第3図および第4図は、第4の発明の実施例を示し、第
3図は平面図、第4図は正面図である。3 and 4 show an embodiment of the fourth invention, with FIG. 3 being a plan view and FIG. 4 being a front view.
図において、中空筒状構造物である角パイプ状の構造物
6の対向する2面内部にパネル状の冷却アクチュエータ
7c、8cを設置し、その外側に同様なパネル状の加熱
アクチュエータ711.8Mを設置したものであり、冷
却アクチュエータ7cと加熱アクチュエータ7Mと、お
よび冷却アクチュエータ8cと加熱アクチュエータ8N
とでそれぞれ1対のアクチュエータ7.8を構成する。In the figure, panel-shaped cooling actuators 7c and 8c are installed inside the two opposing sides of a square pipe-shaped structure 6, which is a hollow cylindrical structure, and a similar panel-shaped heating actuator 711.8M is installed on the outside thereof. cooling actuator 7c and heating actuator 7M, and cooling actuator 8c and heating actuator 8N.
and constitute a pair of actuators 7.8.
さらに構造物6の外側の加熱アクチュエータ’711.
811の両脇には、軸方向に変位センサS1〜S4が設
置されており、構造物6の軸方向変位を検出する。Furthermore, the heating actuator '711 outside the structure 6.
Displacement sensors S1 to S4 are installed in the axial direction on both sides of 811, and detect the axial displacement of the structure 6.
この構造物6は、本来、その上部または下部に支持対象
構造物が連続しているものであり、図では説明上、アク
チュエータ7.8および変位センサS1〜S4が設置さ
れた部分のみを図示している。This structure 6 originally has a support target structure connected to its upper or lower part, and for the sake of explanation, only the part where the actuator 7.8 and displacement sensors S1 to S4 are installed is shown in the figure. ing.
冷却アクチュエータ7c、8cは具体的な構造を図示し
てないが、内部に冷却水の循環バイブを配設しておき、
図示しないチラー等により冷却水を供給循環して、接触
している構造物6の壁面を冷却し収縮させる。加熱アク
チュエータ7x、8Hについても、具体的な構造を図示
してないが、電気ヒータからなる面発熱体により構成し
、電流の供給により、接触している構造物6の壁面を加
熱し膨張させる。これらのアクチュエータ7.8はいず
れも薄型に形成可能であるため構造物6の内外壁面に対
して大きくスペースを占有することがない。Although the specific structure of the cooling actuators 7c and 8c is not shown, a cooling water circulation vibrator is provided inside the cooling actuators 7c and 8c.
Cooling water is supplied and circulated by a chiller or the like (not shown) to cool and contract the wall surface of the structure 6 that is in contact with it. Although the specific structure of the heating actuators 7x and 8H is also not shown, they are constructed from surface heating elements made of electric heaters, and when supplied with electric current, they heat and expand the wall surface of the structure 6 that they are in contact with. Since these actuators 7.8 can be formed thin, they do not occupy a large space on the inner and outer walls of the structure 6.
この実施例では、加熱アクチュエータ7N、8Nの両脇
に設置された変位センサS1〜S4が、構造物6の各壁
面の軸方向の変位を検出し、その検出された変位量の平
均値が壁面ごとに真出され、その値に応じて図示しない
制御部が、アクチュエータ7.8についての加熱または
冷却の制御をおこない、それぞれの壁面を伸縮調整する
。なお、この発明に用いられる変位センサ5l−34と
しては、本出願人の出願にかかる構造物の変形検出器(
特願平1−234428号)が、この種の温度変形や弾
性変形等の微小な変位を精密に測定できるため最適であ
る。In this embodiment, displacement sensors S1 to S4 installed on both sides of the heating actuators 7N and 8N detect the displacement of each wall surface of the structure 6 in the axial direction, and the average value of the detected displacement amount is A control section (not shown) controls heating or cooling of the actuator 7.8 according to the value, and adjusts the expansion and contraction of each wall surface. The displacement sensor 5l-34 used in the present invention is a structure deformation detector (applied by the present applicant).
Japanese Patent Application No. 1-234428) is most suitable because it can accurately measure minute displacements such as temperature deformation and elastic deformation.
第5図は、第3図、第4図に示した第4の発明の実施例
における冷却アクチュエータ7c、8cおよび加熱アク
チュエータ7、.8.0動作と、構造物6の寸法、姿勢
の変化を示した説明図である。FIG. 5 shows the cooling actuators 7c, 8c and the heating actuators 7, . . . in the fourth embodiment of the invention shown in FIGS. 3 and 4. FIG. 8.0 is an explanatory diagram showing the movement and changes in the dimensions and posture of the structure 6.
図aは、構造物6の雰囲気温度が一定でかつ上下から均
等な圧縮または引張り荷重を受けている状態でアクチュ
エータ7.8はいずれも作動していない場合を示し、構
造物6の軸方向寸法はhでかつ上下面は平行に保持され
る。Figure a shows a case where the atmospheric temperature of the structure 6 is constant and the actuators 7.8 are not operating under a condition where the structure 6 receives equal compressive or tensile loads from above and below, and the axial dimension of the structure 6 is is h and the upper and lower surfaces are held parallel.
図すは、黒くマーキングした両外面の加熱アクチュエー
タ7M、8Nが作動して壁面を均等に加熱した場合を示
し、構造物6の軸方向寸法はΔh。The figure shows a case where the heating actuators 7M and 8N on both outer surfaces marked in black operate to uniformly heat the wall surface, and the axial dimension of the structure 6 is Δh.
膨張し、上下面は平行に保持される。It expands and the upper and lower surfaces are held parallel.
図Cは、黒くマーキングした両内面の冷却アクチュエー
タ7c、8cが作動して壁面を均等に冷却した場合を示
し、構造物6の軸方向寸法はΔht収縮し、上下面は平
行に保持される。なお、図b、図Cにおける軸方向の変
位量Δh+、Δh2は、加熱アクチュエータ7、.8イ
または冷却アクチュエータ7c、8cの加熱量または冷
却量に応じて構造物6の壁面温度を調節することにより
任意に調整可能である。Figure C shows a case where the cooling actuators 7c and 8c on both inner surfaces marked in black operate to uniformly cool the wall surface, and the axial dimension of the structure 6 contracts by Δh, and the upper and lower surfaces are kept parallel. Note that the axial displacement amounts Δh+ and Δh2 in FIGS. b and C are determined by the heating actuators 7, . It can be arbitrarily adjusted by adjusting the wall surface temperature of the structure 6 according to the amount of heating or cooling of the cooling actuators 7c and 8c.
図dは、黒くマーキングした左側内面の冷却アクチュエ
ータ7cと、右側外面の加熱アクチュエータ8Nが作動
して、左側壁面を冷却収縮させ、右側壁面を加熱膨張さ
せた場合を示す、構造物6の上面は反時計方向に角度α
傾斜し、上面の中心位置は左側に距lle移動する。つ
まり、首振り動作をすることになり、首振り角度αおよ
び中心の移動距離eは、各アクチュエータの加熱および
冷却の度合いに応じて任意に調整可能である。Figure d shows a case where the cooling actuator 7c on the left inner surface marked in black and the heating actuator 8N on the right outer surface operate to cool and contract the left wall surface and heat and expand the right wall surface. Angle α counterclockwise
It is tilted, and the center position of the top surface moves a distance to the left. In other words, the actuator oscillates, and the oscillation angle α and the movement distance e of the center can be arbitrarily adjusted depending on the degree of heating and cooling of each actuator.
この首振り動作は、壁面に対するアクチュエータの加熱
および冷却を反対側に切り換えることにより、首振り方
向が反対になる。すなわち、この実施例では、上下方向
の伸縮と、左右首振りの2自由度が得られることになり
、構造物6に連続している支持対象構造物の上下移動と
傾斜角度を構造物6の熱膨張により得られる変位量のオ
ーダで精密に制御することができる。In this swinging motion, the swinging direction is reversed by switching the heating and cooling of the actuator relative to the wall surface to the opposite side. That is, in this embodiment, two degrees of freedom are obtained: vertical expansion/contraction and left/right swing, and the vertical movement and inclination angle of the support target structure that is continuous with the structure 6 can be controlled by the structure 6. It can be precisely controlled on the order of the amount of displacement obtained by thermal expansion.
第6図、第7図および第8図は、第5の発明の実施例を
示し、第6図は正面図、第7図および第8図は動作の説
明図である。6, 7, and 8 show an embodiment of the fifth invention, with FIG. 6 being a front view, and FIGS. 7 and 8 being explanatory diagrams of the operation.
この実施例は、第4の発明の実施例における構造物6と
同一構成の構造物9aと9bを、それぞれのアクチュエ
ータの設置面を一致させて2段に重ねて構成したもので
ある。構造物9aと9bとの接合部には、熱絶縁するた
めに冷却水路15を形成して、上下の構造物9a、9b
間の熱移動を防止する構造としている。なお、図では省
略しているが、構造物9aの下端および構造物9bの上
端にも同様に冷却水路を形成して、支持対象構造物との
熱絶縁をはかっている。この支持対象構造物との熱絶縁
については第3の発明の実施例についても同様に当ては
まるものである。また、この実施例の平面構成は、第3
図に示した平面図とほぼ同様であるので平面図を省略し
ている。なお、図において、変位センサS7.S8は構
造物9aの手前面に設置されて壁面の軸方向の変位を検
出する。また、構造物9aの背面側には、図示されない
が変位センサS9.510が設置されている。In this embodiment, structures 9a and 9b having the same configuration as the structure 6 in the embodiment of the fourth invention are stacked in two stages with the installation surfaces of their actuators aligned. A cooling water channel 15 is formed at the joint between the structures 9a and 9b for thermal insulation, and the upper and lower structures 9a and 9b are connected to each other.
The structure prevents heat transfer between the two. Although not shown in the figure, cooling channels are similarly formed at the lower end of the structure 9a and the upper end of the structure 9b to provide thermal insulation from the supported structure. This thermal insulation with the supported structure also applies to the third embodiment of the invention. In addition, the planar configuration of this example is the third
The plan view is omitted because it is almost the same as the plan view shown in the figure. In addition, in the figure, displacement sensor S7. S8 is installed on the front side of the structure 9a to detect displacement of the wall surface in the axial direction. Further, although not shown, a displacement sensor S9.510 is installed on the back side of the structure 9a.
同じく変位センサSll、S12は構造物9bの手前面
に設置されて壁面の軸方向の変位を検出する。同様に構
造物9bの背面側にも図示されない変位センサ513.
S14が設置されている。構造物9a、9bのそれぞれ
の相対する壁面の外側に加熱アクチュエータ11.〜1
4Nが、壁面の内側には冷却アクチュエータllc”−
14cが設置されている。これらの各アクチュエータ1
1〜14は、それぞれの変位センサS7〜S14が検出
した変位量に応じ、図示しない制御部により、加熱また
は冷却動作が制御される。Similarly, displacement sensors Sll and S12 are installed on the front side of the structure 9b to detect displacement of the wall surface in the axial direction. Similarly, a displacement sensor 513 (not shown) is also located on the back side of the structure 9b.
S14 is installed. A heating actuator 11. ~1
4N, there is a cooling actuator llc"- on the inside of the wall.
14c is installed. Each of these actuators 1
Heating or cooling operations of units 1 to 14 are controlled by a control unit (not shown) according to the displacement amount detected by each displacement sensor S7 to S14.
この実施例では、構造物9aと9bとを2段にし、さら
に構造物9a、9bを第3図、第4図の実施例の構造物
6と同一に構成した場合、単純に変位量、首振角度およ
び首振りにともなう中心の移動距離が2倍まで増加する
。また、それぞれの設置されたアクチュエータ11〜1
4の動作の組合せが第4の発明の場合よりも増えるため
、複雑な制御が可能となり、より高度な姿勢制御ができ
る0例えば、第7図に示すように、下段の構造物9aを
反時計方向に角度β傾け、上段の構造物9bを時計方向
に同じく角度β傾けた場合、構造物9bの上面は構造物
9aの下面と平行になり、上段の構造物9bの中心軸の
みが左方向に距Hr移動する。この移動距離rは、構造
物9a、9bの傾斜角度βを変えることにより、任意に
調節することができるので、第4の発明では実現できな
かった首振りのない水平移動が可能になる。なお、この
中心軸位置の移動は、図示とは反対に下段の構造物9a
を時計方向に傾け、上段の構造物9bを反時計方向に傾
けると、右側に移動することができる。In this embodiment, when the structures 9a and 9b are arranged in two stages and the structures 9a and 9b are constructed in the same manner as the structure 6 of the embodiment shown in FIGS. The swing angle and the moving distance of the center due to swinging are increased by up to twice. In addition, each installed actuator 11 to 1
Since the number of combinations of the operations in step 4 is greater than in the case of the fourth invention, complex control is possible and more advanced attitude control is possible.For example, as shown in FIG. When the upper structure 9b is tilted clockwise at an angle β, the upper surface of the structure 9b becomes parallel to the lower surface of the structure 9a, and only the central axis of the upper structure 9b is directed to the left. Move a distance of Hr to . This moving distance r can be arbitrarily adjusted by changing the inclination angle β of the structures 9a and 9b, so that horizontal movement without swinging, which could not be achieved with the fourth invention, becomes possible. It should be noted that this movement of the center axis position, contrary to the illustration,
By tilting clockwise and tilting the upper structure 9b counterclockwise, it can be moved to the right.
また、首振りについても、第8図に示すように、下段の
構造物9aを反時計方向に角度γ傾け、上段の構造物9
bを時計方向に下段の約3倍、すなわち角度、約31傾
けた場合、構造物9bの上面は構造物9aの中心軸に対
して時計方向に角度2T傾斜した首振りをするが、構造
物9bの中心軸は下段の構造物9aから移動しない、す
なわち、上段の構造物9bの傾斜角度を下段の構造物9
aの傾斜角度の約3倍にして、しかも互いに反対方向に
することにより、上面の軸心を移動させずに首振りだけ
が実現できることになる。その結果、この第5の発明で
は、上下方向の伸縮、左右首振り、水平方向の移動の3
自由度が得られることになり、構造物9a、9bに連続
している支持対象構造物について、より多様な姿勢制御
ができるようになる。Regarding the swing, as shown in FIG. 8, the lower structure 9a is tilted counterclockwise at an angle γ, and the upper structure 9a is
If b is tilted clockwise by about three times the lower level, that is, by an angle of about 31, the top surface of structure 9b will swing at an angle of 2T clockwise with respect to the central axis of structure 9a, but the structure The central axis of 9b does not move from the lower structure 9a, that is, the inclination angle of the upper structure 9b is changed from the lower structure 9.
By making the inclination angle approximately three times as large as a and also in opposite directions, only swinging can be achieved without moving the axis of the upper surface. As a result, this fifth invention has three functions: vertical expansion and contraction, left and right swing, and horizontal movement.
A degree of freedom is obtained, and more diverse attitude control can be performed for the supported structures that are continuous with the structures 9a and 9b.
第9図は、他の7クチユエータの実施例の斜視図を示し
、このアクチュエータ16は加熱および冷却を兼用した
ものであり、パネル形状をした本体内部に平行部と折り
返し部からなる冷却液体の通路17が形成されている0
通路17の入口17aから入力された冷却液体は、アク
チュエータ16内のほぼ全域を通過した後、出口17b
から排出される。アクチュエータ16の上面には同様に
ヒータ装着用の溝部18が形成されており、加熱源とし
て、図示しないシーズヒータが装着される。FIG. 9 shows a perspective view of another embodiment of the actuator 16. This actuator 16 is used for both heating and cooling, and has a cooling liquid passage consisting of a parallel part and a folded part inside the panel-shaped main body. 17 is formed 0
The cooling liquid input from the inlet 17a of the passage 17 passes through almost the entire area inside the actuator 16, and then passes through the outlet 17b.
is discharged from. A groove 18 for attaching a heater is similarly formed on the upper surface of the actuator 16, and a sheathed heater (not shown) is attached as a heat source.
このアクチュエータ16は、シーズヒータを装着した状
態で、四隅に形成された取付は孔16aにより、構造物
の表面に密着するように取付は固定され、構造物の加熱
と冷却を壁面の片側だけに設置した1個のアクチュエー
タによりおこなえるので、アクチュエータの取付けお孝
び管理が簡単になる。When the sheathed heater is attached, the actuator 16 is fixed to the surface of the structure through the holes 16a formed at the four corners, heating and cooling the structure only on one side of the wall. Since this can be done with a single installed actuator, actuator installation and management becomes easy.
次に、第6の発明の実施例について説明する。Next, an embodiment of the sixth invention will be described.
第4の発明の実施例では、アクチュエータおよび変位セ
ンサを対向する2つの壁面にそれぞれ設置していたが、
この実施例はその残りの2面についてもアクチュエータ
および変位センサを設置したものである。すなわち、断
面が角パイプ状の構造物の4面すべてについて、対向す
る壁面ごとに伸縮制御し、それにより第4の発明の姿勢
制御にくらべ、首振りの方向が一方向増して、3自由度
が得られる。In the embodiment of the fourth invention, the actuator and displacement sensor were installed on two opposing walls, but
In this embodiment, actuators and displacement sensors are also installed on the remaining two sides. That is, all four sides of a structure with a square pipe-like cross section are controlled to expand and contract for each opposing wall surface, and as a result, compared to the posture control of the fourth invention, the direction of swing is increased by one direction, and three degrees of freedom are obtained. is obtained.
具体的な構成としては、第3図に示した第3の実施例の
平面図において、アクチュエータと変位センサの設置さ
れていない左右の2面に同様にアクチュエータと変位セ
ンサを設置することにより実現できる。その動作は第5
図に示したものとほぼ同様になり、図dに示される上面
の傾き方向の平面がもう1方向増すことになる。しかも
、その2方向の傾きを組合せることにより、360度全
方位に傾斜させることが可能となる。A specific configuration can be realized by similarly installing the actuator and displacement sensor on the left and right sides where the actuator and displacement sensor are not installed in the plan view of the third embodiment shown in FIG. . That action is the fifth
The result is almost the same as that shown in the figure, and the plane in the direction of inclination of the upper surface shown in figure d is increased by one more direction. Furthermore, by combining the two directions of inclination, it becomes possible to incline in all directions of 360 degrees.
次に、第6の発明の他の具体的な実施例を、第10図、
第11図により説明する。第10図において、桁構造を
した中空の四角柱を3区画に区分して構成された構造物
18の区画18a内であって、構造物18の長手方向と
平行な内側四隅に、シリンダ状のアクチュエータ19〜
22が区画壁間に取付は固定されている。このシリンダ
状のアクチュエータ19〜22は、通常、制御する方向
に応して2個ずつ対になり、側壁を一様に伸縮駆動する
。その結果、区画18cの部分に矢印で示されるように
、構造物18の長手方向の伸縮と縦方向、横方向の首振
りの3自由度の制御が可能になる0区i!j18aの外
周壁面または各アクチュエータ19〜22には変位セン
サ(図示せず)が設置されており、この変位センサが検
出した変位量に応じて各アクチュエータ19〜22の伸
縮量が調節制御される0区画18a内部をより詳細に示
したのが第11図であり、シリンダ状のアクチュエータ
19〜22は、油圧シリンダであっても、あるいは加熱
・冷却により内蔵する膨張体を伸縮させる熱アクチュエ
ータであっても良い0図では熱アクチュエータを用いた
ものであり、アクチュエータ19〜22の各ヘッドカバ
ー19a〜22aを貫通して屈曲可能なヒートパイプ2
3がアクチュエータ内部にそれぞれ挿通されている。ヒ
ートパイプ23の他端は熱交換器24内部に挿入されて
熱交換器24内の冷却水により熱交換され、アクチュエ
ータ19〜22を冷却することにより温度変化を生じさ
せて伸縮駆動力を発生する。Next, FIG. 10 shows another specific embodiment of the sixth invention.
This will be explained with reference to FIG. In FIG. 10, inside the section 18a of the structure 18, which is constructed by dividing a hollow quadrangular prism having a girder structure into three sections, there are cylindrical sections at the four inner corners parallel to the longitudinal direction of the structure 18. Actuator 19~
22 is fixedly attached between the partition walls. These cylindrical actuators 19 to 22 are usually paired in pairs depending on the direction to be controlled, and drive the side walls to expand and contract uniformly. As a result, as shown by the arrow in the section 18c, the structure 18 can be controlled in three degrees of freedom, including longitudinal expansion and contraction and vertical and horizontal swing. A displacement sensor (not shown) is installed on the outer peripheral wall of the j18a or on each actuator 19-22, and the amount of expansion and contraction of each actuator 19-22 is adjusted and controlled according to the amount of displacement detected by this displacement sensor. FIG. 11 shows the inside of the compartment 18a in more detail, and the cylindrical actuators 19 to 22 may be hydraulic cylinders or thermal actuators that expand and contract the built-in expansion body by heating and cooling. In Fig. 0, a thermal actuator is used, and a bendable heat pipe 2 passes through each head cover 19a to 22a of the actuators 19 to 22.
3 are respectively inserted into the actuator. The other end of the heat pipe 23 is inserted into the heat exchanger 24, and heat is exchanged with the cooling water in the heat exchanger 24, thereby causing a temperature change by cooling the actuators 19 to 22 and generating an expansion/contraction driving force. .
第12図は、アクチュエータ19の内部構造を示す断面
図であり、ヘッドカバー19aに連なる断面コ字状部材
と他端のエンドカバー19bに連なる断面コ字状部材と
が組み合わされ、それらの他端部19c、19d間に非
圧縮性の断熱材29a、29bを介して膨張体である伸
縮部材27が保持されている。伸縮部材27は、外周を
断熱材28により被覆されて外気と断熱されるとともに
、内部にヒートバイブ23およびシーズヒータ25、熱
電対26が埋設されている。ヒートバイブ23の他端は
熱交換器24内に挿通されて冷却水により熱交換され、
伸縮部材27を吸熱して冷却する。FIG. 12 is a sectional view showing the internal structure of the actuator 19, in which a member with a U-shaped cross section connected to the head cover 19a and a U-shaped member in cross section connected to the end cover 19b at the other end are combined, and the other end of the member is combined. An expandable member 27, which is an expandable body, is held between 19c and 19d via non-compressible heat insulating materials 29a and 29b. The extensible member 27 has its outer periphery covered with a heat insulating material 28 to be insulated from the outside air, and has a heat vibrator 23, a sheathed heater 25, and a thermocouple 26 embedded inside. The other end of the heat vibe 23 is inserted into a heat exchanger 24 and heat exchanged with cooling water.
The expandable member 27 is cooled by absorbing heat.
このアクチュエータ19では、ヒートパイプ23により
伸縮部材27から常時熱を吸収させて一定温度以下に維
持しておき、加熱の必要がある場合のみシーズヒータ2
5に通電して、熱電対26を監視しながら伸縮部材27
を所定温度まで加熱することにより、伸縮量を調節する
。具体的には、伸縮部材27が冷却された場合にヘッド
カバー19aとエンドカバ−19b間が拡大し、伸縮部
材27が加熱された場合にヘッドカバ−19aとエンド
カバ−19b間が縮小されるため、通常はアクチュエー
タ19を引っ張り状態で支持対象構造物に取付は固定し
ておき、さらに支持対象構造物の間隔をせばめて姿勢制
御しようとする場合に、伸縮部材27を必要な収縮量が
得られる温度まで加熱して使われる。また、他の使い方
としては、常時シーズヒータ25を加熱しておき、ヒー
トパイプ23他端の熱交換器24の水温を調節すること
で伸縮部材27の温度調節をすることもできる。In this actuator 19, the heat pipe 23 constantly absorbs heat from the expandable member 27 to maintain the temperature below a certain level, and only when heating is necessary, the sheathed heater 2
5 and the telescopic member 27 while monitoring the thermocouple 26.
The amount of expansion and contraction is adjusted by heating the material to a predetermined temperature. Specifically, when the elastic member 27 is cooled, the space between the head cover 19a and the end cover 19b expands, and when the elastic member 27 is heated, the space between the head cover 19a and the end cover 19b is reduced, so normally When the actuator 19 is fixedly attached to the structure to be supported in a tensioned state and the posture of the structure to be supported is to be controlled by narrowing the distance between the structures to be supported, the expandable member 27 is heated to a temperature at which the necessary amount of contraction is obtained. It is used as Alternatively, the temperature of the expandable member 27 can be adjusted by constantly heating the sheathed heater 25 and adjusting the water temperature of the heat exchanger 24 at the other end of the heat pipe 23.
いずれにせよ、シーズヒータ25の加熱量とヒートパイ
プ23の冷却量の相対的な大小により、伸縮部材27の
温度が調節される。なお、通常はアクチュエータ19を
取付けた状態で、ヘッドカバー19aとエンドカバ−1
9b間に引張り荷重を加えて伸縮部材27に圧縮応力を
発生させて歪みを生じるようにしておき、この歪みを調
整するために伸縮部材27の温度を調節して伸縮部材2
7に熱応力を発生させ、外部から加えられる応力と拮抗
させながら歪み量を調節し、最終的にヘッドカバー19
aとエンドカバ−19b間の寸法を所望の値に調整する
。In any case, the temperature of the expandable member 27 is adjusted depending on the relative magnitude of the heating amount of the sheathed heater 25 and the cooling amount of the heat pipe 23. Note that normally, with the actuator 19 installed, the head cover 19a and the end cover 1
A tensile load is applied between 9b to generate compressive stress in the elastic member 27 to cause distortion, and in order to adjust this distortion, the temperature of the elastic member 27 is adjusted and the elastic member 2
7, the amount of strain is adjusted while counteracting the stress applied from the outside, and finally the head cover 19
Adjust the dimension between a and the end cover 19b to a desired value.
第13図はシリンダ状の熱アクチュエータの他の実施例
を示し、このアクチュエータ31は、断面ハツト状をし
たエンドカバー32の底部に形成された孔に、外部にシ
ーズヒータ33が巻付けられた筒状伸縮部材34がエン
ドカバー32の内側に同心状に接続される0w状の伸縮
部材34の他端部に蓋部35が一体的に固定されている
。この蓋部35の内側に非圧縮性の断熱材36を介して
伸縮部材37が中心部軸方向に接続され、その他端に同
様に非圧縮性の断熱材38を介して、円盤状のへラドカ
バー39が接続支持されている。ヘッドカバー39およ
び断熱材38を貫通して、伸縮部材37の左端近くまで
、ヒートバイブ41が挿通されている。このアクチュエ
ータ31では、シーズヒータ33を加熱して伸縮部材3
4を膨張させた場合と、ヒートバイブ41が伸縮部材3
7を冷却して伸縮部材34を収縮させた場合に、エンド
カバー32とへラドカバー39との面間寸法が狭まる。FIG. 13 shows another embodiment of a cylindrical thermal actuator, and this actuator 31 is a cylinder with a sheathed heater 33 wound around the outside in a hole formed at the bottom of an end cover 32 having a hat-like cross section. A lid portion 35 is integrally fixed to the other end of the 0W-shaped telescopic member 34, which is concentrically connected to the inside of the end cover 32. A telescopic member 37 is connected to the inside of this lid part 35 in the axial direction of the central part via a non-compressible heat insulating material 36, and a disc-shaped helad cover is connected to the other end via a non-compressible heat insulating material 38. 39 are connected and supported. A heat vibrator 41 is inserted through the head cover 39 and the heat insulating material 38 to near the left end of the expandable member 37 . This actuator 31 heats the sheathed heater 33 to
4 and when the heat vibrator 41 expands and expands the expandable member 3.
7 is cooled and the expandable member 34 is contracted, the dimension between the surfaces of the end cover 32 and the helad cover 39 is narrowed.
また、このアクチュエータ31の伸縮量は、シーズヒー
タ33の加熱量とヒートバイブ41の冷却量により調整
可能であり、前記アクチュエータ19とほぼ同様に作用
する。Further, the amount of expansion and contraction of this actuator 31 can be adjusted by the amount of heating by the sheathed heater 33 and the amount of cooling by the heat vibrator 41, and operates in substantially the same manner as the actuator 19 described above.
第14図、第15図はシリンダ状の熱アクチュエータの
他の実施例を示し、第14図は、アクチュエータ42の
縦断面図、第15図は第14図のA−A線上の断面図で
ある。アクチュエータ42は、図に示されるように、ヘ
ッドカバー43とエンドカバー44が交互に組み込まれ
、それらの他端43a、44aの間に非圧縮性の断熱材
45゜46を介して、筒状の伸縮部材47、円板48が
押圧保持または接着保持されている。伸縮部材47の中
空部47aには、ヘッドカバー43、エンドカバー他端
44a、断熱材46、円板48を貫通して冷却用のヒー
トバイブ49および加熱用のシーズヒータ51が挿通さ
れ、シーズヒータ51はヒートバイブ49の外周の中空
部47aに螺旋状に配設されている。また、伸縮部材4
7には、同様にして熱電対52の本体部が挿入されると
ともに、外周を断熱材50により被覆されている。14 and 15 show other embodiments of the cylindrical thermal actuator, FIG. 14 is a longitudinal sectional view of the actuator 42, and FIG. 15 is a sectional view taken along the line A-A in FIG. 14. . As shown in the figure, the actuator 42 has a head cover 43 and an end cover 44 installed alternately, and an incompressible heat insulating material 45.degree. The member 47 and the disk 48 are held by pressure or adhesive. A heat vibe 49 for cooling and a sheathed heater 51 for heating are inserted into the hollow part 47a of the elastic member 47 through the head cover 43, the other end 44a of the end cover, the heat insulating material 46, and the disc 48. are spirally arranged in the hollow portion 47a on the outer periphery of the heat vibrator 49. In addition, the elastic member 4
Similarly, the main body portion of the thermocouple 52 is inserted into 7, and the outer periphery is covered with a heat insulating material 50.
なお、第15図に示すエンドカバー44の四隅には取付
は孔44bが形成されており、ヘッドカバー43にも同
様に取付は孔が形成されて、アクチュエータ42の取付
は時に使用される。Incidentally, mounting holes 44b are formed in the four corners of the end cover 44 shown in FIG. 15, and mounting holes 44b are similarly formed in the head cover 43, which are sometimes used for mounting the actuator 42.
このアクチュエータ42も、上記のアクチュエータ19
.31と同様に、引っ張り状態、つまり伸縮部材47を
押圧状態にして支持対象構造物に取付は固定しておき、
冷却用のヒートバイブ49および加熱用のシーズヒータ
51を用いた温度調節により、ヘッドカバー43とエン
ドカバー44との面間寸法を必要な値に調整することが
できる。This actuator 42 is also similar to the actuator 19 described above.
.. 31, the attachment is fixed to the structure to be supported with the elastic member 47 in the tensioned state, that is, in the pressed state,
By controlling the temperature using the heat vibrator 49 for cooling and the sheathed heater 51 for heating, the face-to-face dimension between the head cover 43 and the end cover 44 can be adjusted to a required value.
第16図、第17図は同じくシリンダ状の熱アクチュエ
ータの他の実施例を示し、第16図は、アクチュエータ
54の縦断面図、第17図は第16図のB−B線上の断
面図である。アクチュエータ54は、図に示されるよう
に、円筒部の一部を切欠いた断面コ字状をしたエンドカ
バー55.56が交互に組み込まれ、それらの他端55
b、56bの間に非圧縮性の断熱材57.58を介して
、棒状の伸縮部材59が押圧保持または接着保持されて
いる。伸縮部材59は外周を断熱材50により被覆され
るとともに、その中心部にはエンドカバー他端55b、
断熱材57を貫通して温度調節用のヒートバイブロ2が
挿通されている。16 and 17 show other embodiments of the same cylindrical thermal actuator, FIG. 16 is a longitudinal sectional view of the actuator 54, and FIG. 17 is a sectional view taken along the line B-B in FIG. 16. be. As shown in the figure, the actuator 54 has end covers 55 and 56 each having a U-shaped cross section with a portion of a cylindrical portion cut out alternately, and the other end 55
A rod-shaped extensible member 59 is held under pressure or adhesively between 56b and 56b via an incompressible heat insulating material 57,58. The extensible member 59 has its outer periphery covered with a heat insulating material 50, and has an end cover other end 55b at its center,
A heat vibro 2 for temperature adjustment is inserted through the heat insulating material 57.
このアクチュエータ54も、上記のアクチュエータ19
,31.42と同様に、引っ張り状態、つまり伸縮部材
59を押圧状態にして支持対象構造物に取付は固定して
おき、温度調節用のし一ドパイブ62を、図示しない他
の加熱または冷熱源に接続して必要な温度に調整して、
エンドカバー55.56の面間寸法に必要な値が得られ
る。This actuator 54 is also similar to the actuator 19 described above.
, 31.42, the expansion/contraction member 59 is in a tensioned state, that is, in a pressed state, and is fixed to the structure to be supported, and the temperature control pipe 62 is connected to another heating or cooling source (not shown). Connect it to the desired temperature and adjust it to the desired temperature.
The required value for the face-to-face dimensions of the end covers 55 and 56 can be obtained.
なお、上記のアクチュエータ42.54は、図示のへラ
ドカバー43、エンドカバー44、およびエンドカバー
55.56をともに一体構造としているが、実隙の製作
時には両者のうちいずれか一方を分割しておき、相互の
組立が済んでから溶接等により一体構造とすることによ
りアクチュエ−タ42,54を組立てることができる。Note that the actuator 42, 54 described above has the illustrated helad cover 43, end cover 44, and end cover 55, 56 all integrally constructed, but when manufacturing the actual gap, one of them must be separated. After the mutual assembly is completed, the actuators 42 and 54 can be assembled by forming an integral structure by welding or the like.
第18図は同じくシリンダ状の熱アクチュエータの他の
実施例を示す縦断面図である。このアクチュエータ64
は、圧縮、引張りの両方向の作動を可能にしたものであ
り、ステンレス鋼(SUS304)等からなる棒状の伸
縮体65の中央部外周に2条の螺旋溝を形成し、一方の
溝65aには加熱用のシーズヒータ66を巻付け、他の
溝65bには冷却水管67を巻付け、さらにそれぞれの
溝内に伝熱セメントを充填・被覆して熱伝達の効率化を
はかっている。螺旋溝65a、65bの開始部および末
端部の外方にはさらに一段深い溝65c、65dを形成
し、冷却水管67とは別系統の冷却水管68.69を巻
付けて伸縮体65の中央部と両端部との熱の出入りを防
止している。同様に伸縮体65の熱絶縁のため外周部に
は断熱材71が、溝65c、65dの内側面には断熱材
72.73が被覆され伸縮体65の中央部の外気に対す
る放熱および吸熱を防止している。伸縮体65の両端に
は、ビン取付は用孔74.75をそれぞれ有する一山り
レビス部76と二山クレビス部77が形成されている。FIG. 18 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the same cylindrical thermal actuator. This actuator 64
is capable of operating in both compression and tension directions, and has two spiral grooves formed on the outer periphery of the central part of a rod-shaped elastic body 65 made of stainless steel (SUS304), etc., and one groove 65a has two spiral grooves. A sheathed heater 66 for heating is wrapped around it, a cooling water pipe 67 is wrapped around the other groove 65b, and each groove is filled and covered with heat transfer cement to improve the efficiency of heat transfer. Grooves 65c and 65d that are one step deeper are formed outside the start and end portions of the spiral grooves 65a and 65b. This prevents heat from entering and exiting between the and both ends. Similarly, for heat insulation of the elastic body 65, a heat insulating material 71 is provided on the outer periphery, and heat insulating materials 72 and 73 are coated on the inner surfaces of the grooves 65c and 65d to prevent heat radiation and heat absorption from the center of the elastic body 65 to the outside air. are doing. A single clevis portion 76 and a double clevis portion 77 having bottle mounting holes 74 and 75, respectively, are formed at both ends of the expandable body 65.
また、伸縮体65には、中心部の温度を測定する熱電対
78と表面近くの温度を測定するための熱電対79が設
けられて、伸縮体65の温度検出がおこなわれる。Further, the expandable body 65 is provided with a thermocouple 78 for measuring the temperature at the center and a thermocouple 79 for measuring the temperature near the surface, so that the temperature of the expandable body 65 is detected.
このアクチュエータ64は、取付けられる支持対象構造
物の変位情報にもとづき伸縮動作をする。This actuator 64 expands and contracts based on displacement information of the supported structure to which it is attached.
支持対象構造物を拡張させようとする場合は、シーズヒ
ータ66に通電して伸縮体65を加熱し、所定の長さま
で熱膨張させる。また、支持部材を収縮させようとする
場合は、シーズヒータ66の通電を停止するとともに、
冷却水管67に冷却水を循環させて伸縮体65を冷却し
、所定の長さまで熱収縮させる。これらの加熱または冷
却は、熱電対78.79が検出した伸縮体65の温度を
監視しながらおこなわれる。さらに、シーズヒータ66
へ供給する電流値や、冷却水温度を調整したり、供給間
隔を小刻みに断続すること等で、アクチュエータ64の
より精密で安定した伸縮量の調整が可能になる。When the support target structure is to be expanded, the sheathed heater 66 is energized to heat the expandable body 65 and thermally expand it to a predetermined length. In addition, when attempting to contract the support member, stop energizing the sheathed heater 66 and
Cooling water is circulated through the cooling water pipe 67 to cool the expandable body 65 and heat-shrink it to a predetermined length. These heating or cooling operations are performed while monitoring the temperature of the expandable body 65 detected by the thermocouples 78 and 79. Furthermore, the sheathed heater 66
The amount of expansion and contraction of the actuator 64 can be adjusted more precisely and stably by adjusting the current value supplied to the actuator 64, the cooling water temperature, and intermittent supply intervals in small increments.
以上説明した各熱アクチュエータ19,31゜42.5
4.64では、取付は構造物の用途によっては、予め作
動時の零点を高温度に設定しておくと、加熱用熱源を備
えるだけで、専用の冷却装置を備えることなく、大気に
よる自然冷却で作動させることができる。Each thermal actuator explained above 19, 31°42.5
4.64, depending on the purpose of the structure, if the zero point during operation is set to a high temperature in advance, it can be installed by simply providing a heat source for heating, without the need for a dedicated cooling device, and can be cooled naturally by the atmosphere. It can be operated with.
第19図は、第10図に示した実施例を変形したもので
あり、中空な四角柱形状をした構造物81の1区画に、
第10図と同様に、四隅長手方向にアクチュエータ82
〜85を設置するとともに、各面の対角線上にもアクチ
ュエータ86〜89を設置したものである。ここで設置
されるアクチュエータ82〜89は、油圧シリンダまた
は第18図に示した熱により駆動されるアクチュエータ
64が適当である。FIG. 19 is a modification of the embodiment shown in FIG.
Similarly to FIG. 10, the actuators 82
85 are installed, and actuators 86 to 89 are also installed diagonally on each surface. The actuators 82 to 89 installed here are suitably hydraulic cylinders or the actuator 64 driven by heat shown in FIG. 18.
この実施例は、四隅長手方向にアクチュエータ82〜8
5を伸縮制御する以外に、各面の対角線上に設置された
アクチュエータ86〜89を適宜伸wMtIi整するこ
とで構造物81の軸方向に関する捩じれを発生させるこ
とが可能となり、第10図の実施例よりも自由度が増し
4自由度の制御を可能とすることができる。In this embodiment, actuators 82 to 8 are arranged in the longitudinal direction at the four corners.
In addition to controlling the expansion and contraction of the structure 81, by appropriately adjusting the expansion and contraction of the actuators 86 to 89 installed on the diagonal of each surface, it is possible to generate twisting in the axial direction of the structure 81. The degree of freedom is increased compared to the example, and it is possible to control four degrees of freedom.
第20図は、第19図における構造物81のアクチュエ
ータ取付は面に設置した変位センサs21〜S2B等の
配置を示すものであり、各面の対角線上に2個ずつ配置
され、各センサの検出値の処理により、各面の軸方向の
伸縮変位および捩しれについて検出することができる。FIG. 20 shows the arrangement of displacement sensors s21 to S2B etc. installed on the surface of the actuator installation of the structure 81 in FIG. By processing the values, it is possible to detect the axial expansion/contraction displacement and torsion of each surface.
第21図は、第19図の実施例よりも設置アクチュエー
タを少なくした実施例を示すものであり、各面の隅から
対辺の中点の間にそれぞれ2個のアクチュエータ91.
92と93.94と9596と97.98とを設置した
ものである。この場合も、4面それぞれのアクチュエー
タの伸縮を組み合わせることで構造物81の軸方向に関
する伸縮、首振りおよび捩じれを発生させることができ
る。FIG. 21 shows an embodiment in which fewer actuators are installed than in the embodiment of FIG. 19, with two actuators 91.
92, 93.94, 9596, and 97.98 are installed. In this case as well, by combining the expansion and contraction of the actuators on each of the four sides, it is possible to cause the structure 81 to expand and contract in the axial direction, swing, and twist.
第22図は、第19図に示した実施例とほぼ同一にアク
チュエータを設置して構成した箱型梁構造の構造物の動
作を説明する説明図である。FIG. 22 is an explanatory diagram illustrating the operation of a box-shaped beam structure constructed by installing actuators in substantially the same manner as in the embodiment shown in FIG. 19.
図示するように、6面体である箱型梁構造体100の角
111!101〜108に8本のアクチュエータ109
〜116を接続して、各アクチュエータを伸縮制御する
ことにより箱型梁構造体に伸縮、首振り、捩じれを生じ
させることができる。As shown in the figure, eight actuators 109 are installed at the corners 111!101 to 108 of the hexahedral box-shaped beam structure 100.
By connecting the actuators 116 to 116 and controlling the expansion and contraction of each actuator, it is possible to cause the box-shaped beam structure to expand and contract, swing, and twist.
この箱型梁構造体100の制御動作としては、例えば、
面101〜104に対する面105〜108の中心点O
の位置変化(x、y、z)と、X。For example, the control operation of this box-shaped beam structure 100 is as follows.
Center point O of surfaces 105-108 with respect to surfaces 101-104
The position change (x, y, z) of and X.
y、 z各軸まわりの微小角度変化(θ、φ、ψ)が
、アクチュエータ109〜116のそれぞれの伸び量a
、b、c、d、e、f、g、hの関数として制御される
。The minute angle changes (θ, φ, ψ) around each of the y and z axes correspond to the amount of elongation a of each of the actuators 109 to 116.
, b, c, d, e, f, g, h.
なお、第6図に示した構造物9aと9bについては、各
段の対向する2面のみにアクチュエータを設置して構造
物9aと9bの姿勢を3自由度により制御していたが、
それぞれのアクチュエータの設置面を各段とも4面にし
て、2段8面の構成にし、同時に変位センサも各面に設
置することにより、5自由度の制御をすることができる
。また同様に、第1O図、第11図では、構造物18の
区画18aについてのみ、その長手方向の四隅にアクチ
ュエータを設置して、構造物18の姿勢を3自由度によ
り制御したが、区画18aのとなりの区画18bについ
ても同様に長手方向の四隅にアクチュエータを設置する
ことで、構造物18を制御できる自由度が5となる。こ
のようにして4面の姿勢制御が可能な構造物を2段重ね
にした構造物姿勢制御装置が第7の発明に相当する。Regarding the structures 9a and 9b shown in FIG. 6, actuators were installed only on two opposing faces of each stage to control the postures of the structures 9a and 9b with three degrees of freedom.
By setting each actuator on four surfaces in each stage, creating a two-stage configuration with eight surfaces, and simultaneously installing a displacement sensor on each surface, control with five degrees of freedom can be achieved. Similarly, in FIGS. 1O and 11, actuators were installed only at the four corners of the longitudinal direction of the section 18a of the structure 18 to control the posture of the structure 18 with three degrees of freedom, but the section 18a By similarly installing actuators at the four longitudinal corners of the adjacent section 18b, the degree of freedom with which the structure 18 can be controlled becomes five. A structure attitude control device in which structures capable of attitude control on four sides are stacked in two layers in this manner corresponds to the seventh invention.
また、第3図、第4図に・示した実施例は構造物6の2
面制御であり、第10図、第11図、第19図、第21
図に示した実施例は構造物18の4面制御であるが、そ
れ以外に構造物を3角柱や5角柱等からなる中空の多角
柱または円筒として、その構造物の全面または任意の面
にアクチュエータおよび変位センサを設置することによ
り、3面もしくは5面以上を用いた中空多角柱または円
筒の制御が可能となり、上述した各実施例と同様に、構
造物を精密に姿勢制御することができる。このように3
面または5面以上の中空構造物または円筒構造物の姿勢
制御をする構造物姿勢制御装置が第8の発明に相当する
。In addition, the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 is
10, 11, 19, and 21.
The embodiment shown in the figure is a four-sided control of the structure 18, but it is also possible to control the structure as a hollow polygonal prism or cylinder made of triangular prisms, pentagonal prisms, etc., on the entire surface of the structure or on any arbitrary surface. By installing an actuator and a displacement sensor, it becomes possible to control a hollow polygonal column or cylinder using three or more than five sides, and as in the above-mentioned embodiments, it is possible to precisely control the posture of the structure. . Like this 3
A structure attitude control device that controls the attitude of a hollow structure or a cylindrical structure having a surface or five or more surfaces corresponds to the eighth invention.
同様に、この3面または5面以上および円筒状の中空構
造物の姿勢制御をする構造物姿勢制御装置を2段、また
は3段以上にして、自由度を増した姿勢制御を実現する
ことも可能であり、この場合の構造物姿勢制御装置が第
9の発明に相当する。Similarly, it is also possible to realize attitude control with an increased degree of freedom by using two or more stages of structure attitude control devices that control the attitude of these three or more faces and the cylindrical hollow structure. This is possible, and the structure attitude control device in this case corresponds to the ninth invention.
また、第10図、第19図等において図示した実施例は
、いずれも構造物の軸方向に対して外周に位置する面に
アクチュエータおよび変位センサを設置したものである
が、軸方向と垂直に位置する面についてもアクチュエー
タおよび変位センサを設置することも可能であり、また
、構造物も中空筒状構造物に限定されるものてなく、各
種多面体についても同様にアクチュエータおよび変位セ
ンサを各面に設置して、多面体からなる構造物の姿勢制
御をおこなうことができる。この場合の構造物姿勢制御
装置が第1Oの発明に相当する。Furthermore, in the embodiments shown in FIGS. 10, 19, etc., the actuator and displacement sensor are installed on a surface located on the outer periphery with respect to the axial direction of the structure. It is also possible to install actuators and displacement sensors on the surfaces on which they are located, and the structure is not limited to hollow cylindrical structures, and it is also possible to install actuators and displacement sensors on each surface of various polyhedrons. It can be installed to control the attitude of structures made of polyhedrons. The structure attitude control device in this case corresponds to the 1st invention.
このように、本発明では、従来、構造物それ自体の温度
変化により発生する微細な寸法変化についても、構造物
自体を加熱または冷却して温度調節して補正することは
もちろん、従来不可能であった超精密な姿勢制御を数μ
m単位で実施可能にしたものである。また構造物自体を
加熱または冷却することなく、別体のアクチュエータに
より構造物を強制的に弾性変化させることによっても同
様に寸法変化の補正や超精密な姿勢制御が可能となり、
各種の産業機械および測定装置等の多方面における超精
密な姿勢制御の用途を拡大することができる。In this way, with the present invention, even minute dimensional changes that occur due to temperature changes in the structure itself can be corrected by heating or cooling the structure itself to adjust the temperature, which was previously impossible. A few microns of ultra-precise attitude control
This method can be implemented in units of m. In addition, by forcibly changing the structure elastically using a separate actuator without heating or cooling the structure itself, it is also possible to compensate for dimensional changes and perform ultra-precise posture control.
It is possible to expand the use of ultra-precise posture control in various fields such as various industrial machines and measuring devices.
なお、実施例においてアクチュエータや構造物に冷却水
を循環させる場合に、冷却水の代わりに一定温度に調節
したオイル、ガス体その他の熱媒体を用いて循環させる
ことも可能である。In addition, when circulating cooling water to the actuator or structure in the embodiment, it is also possible to circulate using oil, gas, or other heat medium adjusted to a constant temperature instead of the cooling water.
また、実施例中における制御部は、具体的な構成を図示
しないが、通常は電気回路により構成され、熱アクチュ
エータの温度調節や、油圧シリンダの伸縮量制御等をお
こなうものである。制御部により、予め設定されている
本来の構造物の姿勢を維持させる場合は、変位センサが
構造物の変位を検出すると、その検出値にもとづいて変
位を補正するためのアクチュエータの駆動信号が出力さ
れる。また、制御部は、構造物を入力指定された姿勢に
精密に変更調整する場合、変位センサの検出値を確認し
ながらアクチュエータの駆動信号を出力する。Further, although the specific configuration of the control unit in the embodiment is not shown, it is usually constituted by an electric circuit, and is used to adjust the temperature of the thermal actuator, control the amount of expansion and contraction of the hydraulic cylinder, etc. When the control unit maintains the original preset posture of the structure, when the displacement sensor detects the displacement of the structure, it outputs a drive signal for the actuator to correct the displacement based on the detected value. be done. Further, when precisely changing and adjusting the posture of the structure to a specified input position, the control unit outputs a drive signal for the actuator while checking the detected value of the displacement sensor.
(発明の効果)
以上述べたように本発明によれば、それぞれ次のような
効果が得られる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
第1の発明によれば、剛性の大なる構造物に、構造物を
弾性変形または熱変形範囲内で変形させるアクチュエー
タが設置され、構造物の変位を変位センサが検出してア
クチュエータが伸縮制御されるため、剛性の大なる構造
物の長さまたは姿勢を極めて精密に制御することができ
る。According to the first invention, an actuator that deforms the structure within an elastic deformation or thermal deformation range is installed in a highly rigid structure, and a displacement sensor detects the displacement of the structure to control expansion and contraction of the actuator. Therefore, the length or posture of a highly rigid structure can be controlled extremely precisely.
第2の発明によれば、軸方向に引張りまたは圧縮荷重が
加わる棒状の構造物に、構造物を軸方向に弾性変形また
は熱変形範囲内で変形させるアクチュエータが構造物と
同軸上に設置され、構造物の軸方向変位を変位センサが
検出してアクチュエータの伸縮が制御されるため、棒状
の構造物の長さを極めて精密に51111することがで
きる。According to the second invention, an actuator that deforms the structure in the axial direction within an elastic deformation or thermal deformation range is installed coaxially with the rod-shaped structure to which a tensile or compressive load is applied in the axial direction, Since the displacement sensor detects the axial displacement of the structure and the expansion and contraction of the actuator is controlled, the length of the rod-shaped structure can be determined extremely accurately.
第3の発明によれば、棒状の構造物自体を外部または内
部より加熱・冷却することにより軸方向の変位を容易に
調節することができる。According to the third invention, the displacement in the axial direction can be easily adjusted by heating and cooling the rod-shaped structure itself from the outside or inside.
第4の発明によれば、中空筒状構造物の相対する側壁に
、構造物の側壁を弾性変形または熱変形範囲内で軸方向
に変形させる1対のアクチュエータが!glとパラレル
にそれぞれ設置され、構造物の軸方向変位をそれぞれ側
壁に設置された変位センサが検出してアクチュエータの
伸縮が制御されるため、中空筒状構造物の長さまたは姿
勢を極めて精密に制御することができる。According to the fourth invention, a pair of actuators are provided on opposing side walls of the hollow cylindrical structure to deform the side walls of the structure in the axial direction within the range of elastic deformation or thermal deformation! displacement sensors installed on the side walls of each structure detect the axial displacement of the structure and control the expansion and contraction of the actuator, making it possible to control the length or posture of the hollow cylindrical structure with extreme precision. can be controlled.
第5の発明によれば、第4の発明の構造物姿勢制御装置
を2段に重ねたことにより、構造物の軸に対する直角方
向の移動が可能となり、3自由度が得られる。また、2
段目構造物の首振角度を1段目構造物の首振角度の約3
倍にしてしかも反対方向にすると、2段目構造物の軸心
を移動することなく首振りが可能となり、精密でより複
雑な制御をすることができる。According to the fifth invention, by stacking the structure attitude control devices of the fourth invention in two stages, movement in a direction perpendicular to the axis of the structure is possible, and three degrees of freedom are obtained. Also, 2
The swing angle of the tier structure is approximately 3 times the swing angle of the first tier structure.
By doubling it and moving it in the opposite direction, it becomes possible to swing the second stage structure without moving its axis, allowing for more precise and more complex control.
第6の発明によれば、4面を有する中空筒状構造物の側
壁部に、構造物を軸方向に弾性変形または熱変形範囲内
で変形させる4個のアクチュエータが構造物の側壁とパ
ラレルにそれぞれ設置され、構造物の軸方向変位をそれ
ぞれ側壁に設置された変位センサが検出して各アクチュ
エータの伸縮が制御されるため、中空筒状構造物の長さ
または姿勢を極めて精密にしかも立体的に制御すること
ができる。According to the sixth invention, four actuators for deforming the structure in the axial direction within the range of elastic deformation or thermal deformation are provided on the side wall of the hollow cylindrical structure having four surfaces in parallel with the side wall of the structure. Displacement sensors installed on the side walls detect the axial displacement of each structure and control the expansion and contraction of each actuator, making it possible to control the length or posture of the hollow cylindrical structure with extreme precision and three-dimensionality. can be controlled.
第7の発明によれば、第6の発明の構造物姿勢制御装置
を2段に重ねたことにより、軸の半径方向の移動が可能
となり、5自由度が得られる。また、2段目構造物の首
振角度を1段目構造物の首振角度の約3倍にしてしかも
反対方向にすると、2段目構造物の軸心が移動すること
なく立体的に首振りが可能になって、精密でしかも立体
的により複雑な制御をすることができる。According to the seventh invention, by stacking the structure attitude control devices of the sixth invention in two stages, the axis can be moved in the radial direction, and five degrees of freedom are obtained. In addition, if the swing angle of the second stage structure is made approximately three times the swing angle of the first stage structure and in the opposite direction, the axis of the second stage structure will not move and the swing angle will be three-dimensional. This allows for more precise and more complex three-dimensional control.
第8の発明によれば、周方向に3または5以上により等
分された中空筒状構造物または円筒構造物の側壁部に、
構造物を軸方向に弾性変形または熱変形範囲内で変形さ
せる3または5個以上のアクチュエータが構造物の側壁
とパラレルにそれぞれ設置され、構造物の軸方向変位を
それぞれ側壁に設置された変位センサが検出して各アク
チュエータの伸縮が制御されるため、中空筒状構造物の
長さまたは姿勢を極めて精密にしかも立体的に制御する
ことができる。According to the eighth invention, on the side wall of the hollow cylindrical structure or the cylindrical structure equally divided into three or five or more parts in the circumferential direction,
Three or five or more actuators that deform the structure in the axial direction within the range of elastic deformation or thermal deformation are installed in parallel with the side walls of the structure, and displacement sensors installed on the side walls each measure the axial displacement of the structure. is detected and the expansion and contraction of each actuator is controlled, so the length or posture of the hollow cylindrical structure can be controlled extremely precisely and three-dimensionally.
第9の発明によれば、第8の発明の構造物姿勢制御装置
を2段に重ねたことにより、軸の半径方向の移動が可能
となり自由度が増し、また、2段目構造物の首振角度を
1段目構造物の首振角度の約3倍にしてしかも反対方向
にすると、2段目構造物の軸心が移動することなく立体
的に首振りが可能になって、精密でしかも立体的により
複雑な制御をすることができる。According to the ninth invention, by stacking the structure attitude control device of the eighth invention in two stages, the shaft can move in the radial direction, increasing the degree of freedom, and the neck of the second stage structure is improved. By increasing the swing angle to about three times the swing angle of the first-stage structure and in the opposite direction, the second-stage structure can swing three-dimensionally without moving its axis, making it possible to create a more precise structure. Furthermore, more complex three-dimensional control can be performed.
第10の発明によれば、直方体その他の多面体により構
成された中空多面体構造物の構成壁面に、壁面を弾性変
形または熱変形範囲内で壁面と平行な方向に変形させる
複敞のアクチュエータが壁面とパラレルにそれぞれ設置
され、壁面の変位をそれぞれ側壁に設置された変位セン
サが検出して各アクチュエータの伸縮が制御されるため
、中空多面体構造物の長さまたは姿勢を極めて精密にし
かも立体的に制御することができるヵ
第11の発明によれば、第2の発明および第4の発明か
ら第10の発明に用いられるアクチュエータを油圧シリ
ンダにより構成したため、応答性がすぐれたアクチュエ
ータ伸縮の制御をおこなうことができる。According to the tenth invention, a double actuator that deforms the wall surface in a direction parallel to the wall surface within the range of elastic deformation or thermal deformation is provided on the wall surface of the hollow polyhedral structure composed of a rectangular parallelepiped or other polyhedron. They are installed in parallel, and the displacement sensors installed on the side walls detect the displacement of the wall surfaces and control the expansion and contraction of each actuator, allowing extremely precise and three-dimensional control of the length or posture of the hollow polyhedral structure. According to the eleventh invention, since the actuator used in the second invention and the fourth to tenth inventions is constituted by a hydraulic cylinder, the expansion and contraction of the actuator can be controlled with excellent responsiveness. I can do it.
第12および第13の発明によれば、第4の発明から第
9の発明に用いられるアクチュエータを側壁または壁面
自体を加熱または冷却することにより温度変化により側
壁または壁面自体を膨張・収縮させるようにしたため、
アクチュエータ自体を薄型に構成することができる。According to the twelfth and thirteenth inventions, the actuator used in the fourth to ninth inventions is configured to expand or contract the side wall or wall surface itself due to a temperature change by heating or cooling the side wall or wall surface itself. Because of that,
The actuator itself can be configured to be thin.
以上のように、本出願にかかる発明は、構造物の極めて
微小な変位についてを変位センサが検出し、変位センサ
と対になって構造物にパラレルに設置されたアクユエー
タが伸縮作動し、検出した変位を補正するだけでなく、
積極的に所望の長さに構造物を変形させることにより、
従来、構造物の熱変位の影響により、容易に実現できな
かった超精密な構造物の姿勢@御が可能になり、各種産
業機械や測定機器の精度を飛躍的に向上させることがで
きるようになる。As described above, in the invention of the present application, a displacement sensor detects an extremely minute displacement of a structure, and an actuator installed in parallel to the structure in pair with the displacement sensor expands and contracts. In addition to correcting displacement,
By actively deforming the structure to the desired length,
It is now possible to control the posture of structures with ultra-precise precision, which was previously not possible due to the effects of thermal displacement of structures, and the accuracy of various industrial machines and measuring instruments can be dramatically improved. Become.
第1図および第2図は第2および第3の発明の実施例を
示し、第1図はその斜視図、第2図は同じくその縦断面
図、第3図、第4図および第5図は第4の発明の実施例
を示し、第3図はその平面図、第4図は同じくその正面
図、第5図は同じく動作の説明図、第6図、第7図およ
び第8図は第5の発明の実施例を示し、第6図番よその
正面図、第7図および第8図は同じく動作の説明図、第
9図は他のアクチュエータの実施例の斜視図、第10図
および第11図は第6の発明の実施例を示し、第10図
はその斜視図、第11図は第11図要部の斜視図、第1
2図、第13図および第14図はそれぞれアクチュエ〒
りの他の実施例の縦断面図、第15図は第14図のA−
A線断面図、第16図はアクチュエータの他の実施例の
縦断面図、第17図は第16図のB−B線断面図、第1
8図はアクチュエータの他の実施例の縦断面図、第19
図および第20図は第6の発明の他の実施例を示す斜視
図、第21図は同じく第6の発明の他の実施例を示す斜
視図、第22図は同じく第6の発明の他の実施例を示す
斜視図である。
−タ 64・・・アクチュエータ 78.79・・・熱
電対 81・・・構造物 82〜89・・・アクチュエ
ータ 91〜98・・・アクチュエータ 100・・・
箱型梁構造体 109〜116・・・アクチュエータ
S1〜S14・・・変位センサ 521−328・・・
変位センサ
ト・・構造物 2・・・冷却水路9 3・・化−タ4
.5・・・レーザ測長器 6・・・構造物 7・・・ア
クチュエータ 7.・・・冷却アクチュエータ7属・
・・加熱アクチュエータ 8・・・アクチュエータ 8
c・・・冷却アクチュエータ 8m・・・加熱アクチュ
エータ 9a、9b・・・構造物 11〜14・・・ア
クチュエータ Ilc〜14c・・・冷−却アクチェエ
ータ 11m”、14*・・・加熱アクチュエータ15
・・・冷却水I 16・・・アクチュエータ 18・
・・構造物 18a・・・区画 19〜22・・・アク
チュエータ 31・・・アクチュエータ 42・・・ア
クチュエータ 52・・・熱電対 54・・・アクチュ
エ−面の浄書(内容に変更なし)
第
図
第6図
第7図
第10図
第n図
第8図
r
第9図
第16図
第21図
第22図
手続補正書(方式)
2、発明の名称
構造物姿勢制御装置
3゜
補正をする者
事件との関係1 and 2 show embodiments of the second and third inventions, FIG. 1 is a perspective view thereof, FIG. 2 is a longitudinal sectional view thereof, and FIGS. 3, 4, and 5. shows an embodiment of the fourth invention, FIG. 3 is a plan view thereof, FIG. 4 is a front view thereof, FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation, and FIGS. 6, 7, and 8 are Embodiment of the fifth invention is shown, FIG. 6 is a front view from outside, FIGS. 7 and 8 are explanatory diagrams of the operation, FIG. 9 is a perspective view of another embodiment of the actuator, and FIG. 10 11 shows an embodiment of the sixth invention, FIG. 10 is a perspective view thereof, FIG. 11 is a perspective view of the main part of FIG.
Figures 2, 13 and 14 show the actuator
FIG. 15 is a vertical sectional view of another embodiment of the present invention, and FIG.
16 is a longitudinal sectional view of another embodiment of the actuator; FIG. 17 is a sectional view taken along line B-B of FIG. 16;
8 is a vertical sectional view of another embodiment of the actuator, No. 19
20 and 20 are perspective views showing another embodiment of the sixth invention, FIG. 21 is a perspective view showing another embodiment of the sixth invention, and FIG. 22 is a perspective view showing another embodiment of the sixth invention. It is a perspective view showing an example of this. -ta 64...Actuator 78.79...Thermocouple 81...Structure 82-89...Actuator 91-98...Actuator 100...
Box-shaped beam structure 109-116...actuator
S1-S14...Displacement sensor 521-328...
Displacement sensor...Structure 2...Cooling waterway 9 3...Converter 4
.. 5... Laser length measuring device 6... Structure 7... Actuator 7. ...7 types of cooling actuators・
... Heating actuator 8 ... Actuator 8
c...Cooling actuator 8m...Heating actuator 9a, 9b...Structures 11-14...Actuator Ilc-14c...Cooling actuator 11m", 14*...Heating actuator 15
...Cooling water I 16...Actuator 18.
...Structure 18a...Division 19-22...Actuator 31...Actuator 42...Actuator 52...Thermocouple 54...Engraving of actuator surface (no change in content) Fig. Figure 6 Figure 7 Figure 10 Figure n Figure 8 r Figure 9 Figure 16 Figure 21 Figure 22 Procedural amendment (method) 2. Name of invention Structure attitude control device 3° correction case relationship with
Claims (13)
形または熱変形範囲内で変形させるアクチュエータと、 このアクチュエータにより変形される構造物の変形エリ
アについて、その変位を検出する変位センサと、 この変位センサが検出した変位量にもとづき、構造物を
所望の長さに保持するためにアクチュエータの駆動信号
を発生する制御部と、 を備えたことを特徴とする構造物姿勢制御装置。(1) An actuator that is installed on a highly rigid structure and deforms the structure within the range of elastic deformation or thermal deformation, and a displacement sensor that detects the displacement of the deformation area of the structure that is deformed by this actuator. A structure attitude control device comprising: a control unit that generates a drive signal for an actuator to maintain the structure at a desired length based on the amount of displacement detected by the displacement sensor.
造物に、構造物と同軸上に設置され、構造物を弾性変形
または熱変形範囲内で軸方向に変形させるアクチュエー
タと、 構造物の軸方向変位を検出する変位センサと、この変位
センサが検出した変位量にもとづき、前記棒状の構造物
を所望の長さに保持するためにアクチュエータの駆動信
号を発生する制御部と、を備えたことを特徴とする構造
物姿勢制御装置。(2) An actuator that is installed coaxially with the rod-shaped structure to which a tensile or compressive load is applied in the axial direction and deforms the structure in the axial direction within the range of elastic deformation or thermal deformation, and the axis of the structure. A displacement sensor that detects directional displacement; and a control unit that generates a drive signal for an actuator to maintain the rod-shaped structure at a desired length based on the amount of displacement detected by the displacement sensor. A structure attitude control device characterized by:
却することにより軸方向の変位を生じさせるようにアク
チュエータを構成したことを特徴とする請求項2記載の
構造物姿勢制御装置。(3) The structure attitude control device according to claim 2, wherein the actuator is configured to cause displacement in the axial direction by heating and cooling the rod-shaped structure itself from the outside or inside.
レルに設置し、それぞれ構造物の側壁を弾性変形または
熱変形範囲内で軸方向に変形させる1対のアクチュエー
タと、 アクチュエータが設置された側壁部に設置され、構造物
の軸方向変位をそれぞれ検出する変位センサと、 これら変位センサが検出した変位量にもとづき、前記構
造物を所望の長さまたは所望の姿勢に保持するためにア
クチュエータごとの駆動信号を発生する制御部と、 を備えたことを特徴とする構造物姿勢制御装置。(4) A pair of actuators are installed on opposing side walls of the hollow cylindrical structure in parallel with the side walls, and each actuator deforms the side wall of the structure in the axial direction within the range of elastic deformation or thermal deformation. displacement sensors installed on the side walls of the structure to detect the axial displacement of the structure; A structure attitude control device comprising: a control unit that generates a drive signal for each actuator;
エータ取付け側壁部を互いに一致させて上下2段に重ね
たことを特徴とする構造物姿勢制御装置。(5) A structure attitude control device according to claim 4, wherein the structure attitude control device according to claim 4 is stacked in two layers, with the actuator mounting side wall portions aligned with each other.
パラレルに設置し、それぞれ構造物の側壁を弾性変形ま
たは熱変形範囲内で軸方向に変形させる4個のアクチュ
エータと、 アクチュエータが設置された側壁部に設置され、構造物
の軸方向変位をそれぞれ検出する変位センサと、 これらの変位センサが検出した変位量にもとづき、前記
構造物を所望の長さまたは所望の姿勢に保持するために
アクチュエータごとの駆動信号を発生する制御部と、 を備えたことを特徴とする構造物姿勢制御装置。(6) four actuators installed on the side wall of a hollow cylindrical structure having four sides in parallel with the side wall, each of which deforms the side wall of the structure in the axial direction within an elastic deformation or thermal deformation range; A displacement sensor is installed on the side wall where the structure is installed and detects the axial displacement of the structure, and the structure is held at a desired length or a desired posture based on the amount of displacement detected by these displacement sensors. A structure attitude control device comprising: a control unit that generates a drive signal for each actuator in order to control the structure.
エータ取付け側壁部を互いに一致させて上下2段に重ね
る構成にしたことを特徴とする構造物姿勢制御装置。(7) A structure attitude control device according to claim 6, wherein the structure attitude control device is configured such that the actuator mounting side wall portions are aligned with each other and stacked in two stages, upper and lower.
構造物または円筒構造物の側壁に、側壁とパラレルに設
置され、それぞれ構造物の側壁を弾性変形または熱変形
範囲内で軸方向に変形させる複数のアクチュエータと、 アクチュエータが設置された側壁部に設置され、構造物
の軸方向変位をそれぞれ検出する変位センサと、 これらの変位センサが検出した変位量にもとづき、前記
構造物を所望の長さまたは所望の姿勢に保持するために
アクチュエータごとの駆動信号を発生する制御部と、 を備えたことを特徴とする構造物姿勢制御装置。(8) Installed on the side wall of a hollow cylindrical structure or cylindrical structure that can be equally divided into 3 or 5 or more in the circumferential direction, in parallel with the side wall, and axially deforms the side wall of the structure within the range of elastic deformation or thermal deformation. a plurality of actuators that deform the structure in the axial direction; a displacement sensor that is installed on the side wall where the actuators are installed and detects the axial displacement of the structure; and a displacement sensor that deforms the structure based on the amount of displacement detected by these displacement sensors. A structure attitude control device comprising: a control unit that generates a drive signal for each actuator to maintain the structure at a desired length or a desired attitude;
重ねる構成にしたことを特徴とする構造物姿勢制御装置
。(9) A structure attitude control device characterized in that the structure attitude control device according to claim 8 is stacked in two layers, upper and lower.
面体構造物の構成壁面の全壁面または一部の壁面にパラ
レルに設置され、その構造物壁面を弾性変形または熱変
形範囲内で壁面と平行な1方向または2方向に変形させ
る複数のアクチュエータと、アクチュエータが設置され
た壁面部に設置され、壁面のアクチュエータ動作方向変
位をそれぞれ検出する変位センサと、 これらの変位センサが検出した変位量にもとづき、前記
構造物を所望の長さまたは所望の姿勢に保持するために
アクチュエータごとの駆動信号を発生する制御部と、 を備えたことを特徴とする構造物姿勢制御装置。(10) A hollow polyhedral structure composed of rectangular parallelepipeds and other polyhedrons is installed in parallel to the entire wall surface or a part of the wall surface, and the structure wall surface is elastically deformed or thermally deformed within the range of elastic deformation or thermal deformation. A plurality of actuators for deforming in one direction or two directions, a displacement sensor installed on a wall where the actuators are installed and detecting displacement of the wall in the actuator operation direction, and based on the amount of displacement detected by these displacement sensors, A structure attitude control device comprising: a control section that generates a drive signal for each actuator in order to hold the structure at a desired length or a desired posture.
ことを特徴とする請求項1または請求項2または請求項
4または請求項5または請求項6または請求項7または
請求項8または請求項9または請求項10記載の構造物
姿勢制御装置。(11) Claim 1 or Claim 2 or Claim 4 or Claim 5 or Claim 6 or Claim 7 or Claim 8 or Claim 9 or Claim 10 characterized in that the actuator is constituted by a hydraulic cylinder. The structure attitude control device described.
アクチュエータを、側壁自体を加熱または冷却すること
により伸縮変形させる加熱源および冷熱源により構成し
たことを特徴とする請求項4または請求項5または請求
項6または請求項7または請求項8または請求項9記載
の構造物姿勢制御装置。(12) The actuator installed in parallel with the side wall of the hollow cylindrical structure is constituted by a heating source and a cold source that expand and contract by heating or cooling the side wall itself. A structure attitude control device according to claim 5, claim 6, claim 7, claim 8, or claim 9.
されるアクチュエータを、壁面自体を加熱または冷却す
ることにより伸縮変形させる加熱源および冷熱源により
構成したことを特徴とする請求項10記載の構造物姿勢
制御装置。(13) Structure of hollow polyhedral structure Structure according to claim 10, characterized in that the actuator installed in parallel with the wall surface is constituted by a heating source and a cold source that expand and contract by heating or cooling the wall surface itself. Object attitude control device.
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
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JP19848090A JPH0481906A (en) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | Structure attitude controller |
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Publication Number | Publication Date |
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---|---|---|---|
JP19848090A Pending JPH0481906A (en) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | Structure attitude controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0481906A (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5370281A (en) * | 1976-12-03 | 1978-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Analog actuator |
JPS62117015A (en) * | 1985-11-15 | 1987-05-28 | Ikegai Corp | Fine displacement device |
JPS6353306A (en) * | 1986-08-20 | 1988-03-07 | Hitachi Ltd | Hydraulic device |
JPS63184113A (en) * | 1986-09-09 | 1988-07-29 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Controller for fine positioning device |
JPS63226709A (en) * | 1987-03-17 | 1988-09-21 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Fine positioning device |
JPS643997A (en) * | 1987-06-25 | 1989-01-09 | Matsushita Electric Works Ltd | Discharge lamp lighting device |
JPH0256613A (en) * | 1988-08-22 | 1990-02-26 | Iseki & Co Ltd | Position controller in actuator |
-
1990
- 1990-07-24 JP JP19848090A patent/JPH0481906A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5370281A (en) * | 1976-12-03 | 1978-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Analog actuator |
JPS62117015A (en) * | 1985-11-15 | 1987-05-28 | Ikegai Corp | Fine displacement device |
JPS6353306A (en) * | 1986-08-20 | 1988-03-07 | Hitachi Ltd | Hydraulic device |
JPS63184113A (en) * | 1986-09-09 | 1988-07-29 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Controller for fine positioning device |
JPS63226709A (en) * | 1987-03-17 | 1988-09-21 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Fine positioning device |
JPS643997A (en) * | 1987-06-25 | 1989-01-09 | Matsushita Electric Works Ltd | Discharge lamp lighting device |
JPH0256613A (en) * | 1988-08-22 | 1990-02-26 | Iseki & Co Ltd | Position controller in actuator |
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