[發明專利]壓電驅動裝置的控制方法、壓電驅動裝置及機器人

有效

• 申請號: 202010316059.7
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111865135B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 齋藤英俊
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00;B25J9/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丹

提供壓電驅動裝置的控制方法、壓電驅動裝置及機器人，該壓電驅動裝置即使在使用間歇的驅動信號的情況下也能夠高精度地驅動驅動用壓電元件。壓電驅動裝置的控制方法其特征在于，壓電驅動裝置具有：振動體，通過對驅動用壓電元件施加包含周期信號的驅動信號而振動；被驅動部，通過振動體的振動而驅動；及驅動信號生成部，使用基于目標脈沖占空比生成的脈沖信號來生成驅動信號，驅動信號生成部檢測在驅動用壓電元件中產生的電壓振幅，并基于電壓振幅生成目標脈沖占空比，其中驅動信號包括間歇信號，該間歇信號由輸出周期信號的輸出期間和中斷周期信號的輸出的中斷期間構成，驅動信號生成部檢測輸出期間電壓振幅，而不檢測中斷期間電壓振幅。

技術領域

本發明涉及壓電驅動裝置的控制方法、壓電驅動裝置及機器人。

背景技術

專利文獻1中公開了一種驅動裝置，該驅動裝置具有：超聲波馬達，具有根據電壓的施加而伸縮并通過伸縮動作來驅動可動部的壓電元件；和驅動信號生成部，間歇地輸出周期信號。驅動信號生成部具有：基本信號生成部，將一定振幅的交流信號作為基本信號輸出；脈沖信號生成部，輸出以比基本信號周期長的周期反復接通和斷開的脈沖信號；及開關部，僅在脈沖信號的接通時間內原樣輸出基本信號。由于從這樣的驅動信號生成部輸出的驅動信號為間歇信號，所以與脈沖信號的占空比為100％的情況相比，能夠降低超聲波馬達的驅動速度。

另一方面，正在研究以下情況：在使用壓電元件的驅動裝置中，檢測交流驅動信號的電壓振幅，并以減小該檢測結果電壓振幅與目標電壓振幅之差的方式，進行改變驅動信號的生成條件的反饋控制。在這樣的反饋控制中，需要持續監控實際輸出的驅動信號的振幅與目標電壓振幅之差。而且，當驅動信號是間歇信號時，需要對原樣輸出基本信號的接通時間的電壓振幅和不輸出基本信號的斷開時間的電壓振幅分別進行反饋。具體而言，將從開關部輸出的驅動信號分配在開關部與壓電元件之間，并返回到確定驅動信號的生成條件的脈沖信號生成部。然而，開關部在接通時間輸出基本信號，并且在斷開時間處于高阻抗狀態，從而以不輸出基本信號的方式工作。因此，在斷開時間內，開關部與壓電元件之間的電路處于浮置狀態。

當在這樣的驅動裝置中進行反饋控制時，即使在不輸出基本信號的斷開時間內，超聲波馬達也持續驅動，因此在壓電元件中產生伴隨壓電效果的電荷，與驅動信號無關的電壓振幅返回到脈沖信號生成部。其結果，檢測到未預期的電壓振幅，驅動信號的精度降低。因此，存在無法高精度地進行目標驅動的問題。

專利文獻1：日本特開2007-244181號公報

發明內容

本發明的應用例涉及的壓電驅動裝置的控制方法，其特征在于，所述壓電驅動裝置具有：振動體，具有驅動用壓電元件，通過對所述驅動用壓電元件施加包含周期信號的驅動信號而振動；被驅動部，通過所述振動體的振動而驅動該被驅動部；及驅動信號生成部，使用基于目標脈沖占空比生成的脈沖信號來生成所述驅動信號，所述驅動信號生成部檢測在所述驅動用壓電元件中產生的電壓振幅，并基于所述電壓振幅生成所述目標脈沖占空比，所述驅動信號包括間歇信號，所述間歇信號由輸出所述周期信號的輸出期間和中斷所述周期信號的輸出的中斷期間構成，當將所述輸出期間的所述電壓振幅作為輸出期間電壓振幅并將所述中斷期間的所述電壓振幅作為中斷期間電壓振幅時，所述驅動信號生成部檢測所述輸出期間電壓振幅，而不檢測所述中斷期間電壓振幅。

附圖說明

圖1是示出第一實施方式涉及的壓電驅動裝置的俯視圖。

圖2是示出圖1所示壓電致動器包括的振動體的電極配置的俯視圖。

圖3是圖2的A-A線剖視圖。

圖4是圖2的B-B線剖視圖。

圖5是圖2的C-C線剖視圖。

圖6是圖2的D-D線剖視圖。

圖7是用于說明驅動信號的圖。

圖8是用于說明壓電致動器的驅動狀態的示意性俯視圖。