特許 7639309 圧電駆動装置の異常検知方法、圧電駆動装置、及びロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-25

(45)【発行日】2025-03-05

(54)【発明の名称】圧電駆動装置の異常検知方法、圧電駆動装置、及びロボット

(51)【国際特許分類】

   H02N 2/14 20060101AFI20250226BHJP

   H02N 2/12 20060101ALI20250226BHJP

【ＦＩ】

H02N2/14

H02N2/12

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020195033

(22)【出願日】2020-11-25

(65)【公開番号】P2022083612

(43)【公開日】2022-06-06

【審査請求日】2023-10-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】梶野 喜一

【審査官】津久井 道夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１１６４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１８２３６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｎ ２／１４

Ｈ０２Ｎ ２／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板の上に配置されている薄膜の圧電素子と、を有し、
前記圧電素子は、容量が低下すると駆動電圧の周波数特性が変化し、
駆動制御信号で前記圧電素子の振幅を制御する圧電駆動装置の振動異常を検知する方法であって、
前記駆動制御信号に対する実際の駆動波形である前記駆動電圧が、想定値に対して規定値以上離れたとき異常と判断する、
圧電駆動装置の異常検知方法。

【請求項2】

前記圧電駆動装置は、前記駆動制御信号を出力する電圧制御部と、前記電圧制御部から出力された矩形パルスをアナログ波形に変換するＤＡ変換部と、前記ＤＡ変換部で変換されたアナログ波形を前記駆動制御信号に基づいて増幅する波形増幅部と、を有する、
請求項１に記載の圧電駆動装置の異常検知方法。

【請求項3】

前記圧電素子の薄膜の厚さは、５０ｎｍ以上、２０μｍ以下である、
請求項１又は請求項２に記載の圧電駆動装置の異常検知方法。

【請求項4】

前記駆動制御信号は、ＰＷＭ幅である、
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の圧電駆動装置の異常検知方法。

【請求項5】

前記振動異常を検知したら報知する、
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の圧電駆動装置の異常検知方法。

【請求項6】

基板と、
前記基板の上に配置されている薄膜の圧電素子と、
駆動制御信号を出力し、前記圧電素子の振幅を制御する回路部と、
前記駆動制御信号により生成される実際の駆動波形である駆動電圧と想定値とを比較することにより振動異常を検知する検知部と、
を有し、
前記圧電素子は、容量が低下すると前記駆動電圧の周波数特性が変化する
圧電駆動装置。

【請求項7】

前記圧電素子の薄膜の厚さは、５０ｎｍ以上、２０μｍ以下である、
請求項６に記載の圧電駆動装置。

【請求項8】

請求項６又は請求項７に記載の圧電駆動装置を有する圧電モーターを備えている、
ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧電駆動装置の異常検知方法、圧電駆動装置、及びロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、圧電体の振動を利用する圧電モーターが開発されている。このような圧電モーターとして、例えば特許文献１には、圧電体の入力電圧が印加されていない部分に、モニター用電極を設け、圧電体の振動によって生じる電圧をモニターし、このモニター電圧を評価して異常検知を行い、異常が検知された時に、例えば警告やモーターの停止をすることで、超音波モーターの損傷を回避する保護装置を備えた超音波モーターが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１－１９０２６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の超音波モーターは、異常を検知し保護するために、モニター用電極と、異常検知回路及び保護回路を有する保護装置と、が必要となり、低コスト化を図るのが難しいという課題があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

圧電駆動装置の異常検知方法は、基板と、前記基板の上に配置されている薄膜の圧電素子と、を有し、駆動制御信号で前記圧電素子の振幅を制御する圧電駆動装置の振動異常を検知する方法であって、前記駆動制御信号に対する駆動電圧により前記振動異常を検知する。

【0006】

圧電駆動装置は、基板と、前記基板の上に配置されている薄膜の圧電素子と、駆動制御信号を出力し、前記圧電素子の振幅を制御する回路部と、前記駆動制御信号により生成される駆動電圧により振動異常を検知する検知部と、を有する。

【0007】

ロボットは、上記に記載の圧電駆動装置を有する圧電モーターを備えている。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る圧電駆動装置を備える圧電モーターの概略構成を示す平面図。

【図2】第１実施形態に係る圧電駆動装置の概略構成を示す平面図。

【図3】図２中のＡ－Ａ線断面図。

【図4】圧電モーターの駆動状態を示す平面図。

【図5】圧電モーターの駆動状態を示す平面図。

【図6】異常検知回路の構成を示すブロック図。

【図7】圧電素子の周波数特性を示す図。

【図8】圧電素子の異常検知方法を示すフローチャート図。

【図9】圧電素子の異常を判断する駆動電圧特性を示す図。

【図10】第２実施形態に係る圧電駆動装置を備えたロボットの概略構成を示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

１．第１実施形態
先ず、第１実施形態に係る圧電駆動装置３について、圧電駆動装置３を備える圧電モーター１を一例として挙げ、図１～図５を参照して説明する。
尚、説明の便宜上、以降の各図には、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を図示している。また、Ｘ軸に沿った方向を「Ｘ方向」、Ｙ軸に沿った方向を「Ｙ方向」、Ｚ軸に沿った方向を「Ｚ方向」と言う。また、各軸の矢印側を「プラス側」、矢印と反対側を「マイナス側」、Ｘ方向のプラス側を「上」、Ｘ方向のマイナス側を「下」とも言う。

【0010】

圧電モーター１は、図１に示すように、円盤状をなしその中心軸Ｏまわりに回転可能な被駆動部材としてのローター２と、ローター２の外周面２１に当接し、ローター２を中心軸Ｏまわりに回転させる圧電駆動装置３と、を有する。また、圧電モーター１は、圧電アクチュエーター４と、圧電アクチュエーター４をローター２に向けて付勢する付勢部材５と、圧電アクチュエーター４の駆動を制御する制御装置７と、を有する。このような圧電モーター１では、圧電アクチュエーター４が屈曲振動すると、その振動がローター２に伝わり、ローター２が中心軸Ｏ回りで、矢印Ｂ１で示すように時計回り又は矢印Ｂ２で示すように反時計回りに回転する。

【0011】

また、本実施形態では、ローター２にエンコーダー９が設けられており、エンコーダー９によって、ローター２の挙動、特に、回転量および角速度が検出できる。

【0012】

圧電アクチュエーター４は、図２に示すように、振動体４１と、振動体４１を支持する支持部４２と、振動体４１と支持部４２とを接続する接続部４３と、振動体４１に接続され、振動体４１の振動をローター２に伝達する凸部４４と、を有する。

【0013】

振動体４１は、Ｘ方向を厚さ方向とし、Ｙ軸およびＺ軸を含むＹ－Ｚ平面に広がる板状をなし、Ｙ方向に伸縮しながらＺ方向に屈曲することによりＳ字状に屈曲振動する。また、振動体４１は、Ｘ方向からの平面視で、伸縮方向であるＹ方向を長手とする長手形状となっている。

【0014】

また、振動体４１は、基板６０と、基板６０上に配置され、振動体４１を屈曲振動させるための駆動用の５つの圧電素子６Ａ～６Ｅと、を有する。

【0015】

圧電素子６Ｃは、振動体４１のＺ方向の中央部において、振動体４１の長手方向であるＹ方向に沿って配置されている。また、圧電素子６Ｃに対して振動体４１のＺ方向のプラス側には、圧電素子６Ａと圧電素子６Ｂとが振動体４１のＹ方向に並んで配置され、Ｚ方向のマイナス側には、圧電素子６Ｄと圧電素子６Ｅとが振動体４１のＹ方向に並んで配置されている。また、これら圧電素子６Ａ～６Ｅは、それぞれ、通電によって振動体４１のＹ方向に伸縮する。また、圧電素子６Ａと圧電素子６Ｅとが互いに電気的に接続されており、圧電素子６Ｂと圧電素子６Ｄとが互いに電気的に接続されている。

【0016】

圧電素子６Ａ，６Ｅと、圧電素子６Ｃと、圧電素子６Ｂ，６Ｄと、にそれぞれ位相の異なる同周波数の駆動電圧Ｖ（交番電圧）を印加し、これらの伸縮タイミングをずらすことにより、振動体４１をその面内においてＳ字状に屈曲振動させることができる。

【0017】

圧電素子６Ａ～６Ｅは、それぞれ、図３に示すように、基板６０上に配置された第１電極６１と、第１電極６１上に配置された圧電体６２と、圧電体６２上に配置された第２電極６３と、を有する。尚、第２電極６３上には、電極間のショートを防止するための絶縁層６４が設けられている。圧電素子６Ａ～６Ｅの第１電極６１は、共通電極であり、圧電体６２及び第２電極６３は、それぞれ、圧電素子６Ａ～６Ｅに個別に設けられている。尚、第２電極６３は、駆動制御信号Ｖｘに基づき、圧電素子６Ａ～６Ｅの各圧電体６２を振動させる駆動用電極である。

【0018】

圧電体６２の厚さとしては、特に限定されないが、例えば、５０ｎｍ以上、２０μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以上、７μｍ以下であることがより好ましい。このことから、圧電素子６Ａ～６Ｅは、薄膜圧電素子であるとも言える。尚、圧電体６２の厚さが５０ｎｍより小さいと、圧電破壊が生じ易くなるため、駆動電圧Ｖを高くすることができず、その分、圧電アクチュエーター４の出力が小さくなる場合がある。一方、圧電体６２の厚さが２０μｍより大きいと、圧電体６２にクラックが生じる可能性が高まり、駆動電圧Ｖが高くなる場合がある。

【0019】

圧電体６２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウムストロンチウム（ＢＳＴ）、タンタル酸ストロンチウムビスマス（ＳＢＴ）、メタニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の圧電セラミックスを用いることができる。また、圧電体６２としては、上述した圧電セラミックスの他にも、ポリフッ化ビニリデン、水晶等を用いてもよい。

【0020】

また、圧電体６２の形成方法としては、特に限定されず、ゾル－ゲル法やスパッタリング法を用いて形成してもよい。本実施形態の圧電体６２は、ゾル－ゲル法を用いて形成した薄膜である。従って、基板６０の上に薄膜の圧電素子６Ａ～６Ｅが配置されている。これにより、例えば、バルク材料から形成する場合と比べて薄い圧電体６２が得られ、容量Ｃの大きい圧電素子６Ａ～６Ｅを得ることができ、更に、圧電駆動装置３の薄型化を図ることができる。

【0021】

支持部４２は、接続部４３を介して振動体４１を支持している。支持部４２は、Ｘ方向からの平面視で、振動体４１のＹ方向のマイナス側を囲むＵ字形状となっている。また、接続部４３は、振動体４１の屈曲振動の節となる部分、具体的には振動体４１のＹ方向の中央部と支持部４２とを接続している。

【0022】

支持部４２と接続部４３には、１つの共通電極用配線８１と、５つの駆動電極用配線８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８２Ｄ，８２Ｅが設けられている。また、支持部４２のＹ方向のマイナス側の端部には、１つの共通電極用端子８３と、５つの駆動電極用端子８４と、がＺ方向に沿って並んで配置されている。

【0023】

共通電極用配線８１の一方の端部は、圧電素子６Ａ～６Ｅの第１電極６１と電気的に接続されており、共通電極用配線８１の他方の端部は、共通電極用端子８３と電気的に接続されている。５つの駆動電極用配線８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８２Ｄ，８２Ｅのそれぞれの一方の端部は、圧電素子６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅの第２電極６３と電気的に接続されており、５つの駆動電極用配線８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８２Ｄ，８２Ｅのそれぞれの他方の端部は、駆動電極用端子８４と電気的に接続されている。

【0024】

圧電素子６Ａ～６Ｅの第１電極６１と電気的に接続されている共通電極用端子８３は、外部配線８５を介して、制御装置７と電気的に接続され、ＧＮＤに接地されている。また、圧電素子６Ａ～６Ｅの第２電極６３と電気的に接続されている５つの駆動電極用端子８４は、外部配線８６を介して、制御装置７と電気的に接続されている。

【0025】

凸部４４は、振動体４１の先端部に設けられ、振動体４１からＹ方向のプラス側へ突出している。そして、凸部４４の先端部は、ローター２の外周面２１と接触している。そのため、振動体４１の振動は、凸部４４を介してローター２に伝達される。

【0026】

圧電素子６Ａ，６Ｅに位相０°の駆動電圧Ｖを印加し、圧電素子６Ｃに位相が９０°ずれている駆動電圧Ｖを印加し、圧電素子６Ｂ，６Ｄに位相が１８０°ずれている駆動電圧Ｖを印加すると、圧電素子６Ａ，６Ｅが振動体４１の外側に向って変形すると、圧電素子６Ｂ，６Ｄは、振動体４１の内側に向って変形する。逆に、圧電素子６Ａ，６Ｅが振動体４１の内側に向って変形すると、圧電素子６Ｂ，６Ｄは、振動体４１の外側に向って変形する。そのため、振動体４１がＺ方向にＳ字状に変位する。また、圧電素子６Ｃは、Ｙ方向に伸縮振動する。そのため、図４に示すように、振動体４１がＹ方向に伸縮振動しつつＺ方向にＳ字状に屈曲振動し、これらの振動が合成されて、凸部４４の先端が矢印Ａ１で示すように反時計回りに楕円軌道を描く楕円運動（回転運動）する。このような凸部４４の楕円運動によってローター２が送り出され、ローター２が矢印Ｂ１で示すように時計回りに回転する。

【0027】

なお、本実施形態では、振動体４１をＹ－Ｚ平面内で変位する面内振動である屈曲振動と伸縮振動を用いて凸部４４の先端を楕円運動させ、ローター２を駆動しているが、これに限定されず、振動体４１をＹ－Ｚ平面外で変位する面外振動によって振動し、凸部４４の先端を楕円運動させ、ローター２を駆動しても構わない。

【0028】

また、圧電素子６Ａ，６Ｅと圧電素子６Ｂ，６Ｄとに印加する駆動電圧Ｖを切り換えると、すなわち位相０°の駆動電圧Ｖを圧電素子６Ｂ，６Ｄに印加し、位相が９０°ずれている駆動電圧Ｖを圧電素子６Ｃに印加し、位相が１８０°ずれている駆動電圧Ｖを圧電素子６Ａ，６Ｅに印加すると、図５に示すように、振動体４１がＹ方向に伸縮振動しつつＺ方向にＳ字状に屈曲振動し、これらの振動が合成されて、凸部４４が矢印Ａ２で示すように時計回りに楕円運動する。このような凸部４４の楕円運動によってローター２が送り出され、ローター２が矢印Ｂ２で示すように反時計回りに回転する。

【0029】

付勢部材５は、凸部４４をローター２の外周面２１に向けて付勢する部材である。付勢部材５は、圧電アクチュエーター４を支持する基部５１に設けられたばね部５１３をＹ方向に撓ませた状態で付勢部材５を筐体等に固定することにより、ばね部５１３の復元力を利用して凸部４４をローター２の外周面２１に向けて付勢することができる。

【0030】

制御装置７は、圧電素子６Ａ～６Ｅに交番電圧である駆動電圧Ｖを印加することにより、圧電アクチュエーター４の駆動を制御する。
また、制御装置７は、駆動制御信号Ｖｘに対する駆動電圧Ｖにより圧電素子６Ａ～６Ｅの振動異常を検知する機能を有する。

【0031】

次に、制御装置７における圧電素子６Ａ～６Ｅの振動異常を検知する回路及び検知方法について、図６～図９を参照し説明する。

【0032】

制御装置７は、駆動制御信号Ｖｘを出力し、圧電素子６Ａ～６Ｅの振幅を制御し、圧電素子６Ａ～６Ｅの振動異常を検知する回路部７０を有する。回路部７０は、図６に示すように、圧電素子６Ａ～６Ｅの振動異常を検知する検知部７２を有する電圧制御部７１と、ＤＡ変換部７３と、波形増幅部７４と、を有する。

【0033】

電圧制御部７１は、圧電素子６Ａ～６Ｅの振幅を制御する駆動制御信号Ｖｘを出力し、波形増幅部７４での駆動電圧Ｖの振幅幅を決める。尚、駆動制御信号Ｖｘは、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）幅である。尚、ＰＷＭ幅とは、パルス波のデューティー比を変化させて変調した信号である。ＰＷＭ幅を用いることで簡単な回路構成とすることができる。
検知部７２は、回路部７０で発生される電圧信号である駆動電圧Ｖと実際の駆動波形である駆動電圧Ｖとを比較し、圧電素子６Ａ～６Ｅの振動異常を検知する。尚、検知部７２は、ソフトウェアで構成することができるので、新たに異常検知専用の回路が不要となる。
ＤＡ変換部７３は、電圧制御部７１から出力された矩形パルスをアナログ波形に変換する。
波形増幅部７４は、ＤＡ変換部７３で変換されたアナログ波形を駆動制御信号Ｖｘに基づいて増幅し、圧電素子６Ａ～６Ｅに印加する駆動電圧Ｖを生成し、圧電素子６Ａ～６Ｅの振幅を制御する。

【0034】

圧電素子６Ａ～６Ｅに接続された回路部７０は、駆動制御信号Ｖｘが一定の場合、図７に示すような周波数特性を有する。圧電素子６Ａ～６Ｅが正常に駆動している場合は、駆動周波数ｆ１において、駆動電圧Ｖ１を発生する。それに対し、圧電素子６Ａ～６Ｅに容量Ｃが低下するという異常が生じると周波数特性が変化し、駆動周波数ｆ１において、駆動電圧Ｖ２と増大する。そのため、正常時の駆動電圧Ｖ１と異常時の駆動電圧Ｖ２とを検知部７２で比較することで、圧電素子６Ａ～６Ｅの振動異常を検知することができる。従って、駆動制御信号Ｖｘに対する駆動電圧Ｖが、想定値Ｖｓに対して規定値以上離れたとき異常と判断する。また、振動異常と検知したら報知する。

【0035】

尚、駆動周波数ｆ１は、ＤＡ変換部７３の有するインダクターＬと圧電素子６Ａ～６Ｅの有する容量Ｃとにより、以下の（１）式で決定される。
ｆ１＝１／（２π（ＬＣ）^1/2） （１）

【0036】

また、本実施形態の圧電素子６Ａ～６Ｅは、薄膜で形成されているので、バルクに比べ、容量Ｃを大きくすることができる。バルクの場合、容量Ｃが小さいので容量調整のために並列に別途コンデンサーを追加する必要がある。圧電素子６Ａ～６Ｅの容量Ｃに対し追加コンデンサーの比率が増えてくると圧電素子６Ａ～６Ｅの容量変化に対し共振周波数の変化が緩やかになり電圧変化が小さくなる。そのため、本実施形態の圧電素子６Ａ～６Ｅを薄膜で形成することで、圧電素子６Ａ～６Ｅの容量変化に対する電圧変化を大きくし、圧電素子６Ａ～６Ｅの振動異常の検知精度を向上させている。

【0037】

制御装置７における圧電素子６Ａ～６Ｅの振動異常を検知する検知方法は、図８に示すように、先ず、ステップＳ１０１において、電圧制御部７１から駆動制御信号Ｖｘを出力し、圧電素子６Ａ～６Ｅを駆動する。

【0038】

次に、ステップＳ１０２において、想定値Ｖｓである波形増幅部７４から出力された駆動電圧Ｖが規定値以上離れていないか検知部７２で判断する。つまり、図９に示すように、例えば、駆動制御信号Ｖｘ１において、想定値Ｖｓがワーニング下限値Ｗminより大きいか、ワーニング上限値Ｗmax未満かを判定する。想定値Ｖｓがワーニング下限値Ｗminからワーニング上限値Ｗmaxまでの範囲内であれば、正常と判断し、「Ｙｅｓ」として、ステップＳ１０１に戻り、駆動制御信号Ｖｘを出力し、圧電素子６Ａ～６Ｅを駆動する。想定値Ｖｓがワーニング下限値Ｗminからワーニング上限値Ｗmaxまでの範囲外であれば、異常と判断し、「Ｎｏ」として、ステップＳ１０３に進み、ワーニング信号を発呼し、振動異常であることを外部に報知する。

【0039】

次に、ステップＳ１０４において、想定値Ｖｓである波形増幅部７４から出力された駆動電圧Ｖが規定値以上離れていないか検知部７２で判断する。つまり、図９に示すように、例えば、駆動制御信号Ｖｘ１において、想定値Ｖｓがエラー下限値Ｅminより大きいか、エラー上限値Ｅmax未満かを検知部７２で判定する。想定値Ｖｓがエラー下限値Ｅminからエラー上限値Ｅmaxまでの範囲内であれば、正常と判断し、「Ｙｅｓ」として、ステップＳ１０１に戻り、駆動制御信号Ｖｘを出力し、圧電素子６Ａ～６Ｅを駆動する。想定値Ｖｓがエラー下限値Ｅminからエラー上限値Ｅmaxまでの範囲外であれば、異常と判断し、「Ｎｏ」として、ステップＳ１０５に進み、エラー信号を発呼し、振動異常であることを外部に報知する。尚、本実施形態における規定値とは、ワーニング下限値Ｗmin、ワーニング上限値Ｗmax、エラー下限値Ｅmin、エラー上限値Ｅmaxの何れかである。

【0040】

その後、ステップＳ１０６において、電圧制御部７１の駆動制御信号Ｖｘ出力を停止し、更に、圧電駆動装置３を停止する。

【0041】

上述したような圧電駆動装置３及び圧電駆動装置３の異常検知方法によれば、駆動制御信号Ｖｘに対する駆動電圧Ｖにより圧電素子６Ａ～６Ｅの振動異常を検知する検知部７２をソフトウェアで構成した制御装置７を備えているので、新たに異常検知専用の回路を設けることなく、低コストで圧電素子６Ａ～６Ｅの振動異常を検知することができる。また、圧電素子６Ａ～６Ｅの振動異常に伴う圧電モーター１の損傷を回避することができる。

【0042】

２．第２実施形態
次に、第２実施形態に係る圧電駆動装置３を備えているロボット１０００について、図１０を参照して説明する。尚、以下の説明では、圧電駆動装置３を備えた圧電モーター１を適用した構成を例示して説明する。

【0043】

ロボット１０００は、図１０に示すように、精密機器やこれを構成する部品の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うことができる。ロボット１０００は、６軸ロボットであり、床や天井に固定されるベース１０１０と、ベース１０１０に回動自在に連結されたアーム１０２０と、アーム１０２０に回動自在に連結されたアーム１０３０と、アーム１０３０に回動自在に連結されたアーム１０４０と、アーム１０４０に回動自在に連結されたアーム１０５０と、アーム１０５０に回動自在に連結されたアーム１０６０と、アーム１０６０に回動自在に連結されたアーム１０７０と、これらアーム１０２０，１０３０，１０４０，１０５０，１０６０，１０７０の駆動を制御する制御装置１０８０と、を有する。

【0044】

また、アーム１０７０にはハンド接続部が設けられており、ハンド接続部にはロボット１０００に実行させる作業に応じたエンドエフェクター１０９０が装着される。また、各関節部のうちの全部または一部には圧電モーター１が搭載されており、この圧電モーター１の駆動によって各アーム１０２０，１０３０，１０４０，１０５０，１０６０，１０７０が回動する。なお、圧電モーター１は、エンドエフェクター１０９０に搭載され、エンドエフェクター１０９０の駆動に用いられてもよい。

【0045】

制御装置１０８０は、コンピューターで構成され、例えば、プロセッサー（ＣＰＵ）、メモリー、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）等を有する。そして、プロセッサーが、メモリーに格納されている所定のプログラムを実行することで、ロボット１０００の各部の駆動を制御する。なお、前記プログラムは、Ｉ／Ｆを介して外部のサーバーからダウンロードしてもよい。また、制御装置１０８０の構成の全部または一部は、ロボット１０００の外部に設けられ、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）等の通信網を介して接続された構成となっていてもよい。

【0046】

このようなロボット１０００は、前述したように、圧電モーター１を備えている。すなわち、ロボット１０００は、圧電アクチュエーター４と、圧電アクチュエーター４の振動を制御する制御装置７と、を備え、圧電アクチュエーター４を振動させて圧電アクチュエーター４に当接するローター２を駆動する圧電駆動装置３を有している。このうち、制御装置７は、ソフトウェアで構成された圧電素子６Ａ～６Ｅの振動異常を検知する検知部７２を有する。そのため、圧電素子６Ａ～６Ｅの振動異常を検知した場合に、圧電駆動装置３等を停止することで、圧電モーター１の損傷を回避することができる。その結果、信頼性に優れた高性能のロボット１０００を得ることができる。

【符号の説明】

【0047】

１…圧電モーター、２…ローター、３…圧電駆動装置、４…圧電アクチュエーター、５…付勢部材、６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ…圧電素子、７…制御装置、９…エンコーダー、２１…外周面、４１…振動体、４２…支持部、４３…接続部、４４…凸部、５１…基部、６０…基板、６１…第１電極、６２…圧電体、６３…第２電極、７０…回路部、７１…電圧制御部、７２…検知部、７３…ＤＡ変換部、７４…波形増幅部、８１…共通電極用配線、８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８２Ｄ，８２Ｅ…駆動電極用配線、８３…共通電極用端子、８４…駆動電極用端子、８５，８６…外部配線、５１３…ばね部、１０００…ロボット、Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２…矢印、Ｅmax…エラー上限値、Ｅmin…エラー下限値、ｆ１…駆動周波数、Ｏ…中心軸、Ｖ，Ｖ１，Ｖ２…駆動電圧、Ｖｓ…想定値、Ｖｘ…駆動制御信号、Ｗmax…ワーニング上限値、Ｗmin…ワーニング下限値。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】