移動装置及び制御方法
【課題】長時間にわたって精密移動し得るようにする。
【解決手段】移動装置１は、第１ベース板３に対して、脚部ユニット１１Ａ及び１１Ｂにおいて永久磁石７の磁力による通常吸着と当該永久磁石７及び電磁石部１２の磁力による強吸着とを切り換えながら圧電素子１０の全長を伸張させることにより前後方向に移動する第１移動部５と、当該第１移動部５と同様の動作により第２ベース板４を左右方向に移動させる第２移動部６とを組み合わせたことにより、第１ベース板３に対して第２ベース板４を２軸方向に自在に移動し得ると共に、静止状態においてコイルに電流を流し続けることなく静止位置を維持することができる。
【解決手段】移動装置１は、第１ベース板３に対して、脚部ユニット１１Ａ及び１１Ｂにおいて永久磁石７の磁力による通常吸着と当該永久磁石７及び電磁石部１２の磁力による強吸着とを切り換えながら圧電素子１０の全長を伸張させることにより前後方向に移動する第１移動部５と、当該第１移動部５と同様の動作により第２ベース板４を左右方向に移動させる第２移動部６とを組み合わせたことにより、第１ベース板３に対して第２ベース板４を２軸方向に自在に移動し得ると共に、静止状態においてコイルに電流を流し続けることなく静止位置を維持することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動装置及び制御方法に関し、例えば精密な移動作業に用いる小型の移動装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型の移動装置として、電磁石及び圧電素子を組み合わせたものが提案されている。この移動装置は、コイルが巻き付けられた磁芯でなる脚部を複数有しており、各脚部同士が圧電素子を介して接続されている。
【０００３】
実際上、この移動装置は、磁性体でなる走行面上に置載された状態で、各脚部のコイルに流す電流をそれぞれ制御することにより磁力を発生させて各脚部を当該走行面に対して吸着または非吸着させると共に、圧電素子に印加する電圧を変化させることにより伸縮させ、これらの動作を適宜組み合わせて制御することにより、尺取虫状に精密移動するようになされている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２５４３９８公報（第５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、かかる構成の移動装置は、移動時に非吸着状態の脚部を引きずることになるため、移動速度の向上等の観点から、脚部の先端と走行面との摩擦が小さくなるようになされている。
【０００５】
このため移動装置は、仮に全ての脚部を非吸着状態とした場合、外部からの僅かな力を受けただけでも移動してしまうため、その位置を保持できない。
【０００６】
そこで移動装置は、静止中にその位置を保持するためには、コイルに電流を流し続けることにより脚部を走行面に吸着させておく必要がある。
【０００７】
しかしながら移動装置は、移動中及び静止中のいずれにおいても、いずれかのコイルに電流を流し続けることになるため、移動作業を長時間継続した場合、コイルが発熱し、これに伴う電気抵抗の増大等により磁力が弱まり走行面に対する吸着力が低下してしまう。このため移動装置は、所望する場所への移動や静止位置の維持を正常に行い得なくなってしまい、長時間にわたる移動作業に適さないという問題があった。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、長時間にわたって精密移動し得る移動装置及びその制御方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するため本発明の移動装置においては、第１方向へ移動し得る第１移動部と、当該第１方向と異なる第２方向へ移動し得る第２移動部とが一体に構成されてなる移動装置であって、第１移動部は、磁性体でなる第１基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第１脚部と、第１基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第２脚部と、第１脚部及び第２脚部の移動可能方向を第１方向に制限する第１移動方向制限部と、第１方向に関する第１脚部と第２脚部との間隔を変更する第１間隔変更部と、第１脚部における磁力を強化することにより第１基台に対する第１脚部の吸着力を強化する第１磁力強化手段と、第２脚部における磁力を強化することにより第１基台に対する第２脚部の吸着力を強化する第２磁力強化手段とを設け、第２移動部は、磁性体でなる第２基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第３脚部と、第２基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第４脚部と、第３脚部及び第４脚部の移動可能方向を第２方向に制限する第２移動方向制限部と、第２方向に関する第３脚部と第４脚部との間隔を変更する第２間隔変更部と、第３脚部における磁力を強化することにより第２基台に対する第３脚部の吸着力を強化する第３磁力強化手段と、第４脚部における磁力を強化することにより第２基台に対する第４脚部の吸着力を強化する第４磁力強化手段とを設けるようにした。
【００１０】
これにより第１脚部、第２脚部、第３脚部及び第４脚部がそれぞれ永久磁石の磁力によって第１基台又は第２基台に吸着できるため、非移動時に第１磁力強化手段、第２磁力強化手段、第３磁力強化手段及び第４磁力強化手段を動作させること無く第１基台又は第２基台に対する位置を維持することができる。
【００１１】
また本発明の制御方法においては、第１方向へ移動し得る第１移動部と、当該第１方向と異なる第２方向へ移動し得る第２移動部とが一体に構成されてなる移動装置の制御方法であって、第１移動部は、磁性体でなる第１基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第１脚部と、第１基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第２脚部と、第１脚部及び第２脚部の移動可能方向を第１方向に制限する第１移動方向制限部と、第１方向に関する第１脚部と第２脚部との間隔を変更する第１間隔変更部と、第１脚部における磁力を強化することにより第１基台に対する第１脚部の吸着力を強化する第１磁力強化手段と、第２脚部における磁力を強化することにより第１基台に対する第２脚部の吸着力を強化する第２磁力強化手段とを設け、第２移動部は、磁性体でなる第２基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第３脚部と、第２基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第４脚部と、第３脚部及び第４脚部の移動可能方向を第２方向に制限する第２移動方向制限部と、第２方向に関する第３脚部と第４脚部との間隔を変更する第２間隔変更部と、第３脚部における磁力を強化することにより第２基台に対する第３脚部の吸着力を強化する第３磁力強化手段と、第４脚部における磁力を強化することにより第２基台に対する第４脚部の吸着力を強化する第４磁力強化手段とを設け、移動装置に接続された制御部による制御に基づき、第２磁力強化手段により第２脚部の磁力を強化し、第１間隔変更部により第１脚部と第２脚部との間隔を広げ、第２磁力強化手段により第２脚部の磁力を元に戻すと共に第１磁力強化手段により第１脚部の磁力を強化し、第１間隔変更手段により第１脚部と第２脚部との間隔を縮め、第１磁力強化部により第１脚部の磁力を元に戻すことにより第１基台上を第１方向へ移動し、制御部による制御に基づき、第４磁力強化手段により第４脚部の磁力を強化し、第２間隔変更部により第３脚部と第４脚部との間隔を広げ、第４磁力強化手段により第４脚部の磁力を元に戻すと共に第３磁力強化手段により第３脚部の磁力を強化し、第２間隔変更部により第３脚部と第４脚部との間隔を縮め、第３磁力強化手段により第３脚部の磁力を元に戻すことにより第２基台上を第２方向へ移動するようにした。
【００１２】
これにより第１脚部、第２脚部、第３脚部及び第４脚部がそれぞれ永久磁石の磁力によって第１基台又は第２基台に吸着できるため、非移動時に第１磁力強化手段、第２磁力強化手段、第３磁力強化手段及び第４磁力強化手段を動作させること無く第１基台又は第２基台に対する位置を維持し得ると共に、移動時に第１基台上を第１方向へ移動することができ、また第２基台上を第２方向へ移動することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第１脚部、第２脚部、第３脚部及び第４脚部がそれぞれ永久磁石の磁力によって第１基台又は第２基台に吸着できるため、非移動時に第１磁力強化手段、第２磁力強化手段、第３磁力強化手段及び第４磁力強化手段を動作させること無く第１基台又は第２基台に対する位置を維持することができ、かくして長時間にわたって精密移動し得る移動装置を実現できる。
【００１４】
また本発明によれば、第１脚部、第２脚部、第３脚部及び第４脚部がそれぞれ永久磁石の磁力によって第１基台又は第２基台に吸着できるため、非移動時に第１磁力強化手段、第２磁力強化手段、第３磁力強化手段及び第４磁力強化手段を動作させること無く第１基台又は第２基台に対する位置を維持し得ると共に、移動時に第１基台上を第１方向へ移動することができ、また第２基台上を第２方向へ移動することができ、かくして長時間にわたって精密移動し得る移動装置の制御方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１６】
（１）移動装置の構成
（１−１）全体構成
図１において、移動装置１は移動ロボット２を中心に構成され、当該移動ロボット２の下側および上側にそれぞれ板状の磁性体でなる第１ベース板３及び第２ベース板４が当接されている。
【００１７】
移動ロボット２は、第１基台としての第１ベース板３に対して第１方向としての前後方向へ移動し得るようになされると共に、第２基台としての第２ベース板４に対して第２方向としての左右方向へ移動し得るようになされている。このため移動装置１は、第１ベース板３を図示しない台に対して固定した場合、移動ロボット２及び第２ベース板４を一体として前後方向に移動させ得ると共に、移動ロボット２に対して第２ベース板４を左右方向に移動させ得ることになり、結果的に２軸の位置決め装置（いわゆるＸ−Ｙステージ）として機能し得るようになされている。
【００１８】
移動ロボット２は、図２に示すように、大きく分けて下側の第１移動部５と上側の第２移動部とにより構成されている。ここで第１移動部５及び第２移動部６は、扁平な円盤状でなる４枚の永久磁石７（７Ａ〜７Ｄ）を介して互いに接続されており、当該永久磁石７を共有するようになされている。
【００１９】
このため移動ロボット２は、第１移動部５及び第２移動部６にそれぞれ独立した永久磁石を用いる場合よりも小型化及び軽量化し得るようになされている。
【００２０】
因みに永久磁石７Ａ〜７Ｄは、磁極の向きが揃えられており、いずれも上側がＮ極となり下側がＳ極となるようになされている。
【００２１】
移動ロボット２の第１移動部５は、上面から見て全体的に略Ｈ字状に構成されており、上下方向の厚みが抑えられ扁平に構成されると共に、下側の４隅にそれぞれ脚８Ａ〜８Ｄが設けられている。
【００２２】
因みに移動ロボット２は、前後の奥行き及び左右の幅がいずれも約４０［ｍｍ］、上下の高さが約３５［ｍｍ］となっており、全体として小型に構成されている。
【００２３】
一方、第１ベース板３は、その上面に断面略Ｖ字状の溝部３Ａ及び３Ｂが設けられており、当該溝部３Ａに脚８Ａ及び８Ｃが嵌ると共に当該溝部３Ｂに脚８Ｂ及び８Ｄが嵌るようになされている。この溝部３Ａ及び３Ｂは、前後に渡って直線状に形成されており、脚８Ａ及び８Ｃ並びに脚８Ｂ及び８Ｄをガイドするレールとして作用することにより、第１移動部５を前方向又は後方向へ直線状に移動させ得るようになされている。
【００２４】
また移動ロボット２の第２移動部６は、第１移動部５とほぼ同様の構成を有しており、当該第１移動部５に対して上下反対に、且つ９０度回転された状態になされている。この第２移動部６は、第１移動部５の脚８Ａ〜８Ｄと対応する脚９Ａ〜９Ｄを有しており、第１ベース板３の溝部３Ａ及び３Ｂと対応する第２ベース板４の溝部４Ａ及び４Ｂに当該脚９Ａ〜９Ｄがそれぞれ嵌るようになされている。
【００２５】
これにより溝部４Ａ及び４Ｂは、溝部３Ａ及び３Ｂと同様、脚９Ａ〜９Ｄをガイドするレールとして作用することにより、第２移動部６に対して第２ベース板４を右方向又は左方向へ直線状に移動させ得るようになされている。
【００２６】
なお、このように第１移動部５及び第２移動部６は、互いの向きが異なること以外は同様に構成されているため、以下では第１移動部５を例として説明する。
【００２７】
（１−２）移動部の構成
第１移動部５は、図３に示すように、大きく分けて、中央の圧電素子１０、前側の脚部ユニット１１Ａ、及び後側の脚部ユニット１１Ｂにより構成されている。
【００２８】
圧電素子１０は、全体として直方体状でなり、電圧が印加された場合、その電圧に応じた長さだけ伸張するようになされており、印加された電圧に応じて、脚部ユニット１１Ａと脚部ユニット１１Ｂとの間の距離を変化させるようになされている。
【００２９】
脚部ユニット１１Ａは、電磁石部１２Ａ、永久磁石７Ａ及び７Ｂ、並びにフレーム１３Ａによって構成されている。電磁石部１２Ａは、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、剛性を有する磁性体でなる磁芯材１４Ａを中心に構成されている。この磁芯材１４Ａは、左右方向に延長された略直方体の左右両端が下方に向けてほぼ直角に折り曲げられたような形状を有しており、この下方に折り曲げられた部分が脚８Ａ及び８Ｂとなっている。
【００３０】
因みに脚８Ａ及び８Ｂの下面は、前面から見て略半円を描くように丸められており、断面略Ｖ字状でなる溝部３Ａ及び３Ｂ（図２）に嵌る際にがたつき無く当接し得るようになされている。
【００３１】
また電磁石部１２Ａには、図３に示したように、磁芯材１４Ａの上面左右外側、すなわち脚８Ａ及び８Ｂの上側の面に対して、それぞれ永久磁石７Ａ及び７Ｂが取り付けらている。
【００３２】
さらに電磁石部１２Ａは、磁芯材１４Ａの中央部分にコイル１５Ａが巻回されており、当該コイル１５Ａに電流が流されることにより電磁石として作用するようになされている。このとき電磁石部１２Ａは、コイル１５Ａに電流が流されることにより生じる磁力と永久磁石７Ａ及び７Ｂとの相互作用により、脚８Ａ又は８Ｂに磁力を発生させ、第１ベース板３に対する吸着力を強化し得るようになされている（詳しくは後述する）。
【００３３】
一方、フレーム１３Ａは、剛性を有する非磁性材料でなり、左右方向に延長された直方体の左右端面がいずれも前方に向くようほぼ直角に折り曲げられたような形状を有している。このフレーム１３Ａは、左右の前方に突出した部分を介して電磁石部１２Ａの後側に取付固定され、さらに後面のほぼ中央部において圧電素子１０の前面に対して取付固定されている。
【００３４】
脚部ユニット１１Ｂは、電磁石部１２Ａと対応する電磁石部１２Ｂ、フレーム１３Ａと対応するフレーム１３Ｂ、永久磁石７Ａ及び７Ｂと対応する永久磁石７Ｃ及び７Ｄを有しており、全体として脚部ユニット１１Ａを前後に反転させたような構成となっている。
【００３５】
ここで脚部ユニット１１Ａは、仮に脚部ユニット１１Ｂが第１ベース板３（図２）に対して固定された状態で圧電素子１０が伸張された場合、脚８Ａ及び８Ｂを溝部３Ａ及び３Ｂに沿わせながら前方向に直線状に移動される。また脚部ユニット１１Ａは、これと反対に圧電素子１０が伸張された状態から縮められた場合、脚８Ａ及び８Ｂを溝部３Ａ及び３Ｂに沿わせながら後方向に直線状に移動されることになる。
【００３６】
このように第１移動部５は、圧電素子１０により脚部ユニット１１Ａと脚部ユニット１１Ｂとの間の距離を変化させると共に、電磁石部１２Ａ及び電磁石部１２Ｂにより、脚８Ａ、８Ｂ、８Ｃ又は８Ｄに磁力を発生させ得るようになされている。
【００３７】
（１−３）脚部ユニットによるベース板への吸着
次に、脚部ユニット１１Ａ及び１１Ｂおける、第１ベース板３に対する吸着力について、脚部ユニット１１Ａを例として、当該脚部ユニット１１Ａを前側から見た状態を模式的に表した図５（Ａ）及び（Ｂ）を用いて説明する。
【００３８】
図５（Ａ）は、コイル１５Ａに通電されていない状態（以下、これを非通電状態と呼ぶ）の脚部ユニット１１Ａを表している。この場合、磁束を破線矢印で示すように、永久磁石７Ａ及び７Ｂによる磁力のみが脚８Ａ及び８Ｂに作用するため、当該脚８Ａ及び８Ｂはいずれも第１ベース板３の溝部３Ａ及び３Ｂに対して所定の吸着力（以下、これを通常吸着力Ｆ０とする）で吸着する。
【００３９】
この結果、脚部ユニット１１Ａは、全体として第１ベース板３に対してある程度の吸着力で吸着することになる（以下、このことを通常吸着と呼ぶ）。このとき脚部ユニット１１Ａは、通常吸着力Ｆ０により第１ベース板３に対して吸着しているため、多少の外力を受けたとしても、この外力によって移動されることはない。
【００４０】
これに対して図５（Ｂ）は、コイル１５Ａ（細線で示す）に通電されている状態（以下、これを通電状態と呼ぶ）の脚部ユニット１１Ａを表している。この場合、磁束を破線矢印で示すように、永久磁石７Ａ及び７Ｂによる磁力に加えて、コイル１５Ａによる電磁力も脚８Ａ及び８Ｂに作用することになる。
【００４１】
このコイル１５Ａは、電流が供給されることによって磁界を発生させ、磁芯材１４Ａの左側（脚８Ａ側）にＳ極を形成すると共に、その反対の右側（脚８Ｂ側）にＮ極を形成する。
【００４２】
このとき磁芯材１４Ａの左側部分では、永久磁石７Ａの下側に形成されるＳ極と、コイル１５Ａにより形成されたＳ極とが互いに強め合うことになるため、図５（Ｂ）に示したように、非通電状態と比較して、脚８Ａを通る磁束の数が増加し吸着力が強められることになる（以下、このときの吸着力を強吸着力Ｆ＋とする）。
【００４３】
また磁芯材１４Ａの右側部分では、永久磁石７Ａの下側に形成されるＳ極と、コイル１５Ａにより形成されたＮ極とが互いに打ち消し合うことになるため、図５（Ｂ）に示したように、非通電状態と比較して、脚８Ｂを通る磁束の数が減少し吸着力が弱められることになる（以下、このときの吸着力を弱吸着力Ｆ−とする）。
【００４４】
因みに脚部ユニット１１Ａは、図５（Ｂ）に示したように、磁芯材１４Ａと第１ベース板３との間に閉ループ磁気回路を形成していることにより、脚８Ａによる吸着力を一段と強化している。
【００４５】
この結果、脚部ユニット１１Ａは、全体として、脚８Ａによる吸着力の増加により、全体として第１ベース板３に対して強く吸着することになる（以下、このことを強吸着と呼ぶ）。
【００４６】
このように脚部ユニット１１Ａは、非通電状態のときには永久磁石７の磁力により第１ベース板３に対して通常吸着し、非通電状態のときには永久磁石７及び電磁石部１２Ａの磁力により当該第１ベース板３に対して強吸着するようになされている。
【００４７】
因みに脚部ユニット１１Ｂ（図３）も、脚部ユニット１１Ａと同様、コイル１５Ｂが非通電状態であれば、第１ベース板３に対して通常吸着し、当該コイル１５Ｂが通電状態であれば、当該第１ベース板３に対して強吸着状態となる。
【００４８】
また、第１移動部５及び第２移動部６は、上述したように永久磁石７Ａ〜７Ｄを共有しているものの、当該第１移動部５と当該第２移動部６とが磁気回路的に分離されているため、互いに磁気的な影響を及ぼさないようになされている。
【００４９】
（２）移動部の移動
（２−１）移動装置制御回路の構成
ところで移動装置１（図１）は、図６に示す移動装置制御回路４０によって制御されるようになされている。因みに、この図６では、移動装置１のうち第１移動部５及び第２移動部６のみを示している。
【００５０】
移動装置制御回路４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１により全体を統括制御されており、ＲＯＭ（Read Only Memory）４２から読み出したＯＳ（Operating System）や移動制御プログラム等の各種アプリケーションプログラムをＲＡＭ（Random Access Memory）４３に展開して実行することにより、移動装置１に対する移動制御を行うようになされている。
【００５１】
ＣＰＵ４１は、移動制御プログラムに従い、ジョグダイヤルやキーボード等でなる操作部４４を介してユーザからの入力指示を受け付け、当該入力指示に基づいて第１移動制御部４５及び第２移動制御部４６に対して所定の制御信号を送出することにより、第１移動部５及び第２移動部６をそれぞれ制御させるようになされている。
【００５２】
因みに移動装置１は、第１移動部５及び第２移動部６を電気回路的に独立させているため、当該第１移動部５及び当該第２移動部６をそれぞれ独立して制御し得るようになされている。
【００５３】
またＣＰＵ４１は、操作部４４を介して取得した入力指示や第１移動制御部４５及び第２移動制御部４６に対する制御結果等を所定の表示形式でモニタ４７に表示させ、その内容をユーザに視認させ得るようになされている。
【００５４】
第１移動制御部４５は、コイル１５Ａ又はコイル１５Ｂに電流を供給するための電源部５１を有しており、当該電源部５１におけるマイナス側の端子が当該コイル１５Ａ及び当該コイル１５Ｂの一端にそれぞれ接続されており、また当該電源部５１におけるプラス側の端子がスイッチ５２に接続されている。
【００５５】
スイッチ５２は、ＣＰＵ４１から供給されるコイル制御信号ＣＣ１に基づき、コイル１５Ａの他端に接続された端子ａ、コイル１５Ｂの他端に接続された端子ｂ、及びいずれにも接続されない端子ｎといった３種類の端子のいずれかに切り換えるようになされている。
【００５６】
実際上、第１移動制御部４５は、ＣＰＵ４１から供給されるコイル制御信号ＣＣ１に基づきスイッチ５２を端子ａに切り換えた場合、コイル１５Ａに供給電流ＩＣ１を与えて通電状態とすることにより、第１ベース板３に対して脚部ユニット１１Ａを強吸着させると共に脚部ユニット１１Ｂを通常吸着させる。
【００５７】
また第１移動制御部４５は、コイル制御信号ＣＣ１に基づきスイッチ５２を端子ｂに切り換えた場合、コイル１５Ｂに供給電流ＩＣ１を供給して通電状態とすることにより、第１ベース板３に対して脚部ユニット１１Ｂを強吸着させると共に脚部ユニット１１Ａを通常吸着させる。
【００５８】
一方、第１移動制御部４５は、コイル制御信号ＣＣ１に基づきスイッチ５２を端子ｎに切り換えた場合、コイル１５Ａ及び１５Ｂをいずれも非通電状態とすることにより、第１ベース板３に対して脚部ユニット１１Ａ及び１１Ｂをいずれも通常吸着させる。
【００５９】
さらに第１移動制御部４５は、圧電素子１０に対する印加電圧ＶＰを生成するための電圧生成部５３を有しており、ＣＰＵ４１から供給される圧電素子制御信号ＣＰ１に基づき、当該電圧生成部５３により生成する印加電圧ＶＰを変化させるようになされている。
【００６０】
実際上、第１移動制御部４５は、圧電素子制御信号ＣＰ１に基づいて電圧生成部５３を制御することにより、印加電圧ＶＰを変化させて圧電素子１０の前後方向の長さを変化させるようになされている。
【００６１】
このように第１移動制御部４５は、ＣＰＵ４１から供給されるコイル制御信号ＣＣ１に基づいてスイッチ５２を制御することにより、脚部ユニット１１Ａ又は脚部ユニット１１Ｂのいずれか一方を強吸着させるか当該脚部ユニット１１Ａ及び脚部ユニット１１Ｂの両方を通常吸着させ、またＣＰＵ４１から供給される圧電素子制御信号ＣＰ１に基づいて電圧生成部５３を制御することにより、印加電圧ＶＰを変化させて圧電素子１０の前後方向の長さを変化させ、第１移動部５を制御するようになされている。
【００６２】
また第２移動制御部４６は、第１移動制御部４５と同様に構成されており、電源部５１、スイッチ５２及び電圧生成部５３とそれぞれ対応する電源部６１、スイッチ６２及び電圧生成部６３を有している。
【００６３】
実際上、第２移動制御部４６は、ＣＰＵ４１から供給されるコイル制御信号ＣＣ２及び圧電素子制御信号ＣＰ１に基づき、第１移動制御部４５と同様に、第２移動部６の圧電素子２０に加える印加電圧、脚部ユニット２１Ａのコイル２５Ａ及び脚部ユニット２１Ｂのコイル２５Ｂに供給する供給電流を制御するようになされている。
【００６４】
（２−２）移動部の移動の様子
次に、移動装置制御回路４０からの制御によって移動装置１の移動ロボット２が第１ベース板３に対して前方向へ移動する場合を例に、第１移動部５が移動する様子について説明する。
【００６５】
ここでは、図７に示すように、第１移動部５及び第１ベース板３に着目し、当該第１移動部５が進行する前方向に向けてｘ軸を設定し、初期状態における第１移動部５の位置を位置ｘ０とする。
【００６６】
実際上、移動装置制御回路４０（図７）は、第１移動制御部４５により、第１移動部５のコイル１５Ａ及び１５Ｂに対して、それぞれ図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すような供給電流ＩＣ１及びＩＣ２を与え、これに応じて脚８Ａ〜８Ｄによりそれぞれ図８（Ｃ）〜（Ｆ）に示すような吸着力を生じさせる。
【００６７】
同時に移動装置制御回路４０は、第１移動制御部４５により、第１移動部５の圧電素子１０に対して図８（Ｇ）に示すような印加電圧ＶＰ１を印加し、これに応じて当該圧電素子１０の前後方向の全長を図８（Ｈ）に示すように全長Ｌ１から全長（Ｌ１＋ΔＬ）の範囲で変化させる。
【００６８】
この場合、第１移動部５は、図９（Ａ）に上側から見た模式図を示すように、時刻ｔ０になる前の段階において位置ｘ０に静止しており、脚８Ａ〜８Ｄをいずれも通常吸着力Ｆ０で第１ベース板３に吸着させている。因みに図９（Ａ）では、脚８Ａ〜８Ｄの位置に白丸を記すことにより、それぞれ通常吸着力Ｆ０であることを示している。
【００６９】
次に第１移動部５は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間、コイル１５Ａには電流が供給されないものの、コイル１５Ｂに対して電流Ｉ１が供給される（図８（Ａ）及び（Ｂ））。このとき、図８（Ｃ）〜（Ｆ）に示したように、脚８Ａ及び８Ｂは通常吸着力Ｆ０のままとなるものの、脚８Ｃは強吸着力Ｆ＋となり、一方脚８Ｄは弱吸着力Ｆ−となる。
【００７０】
この時刻ｔ０の直後における第１移動部５の様子を図９（Ｂ）に模式的に示す。この図９（Ｂ）では、脚８Ｃの位置に白丸に代えて黒丸を記すことにより強吸着力Ｆ＋であることを示し、また脚８Ｄの位置に白丸に代えて点を記すことにより弱吸着力Ｆ−であることを示している。
【００７１】
この図９（Ｂ）からもわかるように、第１移動部５は、第１ベース板３に対して、前側の脚部ユニット１１Ａを通常吸着させると共に、後側の脚部ユニット１１Ｂを強吸着させることになる。
【００７２】
一方、第１移動部５は、図８（Ｇ）に示したように、時刻ｔ０から時刻ｔ１にかけて圧電素子１０に対する印加電圧ＶＰが０［Ｖ］からＶ１［Ｖ］まで徐々に変化されることにより、図８（Ｈ）に示したように、圧電素子１０の全長がＬ１から（Ｌ１＋ΔＬ）に伸張される。
【００７３】
このとき第１移動部５は、図９（Ｂ）に示したように後側の脚部ユニット１１Ｂを強吸着させているため、圧電素子１０の全長がＬ１から（Ｌ１＋ΔＬ）となるまで伸張されていくに連れて、前側の脚部ユニット１１Ａを第１ベース板３に通常吸着させたまま前方向に押し出していき、時刻ｔ１において、図９（Ｃ）に示すように、前側の脚部ユニット１１ＡをΔＬだけ前方に移動させた状態とする。
【００７４】
因みに脚部ユニット１１Ａの脚８Ａ及び８Ｂは、図２に示したように、それぞれ第１ベース板３の溝部３Ａ及び３Ｂに嵌っている。このため脚部ユニット１１Ａは、圧電素子１０が伸張されることにより前方へ移動する際、脚８Ａ及び８Ｂが溝部３Ａ及び３Ｂに嵌ったままとなるため、当該溝部３Ａ及び３Ｂに沿って直線状に前進することになる。
【００７５】
次に第１移動部５は、時刻ｔ１になると、コイル１５Ｂに対して電流Ｉ１が供給されなくなり、反対にコイル１５Ａに対して電流Ｉ１が供給される（図８（Ａ）及び（Ｂ））。これにより、図８（Ｃ）〜（Ｆ）に示したように、脚８Ｃ及び８Ｃはいずれも通常吸着力Ｆ０となり、脚８Ａは強吸着力Ｆ＋となり、一方脚８Ｂは弱吸着力Ｆ−となる。
【００７６】
この時刻ｔ１の直後における第１移動部５の様子を図９（Ｄ）に示す。この図９（Ｄ）では、脚８Ａの位置に黒丸を記すことにより強吸着力Ｆ＋であることを示し、また脚８Ｂの位置に点を記すことにより弱吸着力Ｆ−であることを示している。
【００７７】
この図９（Ｄ）からもわかるように、第１移動部５は、第１ベース板３に対して、図９（Ｃ）の状態とは反対に、後側の脚部ユニット１１Ｂを通常吸着させると共に、前側の脚部ユニット１１Ａを強吸着させることになる。
【００７８】
この後、第１移動部５は、図８（Ｇ）に示したように、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて圧電素子１０に対する印加電圧ＶＰがＶ１［Ｖ］から０［Ｖ］まで徐々に変化されることにより、図８（Ｈ）に示したように、圧電素子１０の全長が（Ｌ１＋ΔＬ）からＬ１に縮められる。
【００７９】
このとき第１移動部５は、図９（Ｄ）に示したように前側の脚部ユニット１１Ｂを強吸着させているため、圧電素子１０の全長が（Ｌ１＋ΔＬ）からＬ１となるまで縮められていくに連れて、後側の脚部ユニット１１Ｂを第１ベース板３に通常吸着させたまま前方向に引き摺っていき、時刻ｔ２において、図９（Ｅ）に示すように、後側の脚部ユニット１１ＢをΔＬだけ前方に移動させた状態とする。
【００８０】
この結果、第１移動部５は、図９（Ａ）と図９（Ｅ）とを比較すればわかるように、時刻０からｔ２にかけて、全体としてΔＬだけ前方に移動したことになる。
【００８１】
なお第１移動部５は、移動装置制御回路４０（図６）の制御に基づき、時刻ｔ２以降も上述した時刻ｔ０からｔ２における一連の動作を繰り返すことにより、徐々に前方向へ移動していくようになされている。
【００８２】
このように第１移動部５は、移動装置制御回路４０の制御に基づき前側の脚部ユニット１１Ａ及び後側の脚部ユニット１１Ｂによる通常吸着又は強吸着の切換と、圧電素子１０による伸縮とを組み合わせることにより、いわゆるインチウォームの動作を行い前方向へ移動するようになされている。
【００８３】
実際上、第１移動部５は、ΔＬが約１［μｍ］、時刻ｔ０からｔ２までの１周期が約１／３００［ｓｅｃ］となされており、第１のベース板３に対して、約３００［μｍ／ｓｅｃ］の速度で移動し得るようになされている。
【００８４】
因みに第１移動部５は、移動装置制御回路４０によって上述した一連の動作における前側の脚部ユニット１１Ａ及び後側の脚部ユニット１１Ｂに対する強吸着又は通常吸着の制御を入れ替えることにより、後方向へ移動することもできる。
【００８５】
また第２移動部６（図２）は、第１移動部５と同様に、移動装置制御回路４０の制御に基づき、脚部ユニット２１Ａ（図６）及び脚部ユニット２１Ｂによる通常吸着又は強吸着の切換と、圧電素子２０による伸縮とを組み合わせることにより、第２ベース板４に対して左方向又は右方向へ移動し得るようになされている。
【００８６】
（３）移動装置の利用例
次に、移動装置１の利用例を図１０〜図１２に示す。図１０は、全体として移動装置１Ｐを利用した小型３軸加工機７０の側面図を表している。小型３軸加工機７０は、台部７１上に第１ベース板３Ｐが取付固定されており、第２ベース板４Ｐの上にアーム部７２が取付固定されている。さらにアーム部７２の先端には、上下方向に移動可能なドリル７３が取り付けられている。
【００８７】
このため小型３軸加工機７０は、移動装置１によりアーム部７２を水平方向へ自在にさせると共にドリル７３を上下方向に移動させることにより、台部７０上に載置された加工対象物７４に対して所望の位置及び所望の高さにドリル７３の刃を当てることができる。
【００８８】
図１１は、全体として移動装置１Ｑ及び１Ｒを利用したピペット作成システム８０の上面図を表している。ピペット作成システム８０は、台部８１上に移動装置１Ｑの第１ベース板３Ｑ及び移動装置１Ｒの第１ベース板３Ｒが大まかに位置決めされて取付固定されている。
【００８９】
移動装置１Ｑの第２ベース板４Ｑには、アーム８２が取り付けられており、当該アーム８２には移動装置１Ｒの方向へ向けてガラス管８３が取り付けられている。一方、移動装置１Ｒの第２ベース板４Ｒには、アーム８４が取り付けられており、当該アーム８４の一端には白金線８５が設けられ、その先端にはガラス球８６が付着されている。
【００９０】
これによりピペット作成システム８０は、ガラス管８３と、白金線８５及びガラス球８６とをそれぞれ水平方向に自在に移動させ得るようになされている。
【００９１】
実際上ピペット作成システム８０では、図示しないヒータ等によって白金線８５を介してガラス球８６が加熱された状態で、当該ガラス球８６にガラス管８４の先端を押し当て溶解させ、当該ガラス管８４を直線状に徐々に引き離していくことにより、当該ガラス管８４を先端が細くなるよう形成することができ、結果的に当該ガラス管８４をピペットに加工することができる。
【００９２】
図１２は、全体として移動装置１Ｓ、１Ｔ及び１Ｕを利用した細胞操作用マイクロマニピュレータシステム９０の上面図を表している。細胞操作用マイクロマニピュレータシステム９０は、台部９１上に移動装置１Ｓの第１ベース板３Ｓ、移動装置１Ｔの第１ベース板３Ｔ及び移動装置１Ｕの第１ベース板３Ｕが大まかに位置決めされて取付固定されている。
【００９３】
移動装置１Ｓの第２ベース板４Ｓには、アーム９２が取り付けられており、当該アーム９２の一端には操作対象となる細胞ＣＬを置載するための円盤状のディッシュ９３が取り付けられている。因みに移動装置１Ｔ及び移動装置１Ｕは、このディッシュ９３を間に挟んで互いに対向するように配置されている。
【００９４】
移動装置１Ｔの第２ベース板４Ｔには、アーム９４が取り付けられており、当該アーム９４にはディッシュ９３のほぼ中央部へ向けて先端部分が所定の太さを有し細胞を一方向から支えるためのホールディングピペット９５が取り付けられている。一方、移動装置１Ｕの第２ベース板４Ｕには、アーム９６が取り付けられており、当該アーム９６にはディッシュ９３のほぼ中央部へ向けて、先端部分が細くなるよう形成され細胞ＣＬ内に注入すべき液体が充填されたインジェクションピペット９７が取り付けられている。
【００９５】
これにより細胞操作用マイクロマニピュレータシステム９０は、ディッシュ９３と、ホールディングピペット９５と、インジェクションピペット９７とをそれぞれ水平方向に自在に移動させ得るようになされている。
【００９６】
実際上、細胞操作用マイクロマニピュレータシステム９０では、移動装置１Ｓ、１Ｔ及び１Ｕを移動操作することにより、図示しない顕微鏡の視野内に操作対象の細胞ＣＬが位置するようディッシュ９３の位置を調整し、ホールディングピペット９５を操作対象の細胞に当接させ、その反対側からインジェクションピペット９７を当該細胞に突き刺すことにより、当該細胞ＣＬ内に注入すべき液体を注入させるようになされている。
【００９７】
このように移動装置１は、２軸方向の精密な移動が要求される種々の作業において、１台又は２台以上を組み合わせて利用され得るようになされている。
【００９８】
（４）動作及び効果
以上の構成において、移動装置１は、移動装置制御回路４０の制御に基づき、第１移動部５の脚部ユニット１１Ｂを強吸着させ、圧電素子１０の全長を伸張させ、脚部ユニット１１Ｂを通常吸着に戻すと共に脚部ユニット１１Ａを強吸着させ、圧電素子１０の全長を縮めさせ、脚部ユニット１１Ａを通常吸着に戻すと言った一連の動作を行うことにより、第１ベース板３に対して前方向へ移動する。
【００９９】
このとき移動装置１の第１移動部５は、永久磁石７Ａ〜７Ｄの磁力により第１ベース板３に通常吸着し、当該第１ベース板３に対して脚部ユニット１１Ａ又は１１Ｂを強吸着させるときのみコイル１５Ａ又は１５Ｂに供給電流ＩＣ１又はＩＣ２を供給するため、移動しない静止状態において当該コイル１５Ａ又は１５Ｂに対して電流を供給することなく、第１ベース板３に対して吸着し続けることができ、ある程度の外部からの力を受けたとしても移動されることなく静止し続けることができる。
【０１００】
これにより、例えば図１２に示した細胞操作用マイクロマニピュレータシステム９０において、移動装置１Ｓが、ある細胞ＣＬを作業対象として位置を調整するために移動した後、移動装置１Ｔ及び１Ｕによる液体の注入作業中に位置を維持して静止し、次の細胞ＣＬを作業対象として再度位置を調整する、といった一連の作業を繰り返すような場合、静止中にコイル１５Ａ及び１５Ｂ等に電流を供給しないことにより、当該コイル１５Ａ及び１５Ｂの発熱を抑えると共に冷却することができる。
【０１０１】
このため移動装置１Ｓは、コイル１５Ａ及び１５Ｂ等が発熱することにより電気抵抗が増加して磁力が低下し、吸着力が低下して正常に移動できなくなり作業が継続できなくなる、といった問題を未然に防止することができ、結果的に一連の作業を短時間で中断することなく長時間継続させることができる。
【０１０２】
また第１移動部５は、脚８Ａ〜８Ｄを第１ベース板３の溝部３Ａ及び３Ｂに嵌めたまま前方向へ移動するため、当該溝部３Ａ及び３Ｂに沿って直線状に移動することができる。このため第１移動部５は、例えば２軸方向に自在に移動し得る移動装置において直線状に移動する際に必要とされる、直線状に確実に移動するための位置検出手段や進行方向の修正手段等を用いることなく、溝部３Ａ及び３Ｂの精度に準じて直線状に移動することができる。
【０１０３】
さらに第１移動部５は、脚部ユニット１１Ａ及び１１Ｂにおいて、コイル１５Ａ又は１５Ｂに電流ＩＣ１又はＩＣ２を供給して第１ベース板３に強吸着させる際、実際には脚８Ａ又は８Ｃを１本のみ強吸着力Ｆ＋で吸着させているものの、他の脚を全て第１ベース板３の溝部３Ａ又は３Ｂに嵌めた状態で通常吸着力Ｆ０又は弱吸着力Ｆ−で吸着させているため、圧電素子１０が伸縮する際にも脚８Ａ〜８Ｄを当該溝部３Ａ又は３Ｂから外れさせたり、或いは不用意な回転動作等を引き起こすといったこともなく、当該溝部３Ａ及び３Ｂに沿って直線状に移動することができる。
【０１０４】
そのうえ移動装置１は、それぞれ１軸方向に移動し得る第１移動部５及び第２移動部６を、永久磁石７Ａ〜７Ｄを介して、互いの移動軸が９０度をなすよう、いわば背中合わせに一体化しているため、例えば第１ベース板３を所定の台に固定し、第２ベース板４に移動対象物を取り付けることにより、当該移動対象物を２次元平面内で自在に移動させることができる。
【０１０５】
このとき移動装置１は、図６に示したように、第１移動部５及び第２移動部６がそれぞれ独立して制御されるため、移動させたくない方向に関しては固定したまま、前後方向のみの移動や左右方向のみの移動を容易に行うことができる。
【０１０６】
特にこの場合、移動装置１は、第１移動部５又は第２移動部６のいずれか一方のみを移動させる場合、他方を静止させていれば良いため、コイル１５Ａ又は１５Ｂ、或いはコイル２５Ａ又は２５Ｂに電流を供給せずに済み、不必要に発熱させることが無い。
【０１０７】
以上の構成によれば、移動装置１は、第１ベース板３に対して、脚部ユニット１１Ａ及び１１Ｂにおいて永久磁石７の磁力による通常吸着と当該永久磁石７及び電磁石部１２の磁力による強吸着とを切り換えながら圧電素子１０の全長を伸張させることにより前後方向に移動する第１移動部５と、当該第１移動部５と同様の動作により第２ベース板４を左右方向に移動させる第２移動部６とを組み合わせたことにより、第１ベース板３に対して第２ベース板４を２軸方向に自在に移動し得ると共に、静止状態においてコイルに電流を流し続けることなく静止位置を維持することができる。
【０１０８】
（５）他の実施の形態
なお上述した実施の形態においては、第１移動部５において、脚部ユニット１１Ａが２本の脚８Ａおよび８Ｂにより第１ベース板３に当接するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば当該脚部ユニット１１Ａが１本の脚により第１ベース板３に当接し、或いは３本以上の脚により当該第１ベース板３に当接するようにしても良い。この場合、電磁石部１２により第１ベース板３に対して一時的に強吸着し得るようになされていれば良い。また脚を１本とする場合には、第１ベース板３に当接する面積を増加することにより第１ベース板３に対する姿勢を維持し得るようにすることが望ましい。第２移動部６についても同様である。
【０１０９】
また上述した実施の形態においては、第１移動部５において、圧電素子１０により前側の脚部ユニット１１Ａと後側の脚部ユニット１１Ｂとの間隔を変化させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該圧電素子１０に代えて例えばソレノイドや形状記憶合金、或いは伸縮器等といった種々の伸縮手段を用いるようにしても良い。第２移動部６についても同様である。
【０１１０】
さらに上述した実施の形態においては、第１移動部５が第１ベース板３の溝部３Ａ及び３Ｂに脚８Ａ〜８Ｄを嵌めた状態で前後方向に移動するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば第１ベース板３の上面に前後方向に向けたレールを設け、脚８Ａ〜８Ｄが当該レールを挟む等して左右方向にがたつかないよう前後に移動するようにしたり、或いは第１移動部５の左右に壁となる板を立て、当該壁に沿って前後に移動するようにする等、第１移動部５を直線状に移動させる他の種々の手法を用いるようにしても良い。第２移動部６についても同様である。
【０１１１】
さらに上述した実施の形態においては、第１ベース板３を全て磁性体で構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば第１ベース板３全体を非磁性体の樹脂等で構成し、溝部３Ａ及び３Ｂのみを磁性体の材料で構成するようにしても良い。さらにこの場合、溝部３Ａ及び３Ｂを磁気的に分離する以外にも、溝部３Ａ及び３Ｂを磁気的に接続することにより、電磁石部１２Ａ及び１２Ｂとの間に閉ループ磁気回路を形成し得るようにしても良い。また溝部３Ａ及び３Ｂは、表面が非磁性体の樹脂等で覆われていても良く、要は脚部ユニット１１Ａ及び１１Ｂが脚８Ａ〜８Ｄを介して磁力により吸着し得れば良い。第２ベース板４についても同様である。
【０１１２】
さらに上述した実施の形態においては、第１移動部５及び第２移動部６により、第１ベース板３に対して第２ベース板４が前後方向及び左右方向の２軸方向に移動し得るようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば第２ベース板４の上や第１ベース板３に当接の下に回転角度を自在に制御し得る回転機構を設け、全体としていわゆるｘｙθ型移動装置として動作し得るようにしても良い。
【０１１３】
さらに上述した実施の形態においては、上面側から見て第１ベース板３の溝部３Ａ及び３Ｂと、第２ベース板４の溝部４Ａ及び４Ｂとがほぼ直交するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第１ベース板３の溝部３Ａ及び３Ｂと、第２ベース板４の溝部４Ａ及び４Ｂとが約６０度や４５度をなすようにするなどしても良い。
【０１１４】
さらに上述した実施の形態においては、第１脚部としての脚部ユニット１１Ａと、第２脚部としての脚部ユニット１１Ｂと、第１移動方向制限部としての溝部３Ａ及び３Ｂと、第１間隔変更部としての圧電素子１０と、第１磁力強化手段としてのコイル１５Ａと、第２磁力強化手段としてのコイル１５Ｂとによって第１移動部としての第１移動部５を構成し、第３脚部としての脚部ユニット２１Ａと、第４脚部としての脚部ユニット２１Ｂと、第２移動方向制限部としての溝部４Ａ及び４Ｂと、第２間隔変更部としての圧電素子２０と、第３磁力強化手段としてのコイル２５Ａと、第４磁力強化手段としての２５Ｂとによって第２移動体としての第２移動体６を構成することにより、移動装置としての移動装置１を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる第１脚部と、第２脚部と、第１移動方向制限部と、第１間隔変更部と、第１磁力強化手段と、第２磁力強化手段とによって第１移動部を構成し、第３脚部と、第４脚部と、第２移動方向制限部と、第２間隔変更部と、第３磁力強化手段と、第４磁力強化手段とによって第２移動体を構成することにより移動装置を構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明は、精密な移動作業が要求される２軸移動装置の他、中型乃至大型の２軸移動装置でも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】移動装置の全体構成（１）を示す略線的斜視図である。
【図２】移動装置の全体構成（２）を示す略線的斜視図である。
【図３】移動部の構成を示す略線的斜視図である。
【図４】電磁石部の構成を示す略線的斜視図である。
【図５】ベース板に対する脚部ユニットの吸着の様子を模式的に示す略線図である。
【図６】移動装置制御回路の構成を示す略線的ブロック図である。
【図７】第１移動部と第１ベース板との位置関係を示す略線的斜視図である。
【図８】コイルへの供給電流及び脚の吸着力並びに圧電素子への印加電圧及び全長を示す略線図である。
【図９】移動部における移動の様子を示す略線図である。
【図１０】移動装置の利用例（１）を示す略線図である。
【図１１】移動装置の利用例（２）を示す略線図である。
【図１２】移動装置の利用例（３）を示す略線図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１……移動装置、２……移動ロボット、３……第１ベース板、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂ……溝部、４……第２ベース板、５……第１移動部、６……第２移動部、７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ……永久磁石、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ……脚、１０、２０……圧電素子、１１Ａ、１１Ｂ、２１Ａ、２１Ｂ……脚部ユニット、１２Ａ、１２Ｂ、２２Ａ、２２Ｂ……電磁石部、１３、１４……フレーム、１５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂ……コイル、４０……移動装置制御回路、４１……ＣＰＵ、４５……第１移動制御部、４６……第２移動制御部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動装置及び制御方法に関し、例えば精密な移動作業に用いる小型の移動装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型の移動装置として、電磁石及び圧電素子を組み合わせたものが提案されている。この移動装置は、コイルが巻き付けられた磁芯でなる脚部を複数有しており、各脚部同士が圧電素子を介して接続されている。
【０００３】
実際上、この移動装置は、磁性体でなる走行面上に置載された状態で、各脚部のコイルに流す電流をそれぞれ制御することにより磁力を発生させて各脚部を当該走行面に対して吸着または非吸着させると共に、圧電素子に印加する電圧を変化させることにより伸縮させ、これらの動作を適宜組み合わせて制御することにより、尺取虫状に精密移動するようになされている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２５４３９８公報（第５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、かかる構成の移動装置は、移動時に非吸着状態の脚部を引きずることになるため、移動速度の向上等の観点から、脚部の先端と走行面との摩擦が小さくなるようになされている。
【０００５】
このため移動装置は、仮に全ての脚部を非吸着状態とした場合、外部からの僅かな力を受けただけでも移動してしまうため、その位置を保持できない。
【０００６】
そこで移動装置は、静止中にその位置を保持するためには、コイルに電流を流し続けることにより脚部を走行面に吸着させておく必要がある。
【０００７】
しかしながら移動装置は、移動中及び静止中のいずれにおいても、いずれかのコイルに電流を流し続けることになるため、移動作業を長時間継続した場合、コイルが発熱し、これに伴う電気抵抗の増大等により磁力が弱まり走行面に対する吸着力が低下してしまう。このため移動装置は、所望する場所への移動や静止位置の維持を正常に行い得なくなってしまい、長時間にわたる移動作業に適さないという問題があった。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、長時間にわたって精密移動し得る移動装置及びその制御方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するため本発明の移動装置においては、第１方向へ移動し得る第１移動部と、当該第１方向と異なる第２方向へ移動し得る第２移動部とが一体に構成されてなる移動装置であって、第１移動部は、磁性体でなる第１基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第１脚部と、第１基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第２脚部と、第１脚部及び第２脚部の移動可能方向を第１方向に制限する第１移動方向制限部と、第１方向に関する第１脚部と第２脚部との間隔を変更する第１間隔変更部と、第１脚部における磁力を強化することにより第１基台に対する第１脚部の吸着力を強化する第１磁力強化手段と、第２脚部における磁力を強化することにより第１基台に対する第２脚部の吸着力を強化する第２磁力強化手段とを設け、第２移動部は、磁性体でなる第２基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第３脚部と、第２基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第４脚部と、第３脚部及び第４脚部の移動可能方向を第２方向に制限する第２移動方向制限部と、第２方向に関する第３脚部と第４脚部との間隔を変更する第２間隔変更部と、第３脚部における磁力を強化することにより第２基台に対する第３脚部の吸着力を強化する第３磁力強化手段と、第４脚部における磁力を強化することにより第２基台に対する第４脚部の吸着力を強化する第４磁力強化手段とを設けるようにした。
【００１０】
これにより第１脚部、第２脚部、第３脚部及び第４脚部がそれぞれ永久磁石の磁力によって第１基台又は第２基台に吸着できるため、非移動時に第１磁力強化手段、第２磁力強化手段、第３磁力強化手段及び第４磁力強化手段を動作させること無く第１基台又は第２基台に対する位置を維持することができる。
【００１１】
また本発明の制御方法においては、第１方向へ移動し得る第１移動部と、当該第１方向と異なる第２方向へ移動し得る第２移動部とが一体に構成されてなる移動装置の制御方法であって、第１移動部は、磁性体でなる第１基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第１脚部と、第１基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第２脚部と、第１脚部及び第２脚部の移動可能方向を第１方向に制限する第１移動方向制限部と、第１方向に関する第１脚部と第２脚部との間隔を変更する第１間隔変更部と、第１脚部における磁力を強化することにより第１基台に対する第１脚部の吸着力を強化する第１磁力強化手段と、第２脚部における磁力を強化することにより第１基台に対する第２脚部の吸着力を強化する第２磁力強化手段とを設け、第２移動部は、磁性体でなる第２基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第３脚部と、第２基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第４脚部と、第３脚部及び第４脚部の移動可能方向を第２方向に制限する第２移動方向制限部と、第２方向に関する第３脚部と第４脚部との間隔を変更する第２間隔変更部と、第３脚部における磁力を強化することにより第２基台に対する第３脚部の吸着力を強化する第３磁力強化手段と、第４脚部における磁力を強化することにより第２基台に対する第４脚部の吸着力を強化する第４磁力強化手段とを設け、移動装置に接続された制御部による制御に基づき、第２磁力強化手段により第２脚部の磁力を強化し、第１間隔変更部により第１脚部と第２脚部との間隔を広げ、第２磁力強化手段により第２脚部の磁力を元に戻すと共に第１磁力強化手段により第１脚部の磁力を強化し、第１間隔変更手段により第１脚部と第２脚部との間隔を縮め、第１磁力強化部により第１脚部の磁力を元に戻すことにより第１基台上を第１方向へ移動し、制御部による制御に基づき、第４磁力強化手段により第４脚部の磁力を強化し、第２間隔変更部により第３脚部と第４脚部との間隔を広げ、第４磁力強化手段により第４脚部の磁力を元に戻すと共に第３磁力強化手段により第３脚部の磁力を強化し、第２間隔変更部により第３脚部と第４脚部との間隔を縮め、第３磁力強化手段により第３脚部の磁力を元に戻すことにより第２基台上を第２方向へ移動するようにした。
【００１２】
これにより第１脚部、第２脚部、第３脚部及び第４脚部がそれぞれ永久磁石の磁力によって第１基台又は第２基台に吸着できるため、非移動時に第１磁力強化手段、第２磁力強化手段、第３磁力強化手段及び第４磁力強化手段を動作させること無く第１基台又は第２基台に対する位置を維持し得ると共に、移動時に第１基台上を第１方向へ移動することができ、また第２基台上を第２方向へ移動することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第１脚部、第２脚部、第３脚部及び第４脚部がそれぞれ永久磁石の磁力によって第１基台又は第２基台に吸着できるため、非移動時に第１磁力強化手段、第２磁力強化手段、第３磁力強化手段及び第４磁力強化手段を動作させること無く第１基台又は第２基台に対する位置を維持することができ、かくして長時間にわたって精密移動し得る移動装置を実現できる。
【００１４】
また本発明によれば、第１脚部、第２脚部、第３脚部及び第４脚部がそれぞれ永久磁石の磁力によって第１基台又は第２基台に吸着できるため、非移動時に第１磁力強化手段、第２磁力強化手段、第３磁力強化手段及び第４磁力強化手段を動作させること無く第１基台又は第２基台に対する位置を維持し得ると共に、移動時に第１基台上を第１方向へ移動することができ、また第２基台上を第２方向へ移動することができ、かくして長時間にわたって精密移動し得る移動装置の制御方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１６】
（１）移動装置の構成
（１−１）全体構成
図１において、移動装置１は移動ロボット２を中心に構成され、当該移動ロボット２の下側および上側にそれぞれ板状の磁性体でなる第１ベース板３及び第２ベース板４が当接されている。
【００１７】
移動ロボット２は、第１基台としての第１ベース板３に対して第１方向としての前後方向へ移動し得るようになされると共に、第２基台としての第２ベース板４に対して第２方向としての左右方向へ移動し得るようになされている。このため移動装置１は、第１ベース板３を図示しない台に対して固定した場合、移動ロボット２及び第２ベース板４を一体として前後方向に移動させ得ると共に、移動ロボット２に対して第２ベース板４を左右方向に移動させ得ることになり、結果的に２軸の位置決め装置（いわゆるＸ−Ｙステージ）として機能し得るようになされている。
【００１８】
移動ロボット２は、図２に示すように、大きく分けて下側の第１移動部５と上側の第２移動部とにより構成されている。ここで第１移動部５及び第２移動部６は、扁平な円盤状でなる４枚の永久磁石７（７Ａ〜７Ｄ）を介して互いに接続されており、当該永久磁石７を共有するようになされている。
【００１９】
このため移動ロボット２は、第１移動部５及び第２移動部６にそれぞれ独立した永久磁石を用いる場合よりも小型化及び軽量化し得るようになされている。
【００２０】
因みに永久磁石７Ａ〜７Ｄは、磁極の向きが揃えられており、いずれも上側がＮ極となり下側がＳ極となるようになされている。
【００２１】
移動ロボット２の第１移動部５は、上面から見て全体的に略Ｈ字状に構成されており、上下方向の厚みが抑えられ扁平に構成されると共に、下側の４隅にそれぞれ脚８Ａ〜８Ｄが設けられている。
【００２２】
因みに移動ロボット２は、前後の奥行き及び左右の幅がいずれも約４０［ｍｍ］、上下の高さが約３５［ｍｍ］となっており、全体として小型に構成されている。
【００２３】
一方、第１ベース板３は、その上面に断面略Ｖ字状の溝部３Ａ及び３Ｂが設けられており、当該溝部３Ａに脚８Ａ及び８Ｃが嵌ると共に当該溝部３Ｂに脚８Ｂ及び８Ｄが嵌るようになされている。この溝部３Ａ及び３Ｂは、前後に渡って直線状に形成されており、脚８Ａ及び８Ｃ並びに脚８Ｂ及び８Ｄをガイドするレールとして作用することにより、第１移動部５を前方向又は後方向へ直線状に移動させ得るようになされている。
【００２４】
また移動ロボット２の第２移動部６は、第１移動部５とほぼ同様の構成を有しており、当該第１移動部５に対して上下反対に、且つ９０度回転された状態になされている。この第２移動部６は、第１移動部５の脚８Ａ〜８Ｄと対応する脚９Ａ〜９Ｄを有しており、第１ベース板３の溝部３Ａ及び３Ｂと対応する第２ベース板４の溝部４Ａ及び４Ｂに当該脚９Ａ〜９Ｄがそれぞれ嵌るようになされている。
【００２５】
これにより溝部４Ａ及び４Ｂは、溝部３Ａ及び３Ｂと同様、脚９Ａ〜９Ｄをガイドするレールとして作用することにより、第２移動部６に対して第２ベース板４を右方向又は左方向へ直線状に移動させ得るようになされている。
【００２６】
なお、このように第１移動部５及び第２移動部６は、互いの向きが異なること以外は同様に構成されているため、以下では第１移動部５を例として説明する。
【００２７】
（１−２）移動部の構成
第１移動部５は、図３に示すように、大きく分けて、中央の圧電素子１０、前側の脚部ユニット１１Ａ、及び後側の脚部ユニット１１Ｂにより構成されている。
【００２８】
圧電素子１０は、全体として直方体状でなり、電圧が印加された場合、その電圧に応じた長さだけ伸張するようになされており、印加された電圧に応じて、脚部ユニット１１Ａと脚部ユニット１１Ｂとの間の距離を変化させるようになされている。
【００２９】
脚部ユニット１１Ａは、電磁石部１２Ａ、永久磁石７Ａ及び７Ｂ、並びにフレーム１３Ａによって構成されている。電磁石部１２Ａは、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、剛性を有する磁性体でなる磁芯材１４Ａを中心に構成されている。この磁芯材１４Ａは、左右方向に延長された略直方体の左右両端が下方に向けてほぼ直角に折り曲げられたような形状を有しており、この下方に折り曲げられた部分が脚８Ａ及び８Ｂとなっている。
【００３０】
因みに脚８Ａ及び８Ｂの下面は、前面から見て略半円を描くように丸められており、断面略Ｖ字状でなる溝部３Ａ及び３Ｂ（図２）に嵌る際にがたつき無く当接し得るようになされている。
【００３１】
また電磁石部１２Ａには、図３に示したように、磁芯材１４Ａの上面左右外側、すなわち脚８Ａ及び８Ｂの上側の面に対して、それぞれ永久磁石７Ａ及び７Ｂが取り付けらている。
【００３２】
さらに電磁石部１２Ａは、磁芯材１４Ａの中央部分にコイル１５Ａが巻回されており、当該コイル１５Ａに電流が流されることにより電磁石として作用するようになされている。このとき電磁石部１２Ａは、コイル１５Ａに電流が流されることにより生じる磁力と永久磁石７Ａ及び７Ｂとの相互作用により、脚８Ａ又は８Ｂに磁力を発生させ、第１ベース板３に対する吸着力を強化し得るようになされている（詳しくは後述する）。
【００３３】
一方、フレーム１３Ａは、剛性を有する非磁性材料でなり、左右方向に延長された直方体の左右端面がいずれも前方に向くようほぼ直角に折り曲げられたような形状を有している。このフレーム１３Ａは、左右の前方に突出した部分を介して電磁石部１２Ａの後側に取付固定され、さらに後面のほぼ中央部において圧電素子１０の前面に対して取付固定されている。
【００３４】
脚部ユニット１１Ｂは、電磁石部１２Ａと対応する電磁石部１２Ｂ、フレーム１３Ａと対応するフレーム１３Ｂ、永久磁石７Ａ及び７Ｂと対応する永久磁石７Ｃ及び７Ｄを有しており、全体として脚部ユニット１１Ａを前後に反転させたような構成となっている。
【００３５】
ここで脚部ユニット１１Ａは、仮に脚部ユニット１１Ｂが第１ベース板３（図２）に対して固定された状態で圧電素子１０が伸張された場合、脚８Ａ及び８Ｂを溝部３Ａ及び３Ｂに沿わせながら前方向に直線状に移動される。また脚部ユニット１１Ａは、これと反対に圧電素子１０が伸張された状態から縮められた場合、脚８Ａ及び８Ｂを溝部３Ａ及び３Ｂに沿わせながら後方向に直線状に移動されることになる。
【００３６】
このように第１移動部５は、圧電素子１０により脚部ユニット１１Ａと脚部ユニット１１Ｂとの間の距離を変化させると共に、電磁石部１２Ａ及び電磁石部１２Ｂにより、脚８Ａ、８Ｂ、８Ｃ又は８Ｄに磁力を発生させ得るようになされている。
【００３７】
（１−３）脚部ユニットによるベース板への吸着
次に、脚部ユニット１１Ａ及び１１Ｂおける、第１ベース板３に対する吸着力について、脚部ユニット１１Ａを例として、当該脚部ユニット１１Ａを前側から見た状態を模式的に表した図５（Ａ）及び（Ｂ）を用いて説明する。
【００３８】
図５（Ａ）は、コイル１５Ａに通電されていない状態（以下、これを非通電状態と呼ぶ）の脚部ユニット１１Ａを表している。この場合、磁束を破線矢印で示すように、永久磁石７Ａ及び７Ｂによる磁力のみが脚８Ａ及び８Ｂに作用するため、当該脚８Ａ及び８Ｂはいずれも第１ベース板３の溝部３Ａ及び３Ｂに対して所定の吸着力（以下、これを通常吸着力Ｆ０とする）で吸着する。
【００３９】
この結果、脚部ユニット１１Ａは、全体として第１ベース板３に対してある程度の吸着力で吸着することになる（以下、このことを通常吸着と呼ぶ）。このとき脚部ユニット１１Ａは、通常吸着力Ｆ０により第１ベース板３に対して吸着しているため、多少の外力を受けたとしても、この外力によって移動されることはない。
【００４０】
これに対して図５（Ｂ）は、コイル１５Ａ（細線で示す）に通電されている状態（以下、これを通電状態と呼ぶ）の脚部ユニット１１Ａを表している。この場合、磁束を破線矢印で示すように、永久磁石７Ａ及び７Ｂによる磁力に加えて、コイル１５Ａによる電磁力も脚８Ａ及び８Ｂに作用することになる。
【００４１】
このコイル１５Ａは、電流が供給されることによって磁界を発生させ、磁芯材１４Ａの左側（脚８Ａ側）にＳ極を形成すると共に、その反対の右側（脚８Ｂ側）にＮ極を形成する。
【００４２】
このとき磁芯材１４Ａの左側部分では、永久磁石７Ａの下側に形成されるＳ極と、コイル１５Ａにより形成されたＳ極とが互いに強め合うことになるため、図５（Ｂ）に示したように、非通電状態と比較して、脚８Ａを通る磁束の数が増加し吸着力が強められることになる（以下、このときの吸着力を強吸着力Ｆ＋とする）。
【００４３】
また磁芯材１４Ａの右側部分では、永久磁石７Ａの下側に形成されるＳ極と、コイル１５Ａにより形成されたＮ極とが互いに打ち消し合うことになるため、図５（Ｂ）に示したように、非通電状態と比較して、脚８Ｂを通る磁束の数が減少し吸着力が弱められることになる（以下、このときの吸着力を弱吸着力Ｆ−とする）。
【００４４】
因みに脚部ユニット１１Ａは、図５（Ｂ）に示したように、磁芯材１４Ａと第１ベース板３との間に閉ループ磁気回路を形成していることにより、脚８Ａによる吸着力を一段と強化している。
【００４５】
この結果、脚部ユニット１１Ａは、全体として、脚８Ａによる吸着力の増加により、全体として第１ベース板３に対して強く吸着することになる（以下、このことを強吸着と呼ぶ）。
【００４６】
このように脚部ユニット１１Ａは、非通電状態のときには永久磁石７の磁力により第１ベース板３に対して通常吸着し、非通電状態のときには永久磁石７及び電磁石部１２Ａの磁力により当該第１ベース板３に対して強吸着するようになされている。
【００４７】
因みに脚部ユニット１１Ｂ（図３）も、脚部ユニット１１Ａと同様、コイル１５Ｂが非通電状態であれば、第１ベース板３に対して通常吸着し、当該コイル１５Ｂが通電状態であれば、当該第１ベース板３に対して強吸着状態となる。
【００４８】
また、第１移動部５及び第２移動部６は、上述したように永久磁石７Ａ〜７Ｄを共有しているものの、当該第１移動部５と当該第２移動部６とが磁気回路的に分離されているため、互いに磁気的な影響を及ぼさないようになされている。
【００４９】
（２）移動部の移動
（２−１）移動装置制御回路の構成
ところで移動装置１（図１）は、図６に示す移動装置制御回路４０によって制御されるようになされている。因みに、この図６では、移動装置１のうち第１移動部５及び第２移動部６のみを示している。
【００５０】
移動装置制御回路４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１により全体を統括制御されており、ＲＯＭ（Read Only Memory）４２から読み出したＯＳ（Operating System）や移動制御プログラム等の各種アプリケーションプログラムをＲＡＭ（Random Access Memory）４３に展開して実行することにより、移動装置１に対する移動制御を行うようになされている。
【００５１】
ＣＰＵ４１は、移動制御プログラムに従い、ジョグダイヤルやキーボード等でなる操作部４４を介してユーザからの入力指示を受け付け、当該入力指示に基づいて第１移動制御部４５及び第２移動制御部４６に対して所定の制御信号を送出することにより、第１移動部５及び第２移動部６をそれぞれ制御させるようになされている。
【００５２】
因みに移動装置１は、第１移動部５及び第２移動部６を電気回路的に独立させているため、当該第１移動部５及び当該第２移動部６をそれぞれ独立して制御し得るようになされている。
【００５３】
またＣＰＵ４１は、操作部４４を介して取得した入力指示や第１移動制御部４５及び第２移動制御部４６に対する制御結果等を所定の表示形式でモニタ４７に表示させ、その内容をユーザに視認させ得るようになされている。
【００５４】
第１移動制御部４５は、コイル１５Ａ又はコイル１５Ｂに電流を供給するための電源部５１を有しており、当該電源部５１におけるマイナス側の端子が当該コイル１５Ａ及び当該コイル１５Ｂの一端にそれぞれ接続されており、また当該電源部５１におけるプラス側の端子がスイッチ５２に接続されている。
【００５５】
スイッチ５２は、ＣＰＵ４１から供給されるコイル制御信号ＣＣ１に基づき、コイル１５Ａの他端に接続された端子ａ、コイル１５Ｂの他端に接続された端子ｂ、及びいずれにも接続されない端子ｎといった３種類の端子のいずれかに切り換えるようになされている。
【００５６】
実際上、第１移動制御部４５は、ＣＰＵ４１から供給されるコイル制御信号ＣＣ１に基づきスイッチ５２を端子ａに切り換えた場合、コイル１５Ａに供給電流ＩＣ１を与えて通電状態とすることにより、第１ベース板３に対して脚部ユニット１１Ａを強吸着させると共に脚部ユニット１１Ｂを通常吸着させる。
【００５７】
また第１移動制御部４５は、コイル制御信号ＣＣ１に基づきスイッチ５２を端子ｂに切り換えた場合、コイル１５Ｂに供給電流ＩＣ１を供給して通電状態とすることにより、第１ベース板３に対して脚部ユニット１１Ｂを強吸着させると共に脚部ユニット１１Ａを通常吸着させる。
【００５８】
一方、第１移動制御部４５は、コイル制御信号ＣＣ１に基づきスイッチ５２を端子ｎに切り換えた場合、コイル１５Ａ及び１５Ｂをいずれも非通電状態とすることにより、第１ベース板３に対して脚部ユニット１１Ａ及び１１Ｂをいずれも通常吸着させる。
【００５９】
さらに第１移動制御部４５は、圧電素子１０に対する印加電圧ＶＰを生成するための電圧生成部５３を有しており、ＣＰＵ４１から供給される圧電素子制御信号ＣＰ１に基づき、当該電圧生成部５３により生成する印加電圧ＶＰを変化させるようになされている。
【００６０】
実際上、第１移動制御部４５は、圧電素子制御信号ＣＰ１に基づいて電圧生成部５３を制御することにより、印加電圧ＶＰを変化させて圧電素子１０の前後方向の長さを変化させるようになされている。
【００６１】
このように第１移動制御部４５は、ＣＰＵ４１から供給されるコイル制御信号ＣＣ１に基づいてスイッチ５２を制御することにより、脚部ユニット１１Ａ又は脚部ユニット１１Ｂのいずれか一方を強吸着させるか当該脚部ユニット１１Ａ及び脚部ユニット１１Ｂの両方を通常吸着させ、またＣＰＵ４１から供給される圧電素子制御信号ＣＰ１に基づいて電圧生成部５３を制御することにより、印加電圧ＶＰを変化させて圧電素子１０の前後方向の長さを変化させ、第１移動部５を制御するようになされている。
【００６２】
また第２移動制御部４６は、第１移動制御部４５と同様に構成されており、電源部５１、スイッチ５２及び電圧生成部５３とそれぞれ対応する電源部６１、スイッチ６２及び電圧生成部６３を有している。
【００６３】
実際上、第２移動制御部４６は、ＣＰＵ４１から供給されるコイル制御信号ＣＣ２及び圧電素子制御信号ＣＰ１に基づき、第１移動制御部４５と同様に、第２移動部６の圧電素子２０に加える印加電圧、脚部ユニット２１Ａのコイル２５Ａ及び脚部ユニット２１Ｂのコイル２５Ｂに供給する供給電流を制御するようになされている。
【００６４】
（２−２）移動部の移動の様子
次に、移動装置制御回路４０からの制御によって移動装置１の移動ロボット２が第１ベース板３に対して前方向へ移動する場合を例に、第１移動部５が移動する様子について説明する。
【００６５】
ここでは、図７に示すように、第１移動部５及び第１ベース板３に着目し、当該第１移動部５が進行する前方向に向けてｘ軸を設定し、初期状態における第１移動部５の位置を位置ｘ０とする。
【００６６】
実際上、移動装置制御回路４０（図７）は、第１移動制御部４５により、第１移動部５のコイル１５Ａ及び１５Ｂに対して、それぞれ図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すような供給電流ＩＣ１及びＩＣ２を与え、これに応じて脚８Ａ〜８Ｄによりそれぞれ図８（Ｃ）〜（Ｆ）に示すような吸着力を生じさせる。
【００６７】
同時に移動装置制御回路４０は、第１移動制御部４５により、第１移動部５の圧電素子１０に対して図８（Ｇ）に示すような印加電圧ＶＰ１を印加し、これに応じて当該圧電素子１０の前後方向の全長を図８（Ｈ）に示すように全長Ｌ１から全長（Ｌ１＋ΔＬ）の範囲で変化させる。
【００６８】
この場合、第１移動部５は、図９（Ａ）に上側から見た模式図を示すように、時刻ｔ０になる前の段階において位置ｘ０に静止しており、脚８Ａ〜８Ｄをいずれも通常吸着力Ｆ０で第１ベース板３に吸着させている。因みに図９（Ａ）では、脚８Ａ〜８Ｄの位置に白丸を記すことにより、それぞれ通常吸着力Ｆ０であることを示している。
【００６９】
次に第１移動部５は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間、コイル１５Ａには電流が供給されないものの、コイル１５Ｂに対して電流Ｉ１が供給される（図８（Ａ）及び（Ｂ））。このとき、図８（Ｃ）〜（Ｆ）に示したように、脚８Ａ及び８Ｂは通常吸着力Ｆ０のままとなるものの、脚８Ｃは強吸着力Ｆ＋となり、一方脚８Ｄは弱吸着力Ｆ−となる。
【００７０】
この時刻ｔ０の直後における第１移動部５の様子を図９（Ｂ）に模式的に示す。この図９（Ｂ）では、脚８Ｃの位置に白丸に代えて黒丸を記すことにより強吸着力Ｆ＋であることを示し、また脚８Ｄの位置に白丸に代えて点を記すことにより弱吸着力Ｆ−であることを示している。
【００７１】
この図９（Ｂ）からもわかるように、第１移動部５は、第１ベース板３に対して、前側の脚部ユニット１１Ａを通常吸着させると共に、後側の脚部ユニット１１Ｂを強吸着させることになる。
【００７２】
一方、第１移動部５は、図８（Ｇ）に示したように、時刻ｔ０から時刻ｔ１にかけて圧電素子１０に対する印加電圧ＶＰが０［Ｖ］からＶ１［Ｖ］まで徐々に変化されることにより、図８（Ｈ）に示したように、圧電素子１０の全長がＬ１から（Ｌ１＋ΔＬ）に伸張される。
【００７３】
このとき第１移動部５は、図９（Ｂ）に示したように後側の脚部ユニット１１Ｂを強吸着させているため、圧電素子１０の全長がＬ１から（Ｌ１＋ΔＬ）となるまで伸張されていくに連れて、前側の脚部ユニット１１Ａを第１ベース板３に通常吸着させたまま前方向に押し出していき、時刻ｔ１において、図９（Ｃ）に示すように、前側の脚部ユニット１１ＡをΔＬだけ前方に移動させた状態とする。
【００７４】
因みに脚部ユニット１１Ａの脚８Ａ及び８Ｂは、図２に示したように、それぞれ第１ベース板３の溝部３Ａ及び３Ｂに嵌っている。このため脚部ユニット１１Ａは、圧電素子１０が伸張されることにより前方へ移動する際、脚８Ａ及び８Ｂが溝部３Ａ及び３Ｂに嵌ったままとなるため、当該溝部３Ａ及び３Ｂに沿って直線状に前進することになる。
【００７５】
次に第１移動部５は、時刻ｔ１になると、コイル１５Ｂに対して電流Ｉ１が供給されなくなり、反対にコイル１５Ａに対して電流Ｉ１が供給される（図８（Ａ）及び（Ｂ））。これにより、図８（Ｃ）〜（Ｆ）に示したように、脚８Ｃ及び８Ｃはいずれも通常吸着力Ｆ０となり、脚８Ａは強吸着力Ｆ＋となり、一方脚８Ｂは弱吸着力Ｆ−となる。
【００７６】
この時刻ｔ１の直後における第１移動部５の様子を図９（Ｄ）に示す。この図９（Ｄ）では、脚８Ａの位置に黒丸を記すことにより強吸着力Ｆ＋であることを示し、また脚８Ｂの位置に点を記すことにより弱吸着力Ｆ−であることを示している。
【００７７】
この図９（Ｄ）からもわかるように、第１移動部５は、第１ベース板３に対して、図９（Ｃ）の状態とは反対に、後側の脚部ユニット１１Ｂを通常吸着させると共に、前側の脚部ユニット１１Ａを強吸着させることになる。
【００７８】
この後、第１移動部５は、図８（Ｇ）に示したように、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて圧電素子１０に対する印加電圧ＶＰがＶ１［Ｖ］から０［Ｖ］まで徐々に変化されることにより、図８（Ｈ）に示したように、圧電素子１０の全長が（Ｌ１＋ΔＬ）からＬ１に縮められる。
【００７９】
このとき第１移動部５は、図９（Ｄ）に示したように前側の脚部ユニット１１Ｂを強吸着させているため、圧電素子１０の全長が（Ｌ１＋ΔＬ）からＬ１となるまで縮められていくに連れて、後側の脚部ユニット１１Ｂを第１ベース板３に通常吸着させたまま前方向に引き摺っていき、時刻ｔ２において、図９（Ｅ）に示すように、後側の脚部ユニット１１ＢをΔＬだけ前方に移動させた状態とする。
【００８０】
この結果、第１移動部５は、図９（Ａ）と図９（Ｅ）とを比較すればわかるように、時刻０からｔ２にかけて、全体としてΔＬだけ前方に移動したことになる。
【００８１】
なお第１移動部５は、移動装置制御回路４０（図６）の制御に基づき、時刻ｔ２以降も上述した時刻ｔ０からｔ２における一連の動作を繰り返すことにより、徐々に前方向へ移動していくようになされている。
【００８２】
このように第１移動部５は、移動装置制御回路４０の制御に基づき前側の脚部ユニット１１Ａ及び後側の脚部ユニット１１Ｂによる通常吸着又は強吸着の切換と、圧電素子１０による伸縮とを組み合わせることにより、いわゆるインチウォームの動作を行い前方向へ移動するようになされている。
【００８３】
実際上、第１移動部５は、ΔＬが約１［μｍ］、時刻ｔ０からｔ２までの１周期が約１／３００［ｓｅｃ］となされており、第１のベース板３に対して、約３００［μｍ／ｓｅｃ］の速度で移動し得るようになされている。
【００８４】
因みに第１移動部５は、移動装置制御回路４０によって上述した一連の動作における前側の脚部ユニット１１Ａ及び後側の脚部ユニット１１Ｂに対する強吸着又は通常吸着の制御を入れ替えることにより、後方向へ移動することもできる。
【００８５】
また第２移動部６（図２）は、第１移動部５と同様に、移動装置制御回路４０の制御に基づき、脚部ユニット２１Ａ（図６）及び脚部ユニット２１Ｂによる通常吸着又は強吸着の切換と、圧電素子２０による伸縮とを組み合わせることにより、第２ベース板４に対して左方向又は右方向へ移動し得るようになされている。
【００８６】
（３）移動装置の利用例
次に、移動装置１の利用例を図１０〜図１２に示す。図１０は、全体として移動装置１Ｐを利用した小型３軸加工機７０の側面図を表している。小型３軸加工機７０は、台部７１上に第１ベース板３Ｐが取付固定されており、第２ベース板４Ｐの上にアーム部７２が取付固定されている。さらにアーム部７２の先端には、上下方向に移動可能なドリル７３が取り付けられている。
【００８７】
このため小型３軸加工機７０は、移動装置１によりアーム部７２を水平方向へ自在にさせると共にドリル７３を上下方向に移動させることにより、台部７０上に載置された加工対象物７４に対して所望の位置及び所望の高さにドリル７３の刃を当てることができる。
【００８８】
図１１は、全体として移動装置１Ｑ及び１Ｒを利用したピペット作成システム８０の上面図を表している。ピペット作成システム８０は、台部８１上に移動装置１Ｑの第１ベース板３Ｑ及び移動装置１Ｒの第１ベース板３Ｒが大まかに位置決めされて取付固定されている。
【００８９】
移動装置１Ｑの第２ベース板４Ｑには、アーム８２が取り付けられており、当該アーム８２には移動装置１Ｒの方向へ向けてガラス管８３が取り付けられている。一方、移動装置１Ｒの第２ベース板４Ｒには、アーム８４が取り付けられており、当該アーム８４の一端には白金線８５が設けられ、その先端にはガラス球８６が付着されている。
【００９０】
これによりピペット作成システム８０は、ガラス管８３と、白金線８５及びガラス球８６とをそれぞれ水平方向に自在に移動させ得るようになされている。
【００９１】
実際上ピペット作成システム８０では、図示しないヒータ等によって白金線８５を介してガラス球８６が加熱された状態で、当該ガラス球８６にガラス管８４の先端を押し当て溶解させ、当該ガラス管８４を直線状に徐々に引き離していくことにより、当該ガラス管８４を先端が細くなるよう形成することができ、結果的に当該ガラス管８４をピペットに加工することができる。
【００９２】
図１２は、全体として移動装置１Ｓ、１Ｔ及び１Ｕを利用した細胞操作用マイクロマニピュレータシステム９０の上面図を表している。細胞操作用マイクロマニピュレータシステム９０は、台部９１上に移動装置１Ｓの第１ベース板３Ｓ、移動装置１Ｔの第１ベース板３Ｔ及び移動装置１Ｕの第１ベース板３Ｕが大まかに位置決めされて取付固定されている。
【００９３】
移動装置１Ｓの第２ベース板４Ｓには、アーム９２が取り付けられており、当該アーム９２の一端には操作対象となる細胞ＣＬを置載するための円盤状のディッシュ９３が取り付けられている。因みに移動装置１Ｔ及び移動装置１Ｕは、このディッシュ９３を間に挟んで互いに対向するように配置されている。
【００９４】
移動装置１Ｔの第２ベース板４Ｔには、アーム９４が取り付けられており、当該アーム９４にはディッシュ９３のほぼ中央部へ向けて先端部分が所定の太さを有し細胞を一方向から支えるためのホールディングピペット９５が取り付けられている。一方、移動装置１Ｕの第２ベース板４Ｕには、アーム９６が取り付けられており、当該アーム９６にはディッシュ９３のほぼ中央部へ向けて、先端部分が細くなるよう形成され細胞ＣＬ内に注入すべき液体が充填されたインジェクションピペット９７が取り付けられている。
【００９５】
これにより細胞操作用マイクロマニピュレータシステム９０は、ディッシュ９３と、ホールディングピペット９５と、インジェクションピペット９７とをそれぞれ水平方向に自在に移動させ得るようになされている。
【００９６】
実際上、細胞操作用マイクロマニピュレータシステム９０では、移動装置１Ｓ、１Ｔ及び１Ｕを移動操作することにより、図示しない顕微鏡の視野内に操作対象の細胞ＣＬが位置するようディッシュ９３の位置を調整し、ホールディングピペット９５を操作対象の細胞に当接させ、その反対側からインジェクションピペット９７を当該細胞に突き刺すことにより、当該細胞ＣＬ内に注入すべき液体を注入させるようになされている。
【００９７】
このように移動装置１は、２軸方向の精密な移動が要求される種々の作業において、１台又は２台以上を組み合わせて利用され得るようになされている。
【００９８】
（４）動作及び効果
以上の構成において、移動装置１は、移動装置制御回路４０の制御に基づき、第１移動部５の脚部ユニット１１Ｂを強吸着させ、圧電素子１０の全長を伸張させ、脚部ユニット１１Ｂを通常吸着に戻すと共に脚部ユニット１１Ａを強吸着させ、圧電素子１０の全長を縮めさせ、脚部ユニット１１Ａを通常吸着に戻すと言った一連の動作を行うことにより、第１ベース板３に対して前方向へ移動する。
【００９９】
このとき移動装置１の第１移動部５は、永久磁石７Ａ〜７Ｄの磁力により第１ベース板３に通常吸着し、当該第１ベース板３に対して脚部ユニット１１Ａ又は１１Ｂを強吸着させるときのみコイル１５Ａ又は１５Ｂに供給電流ＩＣ１又はＩＣ２を供給するため、移動しない静止状態において当該コイル１５Ａ又は１５Ｂに対して電流を供給することなく、第１ベース板３に対して吸着し続けることができ、ある程度の外部からの力を受けたとしても移動されることなく静止し続けることができる。
【０１００】
これにより、例えば図１２に示した細胞操作用マイクロマニピュレータシステム９０において、移動装置１Ｓが、ある細胞ＣＬを作業対象として位置を調整するために移動した後、移動装置１Ｔ及び１Ｕによる液体の注入作業中に位置を維持して静止し、次の細胞ＣＬを作業対象として再度位置を調整する、といった一連の作業を繰り返すような場合、静止中にコイル１５Ａ及び１５Ｂ等に電流を供給しないことにより、当該コイル１５Ａ及び１５Ｂの発熱を抑えると共に冷却することができる。
【０１０１】
このため移動装置１Ｓは、コイル１５Ａ及び１５Ｂ等が発熱することにより電気抵抗が増加して磁力が低下し、吸着力が低下して正常に移動できなくなり作業が継続できなくなる、といった問題を未然に防止することができ、結果的に一連の作業を短時間で中断することなく長時間継続させることができる。
【０１０２】
また第１移動部５は、脚８Ａ〜８Ｄを第１ベース板３の溝部３Ａ及び３Ｂに嵌めたまま前方向へ移動するため、当該溝部３Ａ及び３Ｂに沿って直線状に移動することができる。このため第１移動部５は、例えば２軸方向に自在に移動し得る移動装置において直線状に移動する際に必要とされる、直線状に確実に移動するための位置検出手段や進行方向の修正手段等を用いることなく、溝部３Ａ及び３Ｂの精度に準じて直線状に移動することができる。
【０１０３】
さらに第１移動部５は、脚部ユニット１１Ａ及び１１Ｂにおいて、コイル１５Ａ又は１５Ｂに電流ＩＣ１又はＩＣ２を供給して第１ベース板３に強吸着させる際、実際には脚８Ａ又は８Ｃを１本のみ強吸着力Ｆ＋で吸着させているものの、他の脚を全て第１ベース板３の溝部３Ａ又は３Ｂに嵌めた状態で通常吸着力Ｆ０又は弱吸着力Ｆ−で吸着させているため、圧電素子１０が伸縮する際にも脚８Ａ〜８Ｄを当該溝部３Ａ又は３Ｂから外れさせたり、或いは不用意な回転動作等を引き起こすといったこともなく、当該溝部３Ａ及び３Ｂに沿って直線状に移動することができる。
【０１０４】
そのうえ移動装置１は、それぞれ１軸方向に移動し得る第１移動部５及び第２移動部６を、永久磁石７Ａ〜７Ｄを介して、互いの移動軸が９０度をなすよう、いわば背中合わせに一体化しているため、例えば第１ベース板３を所定の台に固定し、第２ベース板４に移動対象物を取り付けることにより、当該移動対象物を２次元平面内で自在に移動させることができる。
【０１０５】
このとき移動装置１は、図６に示したように、第１移動部５及び第２移動部６がそれぞれ独立して制御されるため、移動させたくない方向に関しては固定したまま、前後方向のみの移動や左右方向のみの移動を容易に行うことができる。
【０１０６】
特にこの場合、移動装置１は、第１移動部５又は第２移動部６のいずれか一方のみを移動させる場合、他方を静止させていれば良いため、コイル１５Ａ又は１５Ｂ、或いはコイル２５Ａ又は２５Ｂに電流を供給せずに済み、不必要に発熱させることが無い。
【０１０７】
以上の構成によれば、移動装置１は、第１ベース板３に対して、脚部ユニット１１Ａ及び１１Ｂにおいて永久磁石７の磁力による通常吸着と当該永久磁石７及び電磁石部１２の磁力による強吸着とを切り換えながら圧電素子１０の全長を伸張させることにより前後方向に移動する第１移動部５と、当該第１移動部５と同様の動作により第２ベース板４を左右方向に移動させる第２移動部６とを組み合わせたことにより、第１ベース板３に対して第２ベース板４を２軸方向に自在に移動し得ると共に、静止状態においてコイルに電流を流し続けることなく静止位置を維持することができる。
【０１０８】
（５）他の実施の形態
なお上述した実施の形態においては、第１移動部５において、脚部ユニット１１Ａが２本の脚８Ａおよび８Ｂにより第１ベース板３に当接するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば当該脚部ユニット１１Ａが１本の脚により第１ベース板３に当接し、或いは３本以上の脚により当該第１ベース板３に当接するようにしても良い。この場合、電磁石部１２により第１ベース板３に対して一時的に強吸着し得るようになされていれば良い。また脚を１本とする場合には、第１ベース板３に当接する面積を増加することにより第１ベース板３に対する姿勢を維持し得るようにすることが望ましい。第２移動部６についても同様である。
【０１０９】
また上述した実施の形態においては、第１移動部５において、圧電素子１０により前側の脚部ユニット１１Ａと後側の脚部ユニット１１Ｂとの間隔を変化させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該圧電素子１０に代えて例えばソレノイドや形状記憶合金、或いは伸縮器等といった種々の伸縮手段を用いるようにしても良い。第２移動部６についても同様である。
【０１１０】
さらに上述した実施の形態においては、第１移動部５が第１ベース板３の溝部３Ａ及び３Ｂに脚８Ａ〜８Ｄを嵌めた状態で前後方向に移動するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば第１ベース板３の上面に前後方向に向けたレールを設け、脚８Ａ〜８Ｄが当該レールを挟む等して左右方向にがたつかないよう前後に移動するようにしたり、或いは第１移動部５の左右に壁となる板を立て、当該壁に沿って前後に移動するようにする等、第１移動部５を直線状に移動させる他の種々の手法を用いるようにしても良い。第２移動部６についても同様である。
【０１１１】
さらに上述した実施の形態においては、第１ベース板３を全て磁性体で構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば第１ベース板３全体を非磁性体の樹脂等で構成し、溝部３Ａ及び３Ｂのみを磁性体の材料で構成するようにしても良い。さらにこの場合、溝部３Ａ及び３Ｂを磁気的に分離する以外にも、溝部３Ａ及び３Ｂを磁気的に接続することにより、電磁石部１２Ａ及び１２Ｂとの間に閉ループ磁気回路を形成し得るようにしても良い。また溝部３Ａ及び３Ｂは、表面が非磁性体の樹脂等で覆われていても良く、要は脚部ユニット１１Ａ及び１１Ｂが脚８Ａ〜８Ｄを介して磁力により吸着し得れば良い。第２ベース板４についても同様である。
【０１１２】
さらに上述した実施の形態においては、第１移動部５及び第２移動部６により、第１ベース板３に対して第２ベース板４が前後方向及び左右方向の２軸方向に移動し得るようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば第２ベース板４の上や第１ベース板３に当接の下に回転角度を自在に制御し得る回転機構を設け、全体としていわゆるｘｙθ型移動装置として動作し得るようにしても良い。
【０１１３】
さらに上述した実施の形態においては、上面側から見て第１ベース板３の溝部３Ａ及び３Ｂと、第２ベース板４の溝部４Ａ及び４Ｂとがほぼ直交するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第１ベース板３の溝部３Ａ及び３Ｂと、第２ベース板４の溝部４Ａ及び４Ｂとが約６０度や４５度をなすようにするなどしても良い。
【０１１４】
さらに上述した実施の形態においては、第１脚部としての脚部ユニット１１Ａと、第２脚部としての脚部ユニット１１Ｂと、第１移動方向制限部としての溝部３Ａ及び３Ｂと、第１間隔変更部としての圧電素子１０と、第１磁力強化手段としてのコイル１５Ａと、第２磁力強化手段としてのコイル１５Ｂとによって第１移動部としての第１移動部５を構成し、第３脚部としての脚部ユニット２１Ａと、第４脚部としての脚部ユニット２１Ｂと、第２移動方向制限部としての溝部４Ａ及び４Ｂと、第２間隔変更部としての圧電素子２０と、第３磁力強化手段としてのコイル２５Ａと、第４磁力強化手段としての２５Ｂとによって第２移動体としての第２移動体６を構成することにより、移動装置としての移動装置１を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる第１脚部と、第２脚部と、第１移動方向制限部と、第１間隔変更部と、第１磁力強化手段と、第２磁力強化手段とによって第１移動部を構成し、第３脚部と、第４脚部と、第２移動方向制限部と、第２間隔変更部と、第３磁力強化手段と、第４磁力強化手段とによって第２移動体を構成することにより移動装置を構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明は、精密な移動作業が要求される２軸移動装置の他、中型乃至大型の２軸移動装置でも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】移動装置の全体構成（１）を示す略線的斜視図である。
【図２】移動装置の全体構成（２）を示す略線的斜視図である。
【図３】移動部の構成を示す略線的斜視図である。
【図４】電磁石部の構成を示す略線的斜視図である。
【図５】ベース板に対する脚部ユニットの吸着の様子を模式的に示す略線図である。
【図６】移動装置制御回路の構成を示す略線的ブロック図である。
【図７】第１移動部と第１ベース板との位置関係を示す略線的斜視図である。
【図８】コイルへの供給電流及び脚の吸着力並びに圧電素子への印加電圧及び全長を示す略線図である。
【図９】移動部における移動の様子を示す略線図である。
【図１０】移動装置の利用例（１）を示す略線図である。
【図１１】移動装置の利用例（２）を示す略線図である。
【図１２】移動装置の利用例（３）を示す略線図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１……移動装置、２……移動ロボット、３……第１ベース板、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂ……溝部、４……第２ベース板、５……第１移動部、６……第２移動部、７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ……永久磁石、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ……脚、１０、２０……圧電素子、１１Ａ、１１Ｂ、２１Ａ、２１Ｂ……脚部ユニット、１２Ａ、１２Ｂ、２２Ａ、２２Ｂ……電磁石部、１３、１４……フレーム、１５Ａ、１５Ｂ、２５Ａ、２５Ｂ……コイル、４０……移動装置制御回路、４１……ＣＰＵ、４５……第１移動制御部、４６……第２移動制御部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向へ移動し得る第１移動部と、当該第１方向と異なる第２方向へ移動し得る第２移動部とが一体に構成されてなる移動装置であって、
上記第１移動部は、
磁性体でなる第１基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第１脚部と、
上記第１基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第２脚部と、
上記第１脚部及び上記第２脚部の移動可能方向を上記第１方向に制限する第１移動方向制限部と、
上記第１方向に関する上記第１脚部と上記第２脚部との間隔を変更する第１間隔変更部と、
上記第１脚部における磁力を強化することにより上記第１基台に対する上記第１脚部の吸着力を強化する第１磁力強化手段と、
上記第２脚部における磁力を強化することにより上記第１基台に対する上記第２脚部の吸着力を強化する第２磁力強化手段と
を具え、
上記第２移動部は、
磁性体でなる第２基台に対して上記永久磁石の磁力により吸着される第３脚部と、
上記第２基台に対して上記永久磁石の磁力により吸着される第４脚部と、
上記第３脚部及び上記第４脚部の移動可能方向を上記第２方向に制限する第２移動方向制限部と、
上記第２方向に関する上記第３脚部と上記第４脚部との間隔を変更する第２間隔変更部と、
上記第３脚部における磁力を強化することにより上記第２基台に対する上記第３脚部の吸着力を強化する第３磁力強化手段と、
上記第４脚部における磁力を強化することにより上記第２基台に対する上記第４脚部の吸着力を強化する第４磁力強化手段と、
を具えることを特徴とする移動装置。
【請求項２】
上記第１間隔変更部及び上記第２間隔変更部は、
それぞれ圧電素子でなる
ことを特徴とする請求項１に記載の移動装置。
【請求項３】
上記第１移動方向制限部は、
上記第１方向に沿って上記第１基台に形成された第１溝部であり、
上記第２移動方向制限部は、
上記第２方向に沿って上記第２基台に形成された第２溝部である
ことを特徴とする請求項１に記載の移動装置。
【請求項４】
上記第１基台は、
少なくとも上記第１溝部が磁性体でなり、
上記第２基台は、
少なくとも上記第２溝部が磁性体でなる
ことを特徴とする請求項３に記載の移動装置。
【請求項５】
上記第１脚部は、
上記第１基台に対して２以上の接点により当接し、上記第１磁力強化手段により磁力が強化された際、上記第１基台との間に閉ループ磁気回路を形成し、
上記第２脚部は、
上記第１基台に対して２以上の接点により当接し、上記第２磁力強化手段により磁力が強化された際、上記第１基台との間に閉ループ磁気回路を形成し、
上記第３脚部は、
上記第２基台に対して２以上の接点により当接し、上記第３磁力強化手段により磁力が強化された際、上記第２基台との間に閉ループ磁気回路を形成し、
上記第４脚部は、
上記第２基台に対して２以上の接点により当接し、上記第４磁力強化手段により磁力が強化された際、上記第２基台との間に閉ループ磁気回路を形成する
ことを特徴とする請求項１に記載の移動装置。
【請求項６】
第１方向へ移動し得る第１移動部と、当該第１方向と異なる第２方向へ移動し得る第２移動部とが一体に構成されてなる移動装置の制御方法であって、
上記第１移動部は、
磁性体でなる第１基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第１脚部と、
上記第１基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第２脚部と、
上記第１脚部及び上記第２脚部の移動可能方向を上記第１方向に制限する第１移動方向制限部と、
上記第１方向に関する上記第１脚部と上記第２脚部との間隔を変更する第１間隔変更部と、
上記第１脚部における磁力を強化することにより上記第１基台に対する上記第１脚部の吸着力を強化する第１磁力強化手段と、
上記第２脚部における磁力を強化することにより上記第１基台に対する上記第２脚部の吸着力を強化する第２磁力強化手段と
を具え、
上記第２移動部は、
磁性体でなる第２基台に対して上記永久磁石の磁力により吸着される第３脚部と、
上記第２基台に対して上記永久磁石の磁力により吸着される第４脚部と、
上記第３脚部及び上記第４脚部の移動可能方向を上記第２方向に制限する第２移動方向制限部と、
上記第２方向に関する上記第３脚部と上記第４脚部との間隔を変更する第２間隔変更部と、
上記第３脚部における磁力を強化することにより上記第２基台に対する上記第３脚部の吸着力を強化する第３磁力強化手段と、
上記第４脚部における磁力を強化することにより上記第２基台に対する上記第４脚部の吸着力を強化する第４磁力強化手段と
を具え、
上記移動装置に接続された制御部による制御に基づき、
上記第２磁力強化手段により上記第２脚部の磁力を強化し、
上記第１間隔変更部により上記第１脚部と上記第２脚部との間隔を広げ、
上記第２磁力強化手段により第２脚部の磁力を元に戻すと共に上記第１磁力強化手段により上記第１脚部の磁力を強化し、
上記第１間隔変更手段により上記第１脚部と上記第２脚部との間隔を縮め、
上記第１磁力強化部により上記第１脚部の磁力を元に戻す
ことにより上記第１基台上を上記第１方向へ移動し、
上記制御部による制御に基づき、
上記第４磁力強化手段により上記第４脚部の磁力を強化し、
上記第２間隔変更部により上記第３脚部と上記第４脚部との間隔を広げ、
上記第４磁力強化手段により上記第４脚部の磁力を元に戻すと共に上記第３磁力強化手段により上記第３脚部の磁力を強化し、
上記第２間隔変更部により上記第３脚部と上記第４脚部との間隔を縮め、
上記第３磁力強化手段により上記第３脚部の磁力を元に戻す
ことにより上記第２基台上を上記第２方向へ移動する
ことを特徴とする移動装置の制御方法。
【請求項１】
第１方向へ移動し得る第１移動部と、当該第１方向と異なる第２方向へ移動し得る第２移動部とが一体に構成されてなる移動装置であって、
上記第１移動部は、
磁性体でなる第１基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第１脚部と、
上記第１基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第２脚部と、
上記第１脚部及び上記第２脚部の移動可能方向を上記第１方向に制限する第１移動方向制限部と、
上記第１方向に関する上記第１脚部と上記第２脚部との間隔を変更する第１間隔変更部と、
上記第１脚部における磁力を強化することにより上記第１基台に対する上記第１脚部の吸着力を強化する第１磁力強化手段と、
上記第２脚部における磁力を強化することにより上記第１基台に対する上記第２脚部の吸着力を強化する第２磁力強化手段と
を具え、
上記第２移動部は、
磁性体でなる第２基台に対して上記永久磁石の磁力により吸着される第３脚部と、
上記第２基台に対して上記永久磁石の磁力により吸着される第４脚部と、
上記第３脚部及び上記第４脚部の移動可能方向を上記第２方向に制限する第２移動方向制限部と、
上記第２方向に関する上記第３脚部と上記第４脚部との間隔を変更する第２間隔変更部と、
上記第３脚部における磁力を強化することにより上記第２基台に対する上記第３脚部の吸着力を強化する第３磁力強化手段と、
上記第４脚部における磁力を強化することにより上記第２基台に対する上記第４脚部の吸着力を強化する第４磁力強化手段と、
を具えることを特徴とする移動装置。
【請求項２】
上記第１間隔変更部及び上記第２間隔変更部は、
それぞれ圧電素子でなる
ことを特徴とする請求項１に記載の移動装置。
【請求項３】
上記第１移動方向制限部は、
上記第１方向に沿って上記第１基台に形成された第１溝部であり、
上記第２移動方向制限部は、
上記第２方向に沿って上記第２基台に形成された第２溝部である
ことを特徴とする請求項１に記載の移動装置。
【請求項４】
上記第１基台は、
少なくとも上記第１溝部が磁性体でなり、
上記第２基台は、
少なくとも上記第２溝部が磁性体でなる
ことを特徴とする請求項３に記載の移動装置。
【請求項５】
上記第１脚部は、
上記第１基台に対して２以上の接点により当接し、上記第１磁力強化手段により磁力が強化された際、上記第１基台との間に閉ループ磁気回路を形成し、
上記第２脚部は、
上記第１基台に対して２以上の接点により当接し、上記第２磁力強化手段により磁力が強化された際、上記第１基台との間に閉ループ磁気回路を形成し、
上記第３脚部は、
上記第２基台に対して２以上の接点により当接し、上記第３磁力強化手段により磁力が強化された際、上記第２基台との間に閉ループ磁気回路を形成し、
上記第４脚部は、
上記第２基台に対して２以上の接点により当接し、上記第４磁力強化手段により磁力が強化された際、上記第２基台との間に閉ループ磁気回路を形成する
ことを特徴とする請求項１に記載の移動装置。
【請求項６】
第１方向へ移動し得る第１移動部と、当該第１方向と異なる第２方向へ移動し得る第２移動部とが一体に構成されてなる移動装置の制御方法であって、
上記第１移動部は、
磁性体でなる第１基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第１脚部と、
上記第１基台に対して永久磁石の磁力により吸着される第２脚部と、
上記第１脚部及び上記第２脚部の移動可能方向を上記第１方向に制限する第１移動方向制限部と、
上記第１方向に関する上記第１脚部と上記第２脚部との間隔を変更する第１間隔変更部と、
上記第１脚部における磁力を強化することにより上記第１基台に対する上記第１脚部の吸着力を強化する第１磁力強化手段と、
上記第２脚部における磁力を強化することにより上記第１基台に対する上記第２脚部の吸着力を強化する第２磁力強化手段と
を具え、
上記第２移動部は、
磁性体でなる第２基台に対して上記永久磁石の磁力により吸着される第３脚部と、
上記第２基台に対して上記永久磁石の磁力により吸着される第４脚部と、
上記第３脚部及び上記第４脚部の移動可能方向を上記第２方向に制限する第２移動方向制限部と、
上記第２方向に関する上記第３脚部と上記第４脚部との間隔を変更する第２間隔変更部と、
上記第３脚部における磁力を強化することにより上記第２基台に対する上記第３脚部の吸着力を強化する第３磁力強化手段と、
上記第４脚部における磁力を強化することにより上記第２基台に対する上記第４脚部の吸着力を強化する第４磁力強化手段と
を具え、
上記移動装置に接続された制御部による制御に基づき、
上記第２磁力強化手段により上記第２脚部の磁力を強化し、
上記第１間隔変更部により上記第１脚部と上記第２脚部との間隔を広げ、
上記第２磁力強化手段により第２脚部の磁力を元に戻すと共に上記第１磁力強化手段により上記第１脚部の磁力を強化し、
上記第１間隔変更手段により上記第１脚部と上記第２脚部との間隔を縮め、
上記第１磁力強化部により上記第１脚部の磁力を元に戻す
ことにより上記第１基台上を上記第１方向へ移動し、
上記制御部による制御に基づき、
上記第４磁力強化手段により上記第４脚部の磁力を強化し、
上記第２間隔変更部により上記第３脚部と上記第４脚部との間隔を広げ、
上記第４磁力強化手段により上記第４脚部の磁力を元に戻すと共に上記第３磁力強化手段により上記第３脚部の磁力を強化し、
上記第２間隔変更部により上記第３脚部と上記第４脚部との間隔を縮め、
上記第３磁力強化手段により上記第３脚部の磁力を元に戻す
ことにより上記第２基台上を上記第２方向へ移動する
ことを特徴とする移動装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−２７６０６０（Ｐ２００７−２７６０６０Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０６５１６（Ｐ２００６−１０６５１６）
【出願日】平成１８年４月７日（２００６．４．７）
【出願人】（５０４１３３１１０）国立大学法人 電気通信大学 (383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月７日（２００６．４．７）
【出願人】（５０４１３３１１０）国立大学法人 電気通信大学 (383)
【Ｆターム（参考）】
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