(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが１つの並進運動自由度を有する入力側（６）の３つの運動成分を３つの並進運動自由度を有する１つの出力側（８２，８４）の運動に伝達するための、または逆に伝達するためのマイクロ運動伝達装置であって、入力側（６）の運動自由度毎の伝達ユニット（２）を含み、
前記伝達ユニットは互いにそれぞれの出力部分（８）によって機能的に並列に結合され、各伝達ユニット（２）は、第１の連結手段（２２，２６，３４；２４，２８，３６）によって相互に接続される、据付固定された第１の部分（４）と、第２の部分（６）とを含み、該第２の部分（６）は、前記伝達ユニットの対応する運動自由度の方向に可動に連結され、前記第２の部分（６）は、第２の連結手段（４６，５０，５８；４８，５２，６０）によって前記出力部分（８）に可動に連結されるように構成され、前記第２の連結手段は、前記出力部分（８）が他の前記伝達ユニット（２）の運動自由度に沿った自由な移動を許容し、
前記第１の連結手段および前記第２の連結手段は曲がり連結機構として構成され、
前記第２の部分と前記第２の連結手段と前記出力部分とは、関係づけられた前記伝達ユニットの入力側の運動自由度に沿って共に剛構造を形成し、
前記第２の部分（６）は第１部分（３０）と第２部分（３２）とを含み、第１部分（３０）は前記第１の連結手段に結合され、第２部分（３２）は、入力部を形成し、前記第２の連結手段に結合されている、マイクロ運動伝達装置。
【請求項２】
各伝達ユニット（２）は１つのものとして構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の連結手段（２２，２６，３４；２４，２８，３６）および前記第２の連結手段（４６，５０，５８；４８，５２，６０）は一種の平行四辺形揺動の連結機構で構成され、
該平行四辺形揺動の連結機構は、１つの曲がり連結機構（２６，２８，３４，３６；５０，５２，５８，６０）を４つの端部に有する対の棒状部材（２２，２４；４６，４８）を含み、
第１の平行四辺形揺動の連結機構（２２，２６，３４；２４，２８，３６）に関係する前記対の棒状部材（２２，２４）は、対応する前記曲がり連結機構（２６，２８，３４，３６）によって前記第１の部分および前記第２の部分に結合され、
第２の平行四辺形揺動の連結機構（４６，５０，５８；４８，５２，６０）に関係する前記対の棒状部材（４６，４８）は、対応する前記曲がり連結機構（５０，５２，５８，６０）によって前記第２の部分および前記出力部分に結合されている、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
個々のまたはすべての前記曲がり連結機構（２６，２８，３４，３６；５０，５２，５８，６０）は特に円形状の幾何学形状を有する材料のくぼみとして特に構成されている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記第２の連結手段（５０；５２；５８；６０）は二重の曲がり連結機構として構成され、
１つの二重の曲がり連結機構は、種々の方向の揺動運動を可能にする負荷分配手段（６２）によって連続的かつ機能的に互いに結合された２つの曲がり連結機構（５４，５６）を合体させている、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記伝達ユニット（２）は板状の形状に設計されている、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記伝達ユニット（２）の前記第１の部分（４）または前記出力部分（８）は棒材または板材の形状に設計され、
前記第２の部分（６）は特定の角度、特に互いに直角に配置された第１および第２の脚部分（３０，３２）を合体し、
前記第１の部分の第１の側面（１０）は前記第１の平行四辺形揺動の連結機構（２２，２６，３４；２４，２８，３６）によって前記第２の部分の前記第１の脚部分に結合され、
前記第２の部分の前記第２の脚部分は、前記第１の平行四辺形揺動の連結機構および前記第２の平行四辺形揺動の連結機構（４６，５０，５８，５２，４８，６０）が規定の角度、特に互いに直交する角度で互いに整列されるように、前記第２の平行四辺形揺動の連結機構によって前記出力部分に結合されている、請求項３ないし６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の平行四辺形揺動の連結機構（２２，２６，３４，２４，２８，３６）に関係する前記対の棒状部材（２２，２４）は前記第１の部分（４）の対向配置された２つの側面（１２，１６）を部分的に囲み、
前記第２の平行四辺形揺動結合（４６，５０，５８，５２，４８，６０）に関係する前記対の棒状部材（４６，４８）は、前記第１の部分の他の対向配置された側面（１０，１４）を部分的に囲み、前記第２の部分（６）の前記第１の脚部分（３０）を部分的に囲む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の部分（４）に関する前記第２の部分（６）の運動範囲または前記第１の部分（４）に関する前記出力部分（８）の運動範囲を両方向の関係づけられた運動自由度に沿って制限する機械的な抑留手段（３８，４０；６４，６６）が各伝達ユニット（２）に設けられている、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
各伝達ユニット（２）は、特にワイヤ放電加工処理の放電加工処理によって加工されている、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記二重の曲がり連結機構（５０；５２；５８；６０）の２つの曲がり連結機構（５４，５６）は互いに規定の角度で整列され、
各曲がり連結機構は、関係づけられた前記伝達ユニット（２）の板面に対して相対的に規定された角度で配置されている、請求項６ないし１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記二重の曲がり連結機構（５０；５２；５８；６０）は、揺動運動に加え、捻れ運動も可能にする大きさを有する、請求項５ないし１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記伝達ユニット（２）の可動部分（６；８；２２；２４；２８；３４；３６；４６；４８；５０；５２；５８；６０）の重さは、前記重さに関して最小にされている、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
チタン合金、チタンニッケル合金、鋼鉄、鋼鉄合金、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、セラミックまたはプラスチックで製造されている、請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
各伝達ユニット（２）は、前記入力部分（６）によって、前記関係づけられた運動自由度の方向における前記入力部分の作動のために駆動手段（７２）に結合されている、請求項１から１４のいずれか１項に記載の運動伝達装置を有する位置決め装置。
【請求項１６】
前記駆動手段（７２）は、位置測定手段に特に結合された直線運動の発生のための電磁アクチュエータ、圧電アクチュエータまたは他の精密駆動の可能な電動機である、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
正確な位置決め装置として構成されている、
または各伝達ユニット（２）は前記第１の部分（４）によってマクロ位置決め装置に機能的かつ連続的に結合されている、請求項１５または１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記駆動手段（７２）は、補正アルゴリズムを備えた制御手段によって調整されており、前記補正アルゴリズムは、前記出力側（８２、８４）の駆動中に前記運動伝達装置を前記曲がり連結機構（２６；２８；３４；３６；５０；５２；５８；６０）の強制結合を介して特定の方向に沿って訂正し、その結果、対応する１または複数の他の前記駆動手段の駆動によって並進運動を生じさせるよう作成されている、請求項１５ないし１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
重力方向に整列されたＺ方向にのみ沿った前記運動伝達装置の出力側（８２，８４）の運動中に、すべての前記駆動手段（７２）が実質的に等しい負荷を受けるように、加工室内に整列されている、請求項１５に記載の装置。
【請求項２０】
重力方向に位置するＺ方向にのみ沿った前記運動伝達装置の前記出力側（８２，８４）の運動によって実質的に１つの前記駆動手段（７２）が負荷を受けるように、加工室内に設置されており、
前記負荷を受ける１つの前記駆動手段（７２）は、ばねを用いた予応力の受動手段と機能的に並列に結合されている、または力および容量に関して他の前記駆動手段より強く構成されている、請求項１５ないし１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の運動伝達装置を所定の位置に有する運動測定のための測定装置であって、前記測定装置の入力は、各伝達ユニット（２）の前記入力部分（６）が、対応する前記入力部分の関係づけられた前記自由度に沿って位置の測定を行うことができる対応する測定手段に結合された、前記運動伝達装置の前記出力側（８２，８４）である、測定装置。
【請求項２２】
請求項１５ないし２２のいずれか１項に記載の位置決め装置または測定装置を応用した装置であって、加工物の加工、火花加工、電気化学的材料加工、半導体の製作、光電結合構成要素の製造、マイクロ装置、ロボット、パワーメータとしての利用または力のフィードバックを有する操縦桿の分野に応用した装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、それぞれ１つの自由度を有する少なくとも２つの入力側運動成分を少なくとも２つの自由度を有する１つの出力側の運動に伝達するための、または逆に伝達するための運動伝達装置であって、入力側の運動自由度毎に１つの伝達ユニットを含む運動伝達装置に関する。さらに、伝達ユニットは並列に配置され各出力部分によって互いに機能的に結合される。各伝達ユニットは、区別可能な第１の部分と、入力部分として第１の曲がり連結手段によって前記第１の部分に連結された第２の部分とを含む。前記第１の部分は、伝達ユニットの対応する運動自由度の方向に可動に連結される。この装置において、第２の部分は、第２の出力側の曲がり連結手段によって前記部分が運動自由度の範囲内での自由な運動を行えるように設計される。
【０００２】
本発明は、さらに、それぞれ１つの運動自由度を有する３つの入力側運動成分を３つの運動自由度を有する１つの出力側の運動に伝達する運動伝達装置に関する。それぞれ１つの入力部分と１つの出力部分とを含む３つの伝達ユニットは各出力部分によって互いに機能的に結合され、各伝達ユニットは現在の入力部分から各出力部分への伸長方向を示し、蝶番式に設計された連結手段は各出力部分が伸長方向と直角をなす自由運動を許容するように伝達ユニットを含み、伝達ユニットの入力部分は各入力側の運動が伸長方向に対してある角度をなして生じるように形成される。
【０００３】
【従来の技術】
最初に言及する運動伝達装置はスイス特許６７２０８９号によって開示され、運動伝達装置のような装置を有する位置決め装置が記載されている。この運動伝達装置は、３つの運動自由度における位置決め装置の出力部分の位置決めを互いに許容した３つの機能的に平行な伝達ユニットの形状を呈している。この位置決め装置は、運動伝達装置の１つの可動部分を駆動するアクチュエータを有する堅固な基部を伝達ユニット毎に含む。この可動部分は、同様に、自身のために２つの自在継手として表され、これによって運動伝達装置の可動部分に結合されている。アクチュエータは、自身に関係づけられた可動部分上の各伝達ユニットを、対応する回動可能な軸のまわりに揺動する。可動部分の２つの自在継手は、ロッドによって互いに結合され、他の２つの伝達ユニットの揺動運動の方向での各伝達ユニットの運動を許容する。この結合効果は、この運動伝達装置の可動部分が、３つの伝達ユニットが駆動され続けている間、この出力部分の傾きと方向が乱されない状態を維持する所定の位置において運動を遂行することである。揺動軸および自在継手を有するこの形成に基づいて、この運動伝達装置は、自身を適合させるが、この自在継手が必要最小限の運動の遊びのための多くの技術的努力を消費してのみ唯一構成可能であるので、正確な作動のために条件付きである。
【０００４】
第２に示す一般的な運動伝達装置は、たとえば、ドイツ特許第３７２１６８２Ａ１号に示されている。この刊行物は、一実施例において、各伝達ユニットの伸長方向に対してある角度をなして実行する直線または平面の運動を入力側においてそれぞれ経験する、３つの伝達ユニットを有する運動伝達装置を示している。伝達ユニットはそれぞれ１つの搬送腕から構成され、各搬送腕は、自身の固定体揺動結合たとえば薄い蝶番によって各伝達ユニットの入力および出力部分に結合されている。３つの伝達ユニットは、その出力部分によって互いに結合されている。伝達ユニットの特定の形成、特に固定体連結を有するが、それにもかかわらず、マイクロメータ範囲内の変位運動が発生する。この変位運動は、十分精密に調整されてはおらず、たとえばゆるみすぎのような度の過ぎた遊びを示す。
【０００５】
欧州特許第０９３７９６１Ａ２号は、複数軸の位置決め装置のための機構を公開情報として示している。この機構は、可動部分に力を伝えるために伝達装置によって軸毎に互いに結合されている固定部分および可動部分を有する。伝達ユニットは、２つの曲がり可能な部分をロッド毎にそれぞれ含む、可撓性材料からなる２つの平行なロッドを有している。この事に関して、前記ロッドは、中空管部材からなり、ある長さのピアノ線が挿入されている曲がり部分で中断されている。伝達ユニットは、それの伸長軸に沿って可動部分に力を伝達し、伸長された方向と直角すなわち他の伝達ユニットの軸に沿った自由運動を許容する。
【０００６】
米国特許第４，８８８，８７８号は、３つまたはそれ以上の運動自由度を制御可能な運動伝達装置を有する位置決め装置を開示している。この組合せにおいて、運動伝達装置は、入力から出力へという方法で各々が隣に結合された複数の機能的かつ連続結合された伝達ユニットを有する。ひと続きの最初に存在する伝達ユニットは、固定の支持基部を有し、列の最後の伝達ユニットは、運動伝達装置の制御出力要素に結合されている。各伝達ユニットは、「固体」部分に対して相対的に可動な第２の部分を駆動する駆動手段として表されている。可動な第２の部分は、可撓性の曲がり連結機構によって前記「固体」部分に結合されている。この運動伝達装置の利点はここに存在する。一方、各伝達ユニットはその連続的蓄積のゆえに結果として生じる伝達ユニットの増加する重さを負わされ、それによって動力は結果として生じる結合特性によって不利にされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、一般的な型式の運動伝達装置を正確な運動が可能な限界に至るまでのその機能的な平行運動学においてさらに徹底的に改善することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
本発明は、請求項に記載の事項によって目的を達成する。さらに、本発明の好適な実施例が従属項に記載されている。
【０００９】
本発明にかかる運動伝達装置において、第１および第２の連結手段は曲がり連結機構として設計され、第２の部分、第２の曲がり連結機構および出力部分は、結合において、関係づけられた伝達ユニットの入力側の運動自由度に沿って剛構造を形成するように構成されている。この設計により、特に、入力部分（第２の部分）へのパルスによって重畳された運動は正確に出力へ伝達される。揺動する接続部のようなスベリ面接合またはローラとの対比において曲がり連結機構の使用における主な利点は、摩擦、摩耗、機械的遊びおよび一般的な不通気性がなく、干渉する異物を収集しない。さらに、伝達ユニットの所定の一般的な構造に依存して高程度の機械的剛性が達成できる。そのような構造は特に正確な運動のために極めて重要である。そのような運動伝達装置によって、出力部分の位置決めにおいて、例えば１次元ごとに約＋／−１ｍｍのような全移動範囲以内の０．０１μｍの位置決めを達成することができる。
【００１０】
曲がり連結機構によって、弾性連結機構のような種類の機構は、種々の弾性材料（さらに下記を参照のこと。）の特別な結合で用いられる。そのような曲がり連結機構は、その有用において、たとえば、揺動運動、ねじれ運動または軸運動（圧縮対伸長）のような様々な種々の型の運動を成し遂げることができる。特別な曲がり連結機構の一般的な図示のために、詳細な説明において参照がなされ、該参照は本発明の詳細な説明において考慮されている。
【００１１】
さらに、運動伝達装置は、２つの入力側運動成分（たとえばＸおよびＹ軸に沿う２つの並進入力運動）をたとえばＸおよびＹ方向に少なくとも２つの結合された運動自由度を有する運動伝達装置の出力運動に伝達するように少なくとも構成されている。これを行うことにおいて、並進運動が再び並進運動に変換されることを絶対に必要とするものではない。これに加えて、回転運動と並進運動との付加的な結合（ここで揺動運動は回転運動と並進運動との結合と考えられる。）は退出運動に再形成され、該退出運動は、種々の種類の運動自由性すなわち回転運動と並進運動とのいかなる結合をも同様に示す。
【００１２】
このほかに、運動の再形成は１対１の比である必要はなく、すなわち、入力側の運動自由度の数は、出力側の運動自由度の数と同じである必要はない。これは、２つの入力側運動自由度の最も簡単な場合のために主として有効であり、この２つの運動自由度は、純粋な並進運動または回転運動のための１つの自由度ではなく、２つの結合された運動自由度を有する出力側の運動に変換される。伝達ユニットの入力部分はたとえばその運動自由度によって複雑な空間経路にそって強制される。
【００１３】
同様に、運動の伝達は、運動伝達装置の出力側から伝達ユニットの各入力部分への方向においてもたらすことができ、伝達ユニットは、以下に記載する測定装置のために特に有利である。
【００１４】
伝達ユニットの部分間において、運動伝達装置の対応する小型化によって、そのような伝達部分のみが互いに２つの曲がり連結手段を結合する。この２つの曲がり連結機構の適当な設計によって、連結手段と個々の部分との間の境界は互いに結合される。曲がり連結機構として示される連結手段の設計の場合において、そのような小型化が非常に容易となる理由から、この点において本発明の利点がまさに存在する。
【００１５】
しかし、各曲がり連結機構が正確に構成されるように、材料の厚さの寸法設計において配慮しなければならない。
【００１６】
好都合に、運動伝達装置は、２つの並進運動自由度を有する１つの出力側運動においてそれぞれ１つの並進運動自由度を有し、３つの入力部分で受け入れられた伝達運動成分のために３つの伝達ユニットを含む。この場合において、幾何学的見地から見て制御が簡単であり、３つの次元においてその出力の空間運動を可能にする運動伝達装置が作られる。この場合において、入力側運動の３つの自由度は、互いに直交するように配置される必要はない。
【００１７】
付加的に正確さを増大させるために、各伝達ユニットは、好ましくは、１つのものとして構成される。言い換えれば、伝達装置の曲がり撓みを含む主としてすべての部分は１つものとして形成される。正確さに対するような種々の要求に依存して、運動伝達装置のひとつの伝達ユニットは、構成において１つのものまたは複数からなるものである。
【００１８】
好都合に、第１の曲がり連結手段および／または第２の曲がり連結手段はそれぞれ平行四辺形要素の形状にて作られ、平行四辺形揺動の連結機構は、棒状部材の４つの端部に曲がり連結機構を有する１対の棒状部材を含み、対応する曲がり連結機構によって、各棒状部材の２つの端部は第１の部分（図４を参照。）および第２の部分にそれぞれ結合され、出力部分に結合されている。曲がり連結手段のこの特別な形成によって、伝達ユニットの剛性はさらに増大し、運動伝達装置全体の正確さとともに改善される。
【００１９】
好都合に、１またはすべての連結機構は、材料における形跡、特に円形幾何学の形跡を有して形成される。種々のくぼみ形状の場合において、そのように構成された連結機構は、高振幅の可撓性が達成され、材料の疲労が回避されるようにくぼみの有効性に関して最適化される。曲がり連結機構のリム上の大きなくぼみはもちろん回避される。円形のくぼみは、曲がり連結機構の外側層において引っ張り応力への傾向を減じさせる高程度の可撓性を加えることによって、それ自体を利点として証明する。曲がり連結機構の適当な厚さたとえば最も薄い部分での円形の形跡が与えられかつ高弾性率を有する材料の使用によって、最大の曲げ撓みが＋／−１０度まで達成可能である。さらに、この曲がり連結機構によって、負荷の集中が連結機構の端部で発生し得ない。この点で、曲がり連結機構は、より高い圧縮剛性を有し、平行割れまたは破損の危険をより少なくできる。
【００２０】
二重の曲がり連結機構として構成された第２の曲がり連結手段は好都合である。この場合において、１つの二重の曲がり連結機構は、負荷分配手段によって機能的に結合された２つの単一の曲がり連結機構を含む。この配置は種々の方向においてそれぞれ揺動運動を可能にさせ、そのような二重の曲がり連結機構は、運動伝達装置において有効に設置される。運動伝達装置は少なくとも３つの伝達ユニットを含む。これは、それぞれ異なる運動自由度を有し１つの対応する出力運動に伝達される３つの入力側運動と同等である。ここで二重の曲がり連結機構は、２つの異なった運動自由度を有する１つの揺動作動を可能にする単純な蓄積によって特徴づけられている。
【００２１】
単一のものとして設計された伝達ユニットの容易な製造のために、通常、これらは板形状にて構成される。
【００２２】
好都合に、各伝達ユニットにおいて、第１の部分の運動領域に関して第２の部分の運動領域を制限する機械的なブロックが設けられている。このブロックは、両方向における関係づけられた運動自由度に沿って出力部分に関して第２の部分をも制限する。好都合に、これらの機械的なブロックは、単一の曲がり連結機構分がそれらの最大の可能な曲がり限界を超えて緊張されることから防止する。
【００２３】
好ましくは、各伝達ユニットは、火花放電加工処理、特にワイヤ放電加工法によって製造される。この特別な製造手順は、単一の曲がり連結機構の製造における格別の利点をそれ自身が有する。
【００２４】
特に、１部品の中から伝達ユニットを切断する場合において、間隙幅の同じ深さに対する比は極端に小さい。結果として、間隙の切断は、進行中の減少するくぼみの作動を有する前記形跡（曲がり連結機構）のよりよい保護を導く最も高い正確さを有しなければならない。
【００２５】
好都合に、二重の曲がり連結機構の２つの曲がり連結機構は互いに特定の角度で配置されるように設計され、２つの各曲がり連結機構は、関係づけられた伝達ユニットの板状面に対してある角度で曲げられる。これは、曲がり連結機構の製造と関連する格別の利点である。そのような加工の場合において、最大の断面厚さまでの主断面が遂行されることが可能である。このことに関して、より大きな表面積の板状形状の伝達ユニットの場合において、板状面に平行に切断を遂行することは困難となる。重要なことは、板状面に対して直角の揺動作動を遂行する曲がり連結機構は大きな困難を有するこの処理によって製造されるのみということである。この実施例において好都合なことに、曲がり連結機構は、板状面に平行な切断がなされる必要がないように、板状面に対して相対的にある角度をなして曲げられている。
【００２６】
この点で、たとえば板状面の対して垂直であるような出力部分の所望の揺動運動の維持のために、二重の曲がり連結機構が好都合な大きさであるとき、揺動作動に加えてねじれ運動も可能にさせる利点を有する。そのような最小のねじれ運動が、すなわち、たとえば板状面に対して直角に曲げられるとき、板状面に関して２つの曲がり連結機構の前記した揺動によってまさに発生する。
【００２７】
好都合な状態は、同じ動的作動が代わりに最適化されるように伝達ユニットの可動部分の重さを最小にすることである。この目的のために、幾何学的な最適化が遂行され（たとえば、有限要素計算によって）、適した材料の選択がなされた。全体として、この処理によって、費用価値の考慮における増加は発生せず、前記作動の動的特性が実質的に改善される。選択が以下から運動伝達装置の製造に与えられる。チタン合金、鋼鉄、ステンレス鋼鉄、アルミニウム、アルミニウム合金、チタンニッケル合金、銅、銅合金、セラミックおよびプラスチック材料。
【００２８】
チタン合金またはセラミックは、それらの軽量性および剛性は、運動伝達装置の動的作動および正確さに寄与することから、好適さを見出すことができる。プラスチックの原材料は、特にインジェクションモールドが行われたときの大量生産において、低価格単位の製造を可能にする。銅およびその合金は、高程度の可撓性および曲がり閾値を保証する。さらに、他の金属および合金のように銅およびその合金は、形状のための放電加工処理を容易にするそれらの電気伝導度に関して特によく考えられている。
【００２９】
上記に加えて、本発明は、その構成において運動伝達装置を含む位置決め装置を与える。この装置において、関係づけられた運動自由度の方向において運動するために、各伝達ユニットは、その入力部分の作動のために駆動手段に結合されている。
【００３０】
好ましい方法において、前記駆動手段は、位置決め手段に結合された、電磁アクチュエータまたは直線運動の発生のための他の電気モータのような精密な駆動装置である。この駆動の特別な手段は、特にその単純な蓄積およびその高精度によって自身が特徴づけられる。ボイスコイルアクチュエータのような非接触駆動手段は、特に好適なものとしてそれらを証明する。ボイスコイルアクチュエータに関してさらなる詳細のために、参照が主題に関する特定の刊行物に対してなされ、その開示は本発明の詳細な説明に合併される。
【００３１】
位置決め装置は、優れた位置決め装置として好都合に形成され、および／または、各伝達ユニットの第１の部分によって機能的かつ連続的にマクロ位置決め装置に結合されている。この結合のおかげで、高い位置分解能を有する好都合な大きな処理面積が可能となる。たとえば所定の空間位置の非常に正確な決定のために適した測定装置およびマイクロメータ精度を有して補正を行うために優れた位置決め装置によって可能性を開示した。
【００３２】
前記駆動手段は、補正アルゴリズムが設けられた制御装置によって好都合に調整される。これらの補正アルゴリズムは、特定の方向に沿った運動伝達装置の出力の駆動の場合において、曲がり連結機構の強制的な結合作動によって呼び出されるような並進運動のために前記駆動手段に補正が与えられるように形成されている。これは、１またはそれ以上の駆動手段、または１またはそれ以上のそのような曲がり連結機構のために真実である。たとえば揺動運動のような曲がり連結機構の好適な型の運動において、主として、連結された部分の回転が発生する。これは、好適な平行四辺形揺動の連結機構のために妥当であり、回転は実際に抑制されている。さらに、しかし、前記曲がり連結機構は主な入力運動成分に対して直角である運動成分を強制させる。連結された部分の幾何学に依存して、互いに横断する２つの方向において前記部分の運動が常に存在する。これらの２つの「望ましくない」運動成分は、１またはそれ以上の他の伝達ユニットの対応する運動によって補正される。これらの前記他の伝達ユニットは、前記「望ましくない」運動を無効にする成分を少なくとも有する駆動運動を行う。
【００３３】
位置決め装置は、重力方向に沿って配置されたＺ軸にのみ沿った運動伝達装置の出力側の運動の場合において、すべての駆動手段が負荷下において実質的に等しくなるように、作動空間において好都合に取り付けられている。この好都合な状態は、３つの伝達ユニットを用い、これらの伝達ユニットのすべての３つの駆動方向がＺ方向に対して同じ角度で運動することにおいて達成することができる。好都合なことに、これがなされたとき、すべての駆動手段が等しい強度および容量であるように設計され、すなわち、駆動手段は、重力軸の方向に沿った高程度の負荷を有する必要がない。
【００３４】
選択的かつ好適でもある実施例において、位置決め装置は、そのようにすることによって主として「１つの駆動手段」が導入されるように加工空間において直立させられる。この駆動手段は重力軸に沿っている。好ましくは、前記方向付けられた運動は、重力とは逆に設けられた手段によって抵抗される。この補正作動は好ましくは平行に機能的に結合されたバネであり、および／または前記１つの駆動手段は容量において他の駆動手段より強度を有する。
【００３５】
さらに実施例の一例によれば、前記測定装置の入力が前記運動伝達装置の出力である運動伝達装置を含む測定装置が作られる。この装置において、各伝達ユニットの入力部分は、対応する入力部分の関係づけられた運動自由度に沿った位置決め測定を可能にする対応する測定装置に結合されている。好都合に、この装置を用いて、一般に数ｍｍ3の大きさの体積の特に非常に精密な測定を遂行することができる。この測定装置は、たとえば、コーディネートされた測定機械のための測定ヘッドとして好都合に設置されることができる。
【００３６】
本発明は、さらに、加工ワークピースの分野における位置決め装置または測定装置のような装置の利用に関する。これらの分野の中に、以下のものが述べられる。火花放電加工方法、電解加工、半導体製造、光電結合要素の製造、マイクロ装置の製造、ロボット、ダイナモメータおよび／または力のフィードバックを有する操縦桿。さらに、応用は、たとえば、手術中の薬剤において、化学工業において、メータおよび機器サービスにおいて、その他において見出せる。一般に、優れたたとえばマイクロ調整、たとえば工具加工、特にマイクロ浸食、半導体製造におけるマスク調整、チップのコンタクト製造（ボンディング）における調整その他のような調整が必要であるどの技術分野も、本発明からの利点を引くことができる。
【００３７】
曲がり連結機構は、平行四辺形揺動の連結機構によって設計され、各平行四辺形揺動の連結機構は、棒状部材の４つの端部に曲がり連結機構を有する１対の棒状部材を含む。さらにこの配置において、各棒状部材の２つの各端部は、対応する曲がり連結機構よって、入力部分および出力部分に結合されている。この配置によって、伝達ユニットの剛性およびそれゆえの運動伝達装置全体の精密さは好都合に増加する。利点を有して、前記配置において、出力運動は３つの運動自由度の１つに沿った運動成分であり、その移動経路は、２つの他の自由度の運動成分の移動経路と比較して大きい。
【００３８】
伝達ユニットの入力部分は、現在の入力側の運動が互いに平行にもたらされるように好都合に構成される。この方法において、各運動成分の移動経路における相違は、再び補強される。
【００３９】
第２の運動伝達装置の伝達ユニットは、好都合に（前記した好適な実施例を参照のこと。）、この方法において、第２の部分の曲がり連結機構および対応する第１の曲がり連結機構に関する第１の部分は欠けているという１つのことを除いて、第１の運動伝達装置の伝達ユニットと同様に構成される。
【００４０】
本発明は、さらに、本発明の第２の運動伝達装置を有する位置決め装置を与え、各伝達ユニットは、その入力部分によって、対応する入力側の運動自由度に沿ってこの入力部分の駆動の駆動手段に結合されている。駆動手段は、好ましくは、直線モータ様式によって付加的な入力部分と共に構成されている。
【００４１】
以下において、本発明の他のさらなる利点および特徴と同様に、本発明は、好適な実施例の助けおよび添付図面の参照を有してさらに詳細に説明される。
【００４２】
【発明の実施の形態】
図において、同じ構成部分には同じ参照番号を適用している。図１の(a)、(b)はそれぞれ本発明による第１の運動伝達装置の伝達ユニット２の第１の実施例の平面図、側面図を示す。図２の(a)、(b)は、付加的に伝達ユニット２の揺動運動が図示されていることを除いて、図１の(a)、(b)と同じ実施例を示す。伝達ユニット２は、第１の部分４と第２の部分６と出力部分８とを含む。第１の部分４は、４つの側面すなわち１０、１２、１４および１６を有する長方形板として構成されている。対向配置の側面１２および１６は、側面１０との角領域にそれぞれ突出部１８および２０を有している。
【００４３】
第１の部分４は、前記突出部１８および２０を形成する２つの端部を有する単なる棒状部材として構成されている。第１の部分４が、第１の運動伝達装置のための固定基部として選択され、したがって、各伝達ユニット２の可動重量に関係した役割を演じないという理由から、板形状とする選択肢は構造的な利点のために好まれている。棒形状に設計された第１の部分４の代わりに、板形状とする選択肢は、第３の選択肢として、第１の運動伝達装置の固定基部に個別に固定された、分離して存在する２つの突出部１８および２０の形のように形成される。
【００４４】
棒状部材２２および２４が、側面１２および１６の伸長方向にそれぞれ配置されている。この配置において、棒状部材２２は側面１２に近接して延び、棒状部材２４は側面１６に近接して延びている。棒状部材２２および２４は、各曲がり連結機構２６および２８によって、対応する突出部１８および２０に結合されている。この曲がり連結機構は、図１(a)に示す実施例において、棒状部材２２および２４がそれぞれ右から左へ揺動運動をすることを可能にさせる。
【００４５】
第２の部分６は、各片が直角の形状に互いに結合された、第１の脚部分３０と第２の脚部分３２とを有する。この配置において、角形状の第２の部分６は第１の部分４に関して配置されているので、第１の部分４は棒状部材２２、２４と共に前記角による全ひろがりの範囲内に位置している。
【００４６】
棒状部材２２および２４は、それらを第１の脚部分に結びつけている付加的な曲がり連結機構３４、３６によって、内側が中空領域に近接している第１の脚部分３０の内側に結合されている。言い換えれば、棒状部材２２の前側は、第１の脚部分３０の前側の曲がり連結機構３４によって、部分３０の内側に結合されている。したがって、棒状部材２２は第１の脚部分３０と直角に配置されている。棒状部材２４は、その前側と曲がり連結機構３６とによって、第１の脚部分３０の内側に結合されている。棒状部材２４もまた、前記第１の脚部分３０と直角をなしている。
【００４７】
図１(a)の実施例において、突出部１８および２０、２つの棒状部材２２および２４、４つの曲がり連結機構１８、２０、３４および３６すなわち平行四辺形の曲がり連結機構に基づくこの形は、左から右へ揺動可能である（図２(a)を参照のこと。）。第１の部分４が堅固に置かれていることから、第１の脚部分３０が左から右へおよびその逆の並進運動を行っている間、２つの棒状部材２２、２４は、自身の曲がり連結機構２６、２８のまわりに振り子のような運動でそれぞれ揺動する（図１(a)、図２(a)の実施例を参照のこと。）。この平行四辺形の連結機構の設計によって、右から左へのこの並進運動は、第２の部分６の上方から下方および逆の、強制結合の重畳された並進運動となる。この起こりうる望ましくない重畳された並進運動は、複数の伝達ユニット２の対応する結合によって、補正することができる（さらに以下の記載を参照のこと。）。
【００４８】
第２の部分６の第２の脚部分３２は、２つの端部において、１片の結合された突出部４２および４４を有する。この突出部４２、４４にはそれぞれ、対応する二重の連結機構５０、５２によって連結された棒状部材４６および４８がある。この状態において、棒状部材４６は第１の部分４の側面１０に対向して延び、棒状部材４８は第２の部分６の第１の脚部分３０の外側に対向して延びている。合わせて考えれば、２つの棒状部材２２および２４はその間に第１の部分４を含み、第１の脚部分３０とともに２つの棒状部材４６および４８は横方向に第１の部分４を結合している。さらに、２つの棒状部材４６および４８は、前記のように、２つの棒状部材２２および２４と直交している。
【００４９】
図１(a)、図２(b)の実施例に示すように、二重連結機構５０は、互いに直交して配置された第１の（単一の）連結機構５４と第２の（単一の）連結機構５６とを含む。第１の曲がり連結機構５４は、棒状部材４６および４８が図１(a)の実施例に示す上方から下方および逆の揺動運動をすることを可能にさせる。二重連結機構５０および５２の第２の曲がり部５６は、棒状部材４６および４８が図１(a)に示す実施例の図の平面の外側への揺動運動することを可能にさせる（図１(b)、図２(b)を参照のこと。）。
【００５０】
棒状部材４６および４８は、各他端部で、出力部分８へ至る二重曲がり連結機構５８および６０にそれぞれ結合されている。さらに、二重連結機構５８および６０は、出力部分８の前方領域において、前記出力部分８の縦方向側にそれぞれ結合されている。したがって、棒状部材４６および４８は、出力側８のこの縦方向側と直角をなして位置している。二重曲がり連結機構５８および６０は、両方とも、第１の（単一の）連結機構５４と第２の（単一の）連結機構５６との結合から構成されている。
【００５１】
各二重曲がり連結機構５０、５２、５８および６０には、負荷分配部分６２によって成し遂げられる第２の曲がり連結機構５６との結合において連続的に機能する第１の曲がり連結機構５４がある。この作動においては、負荷分配部分６２は、断面が棒状部材４６の断面に対応するように形成され、長さにおいて短くされた棒形状部分である（断面は、付加的な形状であってよく、特に、前記負荷の力を適合させなければならない。）。その長さは、少なくとも、くぼみの負荷が変化領域で２つの曲がり連結機構に起こらないような長さとされる。他方で、それは、２つの連結機構が互いにできる限り近接して置かれるのに十分に短くされる。
【００５２】
二重連結機構５０、５２、５８および６０は、長手方向において、棒状部材２２または２４の幅に対応するような大きさである。さらに、二重連結機構５８、６０は、棒状部材４６、４８に近接する第１の曲がり連結機構５４の端部が、第１の部分４の側面１２に近接する棒状部材２２の外側と整列し、出力部分８に近接する第２の曲がり連結機構５６の端部が、出力部分８に近接する棒状部材２２の外側と整列するように配置されている。
【００５３】
他方で、曲がり連結機構３４および３６は、その中心（それはその最も薄い溝底である。）が第１の部分４の側面１４と整列するように配置されている。二重連結機構５０および５２は、２つの棒状部材４６、４８に端部が近接している第２の曲がり連結機構５６の端部が、棒状部材２４に外側が近接している第２の部分６の第２の脚部分３２の外側と整列するように再び配置されている。
【００５４】
したがって、第２の部分６の第２の脚部分３２、出力部分８および２つの棒状部材４６および４８は、第２の平行四辺形揺動要素を形成し、この第２の平行四辺形揺動要素は、出力部分８が、図１(a)に示す実施例のように、たとえば図の平面の外で、上方から下方および逆の両方の揺動作動をすることを可能にさせる。再び、実質的に並進的で互いに直交するように指向されたこの２つの運動は、要求された必要な結合による直交するように指向された並進運動によってそれぞれ無効にされる。出力部分８の上方から下方への「並進」運動の場合においては、無効は左から右への「並進」運動によって行われ、出力部分８の図の平面の外での「並進」運動の場合においては、同様に、無効は右から左への「並進」運動によって行われる。
【００５５】
図３は、伝達ユニット２（第１の運動伝達装置）の第２の実施例の平面図を示し、二重曲がり連結機構５０、５２、５８および６０は、２つの曲がり連結機構５４および５６を含む。曲がり連結機構５４，５６は、伝達ユニット２の板面から離れて約３０度の角度をなすと同様に、互いに約６０度の角度をなしている。これは、伝達ユニット２がワイヤ放電加工によって板形状の材料（たとえばチタン合金）の一片から形成されている場合には、とりわけ好都合である。この製造方法の場合において、伝達ユニット２の板状の伸長がこの金属加工の型式における最大許容断面を超えないとき、たとえば工作台上で加工物を付加的に回転させることによって、加工物の保持の加工残りが板面上に存在しうる。
【００５６】
図３の(a)、(b)、(c)に示す二重曲がり連結機構５０、５２、５８および６０は、これらの曲がり連結機構５６が板面の外で回動するので、これらの問題となる板の平行切断を有することなく製造方法を可能にする。これがなされたとき、出力部分８は、第２の部分６に関して同じ揺動運動を遂行することができる。これは、二重曲がり連結機構５０、５２、５８および６０が通常の揺動運動に加えてねじれ運動も可能な大きさとすることにおいて可能である。これは、第２の曲がり連結機構５６は負荷分配部分６２に関して棒状部材４６のねじれ運動を行わせることができ、第１の曲がり連結機構５４は突出部４２に関して負荷分配部分６２のねじれ運動を行わせることができることを意味する。第１および第２の曲がり連結機構５４および５６のねじれは揺動運動の強制結合の必要な付加物であるから、棒状部材４６は、出力部分８の上方から下方または逆すなわち図の平面の外の揺動運動において、ねじれ運動を遂行することができる。
【００５７】
図４の伝達ユニット２の第３の実施例（第１の運動伝達装置）を示す斜視図の場合において、第１の部分４の側面１４に供される凹所３８によって、第１の部分４に関する第２の部分６の揺動範囲が制限されることを示す。第１の脚部分３０の内側に配置された突起４０はこの凹所３８と係合する。凹所３８および突起４０は、この機能において、第１の脚部分３０が遊び位置から変位して左および／または右への規定された最大変位を遂行することができる大きさである。この最大変位は、曲がり連結機構２６、２８、３４および３６の可能な最大曲がり角により生じる。
【００５８】
さらに、出力部分８内に、第１の部分４の突出部１８の延長部６６を受入れるために付加的な凹所６４が設けられている。凹所６４および延長部６６は、図１の実施例に示す出力部分８の揺動運動を上方から下方への運動において制限する機械的な抑留手段を形成するために、突起４０および凹所３８に対して同様に作用する。図の平面の外の揺動範囲の制限のために、図示しない付加的な機械的妨害物を設けることができ、図４に示す延長部６６に、下方および上方の側に、図の平面の出力部分８の揺動範囲を制限する突出止めが設けられている。
【００５９】
図４に示す第３の実施例（第１の運動伝達装置）において、可動部分の重量減少の目的のために、第２の部分６の第２の脚部分３２は、大きな開放端のカットアウト６８を有して設計されている。第２の脚部分３２は細い棒状部材の形状を有し、前記棒状部材の端部にオフセットの突出部４２、４４を有する。
【００６０】
図５は、本発明の第１の運動伝達装置７０の第１の実施例の斜視図を示し、運動伝達装置７０は、各出力部分８によって互いに結合された３つの伝達ユニット２を含む。図５に示す第１の運動伝達装置７０の実施例において、３つの伝達ユニット２は、板形状の伸長により互いに直交して固定的に取付けられているのではなく、配置が３つの運動自由度を有して互いに結合されている出力部分８の結合運動を可能とさせて、取付けられている。
【００６１】
互いに結合された出力部分８の位置決めのために、３つの伝達ユニット２の第２の部分６は、駆動手段７２を有する第２の脚部分３２によってそれぞれ結合されている。駆動手段７２は、図７に関してさらに非常に詳細に記載された電気機械式アクチュエータとして設計されている。駆動手段７２は、第２の脚部分３２のカットアウト６８内によく適合するように駆動方向に沿って大きさが形成されている。このことに関して、カットアウト６８の内部は、駆動手段７２の可動の被駆動部分７４に堅固に結合され、駆動手段７２の固定の駆動部分７６は、第１の運動伝達装置７０の加工室（図４には示していない。）における固体基部に堅固に添えられている。第１の運動伝達装置７０のこの固体基部で、３つの伝達ユニット２の第１の部分４はともに堅固に添えられている。
【００６２】
示した駆動手段７２は、駆動方向と直交する被駆動部分７４の小さな運動を有利に可能にする（部分７４および７６両方が対応して構成されたとき。図７を参照のこと。）。このことは、部分６が駆動方向の運動によって駆動方向と直角をなす強制結合の運動を常に遂行するので、有利である。スピンドル駆動装置として構成された駆動手段７２の場合において、スピンドルが傾けられないように、「固体」部分はたとえば曲がり連結機構によって基部に堅固に結びつけられなければならない。
【００６３】
駆動手段７２の駆動方向に沿って堅固なユニットを形成している各伝達ユニット２は、駆動手段７２の駆動方向に沿って出力部分８の駆動される運動を遂行する。この駆動運動は、曲がり連結機構２６、２８、３４および３６を含む第１の平行四辺形の揺動連結機構によって各伝達ユニット２を導く。この駆動方向と直角をなして（または駆動方向に対して付加的な角度の範囲内で）、各伝達ユニット２は、二重曲がり連結機構５０、５２、５８および６０を含む第２の平行四辺形の揺動連結機構によって、２つの他の伝達ユニットの駆動方向の変位運動を可能にする。前記変位運動は、出力部分８の回転を有しない揺動運動としてさらに正確に行われる。
【００６４】
伝達ユニット２の図５に示す特別の配置の理由から、各伝達ユニット２は、それが単独で駆動され、他の２つの伝達ユニット２が駆動されないとき、第１の平行四辺形の揺動連結機構の「揺動運動」（駆動方向に沿って）に加えて、第２の平行四辺形の揺動連結機構によって強制結合の「揺動運動」を遂行する（実際には主として第２の平行四辺形の揺動連結機構の第２の曲がり連結機構５６によって「揺動すること」が成し遂げられる。）。第１の平行四辺形の揺動連結機構は、駆動される並進運動と直角をなした前記した強制結合の並進横運動を有する。この強制された横運動はこの方向の横運動に従っていない出力部分８によって得られる（２つの他の伝達ユニット２の駆動手段７２は、この横運動の方向にブロックを配する。）。
【００６５】
単一の伝達ユニット２の上記の配置から明らかなように、伝達ユニット２を互いに最適な角度で配置させることができる。これを行うことにおいて、たとえ駆動手段７２を有しない場合でも、伝達ユニット２の１つは、共通の出力部分８の運動のための安定させる手段として貢献することができる。
【００６６】
図６は、第１の運動伝達装置７０を有する位置決め装置８０の第２の実施例の斜視図を示し、互いに直交するように整列された３つの伝達ユニット２の結合である。３つの伝達ユニット２は、留めねじ７８で出力部分８を結合している立体角部材８２によって順に堅固に添えられている。前記立体角部材８２は、位置決めポインタ８４を支持している。伝達ユニット２は、同様に、第１の部分４を突き進む留めねじ８６によって基部８８に加工室内で堅固に添えられている。前記固体基部８８は、この配置において、中空ブロックの形状を呈し、（図示しない）制御手段および位置決め手段装置と同様に、伝達ユニット２の必要な駆動手段７２が添えられている。伝達ユニット２は、各「揺動運動」がその経路に位置する可能性のある目的物によって妨害されないように、固体基部８８の外方端部に関して置かれている。同じことが、出力部分８への立体角部材８２の留めのために適用される。
【００６７】
たとえば図６の左方に配置された伝達ユニット２に重畳された、図の右方たとえばｙ軸の負座標上に配置された図６に示す伝達ユニット２の駆動によって、出力部分８の対応する「揺動運動」を経て、運動成分は負のＺ方向にもたらされる（この運動成分は、左方に位置する駆動される伝達ユニット２の第１の平行四辺形の揺動運動を経て同様に引き起こされる。）。負のＺ方向のこの運動成分は、図６の正のＺ方向において左方に配置された伝達ユニット２の対応する駆動装置によって補正される。同じことが、２つの他の伝達ユニット２の対応する補正運動が要求されるＸおよびＺ方向における位置決めポインタ８４の駆動のために適用される。
【００６８】
この補正運動は、統合された補正アルゴリズムを有する（図示しない）制御手段によって規制することができる。補正アルゴリズムは、この目的のために、位置決めポインタ８４の所望の空間運動の３次元運動ベクトルによって乗じられた３×３補正行列の形をとって各強制結合を保管する。結果として、各伝達ユニット２によって駆動される現在の運動成分が得られる。この３×３補正行列は、全配置の幾何学からコンピュータによって、または、３つの伝達ユニット２の３つの駆動手段７２の種々の位置における位置決めポインタ８４の空間配置の９個の測定の最大値によって、決定することができる。
【００６９】
再び、固体基部８８は、全体として、位置決めポインタ８４の経路が大きさにおいて増加されるように、（図示しない）大規模マクロ位置決め装置と結合されている。伝達ユニット２および位置決め装置８０の適当な設計により、位置決めポインタは、許容される曲がり連結機構の揺動運動（約＋／−１０度）および棒状部材２２、２４、４６および４８の長さによって特に決定されるミリメートル範囲の運動に追従する。
【００７０】
（重力軸に関して整列されている）Ｚ方向における位置決めポインタの運動に関して、１つの伝達ユニット２（第１の選択肢）のみが駆動されるか、または、（第２の選択肢）すべての３つの伝達ユニット２が同時に駆動されるように、固体基部８８は加工室内に設置されている。第２の選択肢は、すべての３つの伝達ユニット２の駆動手段７２は、容量に関して等しい強さであるように構成されるという利点を有する。第１の選択肢の場合において、位置決めポインタ８４のＺ方向の運動のために、伝達ユニット２は容量においていずれかが強く設計される、および／または、第１の部分４と第２の部分６との間に機能的に並列に作用するばね手段で結合される。この方法においては、重力の力に対する予設定の緊張が導入される。他方において、第２の選択肢の場合において、単独にＸおよびＹまたはＺ軸方向に沿った運動のために、常にすべての３つの伝達ユニット２はそれぞれ駆動される。これは、現存の電流制御手段の下でいかなる問題をも示さない。
【００７１】
駆動手段７２は各伝達ユニット２の第１の部分４に関して第２の部分６の相対位置を個々に決定することのできる（図示しない）測定装置に結合されている。この特徴を有することにより、位置決めポインタ８４の非常に正確な制御が可能になる。さらに、そのような形式化を有することにより、位置決め装置８０は力のフィードバックを有する操縦桿として設計することができる。この場合において、操縦桿は、操縦桿の空間的運動が３つの（図示しない）測定装置によって決定され、対応する駆動手段７２によって操縦桿の力のフィードバックが生じるように、位置決めポインタ８４に堅固に結合されている。
【００７２】
第１および第２の平行四辺形の揺動連結機構は、「揺動運動」の代わりに、各基準点のまわりに第１の脚部分３０または出力部分８の回転運動を遂行することができるように構成されている。これは、２つの平行四辺形の揺動連結機構の棒状部材２２および２４（または４６および４８）が互いに平行ではなく互いにわずか不等辺四辺形的に配置されることにおいて実行可能である。対応する位置決め装置８０を有して、ＸまたはＹまたはＺ軸のまわりの位置決めポインタ８４の回転が可能になる。そのような位置決め装置は、独立して６個の運動自由度を有する位置決めポインタ６４の運動（３つの並進運動および３つの回転運動）が可能になるように、図５に示す位置決め装置８０に機能的かつ連続的に結合されている。明らかに、伝達ユニット２に関する他の結合はすべて、２から６までの運動自由度の遊び空間を含むようにすることが可能である。
【００７３】
図７は、電磁アクチュエータの設計に基づいた駆動手段７２の断面図を示す。駆動手段７２の可動かつ被駆動の構成部分７４は、機能において、外方基部が第２の部分６の第２の脚部分３２に堅固に結合された箱形状のポットのような形状として表されている。駆動手段７２の固定かつ駆動の構成部分７６はＥ字形状を有し、下方および上方の交差部分は永久磁石として設計されている。
【００７４】
選択肢として、交差部分の領域の永久磁石９０は、固定の構成部分７６に堅固に結合されている。固定の構成部分７６の平均交差部分９１は、ポット形状の構成部分７４の開口内に上方に突出し、同じ部分の交差部分を実質的に満たしている。さらに、ポット状部分７４の壁の厚さは、固定の交差部分の間の自由区間を実質的に満たすように大きさがなされている。ポット形状の構成部分７４（たとえば外方の壁において合体させられた）の外方部分のまわりに電流搬送巻線９２があり、該巻線は、電流の流れに関して、前方または前記ポットの基部から遠ざかるように指向された、ポット形状の構成部分７４の範囲内の磁場をもたらす。この磁場は、固定の構成部分７６の２つの永久磁石９０によって形成された中央コア９１の磁極片上で作用する。供給された電流強度および駆動された可動の構成部分７４の反力に従属して、可動の構成部分７４の相対位置が決定されることになる。図６に示す位置決め装置８０における前記反力は、各曲がり連結機構２６、２８、３４、３６、５０、５８および６０が遊び位置から揺動されたとき、この曲がり連結機構によってもたらされる。可動の構成部分７４に関する力は供給された電流に比例しているので、直線運動の優れた制御が達成される。対応する測定装置と、測定器と駆動手段７２との間の関係づけられた制御ループとの相互作用において、直線運動の非常に精密な制御が遂行される。
【００７５】
図８は、本発明の運動伝達装置に設置された、くぼみが形成された曲がり連結機構の特別な実施例の２つの斜視図を示す。図８の図示の実施例において、くぼみは形状において円である（他のすべての種のくぼみが可能である）。付加的に、図８の２つの図示の呈示において、種々のパラメータが記入され、円形状の曲がり連結機構の作動において用いられる。円形の曲がり連結機構は、変化された断面を有する棒状部材と見なせる。
【００７６】
純粋な曲げモーメントＭが曲がり連結機構の頂点に作用する場合において、曲がり連結機構は角度αで曲がる。曲がり部分の角度剛性は、Ｋ＝Ｍ／αとして定義される。この角度剛性Ｋは単純な形式によって近似され、実際の角度剛性の真の値に非常に精密な接近法を与える。
【００７７】
【数１】
Ｋ＝（２×Ｅ×ｂ×ｅ2.5）／（９×π×ｒ0.5）
【００７８】
ここで、Ｅはヤングの弾性率、ｂは曲がり連結機構の幅、ｅは最薄部分での曲がり連結機構の厚さ、ｒは円形切抜きの半径である。
【００７９】
この式から、さらに、前記曲がり連結機構における最大曲げ荷重のための近似式が曲げ角度αの関数として展開される。
【００８０】
【数２】
σ＝（４×Ｅ×ｅ0.5×α）／（３×π×ｒ0.5）
【００８１】
この式は、円形の曲がり連結機構の小径は高い曲げ荷重を与え、逆に、大径は低い曲げ荷重を与えることを示す。これは、伝達ユニット２の小型化において、結果において互いに直交するように結合されたたったひとつの運動学的配置の曲がり連結機構を主として有するように、単一の部分４、６および８は（棒状部材２２、２４、４６および４８による付加的な平行四辺形の揺動連結機構の代わりに）大径の単純な円形形状の曲がり連結機構によって互いに結合されることを示す。このことより、互いに連続して結合された曲がり連結機構間に負荷分配手段を設け、前記部分が駆動手段７２との結合可能性すなわち出力８２および８４のたとえば固体基部８８への留めを提供するように、伝達ユニット２の３つの部分４、６および８は大きくすることのみ必要である。
【００８２】
円形形状の曲がり連結機構の構成に関してさらに詳細のために、特に、放電加工処理による製作に関して、１９９９年９月１９日〜２２日に米国マサチューセッツ州ボストンで開催された、高度な製造のためのインテリジェント・システムに関するＳＰＩＥシンポジウムの手順（in Procedures of SPIE Symposium on Intelligent Systems for Advanced Manufacturing）におけるシモン・ヘネイン（Simon Henein）、セドリック・アイモン（Cedric Aymon）、ステファノ・ボッティネリ（Stefano Bottinelli）およびレイモンド・クラベル（Reymond Clavel）による「細長いワイヤで放電加工された可撓性蝶番の披露破壊」という刊行物を引用する。
【００８３】
図９は、第２の運動伝達装置を有する位置決め装置の一実施例を示す斜視図である。この装置は、第１の運動伝達装置の伝達ユニット２と同様に構成された３つの伝達ユニット２′を含む。伝達ユニット２および２′は、伝達ユニット２′の場合には第１の部分４と第２の部分６との間の棒状部材２２および２４に付随する曲がり連結機構２６、２８、３４および３６からなる平行四辺形の曲がり連結機構はもちろん第１の部分４が欠けていることにおいて実質的に異なる。さらに、入力側部分６′は、前より幾分異なって構成されている。しかし、残りの部分に関しては、伝達ユニット２および２′は同様に形成されるので、説明のために参照は前記を用いる。
【００８４】
各伝達ユニット２′の第２の部分６′が、関係づけられた伝達ユニット２′の対応する伸長方向に関して特定の角度で駆動されるように、伝達ユニット２′の第２の部分６′に駆動手段９６の可動の被駆動部分９４が取り付けられている。この場合において、駆動手段の固定の駆動部分９８は一種の運動レールとして構成され、これに沿って、可動部分９４は一種のリニアモータ様式で運動させられる。図９に示す実施例において、３つのすべての伝達ユニット２′の第２の（入力）部分６′の駆動はＺ方向に平行に伸び、図９において上方から下方である（常にこの場合を有するのではなく、たとえば３つの固定部分９８はＺ方向に対して特定の角度をなして配置される。）。さらに、図９に示す実施例において、各伝達ユニットの第２の（入力）部分は、対応する駆動手段の固定部分９８に対して同じ角度をなして配置されている（選択的に、異なった角度で設置可能である。）。
【００８５】
この運動のために、この角度は、外側の制限値たとえば９０°および１８０°が除外された９０度と１８０度との間に存在し、これらの値に接近するような角度は、この角度範囲において、結合された出力部分８のＺ方向への経路はほとんどゼロに減少されるから不都合である。最適の位置は図９の形状において示され、その角度は、Ｚ方向に沿う長い経路のほか最大経路がＸおよびＹ方向において可能な１３５°である。Ｚ方向における経路は、たとえば、固体部分９８の長さによって予め決められる（たとえば、リニアモータの経路。）。
【００８６】
ＸまたはＹ方向の出力部分の結合運動は、固定されたロッド状部分９８に対して運動する３つの片９４のＺ座標の種々の調整によって行われる。たとえば左方の（図のような）伝達ユニットが図９に示す位置から上方へ走るとすると、結合された出力部分８は、Ｚ方向の上方へ走り、Ｘ方向の左方へ走る。適切な相殺制御によって、下方へ運動する右方の（再び図毎に）２つの伝達ユニットは、たとえば、結合された出力部分８のＸ方向における左方へのたった１つの運動を行う。したがって、３つのすべての空間方向における結合された伝達ユニットの独立制御は可能である。
【００８７】
伝達ユニット２′の伸長された方向は、第２の部分６′と出力部分８との間の棒状部材４６、４８に沿って走る（図９において、二重曲がり連結機構５０、５２、５８及び６０の非補正位置の場合において。）。
【００８８】
本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者は、前記の具体的な実施例に適用することが可能な、かつ本発明の範囲を逸脱しない範囲の、種々の変更や修正を認識することができる。（本発明の原理を逸脱しない範囲内において、各請求項を表現する用語の幅広い一般的な意味で記載された最大の範囲にてなされてよい。）
【図面の簡単な説明】
【図１】  (a)、(b)はそれぞれ、本発明に係る第１の運動伝達装置の伝達ユニットの第１の実施例の平面図および側面図。
【図２】  (a)、(b)は、図１の(a)、(b)と同様に示す図であり、これらの図において伝達構成要素の揺動運動が明らかになっているのが明白である。
【図３】  (a)は、本発明に係る第１の運動伝達装置の伝達構成要素の第２の実施例を示す平面図および１つの二重の曲がり連結機構の拡大図、(b)、(c)は、該伝達構成要素の場合における二重の曲がり連結機構が板面に関して捻れて取り付けられた二重の曲がり連結機構の詳細を示す図。(b)、(c)はそれぞれ、(a)に示す二重の曲がり連結機構の２つの曲がり連結機構に関し、(a)の拡大図の断面線Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂに沿って示している。
【図４】本発明に係る運動伝達装置の伝達構成要素の第３の実施例を示す斜視図で、この伝達構成要素の場合において付加的な機械的ブロックが設けられている。
【図５】３つの伝達構成要素が互いに結合され、そのように構成されることにより、本発明に係る位置決め装置の第１の実施例を形成することを示す斜視図。
【図６】同様に３つの伝達構成要素からなる本発明に係る位置決め装置の第２の実施例を示す斜視図。
【図７】本発明に係る位置決め装置の伝達構成要素のための駆動手段の好適な実施例を示す図。
【図８】異なったパラメータを有する２つの円形状の曲がり連結機構の詳細を示す斜視図。
【図９】本発明に係る第２の運動伝達装置を有する本発明に係る位置決めの第３の実施例を示す斜視図。
【符号の説明】
２，２′  伝達ユニット
４  第１の部分
６  第２の部分
８  出力部分
１０，１２，１４，１６  側面
１８，２０，４２，４４  突出部
２２，２４  棒状部材
２６，２８，３４，３６  曲がり連結機構
３０  第１の腕部分
３２  第２の脚部分
４６，４８  棒状部材
５０，５２，５８，６０  二重の曲がり連結機構
５４  第１の曲がり連結機構
５６  第２の曲がり連結機構
６２  負荷分配部分
６６  延長部
６８  カットアウト
７０  第１の運動伝達装置
７２  駆動手段
７４  被駆動部分
７６  駆動部分
８０  位置決め装置
８４  位置決めポインタ
９０  永久磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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