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顕微作業用XYθ小型自走機械の開発（第4報）:補正手法の改良と補正実験

机译：XYθ小型微型自走式机械的研制（第四次报告）：修正方法和修正实验的改进

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In this paper, we describe improvement of compensation sequence and results of the motion compensation for the versatile micro robot. In order to provide microscopic operation, the unique locomotion mechanism which is composed of four piezoelectric actuators and two electromagnets is proposed. Here two legs arranged on cross each other are connected by four piezoelectric actuators so that it can move in any directions, i.e. in X and Y directions as well as rotate at the specified point precisely with the manner of an inchworm. Moreover the combination of particular wave forms of piezoelectric actuators can provide "arc trajectory motion with facing center", that is important for the micro manipulator to keep its tip end within the microscopic view area. In previous report, we have proposed the competitive compensation method supported by CCD camera based tracking system and confirmed the effectiveness from several experiments. However, we have also confirmed that we could not compensate straight motions in forward, back, right and left directions because of the assembling error of the four piezoelectric actuators and two electromagnets. In this report, we propose the unique mechanistic model which allows the assembling error to improve the compensation method. In the compensation experiments, we succeed in reducing the motion errors and confirm the effectiveness of newly developed compensation method. The design procedure, basic performance and biomedical application of this tiny robot are also discussed to open the new field for micro-robotics in precision region.%筆者らの研究グループでは，これまでに様々な微細作業機 器を搭載した1立方インチサイズの小型精密自走機構を多数 用い，卓上で精密作業するシステムについて報告してきた． これまで顕微鏡下での微細作業システムは，従来の据え置き 型の精密位置決め装置を用いて，各種作業機器の位置決めを 行っていた．筆者らはこれらの精密位置決め装置を小型ロ ボットに置き換えることが出来れば，ガイドに束縛されるこ となく自在に位置決めができるため，システムの柔軟性が高 くなり，さらに搭載する精密機器の交換や複数台での協調作 業により，実施できる複合微細作業の種類が飛躍的に増大す る可能性があると考えている．
机译：在本文中，我们描述了通用微型机器人补偿序列的改进和运动补偿的结果。为了提供微观操作，提出了由四个压电致动器和两个电磁体组成的独特运动机制。此处，彼此交叉布置的两个支腿通过四个压电致动器连接，从而使其可以在任何方向上移动，即在X和Y方向上移动，并且可以在特定的点上以an虫的方式精确地旋转。而且，压电致动器的特定波形的组合可以提供“具有面向中心的弧形轨迹运动”，这对于微操纵器将其尖端保持在微观观察区域内是重要的。在以前的报告中，我们提出了基于CCD摄像机的跟踪系统支持的竞争性补偿方法，并通过多次实验证实了其有效性。但是，我们也证实，由于四个压电致动器和两个电磁体的装配误差，我们无法补偿向前，向后，向右和向左的笔直运动。在本报告中，我们提出了独特的机械模型，该模型允许装配误差来改进补偿方法。在补偿实验中，我们成功地减少了运动误差，并确认了新开发的补偿方法的有效性。还讨论了该微型机器人的设计程序，基本性能和生物医学应用，从而为精密区域的微型机器人开辟了新领域。％笔者らの研究グループでは，これまでに様々な微细作业机器を搭载した1立方イチサイズの小型精密自走机构を多数用い，卓上で精密作业するシステムについて报告してきた。笔微镜下での微细作业システムは，従来の据え放置き型の精密位置决め装置を用いて，各种作业机器の位置决めを行っていた。笔者らはこれらの精密位置决め装置を小型烙铁ば，ガイドに束缚されることなく自在に位置决めができるため，システムの柔软性が高くなり，さらに搭载する精密机器の交换や复数台での协调作业により，実施できる复合微细作业の种类が飞跃的に増大する可能があると考えている。

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