| Project/Area Number |
20K04384
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
成田 正敬 東海大学, 工学部, 講師 (90733717)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 英晃 東海大学, 工学部, 准教授 (90734476)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | 磁気浮上 / メカトロニクス / 振動工学 / 磁気工学 / フレキシブル素材 / 非接触搬送 |
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| Outline of Research at the Start |
磁気浮上技術は、支持対象と支持装置が物理的に接触しないため、エネルギー損失や浮上対象の摩耗、破損、騒音といった問題点を根本的に解決できる。産業界では高張力鋼の採用による軽量化やコスト削減などの理由により薄く柔軟な鋼板の利用が広がっている。このようなフレキシブルな鋼板を浮上させる場合、平板自体が変形する弾性振動が発生し、浮上制御は非常に困難となる。申請者らは従来磁気浮上制御が非常に困難であった薄く柔軟な鋼板に対して、対向する電磁石から水平方向に張力を加えながら浮上させ、さらに各電磁石対に位相の異なる交流電流を入力して移動磁界を発生させて推進力を得る磁気浮上搬送システムを提案する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、従来磁気浮上制御が非常に困難であった薄く柔軟な鋼板に対して、対向する電磁石から水平方向に張力を加えながら浮上させた手法に着目した。このシステムに対して、さらに各電磁石対に位相の異なる交流電流を入力して移動磁界を発生させて推進力を得る磁気浮上搬送システムを提案した。本研究は４年間で以下の目的を達成できるように研究項目を設け、段階的に実施した。
1.電磁石対から効率よく推進力を得るための電磁石形状の決定と定常電流、制御電流が加わった状況下での交流電流の位相や振幅の変化に対する推進力特性の把握 2.柔軟鋼板に定常的に加振力が入力された際に周辺自由の磁気浮上鋼板における振動現象の解明と制振可能な電磁石対間隔など機械的最適値の解明 3.１つの制御量で張力、位置決め、推進力の３つの制御対象を満足させる制御理論の構築
本年度は下記の内容を中心に検討を行った。
最終年度は磁気浮上搬送システムの技術基盤確立と研究の総括として研究活動を実施した。まず、これまでに得られた知見を踏まえて、コロナ禍で測定実験が充分に行われていない基礎的な測定実験を行い、推進力の基礎特性を明らかにした。次に、電磁石に流す定常電流によって浮上中の柔軟鋼板に発生する張力を求めた。また、制御電流による水平位置決めを行った状態で、交流電流を印加した際の推進力について、それぞれのパラメータを変更して鋼板の浮上安定性と推進力の関係性を明らかにし、研究の総括を行った。
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Report
(4 results)
Research Products
(103 results)
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[Presentation] 電磁石と永久磁石による薄鋼板のハイブリッド磁気浮上システム（最適化された永久磁石配置による浮上性能に関する実験的検討）2022
Author(s)
嘉山 周汰, 市川 優介, 長吉 竜也, 川村 慎太郎, 小川 和輝, 内野 大悟, 池田 圭吾, 加藤 太朗, 遠藤 文人, 成田 正敬, 加藤 英晃
Organizer
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