宇宙空間及び高真空用ロボットマニピュレ-タのためのアクチュエ-タの開発

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02650110
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 遠山 茂樹 東京農工大学, 工学部, 助教授 (20143381)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永井 正夫 東京農工大学, 工学部, 教授 (10111634) ; 仁田 周一 東京農工大学, 工学部, 教授 (00180670) ; 高野 政晴 東京大学, 工学部, 教授 (60010691)

Research Abstract

1.球体用ステ-タの開発
超音波モ-タで多軸駆動を行うため、ロ-タを球体にすることにした。それに伴って、ステ-タも従来の平面ロ-タ駆動用の物では使用できないために新規に設計・製作することとなった。このステ-タの設計に当って有限要素法による振動解析を導入することにより、実際に製作する前にステ-タの共振周波数、及び振動モ-ドを知る事ができた。また、その結果を基にして製作したステ-タ振動特性が設計特の有限要素法の結果とほぼ一致した事から、この手法の有効性が確認できた。
2.1軸球面モ-タによる動特性の実験
前段で述べたステ-タを用いて実際にモ-タを製作しそのモ-タのトルクー回転数の関係、及び効率ー回転数関係を測定した。今回は動特性を調べるために1軸のみ回転する球面ロ-タを用いての実験とした。実験のパラメ-タとしてはロ-タ・ステ-タ間の押し付け力、ステ-タへの印加電圧及び印加波形、ロ-タにコ-ティングされている耐摩耗材の膜厚をとった。この実験より、以下のような事が判明した。
○トルクの最大値は押し付け力に依存し、押し付け力によって最大効率を得られる回転数が決まる
○印加電圧・波形はモ-タの回転の安定性・起動性に寄与する
○コ-ティング材厚さの変化によるトルク回転数曲線への影響はほとんどない
3.フリクションドライブを用いたロ-タ・ステ-タ間の運動のモデル化
フリクションドライブモデルを導入することにより、ロ-タとステ-タ間の摩擦に関する現象のモデル化、実験値との比較検討を行うことで、このモデル化が実験値と一致することを確認した。また、このモデルより算出される理論値より、無負荷回転数とロ-タ・ステ-タに関する動摩擦係数よりモ-タの特性を知る事が出来ることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] 遠山 茂樹: "超音波モ-タによるロボット用アクチュエ-タの開発〈第1報 超音波モ-タの特性について〉" 精密工学会 春季大会講演論文集. 17-18 (1990)
• [Publications] 遠山 茂樹: "多自由度超音波モ-タの開発" 日本ロボット学会第8回学術講演会予稿集. 987-988 (1990)
• [Publications] 遠山 茂樹: "超音波モ-タによるロボット用アクチュエ-タの開発〈第2報 ステ-タの開発〉" 精密工学会 春季大会講演論文集. (1991)
• [Publications] 遠山 茂樹: "球体超音波モ-タの開発" 日本ロボット学会学術講演会論文集.