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

1991 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)
• Keywords: 球面超音波モ-タ / 圧電素子 / 進行波 / 摩擦駆動

Research Abstract

1.球面蓮音波モ-タ(1軸)による動特性の実験
球面超音波モ-タの動特性を知るために、ロ-タを球面の一部とした一軸のみ回転するモ-タを製作しそれを用いて実験を行った。測定は、トルクー回転数、効率ー回転数について行い、パラメ-タは、ロ-タ・ステ-タ間の押し付け力、ステ-タへの印可電圧及び印可波形、ロ-タにコ-ティングされている対摩耗材の膜厚をとった。これより以下の結果が得られた。
〇トルクの最大値は、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。
〇印加電圧・波形はモ-タの回転の安定性・超動性に寄与する。
〇コ-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。
2.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を行い、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、このモデルに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によりモ-タの特性を知る事ができる事を明らかにした。
3.球面超音波モ-タ(2軸)による動特性の実験
以上の事を考慮し、球面超音波モ-タを製作し、2軸同時駆動の場合の動特性を調べる実験を行った。実験は次の事について行った。
〇2軸同時駆動の場合、ステ-タが互いに抵抗となるので、その摩擦トルクの測定
〇ステ-タの純粋な駆動トルクの測定
〇以上の2つの差である実際の駆動トルクの測定
これらの実験により、球体超音波モ-タが動作することが確認された。

Research Products

• [Publications] 遠山 茂樹: "Development of Multiーdegree of Freedom Spherical Ultrasonic Motor" I・C・A・R Fifth International Conference on Advanced Roboties. 55-60 (1991)
• [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〈第一報 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)