2016 Fiscal Year Annual Research Report
Micro-manipulator with magneto-optical driven end effector easy to add and exchange
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15H03909
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
佐藤 海二 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00215766)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 機能要素 / マイクロマニピュレータ / 感温磁性体 / レーザ / ワイヤレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度は，回転機能部と並進機能部に関し，次のことに取り組んだ．
（１）回転機能部： 摩擦・磨耗の影響を低減し，良好な運動特性を長期間維持できるようにマイクロラジアルボール軸受を採用し，さらにレーザ照射位置ずれによって発生トルクの符号が変化するような悪影響を生じにくいアクチュエータ構造を提案・設計して，それらを組み合わせた回転運動機能部を試作し，動作確認を行った．その結果，駆動トルクは概ね磁場解析と一致し，予想通りの結果となった．しかし回転振れが十分に抑制できず，回転板の固定部品との接触のため，回転範囲は限定される課題が残った．また熱による運動時間の制約を実験的に調べた．
（２）並進機能部： 側面からのレーザ照射により生じる熱を，温度変化を必要とする部分に伝達する構造の有効性を実験的に調べた．その結果，試作装置では伝熱特性が十分でないこと，摩擦力が大きく必要な動作を得るには摩擦低減が必要であることがわかった．
（３）２次元スキャン装置： 本研究のアクチュエータはすべて，感温磁性体の面上の必要な位置に，垂直にレーザ照射が可能であることを前提に設計されている．十分な範囲でレーザを対象面に垂直に照射できる市販のスキャン装置がないため，製作が比較的容易で，十分に広い範囲に一定の照射角度でレーザを照射できる２次元スキャン装置を設計・試作し，性能を評価した．その結果，照射位置誤差0.1mm以下を達成できることを確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新しい小型回転機能部の構造設計・解析の結果，これまでの構造で回転機能部を小型化した場合，レーザ照射位置ずれによりトルクの符号が変化して制御性を顕著に劣化する可能性があることが判明した．研究遂行上，位置ずれに対する感度が低いことが望まれるため，解析結果に基づくこれまでと構造が異なる新しい小型回転機能部の設計・試作に取り組んだため，遅れが生じている．
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| Strategy for Future Research Activity |
並進機能部に関し，まだ有効な動作が確認できていない．そのため来年度は，並進機能部の設計と駆動方法，制御方法の検討と評価を中心に取り組む．
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