2017 Fiscal Year Research-status Report
Study on Analysis of Displacement-amplified Electromagnetic Actuator and Its Control System
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16K18001
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
難波江 裕之 東京工業大学, 工学院, 助教 (90757171)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 電磁アクチュエータ / 変位拡大機構 / 駆動時間 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，微小な動作を大きな動作に変換する手法である変位拡大機構と電磁吸引力を組み合わせることで，微小ギャップでの高い電磁吸引力を長ストロークにて利用することにより，高効率・高速でのサブミリメータオーダーの直動動作が可能な電磁アクチュエータを対象としている．本アクチュエータに関しては，その動作原理の検証及びサブミリメータストロークでの高速往復運動での有用性の実証に成功しているものの，動的解析を元としたパラメータの最適化などの設計手法，また制御手法や変位センシングの手法などの制御システムの確立は十分には行われていない状況である．そのため，未知の部分が多いその特性を解明し，設計や制御手法を確立することで，そのポテンシャルを十分に発揮させる環境を整える必要がある．
本年度は，昨年度に引き続き，変位拡大機構一体型電磁アクチュエータに関して，設計パラメータの最適化，並びに設計指針の確立に必要な，動的特性についての解析を行った．
昨年度は単純化のため，慣性抵抗のみを考慮したモデルを用いることにより，一定距離
を移動する際の，磁極間ギャップと変位拡大率の関係を求め，一定条件を満たす磁気回路において，変位拡大によって駆動時間を短縮可能であることを示唆する結果が得られるとともに，試作機による実験においても，駆動時間の短縮を確認することが出来ていた．しかしながら実験値を性格に再現するにはいたっていなかった．本年度は，モデルベースとした解析や試作機による実験結果との比較から粘性の影響が大きいことを突き止めるとともに，その動特性への影響を検討することにより解析モデルの精度を高めることを可能とした．
また，アプリケーションとして製作したインチワーム機構を用いてその特性についても検証を行い，屈曲したレールにおける駆動について検証した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
動特性において，弾性負荷の影響の検討を予定していたが，粘性の影響が予想外に大きくその検証のため弾性負荷についての見当が遅れている．
最終年度に予定していたアプリケーションに関する試作及び実験が進んでおり，全体としては全体としては概ね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度においては，本年度に得られた知見をいかし，
バネ性を含む場合の実験的検証をすすめる．
それととともに，制御系についても，検討を進めていく．
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