2007 Fiscal Year Annual Research Report
力触覚提示に適した電磁-圧電・ハイブリッドアクチュエータシステムの開発
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18360109
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
青柳 学 Muroran Institute of Technology, 工学部, 准教授 (80231786)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
富川 義朗 山形大学, 工学部, 客員教授 (80007004)
広瀬 精二 山形大学, 工学部, 教授 (70007201)
高野 剛浩 東北工業大学, 工学部, 教授 (50085411)
田村 英樹 山形大学, 工学部, 助教 (90396581)
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| Keywords | 圧電アクチュエータ / 圧電ブレーキ / クラッチ / 変位拡大 / ハイブリッド / 予圧制御 / ハプテッィクス / フォースフィードバック |
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| Research Abstract |
1. 静的クラッチ機能内蔵超音波モータの検討
ドラム型のロータに外側から予圧して駆動する構成である.昨年度に考案した積層圧電アクチュエータ(MPA)と変位拡大機構による予圧機構によって,予圧を電気的にゼロまで変化できることを確認した.また,MPAに入力する電圧波形を矩形から立ち上がりに傾斜を設けることで,残留振動が大幅に軽減されることがわかり,昨年度の残留振動の問題を解決した.更に,変位拡大機構のロータ接触側に小型MPAを直交配置した超音波モータを設け,予圧機構と超音波モータを組み合わせた新型超音波アクチュエータを実現した.予圧を電気的に制御することでロータへの回転力伝達の制御を実現した.これを用いて力触覚提示に必要なトルクフリー状態,ブレーキ(反力)状態,反発力発生状態が実現可能であることがわかった.負荷特性は超音波モータ用MPAへの入力およびクラッチ機構用MPAへの入力によって変化させることができ,これまでにないダイナミックレンジの広い負荷特性を得ることができた.
2. 圧電ブレーキの検討
昨年度に引き続き,1つのMPAと弾性ヒンジと剛体梁を用いた変位拡大機構からなるブレーキアクチュエータ(BA)と回転ドラムを接触させる,ネガティブ・ドラム型圧電ブレーキを有限要素法解析により設計を行い試作した.実験の結果,ブレーキトルクが設計通りには発生せず,むらも大きかった.今後,工作精度,組立精度を向上させるため,形状を小さくして再検討する.また,別構成も検討したい.
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