2009 Fiscal Year Annual Research Report
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19560302
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| Research Institution | Musashi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
百目鬼 英雄 Musashi Institute of Technology, 工学部, 教授 (40386355)
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| Keywords | 球面モータ / 多自由度制御 / 永久磁石 |
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| Research Abstract |
球面モータの開発を目的として、多自由度電磁アクチュエータの磁極配置と駆動特性との関係をシステム的に解析する手法を開発し、球面磁極の着磁法から着磁分布の算出方法を構築することで、滑らかな駆動を可能とする多自由度ドライブシステムの構築法の研究を行った。二色成形磁石を使用した利用技術について、リラクタンストルクを含めた利用法技術について検討を行った。球面モータとして二色成形磁石を用いた、着磁分布の解析を行うことで、球面モータの駆動特性を考慮した着磁分布を持つ磁石の開発に成功した。しかし、磁石の起磁力が弱いため実用的なトルクを発生するまでは至っていないという問題点は残っているが、今後開発されるであろう高エネルギー積を持つ球状磁石に対しても、対応可能な駆動システムが解決できた。球面モータで最も問題となる支持機構としては、決定的な方法が見出せず、ジンバル機構を用いた支持により球面モータを作成した。ただしこの機構は、位置センサとして、ジンバルの2軸の支持棒にロータリーエンコーダを装着することでコントロールが可能となる利点を持っているため、サーボコントロールが容易に行える長所を持っている。ステータ磁極には、円柱の電磁石を用いる方法と、スロットレス構造とする2つの方法が考えられ、コギング推力を発生しないスロットレス構造で試作をした。また、ドライブ法としては、インダクタンスが小さいことで、電気的時定数が小さいことに起因する問題を回避するため、近年高性能の電力用OPアンプが開発されていることか、アナログで電流コントロールをする駆動システムを開発し、コントローラとしては、計測・制御が簡単に行えることから、NI社製LabViewにてシステムを構築した。今回の研究により、制御からその動特性までを一元管理できる、多自由度駆動システムが開発できた。
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