2021 Fiscal Year Annual Research Report
消化管内腔での生検と移動を行えるカプセルロボットの開発
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19H02110
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
真下 智昭 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20600654)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡田 浩 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30324495)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | マイクロモータ / 超音波モータ / 圧電アクチュエータ / マイクロロボット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マイクロ超音波モータの効率向上の研究では，せん断変形を生じる15モード素子と，単結晶圧電材料であるPMN-PTの，二種類の圧電材料について，研究を行い，成果が得られていた．そこで，これらを組み合わせた，15方向分極された単結晶素子を用いたマイクロ超音波モータの試作を行い，実験と評価を行った．従来のステータと比べて，結合係数とQ値は2倍以上となり，モータとして約1.5倍の出力向上が得られた．しかしながら，試作の歩留まりが悪化し，かつモータの駆動後ただちに性能が低下する現象が観察された．材料特性および分極の状態が要因と考えられるが，原因の特定には至らなかった．
ステータとロータの接触は効率向上のポイントであり，ステータとロータの接触を最適化して，性能向上と出力安定化について調査した．実験しやすいよう2mm角のものを試作し，おおむね目標値である約0.15mNm以上のトルクを発生することができた．
3Dプリンタによって印刷したマイクロギアを用いて，サイズΦ2mm長さ2mm，ギア比64の遊星歯車の製作を行った．ギアボックスを組み立て，減速していることが確認され，強度，効率などを実験で明らかにした．
マイクロギアードモータを用いた車輪型マイクロロボットの研究を行った．車輪に粘着テープを採用することにより，壁面および天井を移動できるマイクロロボットの駆動に成功した．また，ギアードモータにはセンサを取り付け，複数個のマイクロ超音波モータを同期してフィードバック制御できるシステムの開発を行った．
マイクロリンク機構の試作，および制御するためのビジュアルフィードバックシステムの開発を行った．機構学的な解析および実験による評価を実施した．
半導体集積化技術により，モータを駆動するために必要な高周波発振器や昇圧回路を含むモータドライバの小型集積化ならびに評価を行った．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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