2013 Fiscal Year Annual Research Report
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24760200
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山田 浩也 東京工業大学, グローバルエッジ研究院, テニュア・トラック助教 (20550536)
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| Keywords | 無段変速機 / ボールねじ / クランク式無段変速機 / ロボット関節 |
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| Research Abstract |
本研究では，星形クランク式無段変速機と呼ぶ，複数のボールねじを利用したロボット用の無段変速機の試作・検討を行った．具体的には，(1)生物型ロボットの足やロボットアームの関節を想定した，無限回転可能でバックラッシュの小さい高出力の無段変速機と，(2)ロボットアームの手首を想定した２自由度の小型無段変速機の開発を行った．(1)の無段変速機では，無段変速機の軸受けにクロスローラーベアリングを用いて片持ち構造とすることで，出力軸の可動範囲を無限とすることに成功した．また，与圧式ボールスクリューを用い，軸受にも与圧をかけることで，従来よりもバックラッシュを低減した．また，旧試作機と比べて出力を40%増加させながらも，重量と体積はほぼ従来通りとし，特に横幅を約60mmと薄型とすることで，ロボットへの応用に適した形状とした．(2)の２自由度無段変速機では，新たに空間リンク機構を用いた構造を考案し，３台のボールねじで２自由度と減速比を制御する機構を実現した．これにより，２自由度で４台のボールねじが必要だった従来の機構ではに対し，ボールねじの台数の低減により小型・軽量化が可能となった．この機構は軸受が多く耐荷重性に不安があるものの，ロボットの手首や足首など，比較的トルクの小さい関節に適していると考えている．以上のように本研究では，出力と機能の大きく異なる２種類の無段変速機を新たに開発し，ロボットに応用可能な無段変速機の実現性を示した．
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