出力干渉型多入出力アクチュエータユニットの構成原理と制御に関する研究

Research Project

Project/Area Number	14655102
Research Category	Grant-in-Aid for Exploratory Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research Institution	Kobe University (2003) Kyoto University (2002)
Principal Investigator	大須賀公一神戸大学, 工学部, 教授 (50191937)
Project Period (FY)	2002 – 2003
Project Status	Completed (Fiscal Year 2003)
Budget Amount *help	¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000) Fiscal Year 2003: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000) Fiscal Year 2002: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Keywords	出力干渉機構 / アクチュエータ / 作動歯車 / ハーモニックドライブ
Research Abstract	本研究では,「複数アクチュエータからの入力を一端集約して再配分して出力することができる機能」を有するアクチュエータユニットの設計原理を提案し,基本的な実現可能性を探ることが目的である.平成15年度は,「ハーモニックツクドライブを2つ利用した2アクチュエータ2出力の出力干渉型アクチュエータユニット(出力干渉型AU)」を実際に試作し,その性能試験を行った.具体的には,以下の手順で試作を行った. ステップ1)前年度試作した「特殊なハーモニックドライブを用いた同軸2軸入出力機能を有する出力干渉型アクチュエータユニット」を性能試験可能なように改造した(ジグに取り付け可能なような加工を本体に施した). ステップ2)本試作ユニットについて詳細な運動方程式を導出し,運動学的および力学的基礎式を導出した. ステップ3)性能試験装置(出力軸にドラムをつけ,錘を巻き上げることで付加を与える装直)を試作し出力干渉型AUの性能試験を行った. 実験結果からハーモニックドライブを用いた出力干渉型アクチュエータユニットの有効性が確認できた.具体的には,期待どおり2つの入力のパワーを1つの出力軸に集中させるなどのパワーの再分配が可能であることを示すことができた.今後はより小型化および効率化を目指す.具体的には,2つの軸の摩擦力の大きさが異なっており,それが効率低減化の要因になっていた.これは加工法の問題も含んでいることから加工法の側面からも検討することにした.