| 研究課題/領域番号 |
11355018
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
計測工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
羽根 一博 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50164893)
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| 研究分担者 |
金森 義明 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10333858)
佐々木 実 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70282100)
江刺 正喜 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20108468)
家城 淳 オークマ株式会社, 開発部, 主務研究員
南 和幸 山口大学, 工学部, 助教授 (00229759)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
29,170千円 (直接経費: 27,400千円、間接経費: 1,770千円)
2001年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2000年度: 7,400千円 (直接経費: 7,400千円)
1999年度: 14,100千円 (直接経費: 14,100千円)
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| キーワード | エンコーダ / マイクロマシニング / グレイティング / シリコン / ロボット / センサ / リソグラフィ / 光計測 / ロータリーエンコーダ / ロボット用エンコーダ / 非平面リソグラフィ / 光リソグラフィ / 光エンコーダ / 精密機器 / 回析格子 |
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| 研究概要 |
鋼軸円柱表面にエンコーダ用の格子パターンをリソグラフィ法により製作するために、、レジスト霧化装置と円筒面にパターンを転写する露光装置を開発した。円筒面や凹凸面であっても、均一なレジスト膜を成膜できる条件を得た。また、露光においては半導体用マスクを円筒面に近接させて光を照射しながら、マスクの平行移動と円筒の回転は精密に制御できる方式を提案した。従来の転写で困難であったパターンのつなぎ合わせの問題を解決した。直径3mmのステンレス円柱の表面に周期40μmの格子パターンを転写できた。金属のエッチングを行うことで、金属円筒へエンコーダパターンを直接に形成した。製作したパターンには、金属の粒界によると思われる凹凸が生じたが、エンコーダとして用いることができることを確認できた。
エンコーダのセンサ部分においてはリニア型において光検出器と光源を集積することに成功した。軸ずれ、格子周期のひずみなどが平均化された小型であるが精度の高いエンコーダを実現するための技術を確立した。インデックス格子と光検出器、光源を一体化した。検出器としてシリコンのフォトダイオードを格子に組み込んだ集積型センサを製作した。GaAs半導体を用いてエンコーダに適した光源を製作した。これらを組み合わせて集積型エンコーダを実現できた。
製作した円筒格子を用してロボットの指関節をモデルとした測定系を構成した、円筒は指関節の軸に用い、ベアリングと組み合わせた。闘節は2つ並列に構成した。小型のエンコーダであるが、回転信号が得られ、動作を確認できた。以上マイクロエンコーダの新しい製作方法を提案し、擬似ロボット指関節においてエンコーダを組み込んだ小型の構造で実証でき、本研究の主要な目的を達成した。
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