• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

三自由度球面電磁アクチュエータに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 12J00682
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関大阪大学

研究代表者

前田 修平  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード球面アクチュエータ / 角度センシング / カラーセンサ / 三次元有限要素法 / 電磁界解析 / 多自由度センシング
研究実績の概要

本研究の目的は,ロボット関節部へ適用可能で高出力な球面電磁アクチュエータを開発し,従来多自由度駆動機構に対する優位性を実証すること,さらに球面アクチュエータの制御法の確立及び可動子絶対回転角度の検出システムの開発を行うことである。
採用第三年度目の研究計画は「カラーセンサを用いた可動子絶対位置検出システムの開発」である。球面アクチュエータは位置制御が重要となる用途で用いられることが想定されるため,可動子の位置検出は必要不可欠であるが,三自由度の駆動を行う球面アクチュエータにおいては既存の角度測定手法を適用できない。そこで新しい角度検出手法として,カラーセンサ用いた手法の提案,開発を行ってきた。
前年度までに,提案手法のロバスト性向上および測定精度向上のための改良を行ってきたが,本年度はまず,測定装置を用いた実機検証を行った。これまでの新アルゴリズム提案はシミュレーションによって行われており,理想的な着色が可動子に施されているという前提であったため,測定装置の設計・試作を行い,様々な駆動パターンで提案手法による角度測定が可能かどうか検証を行った。その結果,複数の回転軸を同時に駆動させた際にも角度測定が可能であることを確認することができた。しかし,着色の精度や処理速度などに起因する角度測定誤差が大きく,高精度な測定を実現するための課題点が明らかになった。
また,これらの課題を解決するための別のアプローチとして,カラーセンサを用いたエンコーダ方式による角度測定手法の提案も行った。これは球面可動子の側面を細かく区切られた格子状に塗り分けることによってロバスト性を改善する手法であり,シミュレーションによりその有効性が確認された。
このように本年度の研究によって,提案手法による角度測定が可能であること,今後高精度化を実現するための課題点,エンコーダ方式の有効性などを明らかにすることができた。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Characteristics Verification of an Independently Controllable Electromagnetic Spherical Motor2014

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Maeda, Katsuhiro Hirata, Noboru Niguchi
    • 雑誌名

      sensors

      巻: 14 号: 6 ページ: 10072-10080

    • DOI

      10.3390/s140610072

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamic Analysis of an Independently Controllable Electromagnetic Spherical Actuator2013

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Maeda
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: Vol.49(掲載確定)

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 色情報を用いた球面アクチュエータ回転角度センシング技術開発2013

    • 著者名/発表者名
      前田修平
    • 学会等名
      電気学会リニアドライブ研究会
    • 発表場所
      北海道大学 (北海道)
    • 年月日
      2013-10-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Operating Characteristics Verification of an Independently Controllable Spherical Actuator2013

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Maeda
    • 学会等名
      XVI International Symposium on Electromagnetic Fields in Mechatronics, Electrical and Electronic Engineering (ISEF 2013)
    • 発表場所
      Metropol Lake Resort (Macedonia)
    • 年月日
      2013-09-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] カラーセンサを用いた球面アクチュエータの回転角度センシング2013

    • 著者名/発表者名
      前田修平
    • 学会等名
      電気学会回転機/リニアドライブ家電・民生合同研究会
    • 発表場所
      大阪工業大学大阪センター (大阪府)
    • 年月日
      2013-08-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 球面電磁アクチュエータの動作特性検証2013

    • 著者名/発表者名
      前田修平
    • 学会等名
      第25回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム(SEAD25)
    • 発表場所
      箱根ホテル小涌園 (神奈川県)
    • 年月日
      2013-05-16
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 球面電磁アクチュエータの動作特性検証2013

    • 著者名/発表者名
      前田修平
    • 学会等名
      第25回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム(SEAD25)
    • 発表場所
      箱根ホテル小涌園(神奈川県)(発表確定)
    • 年月日
      2013-05-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic Analysis of an Independently Controllable Electromagnetic Spherical Actuator2012

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Maeda
    • 学会等名
      IEEE Conference on Electromagnetic Field Computation (CEFC2012)
    • 発表場所
      大分オアシスタワーホテル(大分県)
    • 年月日
      2012-11-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Independently Controllable Electromagnetic Spherical Actuator2012

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Maeda
    • 学会等名
      International Conference on Electrical Machines (ICEM'2012)
    • 発表場所
      Palais des Congres et des Expositions de Marseille(France)
    • 年月日
      2012-09-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 三軸独立制御可能な球面電磁アクチュエータの位置フィードバック制御2012

    • 著者名/発表者名
      前田修平
    • 学会等名
      回転機/リニアドライブ/家電・民生合同研究会
    • 発表場所
      大阪工業大学大阪センター(大阪府)
    • 年月日
      2012-08-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] アウターロータ式三自由度電磁球面アクチュエータの提案2012

    • 著者名/発表者名
      前田修平
    • 学会等名
      第24回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム(SEAD24)
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県)
    • 年月日
      2012-05-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] 平田研究室ホームページ

    • URL

      http://www.amp.ams.eng.osaka-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.amp.ams.eng.osaka-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi