| 研究課題/領域番号 |
14350072
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械工作・生産工学
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
森脇 俊道 神戸大学, 工学部, 教授 (00031104)
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| 研究分担者 |
社本 英二 名古屋大学, 工学部, 教授 (20216146)
鈴木 浩文 神戸大学, 工学部, 助教授 (20282098)
柴坂 敏郎 神戸大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (80094530)
樋野 励 豊橋技術科学大学, 生産システム系, 講師 (80273762)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
15,200千円 (直接経費: 15,200千円)
2003年度: 8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
2002年度: 7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
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| キーワード | 球面モータ / Walking Drive / 圧電素子 / トルク / 回転精度 / Walking drive / 超精密回転 |
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| 研究概要 |
Walking Driveによって駆動される3自由度の球面モータを試作開発し、その基本的な特性を明らかにした。ここでWalking Driveとは、高分解能を有しながらも、ストロークが極めて短い圧電素子を用い、クランプと駆動を交互に行う複数の駆動ユニットを組み合わせて、連続的にしかも高精度、高分解能で被駆動体を移動させることが出来る新しい原理に基づく駆動装置で、当研究室で開発されたものである。
本研究では被駆動体として直径3インチの球(SUJ-2製真球)を用いることとし、それを3個の小真球で支持して空間内で自由に回転することが出来るようにした。駆動には6組の駆動ユニット(各ユニットは直行する2方向に球の表面を駆動することが可能)で拘束するとともに、各駆動ユニットの運動を制御して、空間内で直交する3軸周りに回転させる3自由度球面モータを試作開発した。
本球面モータでは、駆動部の数とその配置により、それぞれの駆動部による駆動方向、駆動距離を計算しながら全体としてのモータ駆動の制御を行う必要がある。特に本駆動装置では、各駆動部は保持とリリースを繰り返しながら、同時に2方向の駆動を行う必要があるため、各圧電素子に加える電圧波形をいかに系統的に作成するかが重要となる。本研究では、そのための幾何学的な解析と、具体的な駆動アルゴリズムの開発を行った。
開発した球面モータの特性を検討した結果、最大駆動トルク0.92Nm、最高回転数1.06deg/sを実現した。また運動軌跡の誤差は0.16mdegであった。これらの特性は、超精密な球面モータとしては当初の目的を果たすものであると評価されるが、今後本球面モータを実用するにあたっては、更に性能の改善を行うことが望まれる。
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