| 研究課題/領域番号 |
16H02325
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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 | 一般 |
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| 研究分野 |
電力工学・電力変換・電気機器
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
藤本 康孝 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (60313475)
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| 研究分担者 |
河村 篤男 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (80186139)
下野 誠通 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (90513292)
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| 研究協力者 |
小山 昌人
チュサ シンバ クリストフ
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)
2018年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2017年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
2016年度: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
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| キーワード | 電気機器工学 / 制御工学 / アクチュエータ / ロボティクス |
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| 研究成果の概要 |
ギヤなどの機械要素を介さずに大きな力を発生できるスパイラルモータにより関節を駆動することで、位置と力を精密かつ高速に制御可能なロボットマニピュレータの検討を行った。スパイラルモータを用いた７自由度の閉リンクマニピュレータの制御法を提案し、動力学シミュレーションにより検証を行い、最大手先誤差0.5mm以下、姿勢角誤差3分以下の精度での位置制御を実現した。モータ直径49mm、モータ長200mmのスパイラルモータの試作を行い、熱解析シミュレーションおよび電磁界解析シミュレーションの解析値に対して、温度変化やインダクタンスが精度よく一致することを確認した。実現可能な最大定格推力は545N.mとなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
スパイラルモータは、負荷を直接電磁力で支持するため、高速な応答特性を実現でき、また、ギャップ面積が広く磁束を３次元的に有効利用するため小型で高推力が得られる、という特長がある。これまで申請者らが開発してきたスパイラルモータは従来の円筒型リニアモータと比較して約４倍の推力密度（有効体積換算）を実現していたが、そのスパイラルモータと比較して有効体積換算で約２倍、固定子体積換算で約４倍の推力密度をもつスパイラルモータの実現に目途がついた。これにより、高精度広帯域な位置と力の制御が実現でき、ロボットマニピュレータによる高難易度タスクの実現に向けた基盤技術を確立することができた。
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