球面関節アクチュエータを内蔵した人間型ロボットの研究

• 研究課題/領域番号: 26289077
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 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: 平田 勝弘 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00403139)
• 連携研究者: 新口 昇 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (60614039)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円); 2016年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2015年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2014年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
• キーワード: 球面アクチュエータ / ロボット / アクチュエータ / センサ / 三自由度 / ロボット用アクチュエータ

研究成果の概要

球面関節アクチュエータとしてアウターロータ型3自由度球面アクチュエータの開発を実施した．これまでは，3自由度球面アクチュエータのトルク特性を評価することは難しく，球面アクチュエータ同士の比較ができていなかった．しかし，トルクマップを用いて評価する手法を提案し，任意の可動子姿勢におけるトルクを評価できるようになった．さらに，3-RRRパラレルリンク機構を用いて，球面アクチュエータの実機のトルクマップを鎖交磁束から求める方法を提案し，有限要素解析から得られたトルクマップと良好に一致することを確認した．また，可動子位置センシング技術として，カラーセンサを用いた手法を開発した．

研究成果

• [雑誌論文] 多自由度球面同期アクチュエータの定電力下における静特性評価手法の提案 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高原一晶，平田勝弘，新口昇，西浦悠介，堺谷洋，藤原優文
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D 巻: Vol. 136, No. 11 ページ: 907-912
  • NAID: 130005268720
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3自由度アウターロータ型電磁球面アクチュエータに関する研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西浦悠介，平田勝弘，堺谷洋，新口昇
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D 巻: Vol.136，No.3 ページ: 232-237
  • NAID: 130005132480
  • 査読あり
• [雑誌論文] 遺伝的アルゴリズムを用いた三自由度球面アクチュエータの磁極配置最適化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西浦悠介,平田勝弘,大矢桂資,堺谷洋,新口昇
  • 雑誌名: 日本AEM学会誌 巻: Vol.23, No.2 ページ: 332-337
  • NAID: 130005098676
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental Verification of Feedback Control of a 2-DOF Spherical Actuator (2014)
  • 著者名/発表者名: 13.Yo Sakaidani, Katsuhiro Hirata, Noboru Niguchi, and Shuhei Maeda
  • 雑誌名: IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 巻: Vol. 50, No. 11 ページ: 8204404-8204404
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristics Verification of an Independently Controllable ElectromangeticSpherical Motor (2014)
  • 著者名/発表者名: 5.Shuhei Maeda, Katsuhiro Hirata and Noboru Niguchi
  • 雑誌名: sensors 巻: Vol. 14 ページ: 10072-10080
  • 査読あり
• [学会発表] カラーセンサを用いた三次元位置センシング手法の提案 (2017)
  • 著者名/発表者名: 早川駿，平田勝弘，新口昇，堺谷洋
  • 学会等名: 電気学会 リニアドライブ研究会
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス，大阪府吹田市
  • 年月日: 2017-01-26
• [学会発表] 回転2自由度差動結合型アクチュエータの実機検証 (2017)
  • 著者名/発表者名: 堺谷洋，平田勝弘，新口昇
  • 学会等名: 電気学会 リニアドライブ研究会
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス，大阪府吹田市
  • 年月日: 2017-01-26
• [学会発表] 多自由度球面同期アクチュエータの許容電流に着目したトルク領域法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高原一晶，平田勝弘，新口昇，西浦悠介，堺谷洋
  • 学会等名: 第25回MAGDAコンファレンス
  • 発表場所: 桐生市市民文化会館，群馬県桐生市
  • 年月日: 2016-11-24
• [学会発表] 二自由度差動結合型アクチュエータの補助ヨークに関する検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堺谷洋，平田勝弘，新口昇
  • 学会等名: 第25回MAGDAコンファレンス
  • 発表場所: 桐生市市民文化会館，群馬県桐生市
  • 年月日: 2016-11-24
• [学会発表] Comparison of a 2-DoF Differentially Coupled Actuator with and without Auxiliary Yokes (2016)
  • 著者名/発表者名: Yo Sakaidani, Katsuhiro Hirata, Noboru Niguchi
  • 学会等名: the XXIIth International Conference on Electrical Machines
  • 発表場所: ローザンヌ（スイス）
  • 年月日: 2016-09-05
  • 国際学会
• [学会発表] 色情報を用いた三次元位置センシング手法の提案 (2016)
  • 著者名/発表者名: 早川駿，平田勝弘，新口昇，堺谷洋
  • 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: ダイキン工業テクノロジーイノベーションセンター，大阪府摂津市
  • 年月日: 2016-08-04
• [学会発表] 3自由度球面同期アクチュエータのトルク領域法を用いた固定子磁極配置の最適化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高原一晶，平田勝弘，新口昇，西浦悠介，堺谷洋
  • 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: ダイキン工業テクノロジーイノベーションセンター，大阪府摂津市
  • 年月日: 2016-08-04
• [学会発表] 低相数3自由度球面同期アクチュエータの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 智也，平田勝弘，西浦悠介，堺谷洋，新口昇
  • 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: ダイキン工業テクノロジーイノベーションセンター，大阪府摂津市
  • 年月日: 2016-08-04
• [学会発表] 回転2自由度差動結合型アクチュエータのヨーク数に関する検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堺谷洋，平田勝弘，新口昇
  • 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: ダイキン工業テクノロジーイノベーションセンター，大阪府摂津市
  • 年月日: 2016-08-04
• [学会発表] 補助ヨーク設置型回転二自由度アクチュエータの特性解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堺谷洋，平田勝弘，新口昇
  • 学会等名: 第28回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス，神奈川県横浜市
  • 年月日: 2016-05-18
• [学会発表] 3自由度球面アクチュエータにおける制御電流の少相化の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 雨堤智也，平田勝弘，西浦悠介，堺谷洋，新口昇
  • 学会等名: 電気学会 リニアドライブ研究会
  • 発表場所: 関西大学（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2016-01-26
• [学会発表] 多自由度球面同期アクチュエータの評価手法について (2016)
  • 著者名/発表者名: 西浦悠介，平田勝弘，堺谷洋，藤原優文，新口昇
  • 学会等名: 電気学会 リニアドライブ研究会
  • 発表場所: 関西大学（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2016-01-26
• [学会発表] Torque Control of 3-Degree-of-Freedom Spherical Actuator with Cogging Torque Compensation (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke NISHIURA, Katsuhiro HIRATA, Yo SAKAIDANI, Noboru NIGUCHI
  • 学会等名: ISEM2015 (17th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics)
  • 発表場所: 淡路夢舞台（兵庫県淡路市）
  • 年月日: 2015-09-15
  • 国際学会
• [学会発表] 3自由度アウターロータ型電磁球面アクチュエータの位置制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西浦悠介, 平田勝弘, 堺谷洋, 新口昇
  • 学会等名: 電気学会 回転機・リニアドライブ合同研究会
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-09-07
• [学会発表] 3自由度アウターロータ型電磁球面アクチュエータに関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西浦悠介, 平田勝弘, 大矢桂資, 堺谷洋, 新口昇
  • 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: 大阪工業大学うめきたナレッジセンター（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2015-08-06
• [学会発表] Design and analysis of a new spherical actuator (2015)
  • 著者名/発表者名: J. CHU, N. NIGUCHI, K. HIRATA
  • 学会等名: IEEE International Magnetics Conference
  • 発表場所: 北京（中国）
  • 年月日: 2015-05-11
  • 国際学会
• [学会発表] Optimization of Stator Pole Arrangement for 3-DOF Spherical Actuator Using Genetic Algorithm (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. NISHIURA, K. HIRATA, K. OYA
  • 学会等名: IEEE International Magnetics Conference
  • 発表場所: 北京（中国）
  • 年月日: 2015-05-11
  • 国際学会
• [学会発表] 3-DOF outer rotor electromagnetic spherical actuator (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. NISHIURA, K. OYA, K. HIRATA
  • 学会等名: IEEE International Magnetics Conference
  • 発表場所: 北京（中国）
  • 年月日: 2015-05-11
  • 国際学会
• [学会発表] 三自由度球面アクチュエータのコギングトルクモデル化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 31.西浦悠介，平田勝弘，大矢桂資，堺谷洋，新口昇
  • 学会等名: 電気学会マグネティックス・リニアドライブ合同研究会
  • 発表場所: 豊田工業大学（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2014-12-18 – 2014-12-19
• [学会発表] 遺伝的アルゴリズムを用いた三自由度球面アクチュエータの磁極配置最適化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 25.西浦悠介，平田勝弘，大矢桂資，堺谷洋，新口昇
  • 学会等名: 第23回MAGDAコンファレンスin高松
  • 発表場所: サンポートホール高松（香川県高松市）
  • 年月日: 2014-12-04 – 2014-12-05
• [図書] アクチュエータの新材料，駆動制御，最新応用技術 (2017)
  • 著者名/発表者名: 平田勝弘，新口昇 他
  • 総ページ数: 536
  • 出版者: 技術情報協会