| 研究課題/領域番号 |
02650110
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
機械要素
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
遠山 茂樹 東京農工大学, 工学部, 助教授 (20143381)
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| 研究分担者 |
永井 正夫 東京農工大学, 工学部, 教授 (10111634)
新田 周一 東京農工大学, 工学部, 教授 (00180670)
高野 政晴 東京大学, 工学部, 教授 (60010691)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1992
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| キーワード | 超音波モータ / ロボット / 位置決め機構 / アクチュエータ |
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| 研究概要 |
球面モーターは、1関節で多自由度の駆動が出来るので、関節の数が少なくでき、その結果小スペースで軽量なアクチュエータが可能になる。宇宙空間で使用する場合この小型、軽量というのは有効である。また、小型、軽量という点から、従来の電磁モーターを使った球面モーターは構造が複雑になり、大型で重い物になってしまうので向いていない。そこで回転軸が必要でなく低速で高トルクを発生するため減速機構のいらない超音波モータが球面モータには向いている。また、軸が必要でなく駆動する対象物を直接駆動するため潤滑する部分がないので真空中にも向いている。
従来の平面型の超音波モーターのステータでは、球状のロータを駆動できないため、まずロータとの溶解面を球状にしたステータの開発から始めた。また、回転数一駆動トルク特性のモデルを、摩擦係数がロータとステータのすべりに比例すると仮定してたてた結果、実験値とよく合ったものが得られた。
次にこれらの結果を基に実際にロータ上に2対のステータを配した2軸駆動の可能な球面モータを試作し、実験を行った。ステータ間の干渉を減らし駆動できるようにした結果、ステータの直径が30mm、ロータ45mmのもので約500g・cmのトルクを得た。トルクの増大と精密な位置の制御は今後の課題であるが、他に類を見ない小型軽量の球面モータの開発に成功した。また超音波モータは、平面モータによる実験で共振周波数よりずれた周波数で極低速駆動することにより、精密な位置決めが可能であるという結果を得たので、これを球面超音波モータにも応用すると、超精密な位置決めのできる球面モータが期待できる。
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