| 研究概要 |
球面モータを用いた手術用マニピュレータならびにそのロボットシステム(制御方法、モータドライバ、マスタスレーブロボット)の開発・性能評価を行った。
1.球面モータを用いた手術用マニピュレータの開発と性能評価について
φ20ロータの手術ロボット用球面モータの開発を行った。従来の球面モータのサイズと比較し、1/3〜1/4程度である。性能評価を行った。周波数応答試験では電磁モータを駆動源とするものと比べて5〜10倍程度の、優れた応答性能を示した。位置決め精度は,0.05°,球ロータ表面距離にして8.7μmという結果を得た.最大トルクは3.7mNm,最大回転数は,62rpmである.また光ファイバを用いたセンシングを開発した。センシング精度は現在までに0.1mm以下である。
2.ロボットシステム(制御方法、モータドライバ、マスタスレーブロボット)の開発について
制御方法・ドライバの開発を行った。手術ロボットの安定性向上や誤動作防止のため,共振周波数の自動追従と位相差制御の可能なドライバの開発を行なった.共振周波数の自動追従機能により,トルク制御を行うことが可能になった.位相差制御によって,ロボット関節などの位置決めの際に問題となっていたオーバーシュートや振動を取り除くことが可能になった.バイラテラルマスタスレーブロボットの試作を行なった.マスタ側にも超音波モータを使用しており,術具の先端の力覚を,素早く的確にダイレクトドライブで伝えることが可能になった.またMRIコンパチビリティの開発を行った.MRI撮像中心において球面モータを駆動させたときでも,診断に使用できる程度の良質な撮像画像が得られた.
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