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2011 年度 研究成果報告書

可逆性を有するスパイラルモータを人工筋肉として用いた柔軟で高出力な人間型ロボット

研究課題

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研究課題/領域番号 19676003
研究種目

若手研究(S)

配分区分補助金
研究分野 制御工学
研究機関横浜国立大学

研究代表者

藤本 康孝  横浜国立大学, 工学研究院, 准教授 (60313475)

研究期間 (年度) 2007 – 2011
キーワード制御システム
研究概要

推力が大きく、ギアが不要なダイレクトドライブ式スパイラルモータを動力とした筋骨格型ロボットを開発した。スパイラルモータはギアを用いないため、運動制御に悪影響を及ぼすバックラッシやロストモーション、摩擦などが少ない。この特長を活かし、高精度・広帯域・高ダイナミックレンジの力制御・位置制御を実現した。また、環境外力に対して柔軟な運動制御システムを実現した。

  • 研究成果

    (64件)

すべて 2012 2011 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (24件) (うち査読あり 24件) 学会発表 (35件) 備考 (1件) 産業財産権 (4件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Development, Analysis and Experimental Realization of a Direct-Drive Helical Motor2012

    • 著者名/発表者名
      Issam A. Smadi Hiroko Omori, and Yasutaka Fujimoto
    • 雑誌名

      IEEE Trans. on Industrial Electronics

      巻: vol.59, no.5 ページ: 2208-2216

    • DOI

      DOI:10.1109/TIE.2011.2148687

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Force Control of Musculoskeletal Manipulator2012

    • 著者名/発表者名
      Ahmad Zaki Shukor and Yasutaka Fujimoto
    • 雑誌名

      IEEE International Workshop on Advanced Motion Control(AMC)

      ページ: 74

    • DOI

      DOI:10.1109/AMC.2012.6197105

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Force Control of a Spiral Motor and Its Application to Musculoskeletal Biped Robot2012

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Fujimoto, Tsubasa Suenaga, Yuuki Wakayama, Kengo Sawai, and Ahmad Zaki Shukor
    • 雑誌名

      IEEE International Workshop on Advanced Motion Control(AMC)

      ページ: 115

    • DOI

      DOI:10.1109/AMC.2012.6197143

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Biarticular Manipulator using Spiral Motors2011

    • 著者名/発表者名
      Ahmad Zaki Shukor, Issam Abed Smadi, and Yasutaka Fujimoto
    • 雑誌名

      IEEE Industrial Electronics Society Annual Conference(IECON)

      ページ: 92-97

    • DOI

      DOI:10.1109/IECON.2011.6119294

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parameter Identification and Passive Direct Drive Control with Magnetic Levitation for IPM-type Spiral Motor2011

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Suenaga and Yasutaka Fujimoto
    • 雑誌名

      IEEE Industrial Electronics Society Annual Conference(IECON)

      ページ: 2147-2151

    • DOI

      DOI:10.1109/IECON.2011.6119640

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Workspace Control of Biarticular Manipulator2011

    • 著者名/発表者名
      Ahmad Zaki Shukor, Yasutaka Fujimoto
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Mechatronics(ICM)

      ページ: 415-420

    • DOI

      DOI:10.1109/ICMECH.2011.5971322

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Musculoskeletal Biped Robot Driven by Direct-Drive Actuators2011

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Fujimoto, Issam A. Smadi, and Yuki Wakayama
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Mechatronics(ICM)

      ページ: 821-826

    • DOI

      DOI:10.1109/ICMECH.2011.5971227

    • 査読あり
  • [雑誌論文] IPM型スパイラルモータのモデル化・特性解析および基礎駆動試験2010

    • 著者名/発表者名
      鈴木宏一郎, 藤本康孝
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: vol.28, no.7 ページ: 897-904

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct-Drive Musculoskeletal Robot Using Spiral Motors and Dynamics Simulation of Closed Link Mechanism2010

    • 著者名/発表者名
      Yuki Wakayama and Yasutaka Fujimoto
    • 雑誌名

      France-Japan Congress on Mechatronics

      ページ: 47-52

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modelling and Control of Redundant Robot Manipulator using Spiral Motor2010

    • 著者名/発表者名
      Ahmad Zaki Shukor and Yasutaka Fujimoto
    • 雑誌名

      France-Japan Congress on Mechatronics

      ページ: 59-64

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Direct-drive Motion of a Spiral Motor2010

    • 著者名/発表者名
      Issam A. Smadi, Hiroko Omori, and Yasutaka Fujimoto
    • 雑誌名

      IEEE Industrial Electronics Society Annual Conference(IECON)

      ページ: 927-932

    • DOI

      DOI:10.1109/IECON.2010.5675163

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High Thrust Force Direct-Drive Linear Actuator and Its Application to Musculoskeletal Robots2010

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Fujimoto, Issam A. Smadi, Hiroko Omori, and Yuuki Wakayama
    • 雑誌名

      International Symposium on Application of Biomechanical Control Systems to Precision Engineering(ISAB)

      ページ: 217-222

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modeling and Control of a High-thrust Direct-drive Spiral Motor2010

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Fujimoto, Issam A. Smadi, Hiroko Omori, Koichiro Suzuki, and Hiroshi Hamada
    • 雑誌名

      IEEJ International Power Electronics Conference(IPEC)

      ページ: 2222-2229

    • DOI

      DOI:10.1109/IPEC.2010.5543481

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On a High-Back drivable Direct-drive Actuator for Musculoskeletal Bipedal Robots2010

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Fujimoto, Yuuki Wakayama, Hiroko Omori, and Issam A. Smadi
    • 雑誌名

      IEEE International Workshop on Advanced Motion Control

      ページ: 389-395

    • DOI

      DOI:10.1109/AMC.2010.5464097

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Independent Position/Gap Control of a Spiral Motor2010

    • 著者名/発表者名
      Issam A. Smadi, Hiroko Omori, and Yasutaka Fujimoto
    • 雑誌名

      IEEE International Workshop on Advanced Motion Control

      ページ: 478-483

    • DOI

      DOI:10.1109/AMC.2010.5464083

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Nonlinear Disturbance Observer Based Tracking Control for Euler-Lagrange Systems2009

    • 著者名/発表者名
      Issam Abed Smadi and Yasutaka Fujimoto
    • 雑誌名

      JSME Journal of System Design and Dynamics

      巻: vol.3, no.3 ページ: 330-343

    • DOI

      DOI:10.1299/jsdd.3.330

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development and Analysis of a High Thrust Force Direct-Drive Linear Actuator2009

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Fujimoto, Tsutomu Kominami, and Hiroshi Hamada
    • 雑誌名

      IEEE Trans. on Industrial Electronics

      巻: vol.56, no.5 ページ: 1383-1392

    • DOI

      DOI:10.1109/TIE.2009.2012419

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高推力スパイラルモータの推力特性の検討2009

    • 著者名/発表者名
      小南勉, 藤本康孝
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D

      巻: vol.129-D, no.2 ページ: 130-135

    • DOI

      DOI:10.1541/ieejias.129.130

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2つの負荷に対し振幅・周波数を独立制御可能な9スイッチインバータの提案2008

    • 著者名/発表者名
      小南勉, 藤本康孝
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D

      巻: vol.128-D, no.5 ページ: 561-568

    • DOI

      DOI:10.1541/ieejias.128.561

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control System with High-Speed and Real-Time Communication Links2008

    • 著者名/発表者名
      Tianjian Li and Yasutaka Fujimoto
    • 雑誌名

      IEEE Trans. on Industrial Electronics

      巻: vol.55, no.4 ページ: 1548-1557

    • DOI

      DOI:10.1109/TIE.2008.917160

    • 査読あり
  • [雑誌論文] FPGA-Based Current Controller for High-speed Communication and Real-time Control System2008

    • 著者名/発表者名
      Tianjian Li and Yasutaka Fujimoto
    • 雑誌名

      IEEE Industrial Electronics Society Annual Conference(IECON)

      ページ: 210-215

    • DOI

      DOI:10.1109/IECON.2008.4757954

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Spirally-Shaped Linear Actuator2008

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Fujimoto, Tsutomu Kominami, and Hiroshi Hamada
    • 雑誌名

      IEEE Industry Applications Society Annual Meeting(IAS)

      ページ: 1-5

    • DOI

      DOI:10.1109/08IAS.2008.83

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a High Thrust Linear Actuator with High Back drivability2008

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Fujimoto and Tsutomu Kominami
    • 雑誌名

      IEEE International Workshop on Advanced Motion Control

      ページ: 360-364

    • DOI

      DOI:10.1109/AMC.2008.4516093

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inverter with Reduced Switching-Device Count for Independent AC Motor Control2007

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kominami, Yasutaka Fujimoto
    • 雑誌名

      IEEE Industrial Electronics Society Annual Conference(IECON)

      ページ: 1559-1564

    • DOI

      DOI:10.1109/IECON.2007.4460118

    • 査読あり
  • [学会発表] SPM型スパイラルモータの磁気浮上制御と位置制御2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木達也
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2012-03-07
  • [学会発表] ゼロパワー磁気浮上制御を用いたIPM型スパイラルモータの運動制御2012

    • 著者名/発表者名
      末永翼
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2012-03-07
  • [学会発表] 有限要素解析を用いた高推力密度スパイラルモータの設計2012

    • 著者名/発表者名
      三上貴弘
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2012-03-07
  • [学会発表] スパイラルモータを用いた筋骨格型二足歩行ロボットにおける二関節筋の研究2012

    • 著者名/発表者名
      澤井健吾
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2012-03-07
  • [学会発表] ヒトの筋骨格構造を模した2足ロボットのためのダイレクトドライブモータの運動制御2011

    • 著者名/発表者名
      藤本康孝
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-09-09
  • [学会発表] 埋め込み磁石型スパイラルモータのダイレクトドライブ実験およびゼロパワー制御の検討2011

    • 著者名/発表者名
      末永翼
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-09-09
  • [学会発表] Development of Biarticular Manipulator using Spiral Motors2011

    • 著者名/発表者名
      Shukor Ahmad Zaki
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-09-09
  • [学会発表] スパイラルモータにおけるセンサレス角度推定法の検討2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木達也
    • 学会等名
      電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2011-09-07
  • [学会発表] SPM型スパイラルモータの特性解析と磁気浮上制御2011

    • 著者名/発表者名
      大森裕子
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2011-03-09
  • [学会発表] IPM型スパイラルモータのパラメータ同定実験およびギャップ制御実験2011

    • 著者名/発表者名
      末永翼
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2011-03-09
  • [学会発表] スパイラルモータを用いた筋骨格型二足ロボットの運動制御2011

    • 著者名/発表者名
      若山祐樹
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2011-03-08
  • [学会発表] DD 型スパイラルモータを用いた筋骨格型2足ロボットの開発と閉リンク機構の動力学シミュレーションの高精度化2010

    • 著者名/発表者名
      若山祐樹
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      愛知
    • 年月日
      2010-09-24
  • [学会発表] ヒトの筋骨格構造を模したダイレクトドライブ型2足ロボットの開発2010

    • 著者名/発表者名
      藤本康孝
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      愛知
    • 年月日
      2010-09-23
  • [学会発表] 高バックドライバビリテイを有するスパイラルモータのパラメータ同定との安定解析の検討2010

    • 著者名/発表者名
      大森裕子
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      愛知
    • 年月日
      2010-09-23
  • [学会発表] SPM型スパイラルモータ制御系における磁極位置誤差の影響について2010

    • 著者名/発表者名
      大森裕子
    • 学会等名
      電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-08-26
  • [学会発表] スパイラルモータを用いたダイレクトドライブ筋骨格型二足歩行ロボットの開発と動力学シミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      若山祐樹
    • 学会等名
      電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-08-26
  • [学会発表] 高推力SPM型スパイラルモータの特性検討と力制御実験2010

    • 著者名/発表者名
      浜田浩
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-03-09
  • [学会発表] SPM型スパイラルモータのdq軸モデルと磁気浮上制御の検討2010

    • 著者名/発表者名
      大森裕子
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-03-09
  • [学会発表] IPM型スパイラルモータの諸特性解析および磁気浮上制御2010

    • 著者名/発表者名
      鈴木宏一郎
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-03-08
  • [学会発表] 小型高推力ダイレクトドライブ型スパイラルモータを用いた筋骨格モーション制御システム2009

    • 著者名/発表者名
      藤本康孝
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2009-09-17
  • [学会発表] 高バックドライバビリティを有するスパイラルモータの駆動実験と外乱オブザーバによるセンサレス反力推定について2009

    • 著者名/発表者名
      浜田浩
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2009-09-17
  • [学会発表] IPM型スパイラルモータのモデル化および磁気浮上制御の検討2009

    • 著者名/発表者名
      鈴木宏一郎
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2009-09-16
  • [学会発表] ダイレクトドライブスパイラルモータを用いた筋骨格型二足歩行ロボットの開発2009

    • 著者名/発表者名
      若山祐樹
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2009-09-16
  • [学会発表] IPM型スパイラルモータのモデル化および制御法の検討2009

    • 著者名/発表者名
      鈴木宏一郎
    • 学会等名
      電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      三重
    • 年月日
      2009-09-02
  • [学会発表] スパイラルモータを用いた筋骨格型2足歩行ロボットの開発2009

    • 著者名/発表者名
      藤本康孝
    • 学会等名
      電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      三重
    • 年月日
      2009-09-01
  • [学会発表] 高バックドライバビリテイを有するスパイラルモータの開発とdq軸モデルの検討2009

    • 著者名/発表者名
      大森裕子
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2009-06-16
  • [学会発表] 磁束を3次元的に利用するスパイラルモータ2009

    • 著者名/発表者名
      藤本康孝
    • 学会等名
      自動車技術会春期大会
    • 発表場所
      三重
    • 年月日
      2009-05-20
  • [学会発表] FPGAコントローラを用いた3台の三相負荷を独立制御可能な12スイッチインバータの電流制御法2009

    • 著者名/発表者名
      Pham Hoc
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-03-10
  • [学会発表] スパイラルモータを用いた内骨格型ロボットの開発2009

    • 著者名/発表者名
      若山祐樹
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-03-10
  • [学会発表] スパイラルモータの駆動実験と拡張誘起電圧法による可動子位置推定2009

    • 著者名/発表者名
      浜田浩
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-03-09
  • [学会発表] ΣΔ変調を用いた高速制御用通信システムの研究2009

    • 著者名/発表者名
      李天健
    • 学会等名
      電気学会産業計測制御研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-03-09
  • [学会発表] 高推力スパイラルモータの開発と推力特性および熱特性の検討2008

    • 著者名/発表者名
      浜田浩
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-09-11
  • [学会発表] 制御用通信システムに基づくサーボモータの高速電流制御システムのFPGA実現2008

    • 著者名/発表者名
      李天健
    • 学会等名
      電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      高知
    • 年月日
      2008-08-29
  • [学会発表] スパイラルモータの電磁界解析による推力特性の検討2008

    • 著者名/発表者名
      浜田浩
    • 学会等名
      電気学会マグネティックス研究会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2008-03-27
  • [学会発表] スパイラルモータの推力特性の検討2008

    • 著者名/発表者名
      小南勉
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2008-03-19
  • [備考]

    • URL

      http://www.fujilab.dnj.ynu.ac.jp/spiral/spiral.html

  • [産業財産権] 磁気異方性磁石の製造方法2009

    • 発明者名
      藤本康孝,平野信幸,呂振
    • 権利者名
      国立大学法人横浜国立大学、上海笠原電装有限公司
    • 公開番号
      特許、特開2011-109004
    • 出願年月日
      2009-11-20
  • [産業財産権] 螺旋型直線電動機2009

    • 発明者名
      藤本康孝
    • 権利者名
      よこはまティーエルオー株式会社
    • 産業財産権番号
      特許(中華人民共和国特許)、ZL2003 8 0102689. 9
    • 取得年月日
      2009-03-04
    • 外国
  • [産業財産権] スイッチインバータおよび複数の三相負荷の制御方法2007

    • 発明者名
      藤本康孝,小南勉
    • 権利者名
      国立大学法人横浜国立大学
    • 公開番号
      特許、特開2009-50042
    • 出願年月日
      2007-08-13
  • [産業財産権] スパイラルモータおよびスパイラルモータの製造方法2007

    • 発明者名
      藤本康孝,小南勉,伊藤直義,遠藤豪人
    • 権利者名
      よこはまティーエルオー株式会社、有限会社伊藤工業
    • 公開番号
      特許、特開2009-17711
    • 出願年月日
      2007-07-06

URL: 

公開日: 2013-07-31  

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