ロボットへ搭載可能な高性能多次元アクチュエータの開発

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20560269
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 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, 工学研究科, 教授 (00403139)
• 研究分担者: 河瀬 順洋 岐阜大学, 工学部, 教授 (20144735)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 多自由度アクチュエータ / 電磁アクチュエータ / ロボットアーム / 関節アクチュエータ / 電磁場解析 / 動作解析 / 有限要素法

研究概要

本研究では,小型で高トルク・広角駆動を実現できる新しい三自由度球面関節アクチュエータ及びイメージセンサを用いたフィードバック制御法を開発した。人間型ロボットアームへの搭載に向けて充分な性能を確保すると共に,ホール素子によるゼロ点位置検出法との併用により高い位置決め精度を確保した。更に,三次元有限要素法を用いてアクチュエータの動作特性解析法を構築し,最適設計ツールとして活用し試作機による実験検証を行いその有効性を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Dynamic analysis method of spherical resonant actuator using 3D finite element method (2010)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Suzuki, Tadashi Yamaguchi, Yoshihiro Kawase, Koichi Sato, Shuhei Kakami, Katsuhiro Hirata, Tomohiro Ota, Yuya Hasegawa
  • 雑誌名: International Journal of COMPEL(モータ多自由度アクチュエータ) Vol.29, No.5 ページ: 1195-1204
  • 査読あり
• [雑誌論文] 三自由度球面アクチュエータの動作特性解析に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 明宇, 平田勝弘, 前田修平
  • 雑誌名: 電気学会論文誌 VOL.130, No.9 ページ: 1081-1086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proposal of electromagnetic spherical actuator with 3-DOF (2010)
  • 著者名/発表者名: Shohei Ikejiri, Katsuhiro Hirata, Shuhei Maeda
  • 雑誌名: International Journal of COMPEL Vol.29, No.4 ページ: 994-1003
  • 査読あり
• [雑誌論文] New Spherical Resonant Actuator (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuya Hasegawa, Tadashi Yamamoto, Katsuhiro Hirata, Y.Mitsutake, T.Ota
  • 雑誌名: Journal of IOS Press ページ: 220-227
  • 査読あり
• [雑誌論文] 球面共振型電磁アクチュエータに関する研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 長谷川祐也, 平田勝弘, 山本匡史, 光武義雄, 太田智浩
  • 雑誌名: 日本AEM学会誌 VOL.16, No.2 ページ: 162-167
• [学会発表] Application of Vector Control for Spherical Actuator with 3-DOF (2011)
  • 著者名/発表者名: Guan Wenjiao, Katsuhiro Hirata, Shuhei Maeda
  • 学会等名: 電気学会リニアドライブ研究会(LD-11-2, pp.7-11)
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2011-02-16
• [学会発表] イメージセンサを用いた三自由度球面電磁アクチュエータのフィードバック制御に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 前田修平, 平田勝弘, 池尻昌平, ?明宇
  • 学会等名: 電気学会リニアドライブ研究会(LD-10-010, pp.55-60)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-12-14
• [学会発表] Feedback Control of Electromagnetic Spherical Actuator with Three-Degree-of-Freedom (2010)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Maeda, Katsuhiro Hirata, Shohei Ikejiri, Mingyu Tong
  • 学会等名: Proceedings of the 2010 International Conference on Electrical Machines(RF-008125, pp.1-6)
  • 発表場所: Roma, Italy
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] Dynamic Analysis of 3-DOF Actuator Employing 3-D Finite Element Method (2010)
  • 著者名/発表者名: Mingyu Tong, Katsuhiro Hirata, Syuhei Maeda
  • 学会等名: Proceedings of the 14^<th> Biennial IEEE CEFC(14P8)
  • 発表場所: Chicago IL, USA
  • 年月日: 2010-05-11
• [学会発表] Dynamic Analysis Method of Spiral Resonant Actuator Using 3-D FEM (2009)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Suzuki, Yoshihiro Kawase, Tadashi Yamaguchi, Shuhei Kakami, Katsuhiro Hirata, Tomohiro Ota
  • 学会等名: Proceedings of the 17t^<th> Biennial IEEE COMPUMAG(OD1.4, pp.897-898)
  • 発表場所: Florianopolis, Brazil
  • 年月日: 2009-11-25
• [学会発表] 三自由度球面アクチュエータの動作特性解析に関する研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 明宇, 平田勝弘, 池尻昌平, 前田修平
  • 学会等名: 電気学会リニアドライブ研究会(LD-09-050, pp.17-22)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-10-26
• [学会発表] Proposal of Electromagnetic Spherical Actuator with Three-Degree-of-Freedom (2009)
  • 著者名/発表者名: Shohei Ikejiri, Katsuhiro Hirata, Byungjin Yoo, Mingyu Tong
  • 学会等名: Proceedings of the 14^<th> International Symposium on Electromagnetic Fields in Mechatronics, Electrical and Electronic Engineering(pp.117-118)
  • 発表場所: Arras, France
  • 年月日: 2009-09-11
• [学会発表] 有限要素法による三自由度球面電磁アクチュエータの動作特性解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 池尻昌平, 平田勝弘
  • 学会等名: 電気学会リニアドライブ研究会(LD-09-09, pp.47-52)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-01-29