実用性能を有する高出力球面誘導モータの開発と一球車輪型全方向移動車いすへの応用

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23760234
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 東北学院大学
• 研究代表者: 熊谷 正朗 東北学院大学, 工学部, 教授 (70323045)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: ロボティクス / メカトロニクス / 球面モータ / 球面誘導モータ / 平面モータ / ベクトル制御 / 3自由度アクチュエータ / 玉乗りロボット

研究概要

従来の球面モータに比べて出力が大きい、3自由度に角度制限なく回転する球面誘導モータを開発した。トルクは最大 5Nm、球面での推力換算で 40N を出力でき、かつ指令から力出力の安定まで 10ms 未満という応答性を持つなど、移動ロボットの車輪などに使用可能な性能を実現した。また、光学式マウスセンサによる球体の運動計測を併用して、角速度制御、角度制御を実現し、トルク出力と合わせて応答特性を測定し、性能を明示した。

研究成果

• [学会発表] 球面誘導モータのストールトルク特性の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 熊谷正朗
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会(Robomec2013)
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2013-05-24
• [学会発表] Development and Control of a Three DOF Spherical Induction Motor (2013)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Kumagai and Ralph L. Hollis
  • 学会等名: 2013 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA2013)
  • 発表場所: カールスルーエ・ドイツ
  • 年月日: 2013-05-07
• [学会発表] (2012)
  • 著者名/発表者名: 熊谷正朗,加茂雅人,堀川みなみ,八巻昌宏
  • 学会等名: 平面誘導モータの開発と応用機器の試ス講演会(Robomec2012)
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 2012-05-29
• [学会発表] Development and Control of a Three DOF Planar Induction Motor (2012)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Kumagai and Ralph L. Hollis
  • 学会等名: 2012 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA2012)
  • 発表場所: セントポール・アメリカ
  • 年月日: 2012-05-17
• [学会発表] Development of a ThreeDimensional Ball Rotation Sensing System using Optical Mouse Sensors (2011)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Kumagai and Ralph L. Hollis
  • 学会等名: 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA2011)
  • 年月日: 20110000
• [備考]
  • URL: http://www.mech.tohoku-gakuin.ac.jp/rde/
• [産業財産権] Spherical induction motor (2012)
  • 発明者名: Ralph L. HOLLIS, Masaaki Kumagai
  • 権利者名: Ralph L. HOLLIS, Masaaki Kumagai
  • 産業財産権番号: WO2013025499 A1
  • 出願年月日: 2012-08-10
  • 外国