2004 Fiscal Year Annual Research Report
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15700392
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan College of Aeronautical Engineering |
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Principal Investigator |
深谷 直樹 東京都立航空工業高等専門学校, 講師 (80353259)
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| Keywords | 球面超音波モータ / 食事介助 / 超音波モータ |
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| Research Abstract |
本研究で基幹となる技術は、単体3自由度駆動、小型軽量、静粛性を実現する球面超音波モータの基本的特性の向上である。そこで今年度は更なる振動振幅増大のための効果を目的として、ステータ形状の更なる最適設計を行った。超音波モータにおける共振モードは、主にB0nモードとB1nモードが利用される。しかし高次のB1nモードは振動振幅が大きくなる反面、無駄を生じる径方向への変形が大きくなりやすい。またB0nモードでは37.5kHzであるのに対しB1nモードでは72.6kHzと共振周波数が高く、熱損失の影響も軽視はできない。そこで利用モードはb0nモードとし、これに特化した接触片形状について検討した。この結果、櫛歯状の切り込みを設ければ接触片の影響を支配するのは主として高さであり、その大きさは基礎円環部の径方向長さに対し26.4%を境とした領域で遷移が見られるようになった。よって接触片高さは基礎円環部の径方向長さに対し25%以下が望ましいという設計指針を得るに至った。
またロボット本体の試作も行い、形状による周囲環境への親和性について評価した。これは本研究が対象とする利用者の多くは高齢者であり、またスプーン等の食器を介するとはいえ、機械が直接触れるという行為を考えれば従来の機械的なロボットは心理的恐怖感を引き起こす危険性がある。そこで恐怖感を覚えず、親しみと安心感を与える形状について試作を行い、検討を行った。この結果、大きさ(全長)、動作の速度のみならず、駆動音が大きな要素を占めることが明らかとなった。これは音の大小より、その音の質(モータ等の駆動音)に支配されるもので、生物でない強大な動力と暴走への不安感を煽るといった心理的要因から来るものと推察される。ことも分かった。大きさと速度は予想の範疇内であったが、駆動音が重要な意味を持つということは新しい知見であり、今後重要な意味を持つ結果である。
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