2013 Fiscal Year Research-status Report
高出力球面誘導モータの性能評価手法の開発と実用性向上のための制御性向上
| Project/Area Number |
25420221
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tohoku Gakuin University |
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Principal Investigator |
熊谷 正朗 東北学院大学, 工学部, 教授 (70323045)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 球面誘導モータ / 球面モータ / 多自由度アクチュエータ |
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| Research Abstract |
本研究の目的は球面誘導モータを対象として、球面モータの動的な、すなわち回転中の３軸トルクの測定手段を開発すること、およびそれに基づきモータの効率の評価改善などを行うことであり、初年度は測定手段の開発が主目標であった。事前の研究により、６軸力覚センサを用いて静止時の測定は実現しており、回転させつつの測定が課題である。
このためには、外部から気圧を調整可能な吸盤状のパッドを用い、負圧によって球面への押し付け力を調整し、摩擦力を可変とすることで回転中の負荷トルクを与えるものとした。このパッドに力覚センサを固定することで回転中の負荷トルクの測定が可能であることは確認した。ただし、気圧は手動調整にとどまっており、目標負荷トルクに応じて自動調整する手段が不足する。今後、気圧制御可能な電磁弁と組み合わせて測定トルクをフィードバックするものとする。
本モータ自体の課題点として、ロータ表面に摩擦やクッション性を持たせることが難しい点がある。これは誘導モータの性質上、ロータの銅層鉄層と電機子の距離は狭いことが望ましく、ロータ上に厚いゴム層などを設けられないことによる。そこで、本モータをロボットの移動手段として用いるために、ロータと別のゴムボールのような球体を接触させて間接的に動力を外部に取り出す手段を考案、検証した。ロータとボールの中心を通る軸を仮にヨー軸とおくと、ヨー軸まわりは同方向に、ピッチとロール軸まわりの回転は逆方向に回転が取り出せる。これをタイヤ代わりとできるほか、上記負荷トルクがブレーキにしかならないことに対して、増速方向の外力を作用させた場合のモータの特性の検証にも使用できると考えている。
そのほか、実験装置面の改良や球面モータでカメラを駆動するなどの関連実験も行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
主な要因は業務時間の活用に関する問題であり、この点については外的要因はあったものの、解消する努力が不足した。
また、本研究に関連した内容で急の執筆依頼を受けて、研究本体の遅延の挽回に影響がでることは明白であったにもかかわらず引き受けて原稿としてはまとめたが、諸般の事情で出版にはつながらず、結果的にこれも判断ミスであった。
これらの要因は２６年度には生じないと考えられ、遅れを取り戻せるように留意する。
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| Strategy for Future Research Activity |
前述の通り、研究には大きな遅れが生じており、まずは実装面でこれを取り戻すことが先決である。２６年度、２７年度では球面モータの外部企業への部分的な試作委託も含めて、総合的な評価をすることになっており、タイムスケジュール的には出力計測手段の確立と、外部委託のための作業（具体的には業者の選定や打ち合わせに基づく再設計など）を平行して行う必要がある。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
研究に関連する物品（消耗品も多い）を購入するに当たって半端な残額が生じ、無理に小物を購入してゼロとするよりは次年度に合算して活用した方がよいと考えたため。
実験装置の開発などに必要な部品類の購入に充てる。
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