2015 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ圧電アクチュエータ群を搭載したカプセル型治療ロボットの開発
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25709017
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
真下 智昭 豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 准教授 (20600654)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 圧電アクチュエータ / マイクロモータ / 超音波モータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マイクロ超音波モータは，実用的水準である10マイクロNmというトルクを達成したが，実験条件ごとの性能について十分に調査する必要があった．そこで，電圧の振幅，周波数，ステータとロータ間に働く押付力（予圧）の大きさを変更した場合のモータの出力を実験的に明らかにした．またこれらの性能を評価するための力学モデルを作り，実験結果を理論的に評価した．理論に基づいて，効率の改善策にも取り組んだ．
カプセルサイズの機器への実装を目指して，ステータ，ロータ，予圧機構を含めたモータ機構の小型化設計を行った．直径約0.8mmのマイクロコイルを用いた予圧機構を開発し，モータを全体で約2mmまで小型化し，10マイクロNm以上のトルクを得ることに成功した．モータドライバ回路を試作し，温度や湿度などの変化に対する耐環境性の調査を行った．電磁モータと同様に，超音波モータも温度上昇を伴うが，試作したマイクロ超音波モータで，数分程度であれば安定した回転を実現できることを実験で明らかにした．複数個のモータの同期制御手法は，応用を目指すカプセル型ロボットで，カメラや鉗子を同時に駆動するために重要である．そこで，モータドライバ回路を用いて同期制御系を構築し，複数個のマイクロ超音波モータを駆動できるようにした．
さらに小さいマイクロ超音波モータの開発を目指して，0.5mm角のステータを用いたマイクロ超音波モータの開発を行った．1mm以下のサイズでは，加工性や把持性などが著しく低下する．加工した部品は変形を生じ，バリは相対的に大きくなる問題がある．そこで，加工方法を研究し，変形やバリの発生を最も抑えられる方法としてワイヤ放電加工および研磨を採用し，加工した部品を把持して組立するためにマイクロマニピュレータを開発した．超小型モータの試作および駆動実験を行い，トルク，回転数，効率の評価に成功した．
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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