大移動量を可能とする対向面磁石列配置によるパラメカの高速高精度位置決め装置の開発

开发出高速、高精度辅助机械定位装置，该装置采用相对表面上的磁体排排列，可实现大移动距离

• 批准号: 21K03941
• 负责人: 田中 淑晴
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Technology, Toyota College
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03941/
• 关键词: 磁気歯車; 位置決め; パラレルメカニズム; 磁気駆動

磁気歯車と磁石プレートを組み合わせた非接触動力伝達を行う直動ジョイントの特性把握試験を実施した．ACサーボモータによって磁気歯車を回転させ，磁気歯車の上下に配置した磁石プレートを非接触に直動させる．その直動変位をレーザ変位計にて測定し，サーボモータのトルク，回転角度との比較検討を行った．その結果，予想されていたとおりに，磁気歯車と磁石プレートが非接触であるため剛性および減衰性が悪いことが確認できた．また，磁気歯車と磁石プレートの間に強い非線形性があることも確認できた．実際のパラメカでのジョイント配置を模擬して土台に対して斜めに配置したことによって自重の影響を大きく受けることも確認できた．一方で，磁気歯車と上下配置の磁石プレートの極数が一致するとコギングが大きな影響を及ぼすことが明らかとなったため，対策を検討する必要がある．また，非接触駆動のパラメカの応用として，減速比３の軸方向磁場磁気歯車を用いて低温真空の宇宙環境への適応を検討した．常温大気圧・常温低真空・低温低真空下において最大2.5Nm，最大回転速度2500rpmで動力実験を実施した．トルクが増加すると伝達効率は増加するものの，常温大気圧で最大75％程度の伝達効率を示したが，常温真空では約13％程度低下し，さらに低温真空下では15％程度低下し37％程度まで低下した．真空による磁石の温度上昇が比較的増加するために磁束密度の低下，ベアリングの摩擦トルクの増加などの影響と考えられた．

The magnetic vehicle is equipped with non-contact power transmission, and the characteristics of the magnetic vehicle are controlled. The angle of rotation is measured by the rotation meter, and the angle of rotation is compared. The result is that the magnet is not in contact with the material, and the material is rigid and attenuated. The magnetic field and the magnetic field are not linear. In the case of a large number of cases, it is necessary to verify the information provided by the relevant departments. The number of poles of the magnets arranged up and down in one direction is consistent, and the influence of the magnet on the magnetic field is obvious. The application of non-contact magnetic field in the axial magnetic field of reduction ratio 3 is discussed. Normal temperature high pressure·Normal temperature low vacuum·Low temperature low vacuum maximum temperature 2.5Nm, maximum return speed 2500rpm power operation. In addition to the increase in the efficiency, the efficiency at room temperature and high pressure is up to 75%, while at room temperature and vacuum it is about 13% lower, while at low temperature and vacuum it is 15% lower and 37% lower. The temperature rise of the magnet in vacuum causes the magnetic beam density to decrease, and the friction between the magnet and the magnet increases.

项目成果

磁気リニア駆動式直動ジョイントの特性調査

磁力直线驱动式直线运动关节特性研究

• 发表时间: 2023
• 作者: Shu Karube;Yuki Uemura;Takuji Kousaka;Naohiko Inaba;岩月勇樹，田中淑晴，小谷明，原野智哉，綿崎将大，山口康太
• 通讯作者: 岩月勇樹，田中淑晴，小谷明，原野智哉，綿崎将大，山口康太

磁石列の対向面配置におけるトルクの違い

由于磁体阵列在相对表面上的布置而产生的扭矩差异

• 发表时间: 2022
• 作者: Shu Karube;Yuki Uemura;Takuji Kousaka;Naohiko Inaba;岩月勇樹，田中淑晴，小谷明，原野智哉，綿崎将大，山口康太;振動を利用した歯車加工法の開発 -工作物支持系のばね定数が表面粗さに与える影響-;岩月勇樹，田中淑晴，原野智哉，小谷明，綿崎将大
• 通讯作者: 岩月勇樹，田中淑晴，原野智哉，小谷明，綿崎将大

磁気歯車を用いた直動ジョイントの特性調査

利用磁力齿轮的直线运动关节特性研究

• 发表时间: 2023
• 作者: Atushi Takano;Satoru Sakai;岩月勇樹，田中淑晴，原野智哉，小谷明，綿崎将大，山口康太
• 通讯作者: 岩月勇樹，田中淑晴，原野智哉，小谷明，綿崎将大，山口康太

非接触直動ジョイントのトルク・回転角・直線変位の関係

非接触式直线运动关节扭矩、旋转角度和线性位移的关系

• 发表时间: 2022
• 作者: Ryo Arai;Teruo Kato;Satoru Sakai;岩月勇樹，田中淑晴，原野智哉，小谷明，綿崎将大
• 通讯作者: 岩月勇樹，田中淑晴，原野智哉，小谷明，綿崎将大