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

基本信息

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

项目摘要

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．

对线性接头进行了特征性的握把测试，该线性接头结合了磁性齿轮和磁铁板以传输非接触式功率。磁性齿轮由AC伺服电动机旋转，并在磁性齿轮上方和下方的磁盘线性移动。使用激光位移计测量线性位移，并比较并检查伺服电动机的扭矩和旋转角度。结果，证实没有接触磁性齿轮和磁铁板，因此刚度和阻尼特性是预期的。还确认磁性齿轮和磁板之间存在很强的非线性。还证实，模拟了ParameCha中的实际关节布置，并将相对于基础的对角线放置在很大程度上受重量的影响。另一方面，已经揭示了当磁性齿轮的电线杆和顶部和底部磁铁板的数量相同时，齿轮的效果很大，因此需要考虑测量。此外，作为非接触式驱动力大电平机构的应用，我们使用轴向磁场齿轮对低温真空对空间环境进行了调整，其轴向磁场齿轮的还原比为3。最大2.5nm的功率实验，最高2.5nm，最高旋转速度在2500rpm的最大旋转速度下，在大气压下，在大气中，低空空变，低空空间，在室内温度低水平，并在房间温度下，室温下，并在房间温度下，室内温度低水平。尽管随着扭矩的增加，传输效率的提高，但在室温下，在室温下，传输效率在室温下高达75％，但在室温真空吸尘器下降低了约13％，在低温真空吸尘器下进一步降低了约15％至约37％。这被认为是磁通密度降低和轴承摩擦扭矩增加的影响，因为磁铁的温度由于真空的增加而升高。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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

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