Development of Six DOF Tubular Linear Motor for Three Dimensional Motion Control

用于三维运动控制的六自由度管状直线电机的开发

• 批准号: 21H01306
• 负责人: 下野 誠通
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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-21H01306/
• 关键词: 電気機器工学; モーションコントロール; 制御工学; モータドライブ; パワーエレクトロニクス

令和４年度では、まず「研究項目Ａ：６自由度リニアモータの三次元構造に関する数理学研究」において、前年度の成果を基に、試作開発を行う６自由度リニアモータの実機構造を反映させた三次元モデルを新たに改良作成し、シミュレータソフトを用いた有限要素法による電磁界解析を行った。６軸それぞれにおける出力特性を得られた数値結果から検証することで、考案モータの実現可能性を改めて確認することができた。この解析結果を受けて、「研究項目Ｂ：６自由度リニアモータの設計試作と駆動実験」では、昨年度のモータ設計結果を基にして、試作モータおよび試験装置の試作を完了した。そして、簡易的な動作試験を実施し、６軸に対して出力が可能であること、また、６つの出力軸の内、直動方向の推力と可動子軸周りの回転トルクの２つを独立に発生させることが可能であることまで実験結果から確認することができた。さらに、これらの２軸の推力特性およびトルク特性を計測することで、試作モータの基本特性を部分的に明らかにした。「研究項目Ｃ：運動制御の実装による有用性実証」では、６自由度リニアモータのためのモード駆動制御理論の研究に継続して取り組み、最終年度となる令和５年度に実施する制御実験に向けた準備として、運動制御アルゴリズムを実装するためのＦＰＧＡコントローラの基礎検討を行った。令和４年度においては、本研究に関連する多自由度リニアモータの開発研究成果を２件の招待講演の中で紹介し、国際的な成果還元に努めた。

In 2004, he presented "Research Project A: Mathematical Research on Three-dimensional Structure with 6-DOF" and "Experimental Development of Three-dimensional Structure with 6-DOF". 6-axis output characteristics are obtained from the numerical results of the test, and the possibility of the test is changed. The analysis results were analyzed and "Research Project B: Design Trial of 6-DOF Motion Control" was completed. The simple motion test is carried out, the 6-axis corresponding force is possible, the thrust of the 6-axis output shaft in the straight direction and the thrust of the movable sub-shaft is independently generated, and the result is confirmed. The thrust characteristics of the two axes are measured in detail. "Research Project C: Demonstration of the usefulness of motion control implementation," 6-DOF motion control theory research, selection and organization, final year order and 5-year implementation of motion control implementation, preparation, motion control implementation, FPGA development and basic research. In 2010 and 2014, the research was conducted in a multi-degree of freedom (DOF) environment. The research results were presented in two presentations and returned to the international community.

项目成果

円筒形四自由度モータの巻線端部形状による出力影響に関する考察

圆柱四自由度电机绕组端部形状对输出影响的考虑

• 发表时间: 2021
• 作者: Hailong Liu;Shota Inoue;Takahiro Wada;永石和也，下野誠通
• 通讯作者: 永石和也，下野誠通

Design and Analysis of a 6-DOF Cylindrical Motor

六自由度圆柱电机的设计与分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 日下部大輝;梅舘拓也;岩本憲泰;Kazuya Nagaishi and Tomoyuki Shimono
• 通讯作者: Kazuya Nagaishi and Tomoyuki Shimono

Real Haptics and Its Applications to Medical System

真实触觉及其在医疗系统中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: Aoyagi Taiga;Otomo Yoshitsugu;Igarashi Hajime;Sasaki Hidenori;Hidaka Yuki;Arita Hideaki;Tomoyuki Shimono
• 通讯作者: Tomoyuki Shimono

Damage Analysis of Surgical Drill Bar Based on Force Sensing Technology

基于力传感技术的手术钻杆损伤分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 渡辺彗光;梅舘拓也;秋山佳丈;岩本憲泰;Tomoyuki Shimono
• 通讯作者: Tomoyuki Shimono