静電力によって駆動される,ロボットハンド用軽量・高出力アクチュエータの開発

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本研究では,軽量高出力を特徴とする静電アクチュエータの開発と,それを組み込んだロボットハンドの製作を目指した.平成9年度には,ロボットハンドに組み込むための静電アクチュエータの設計・製作を行った。設計においては,5個のアクチュエータをロボットハンドへと組み込むことを目的とした.これを受け,平成10年度は,モータの制御技術の開発と駆動装置の開発を行った.試作した静電アクチュエータを,ロボットハンド駆動用に用いる.ためには,アクチュエータの発生力を正確に制御するための技術が不可欠である.そこで,制御技術に関する理論的検討を行い,検証用アクチュエータを用いて,その有効性の検証を行った.その結果,提案した制御技術が,アクチュエータの発生力を制御するのに十分有効であることを確認し,検証用アクチュエータにより倒立振子の安定化制御等を行うことにも成功した.試作したアクチュエータを駆動・制御するには,1kV以上の電圧を数百Hzの周波数帯域で自由に制御できる電源装置が必要である.しかし,一般に市販されているもので,そのような要求を満たす装置は,高価かつ大型のものしか存在しない.本研究では,5個のアクチュエータを同時に制御することを目的としたが,そのような市販装置を用いて5個のアクチュエータを同時に駆動しようとすることは,コスト,設置スペースの両面から,大いに問題がある.そこで,この問題を解決すべく,小型で安価な駆動装置の開発を行った.開発した駆動装置では,トランスを有効に活用し,トランスと静電アクチュエータとの間で電気的共振をさせる等の工夫を施すことで,従来より小型かつ安価な装置を実現することに成功した.