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MR(磁気粘性)流体を作動流体とした液圧サーボシステム

使用MR（磁流变）液作为工作液的液压伺服系统

基本信息

批准号：
11750133
负责人：
吉田和弘
金额：
$ 0.51万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

MR(磁気粘性)流体は,印加磁界によりみかけの粘度を制御できる機能性流体であり,電界により粘度制御できるER流体と比べ大きな力を制御できる.本研究課題では,MR流体を作動流体とした,可動部のない単純構造で高パワーの制御が可能な液圧制御弁(MRバルブ)を提案,試作し,液圧サーボシステムへの応用を試みた.昨年度は,市販のMR流体を作動流体とした2ポートMRバルブを試作し,ベローズ形アクチュエータの位置決め制御に応用した.しかし市販のMR流体は,密度が高い軟鉄の微粒子を分散させるため基底粘度が高く設定されており,粘性圧力損失が大きい問題があった.そこで本年度は,フェライト粒子を用いた基底粘度の低いMR流体を提案,試作するとともに,永久磁石を用いた小形3ポートMRバルブの提案,試作,および特性実験をおこなった.まず,基底粘度が低いMR流体を実現するため,密度が比較的低く,磁化特性が優れているフェライトの微粒子を分散させたMR流体を提案,試作し,特性実験をおこなった.フェライトの種類,粒子径,および粒子含有率を変え界面活性剤により分散安定性が得られた4種類の試作MR流体に対し,昨年度得られた知見に基づき設計,試作した2ポートMRバルブを用いて特性実験をおこない,その静特性および動特性を明らかにするとともに,静特性を記述する数学モデルを構築した.つぎに,永久磁石を利用し小形化を図った3ポートMRバルブを提案し,前述のMR流体の数学モデルを用いたバルブ静特性の理論解析をおこない,バルブサイズを決定するMR流体の評価量を導出した.さらにこの評価量により選定された試作MR流体を作動流体とした3ポートMRバルブを設計,試作し,実験により静特性および動特性を明らかにした.最後に,試作した3ポートMRバルブによりベローズ形アクチュエータを制御する位置制御システムを構築し,ステップ応答実験によりその動作を確認をした.

MR(Magnetic-Viscous) Fluids, Inca Magnetic Field Viscosity Control Functional Fluids, Electrical Field Viscosity Control ER Fluids Specific Strength Control. The purpose of this research is to propose a simple structure for MR fluid actuation fluid, and to test the application of MR fluid actuation fluid. Last year, the market for MR fluid actuation fluid was tested, and the shape of the MR fluid was determined. MR fluids in the market have a high density, a high dispersion of particles in soft iron, and a high base viscosity, and a high viscous pressure loss. This year's proposal for MR fluids with low substrate viscosity for particle applications, trial use, permanent magnet applications, small MR fluids, trial use, and characteristics. MR fluids with low substrate viscosity, relatively low density, excellent magnetization characteristics and dispersion of fine particles are proposed for MR fluids. The types of particles, particle diameters, particle content, interfacial activity, dispersion stability, and stability of the four types of MR fluids were studied. The basic design, experimental design, and experimental design of MR fluids were studied. The static characteristics and dynamic characteristics of the MR fluids were described. In this paper, the use of permanent magnets to reduce the size of MR fluid is proposed, and the mathematical model of MR fluid is used to analyze the static characteristics of MR fluid. The evaluation of MR fluid is selected to test MR fluid design, test, static and dynamic characteristics. Finally, try to construct the position control system, and confirm the operation of the system.