ラジアルモーターを用いた小型精密位置決めアクチュエーターの開発

使用径向电机的小型精密定位执行器的开发

• 批准号: 05750132
• 负责人: 周 立波
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Tohoku University
• 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: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750132/
• 关键词: ラジアルモータ; 低回転; 高トルク; 扁平率; 摩擦係数

近年、医療用(ME)あるいは遺伝子工学での細胞操作用アクチュエータにおいて、高精度、高出力かつ小型の回転位置決め機構が要求されている。本研究では、筆者が開発したラジアルモータの原理を用いて、微小回転位置決めアクチュエータを開発した。これは、1個の楕円形のロータと3個の変位素子で構成されるラジアルモータを動力源とし、直線運動を回転運動に変換しているが特徴である。そのため従来のような複雑な減速機構が必要とせず、小型化が容易で、しかも十分な回転位置決め精度等が期待できる。本研究ではアクチュエータを試作し、さらにその動作特性の解析および制御アルゴリズムの検討を行った。1.回転機構部の製作及び小型化 出力ロータと変位素子の間の接触摩擦を極力小さくするため、扁平率95%(楕円率1.053)のハ-モニックドライブをプランジャとしてを使用した。また変位素子には、分解能が十分小さいこと、応答性が速いこと、発生力が大きいことなどから積層型圧電素子を用いた。最大出力1,000N,最大伸び15mumのPZTを動力源として、ロータ円周上に120°位相をずらして3つに配置した。これにより1.5N・mの平均トルクが得られた。出力トルクは、楕円ロータのサイズに比例するが、回転に必要なトルクがサイズに反比例する。したがって、慣性相似形ではミリサイズのアクチュエータの作成が可能である。2.回転機構部の動特性 楕円体の扁平率(短軸/長軸)lambdaについては、発生トルクがlambdaが小さくなるにしたがって大きくなるが、トルク値の変動が大きくなる。またlambdaはトルクの発生し得る領域に無関係である。接触摩擦係数muにつては、トルクが発生する領域muによって制限される。muが大きい場合には、トルクを発生するため、扁平率の大きい楕円ロータが必要である。また変位素子の相については、変位素子相に比例して、発生トルクは増加し、その変動は小さくなる。変位素子が3相以上であれば、理論的に楕円形が連続回転できるが、滑らかなトルク曲線を得るには6相以上の変位素子の配置が望ましい。

In recent years, medical applications (ME) have been required for cell manipulation, high precision, high output, small size and position determination mechanisms. In this study, the author has developed the principle of micro-rotation and micro-rotation. This is a combination of 1 round shape and 3 round position elements, which are characterized by a power source, a linear motion, and a reverse motion. The speed reduction mechanism is necessary, miniaturization is easy, and the position determination is very accurate. This study attempts to analyze and control the motion characteristics of the vehicle. 1. Production and miniaturization of the return mechanism part. Contact friction between the position elements is minimized, and the flatness ratio is 95%(the flatness ratio is 1.053). For example, if the voltage is low, the voltage is high, and the voltage is low. Maximum output 1,000N, maximum extension 15mum PZT power source, 120° phase on the circumference, 3 ° configuration This is a 1.5N·m average. The ratio of output to output is the same as that of output to output. It is possible to create a similar inertia. 2. Dynamic characteristics of the return mechanism part: flatness ratio of the body (short axis/long axis)lambda, lambda, The lambda is not related to the field. Contact friction coefficient mu In the case of mu, it is necessary to develop a large number of flat plates. In addition, the proportion of each element is increased, and the movement is reduced. The position element is more than 3 phases, the theoretical position element is more than 6 phases, the theoretical position element is more than 6 phases, the theoretical position element is more than 3 phases, the theoretical position element is more than 6 phases, the theoretical position element is more than 6 phases, the theoretical position element is more than 6 phases.

项目成果

Lobo ZHOU: "A New Truing/Dressing Method for Super-abrasive Wheels." Proceeding of Anerican Society for Precision Engineering. 234- (1993)

Lobo ZHOU：“一种新的超硬磨料轮修整/修整方法”。