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球面超音波モータを用いた宇宙空間及び高真空用マニピュレータの開発

使用球形超声波电机的空间和高真空机械手的开发

基本信息

批准号：
08650310
负责人：
遠山茂樹
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究において製作した宇宙空間及び高真空空間用マニピュレータは各関節部に摩擦駆動である超音波モータを使用している。これは従来の電磁モータに比べ構造が簡単で低速・高トルクという特性があるからである。また、超音波モータのロータ形状を球にして2〜4枚のステ-タで挟み込むことによって1関節あたり最大3自由度を持たせる事に成功した。従来型の球面超音波モータでは摩擦駆動で在るにもかかわらず高い押付圧を負荷する事ができないでいた。これはステ-タの櫛歯の付け根の剛性が低いために高い押付圧を負荷すると変形を起こしてしまい駆動力がロータに伝わらない為であった。本研究においては従来のBsBmよりも剛性の高いSUSを使用する事で従来のものより4割増しの駆動トルクを得るに至った。また、ステ-タの形状はロータと密接するように設計されていた従来型では内側の回転が負荷の役割を果たしてしまう事が判明したので内側を削り取った新型を採用した。これにより従来型の4倍の駆動力をロータに与える事が可能となった。宇宙空間・高真空状態において留意しておかなければならない点は、まず重力は存在しないが慣性力は存在するので、急激な運動エネルギ変化を生じさせるような駆動方法は使用できない。そこで速度制御用のパラメータの位相差を起動・停止・方向変換時に変化させるようにプログラムを組んだ。太陽風等の影響は減速器が必要の無いぶん、小型化できるので影響を受け難くできるものと思われる。また、高真空状態での留意点は潤滑が全く効かない事と対流が存在しないために内部の熱が問題となる事である。しかし、超音波モータは摩擦駆動なので潤滑の必要がない。熱問題からは逃げる事ができないが、ステ-タ・ロータの最適材質・最適設計を行う事で実用レベルにまでに達した。故に球面超音波モータを利用した宇宙空間用マニピュレータは極めて有効であると結論付けられる。

This study is aimed at producing ultrasonic waves for outer space and high vacuum space. This is a simple electromagnetic structure with low speed and high speed. 2 ~ 4 pieces of the ultrasonic wave are successfully applied to the maximum of 3 degrees of freedom. Spherical ultrasonic waves of different types are used for friction and vibration. The stiffness of the tooth is low, the pressure is high, the load is high, the shape is high, the power is high, and the tooth is high. In this study, the use of BsBm and SUS in the treatment of chronic diseases was investigated. The design of the inner part of the body is to determine the inner part of the body. This is the fourth time I've ever been able to do this. Outer space: High vacuum conditions, attention to point, gravity, imaginary forces, rapid motion, transformation, and use. The speed control system is composed of the following components: phase difference, start, stop, direction change, etc. The influence of solar wind and other factors on the speed reducer is necessary, and the miniaturization of the speed reducer is difficult. High vacuum condition, attention point, lubrication, internal heat, etc. Ultrasonic vibration is necessary for friction and lubrication. The heat problem is that the best material and the best design are the best ways to solve the problem. Therefore, spherical ultrasound is used in outer space.