高トルク高精度マイクロハンドリングミニロボットの開発

高扭矩、高精度微搬运微型机器人的开发

• 批准号: 13750114
• 负责人: EKO Purwanto
• 金额: $ 1.22万
• 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 Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750114/
• 关键词: ステータ; ロータ; 超音波モータ; 摩擦材; 摩耗; 積層サンドイッチ型超音波モータ; 高トル; 摩擦トルク; 駆動トルク; ペーパ摩擦材; 寿命

マイクロマシンの分野では,ミニサイズでも大きな駆動力を得ることができるアクチュエータの開発がきわめて重要であるので,本研究は高トルク高精度マイクロハンドリングミニロボットのアクチュエータとして超音波モータを使用することを提案した.これまでにモータの出力トルクを増大させるために,ロータの硬度と弾性率のバランスを調整したり,ロータ表面に摩擦係数の大きい金属メッキを施したりすることで行われてきたが,超音波モータは,圧電素子を用いた摩擦モータであるので,高精度に制御することができるが,大きなトルクが出ると同時に摩擦による摩耗も発生する.また,摩耗により摺動面の接触面積が不均一となり摩擦係数が変化してしまうため,トルクを一定に保つことが困難となる.そこで本研究では,ミニサイズでも安定した高トルク高精度であるマイクロハンドリングロボットの開発を目的とし,以下の実績を報告する.(1)トルクの安定化にペーパ摩擦材を使用した.このペーパ摩擦材は耐摩耗性に優れ,摩擦材に含有するフェノール樹脂の充填率や摩擦材の厚さ方向の分布より硬度変化できる特徴を持っているので,ロータの表面にペーパ摩擦材を貼り付けることにより,時間経過によるトルクの変動を抑えることができることを確認した.(2)トルクの向上化に超音波モータを複数重ねた構造の積層サンドイッチ型超音波モータを提案した.試作した積層サンドイッチ型超音波モータはφ30mmのステータを8枚用いて,サンドイッチ構造(1枚のロータを2枚のステータで挟み込む構造)を4段積み重ねた仕組みになっている.実験より,サンドイッチ型超音波モータの数に対して出力トルクが線形的に増加したことを確認した.(3)高精度の実現に波数による制御方法を提案した.これにより,1/1000°の分解能で位置決めが可能となったことを確認した.以上のことから,本研究の目的が達成されたことを確認した.

In this study, the high-precision and high-precision ultrasonic wave is used in the study of high-precision, high-precision, high-precision, The output of the machine is similar to that of the metal, the ultrasonic wave, the friction of the surface, the hardness, the friction, the hardness, the surface friction, the metal, the surface, the friction, the ultrasonic, the friction, the hardness, the surface friction, the friction, the ultrasonic, the friction, the hardness, the surface friction, the surface friction, the At the same time, it is necessary to increase the wear and tear of the friction machine. Friction, friction and friction. The purpose of this study is to increase the accuracy of the study. (1) to stabilize the friction material and use the friction material. Friction material, friction material, friction material. During the period of time, it is necessary to restrain the detection of ultrasonic waves. (2) to improve the performance of ultrasonic waves. (2) to create a proposal for the active generation of ultrasonic waves by multiplicative analysis. In this paper, we made a series of experiments on the use of 8 ultrasonic devices (1, 2, and 4 segments) of the 30mm ultrasonic equipment. The number of ultrasonic waves is much higher than that of the ultrasonic wave. (3) High precision, wave number, wave number, wave number and control method. The position of the decomposition can be reduced to 1000 °. It is possible that the position can be confirmed. With regard to the above information, the purpose of this study is to confirm.

项目成果

E.Purwanto, S.Toyama: "Development of an Ultrasonic Motor as a Fine-Orienting Stage"IEEE Transactions on Robotics and Automation. Vol.17,No.4. 464-471 (2001)

E.Purwanto、S.Toyama：“作为精细定向阶段的超声波电机的开发”IEEE 机器人与自动化汇刊。

E.Purwanto, S.Toyama: "Development of an Ultrasonic Motor as a Fine-Orienting Stage"IEEE Transactions on Robotics and Automation. Vol.17, No.4. 464-471 (2001)

E.Purwanto、S.Toyama：“作为精细定向阶段的超声波电机的开发”IEEE 机器人与自动化汇刊。

E.Purwanto, S.Toyama, N.Toyoda, H.Murakami: "Control Method of Spherical Ultrasonic Motor with Magnetized Rotor"Proceedings of The Fourth International Conference on Machine Automation ICMA'02. 387-394 (2002)

E.Purwanto、S.Toyama、N.Toyoda、H.Murakami：“磁化转子球形超声波电机的控制方法”第四届国际机器自动化会议 ICMA02 论文集。