Development of Spring Actuator Stacked of Iron Powder Layers with Electromagnetic Control

电磁控制铁粉层层叠弹簧致动器的研制

• 批准号: 18560220
• 负责人: NAGAYA Kosuke
• 金额: $ 2.55万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18560220/
• 关键词: Actuator; Spring; Iron powder layer; Electromagnetic Force; Control; Large Displacement; Large Damping; Vibration Isolation

A new spring type actuator is presented in which controls are possible by using usual control methods such as PID control. The actuator consists of a usual helical coil spring and a number of iron (ferrite) powder layers inside. The iron layers are made of silicon based adhesive material involving iron particles. The layers are pasted to the coil spring with a certain air gap between each layer. To achieve both extensive and compressive motions, a permanent magnet is attached to the top of the spring and electromagnet to the base, and the motion of the top of the actuator is controlled by electric currents in the coil of the electromagnet. A method of forming the actuator is presented, and its design formulae are presented. Especially, the work area is large enough in spite of the size being small in comparison with other actuators. The actuator is utilized to a vibration isolation system, and it is ascertained that the actuator can control vibrations of the vibrating body to be significantly small under the disturbance cancellation control method developed by the present author.

提出了一种新型的弹簧式执行器，在该执行器中可以使用常规的控制方法如PID控制来进行控制。致动器由一个普通的螺旋弹簧和内部的铁（铁氧体）粉末层的数量。铁层由包含铁颗粒的硅基粘合剂材料制成。这些层被粘贴到螺旋弹簧上，每层之间具有一定的气隙。为了实现伸展和压缩运动，永磁体附接到弹簧的顶部，电磁体附接到基部，并且致动器的顶部的运动由电磁体的线圈中的电流控制。提出了一种驱动器的成形方法，并给出了设计公式。特别是，尽管与其他致动器相比尺寸较小，但工作区域足够大。该致动器被用于隔振系统，并且可以确定，在本作者开发的干扰消除控制方法下，该致动器可以将振动体的振动控制为非常小。

项目成果

永久磁石式コイルばねアクチュエータの開発と電磁力制御

永磁螺旋弹簧致动器及电磁力控制的开发

• 发表时间: 2006
• 期刊: ばね論文集 Vol.51
• 作者: 能登谷雅幸;畑秀樹;藤中哲也;坂本直也;長屋幸助
• 通讯作者: 長屋幸助

永久磁石と鉄粉層内蔵ばねによるアクチュエータの開発とその解析

使用内置铁粉层的永磁体和弹簧的致动器的开发和分析

• 发表时间: 2006
• 期刊: 日本機械学会ブロック合同講演会2006講演論文集
• 作者: 能登谷雅幸;長屋幸助;坂本直也;藤中哲也;畑秀樹;鄭娟莉
• 通讯作者: 鄭娟莉

鉄粉層を有するばね型アクチュエータを用いた高速2次元位置制御機構の開発と電磁力制御

使用铁粉层弹簧式执行器和电磁力控制的高速二维位置控制机构的开发

• 发表时间: 2007
• 作者: 藤中哲也;長屋幸助;鹿島健作坂本直也
• 通讯作者: 鹿島健作坂本直也

Spring actuator stacked of iron particles layers with permanent magnet and its application to vibration isolation control

永磁铁颗粒层堆叠弹簧致动器及其在隔振控制中的应用

• 发表时间: 2007
• 作者: Kosuke NAGAYA;Hideki HATA;Asuka NOJIRI;Naoya SAKAMOTO
• 通讯作者: Naoya SAKAMOTO

鉄粉層内蔵ばね型アクチュエータを用いた高速二次元位置制御機構の開発と電磁力による制御

开发使用内置铁粉层的弹簧式执行器并利用电磁力进行控制的高速二维位置控制机构

• 发表时间: 2007
• 作者: 藤中哲也;長屋幸助;鹿島健作;坂本直也
• 通讯作者: 坂本直也