Development of electromagnetic-piezoelectric hybrid actuator system for haptic interface

用于触觉界面的电磁-压电混合执行器系统的开发

• 批准号: 21360106
• 负责人: AOYAGI Manabu
• 金额: $ 11.98万
• 依托单位: Muroran Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21360106/
• 关键词: 機械力学・制御; バーチャルリアリティ; 電気機器工学; メカトロニクス; 超音波アクチュエータ; 圧電ブレーキ; 圧電クラッチ; 電磁モータ; 力触覚; 予圧制御; フォースフィードバック; ハイブリッド; フォースフィードバックー

A hybrid system using piezoelectric brake (PB), ultrasonic motor(USM) and electromagnetic motor(EMM), which have different characteristics, successfully achieved to represent the realistic feeling with wide ranges of force. The combination and control method of the actuators were examined by virtual models produced in personal computer. The feelings of reaction and roughness were able to be represented enough with friction control by using only PB. The EMM and USM were suitable to represent an elastic force and repulsive force, respectively, which needed sudden acceleration. Moreover, the hybrid system extended to two-degree-of-freedom motion enabled a two-dimensional operation. The testers' evaluation of the hybrid system was high. Hence, the objective of this study was almost achieved.

采用具有不同特性的压电制动器（PB）、超声波电机（USM）和电磁电机（EMM）的混合系统，成功地实现了宽范围力的真实感觉。通过个人计算机中产生的虚拟模型来检验执行器的组合和控制方法。仅使用PB就可以通过摩擦控制充分表现出反作用力和粗糙度的感觉。 EMM和USM分别适合表示需要突然加速的弹力和斥力。此外，混合系统扩展到二自由度运动，实现了二维操作。测试人员对混合动力系统的评价很高。至此，本次研究的目的就基本达到了。

项目成果

電磁-圧電ハイブリットアクチュエータシステムの研究(1)

电磁-压电混合执行器系统研究（一）

• 发表时间: 2010
• 作者: Yoji Oya;Shunsuke Miyamoto;Toshihiko Shiraishi and Shin Morishita;Ryo Yui;桶谷涼太,秋庭啓次郎,青柳学,高野剛浩,田村英樹
• 通讯作者: 桶谷涼太,秋庭啓次郎,青柳学,高野剛浩,田村英樹

超音波アクチュエータの予圧制御と力覚提示への応用

超声波执行器的预载控制及其在力觉呈现中的应用

• 发表时间: 2009
• 作者: 青柳;武村;秋庭;高野;田村;富川
• 通讯作者: 富川

クラッチ機能を備えた超音波アクチュエータの構成(第5報)-電磁モータとのハイブリット化の試み-

带离合器功能的超声波促动器的结构（第5次报告） - 与电磁马达的混合尝试 -

• 发表时间: 2011
• 作者: 桶谷;青柳;高野;田村
• 通讯作者: 田村

電磁・圧電ハイブリットアクチュエータシステムの研究(1)

电磁/压电混合执行器系统研究（1）

• 发表时间: 2010
• 作者: 桶谷;秋庭;青柳;田村;高野
• 通讯作者: 高野

電磁-圧電ハイブリットアクチュエータシステムの研究(2)

电磁-压电混合执行器系统研究（二）

• 发表时间: 2011
• 作者: 桶谷涼太;青柳学;高野剛浩;田村英樹
• 通讯作者: 田村英樹