人のような空間認識能力を持つ多自由度アクチュエータ駆動二眼カメラシステムの開発

具有类人空间识别能力的多自由度执行器驱动双镜头摄像系统的开发

• 批准号: 18J20150
• 负责人: 部矢 明
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J20150/
• 关键词: 多自由度アクチュエータ; 電磁アクチュエータ

本研究ではこれまで，人の眼球のように小型で高い運動性能を持つ眼球アクチュエータを開発し，視覚インタフェースへの応用を検討してきた。眼球アクチュエータは電磁力により1台で3自由度回転動作を生成する多自由度電磁アクチュエータである。人の眼球と同等サイズであり，人以上の角加速度特性を有することを試作検証により明らかとした。また，汎用モータドライバを用いて駆動可能であり，簡素な制御装置で多自由度動作を生成できる。一般的な多自由度駆動機構では，複数のモータとリンクを組み合わせて多自由度動作を生成する必要があった。また，従来の多自由度アクチュエータは構造が複雑であり，大型な制御装置により駆動されるものであった。そこで申請者は3つの電磁アクチュエータの磁気回路を集積回路のように小球体積内に集積化した3次元の新しい磁気回路を提案した。これにより，制御装置の圧倒的な簡素化を実現するとともに，高い運動性能を達成した。本年度においては，眼球アクチュエータを狭小な人型ロボット頭部に集約させるためには，さらなる構成部品数の削減とドライバの簡素化が必要となることに着目し，新しい眼球アクチュエータの構造を提案した。従来構造では，1自由度につき1個のHブリッジ回路を用いて，合計3個のHブリッジ回路により3自由度運動を生成していた。これは3軸まわりのトルクを1相で制御する原理を採用していたためである。新構造においては，コイル通電時に発生する力ベクトルの合成により3自由度運動を生成する新原理を提案した。これにより4相ハーフブリッジ回路による3自由度運動の生成が可能となり，スイッチング素子の数を3分の2に削減した。また，半分のコイル・永久磁石数での構成を可能とした。提案アクチュエータは3自由度アクチュエータとして最小構成であり，ロボット眼球のみならず産業用途をはじめとして様々な分野での応用が期待できる。

The purpose of this study is to improve the performance of human eyeballs, which is used in the study. The eyeball is in contact with the magnetic force. The 3-degree-of-freedom feedback action is used to generate a multi-degree-of-freedom electro-magnetic device. People's eyeballs are equal to each other, and the angular acceleration characteristics of people above are known as angular acceleration characteristics. It is possible to use the control device to generate a multi-degree-of-freedom action. In general, the multi-degree-of-freedom motion mechanism is complex, and the multi-degree-of-freedom action is generated by combining the multi-degree-of-freedom action system. In recent years, the multi-degree-of-freedom system has been used to make a copy of the equipment, and the large-scale control device will operate the equipment. The applicant

项目成果

Dynamic Modeling and Control of Three-Degree-of-Freedom Electromagnetic Actuator for Image Stabilization

图像稳定三自由度电磁执行器的动态建模与控制

• DOI: 10.1109/tmag.2018.2845438
• 发表时间: 2018
• 期刊: IEEE Transactions on Magnetics
• 影响因子: 2.1
• 作者: Heya Akira;Hirata Katsuhiro;Niguchi Noboru
• 通讯作者: Niguchi Noboru

5自由度振動アクチュエータの提案

5自由度振动执行器的提案

• 发表时间: 2020
• 作者: Akira Heya;Katsuhiro Hirata;部矢明，平田勝弘
• 通讯作者: 部矢明，平田勝弘

磁気式動力伝達構造体

磁力传动结构

• 发表时间: 2019

Structural Simplicity and Performance Comparison of Magnetic Lead Screws without Spiral Permanent Magnets

• DOI: 10.1002/tee.23317
• 发表时间: 2021-01
• 期刊: IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering
• 影响因子: 1
• 作者: A. Heya;Y. Nakata;H. Ishiguro;K. Hirata

Interference suppression of triaxial active control magnetic bearing using nonlinear compensator

利用非线性补偿器抑制三轴主动控制磁力轴承的干扰

• DOI: 10.14243/jsaem.28.219
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of the Japan Society of Applied Electromagnetics and Mechanics
• 作者: Akira Heya;Yoshihiro Nakata;Hiroshi Ishiguro;Katsuhiro Hirata;西出圭吾， 部矢明 ，平田勝弘;森田真仁， 部矢明 ，高原一晶，平田勝弘;元辻友彰，加藤雅之， 部矢明 ，平田勝弘;西出圭吾， 部矢明 ，平田勝弘
• 通讯作者: 西出圭吾， 部矢明 ，平田勝弘