Development of Six DOF Tubular Linear Motor for Three Dimensional Motion Control

用于三维运动控制的六自由度管状直线电机的开发

• 批准号: 21H01306
• 负责人: 下野 誠通
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01306/
• 关键词: 電気機器工学; モーションコントロール; 制御工学; モータドライブ; パワーエレクトロニクス

令和４年度では、まず「研究項目Ａ：６自由度リニアモータの三次元構造に関する数理学研究」において、前年度の成果を基に、試作開発を行う６自由度リニアモータの実機構造を反映させた三次元モデルを新たに改良作成し、シミュレータソフトを用いた有限要素法による電磁界解析を行った。６軸それぞれにおける出力特性を得られた数値結果から検証することで、考案モータの実現可能性を改めて確認することができた。この解析結果を受けて、「研究項目Ｂ：６自由度リニアモータの設計試作と駆動実験」では、昨年度のモータ設計結果を基にして、試作モータおよび試験装置の試作を完了した。そして、簡易的な動作試験を実施し、６軸に対して出力が可能であること、また、６つの出力軸の内、直動方向の推力と可動子軸周りの回転トルクの２つを独立に発生させることが可能であることまで実験結果から確認することができた。さらに、これらの２軸の推力特性およびトルク特性を計測することで、試作モータの基本特性を部分的に明らかにした。「研究項目Ｃ：運動制御の実装による有用性実証」では、６自由度リニアモータのためのモード駆動制御理論の研究に継続して取り組み、最終年度となる令和５年度に実施する制御実験に向けた準備として、運動制御アルゴリズムを実装するためのＦＰＧＡコントローラの基礎検討を行った。令和４年度においては、本研究に関連する多自由度リニアモータの開発研究成果を２件の招待講演の中で紹介し、国際的な成果還元に努めた。

在2022财政年度，首先是“研究项目A：关于6维线性电动机的三维结构的数学研究”，开发了一种新的三维模型，它反映了上一年的结果，以及使用Simul Simber Sodmator Soptator Soptator cornite Soptare cornite Soptare conterator prognite Modect corne fore fielder oferator fielder oferator fielder ofertic eless of first offeration。通过从获得的数值结果中验证六个轴每个轴的输出特性，可以再次确认设计的电机的可行性。为了响应该分析的结果，“研究项目B：设计原型和驱动器实验的6度线性电动机”根据去年的电动机设计结果完成了原型电动机和测试设备。进行了一个简单的操作测试，并从实验结果中证实，可以将输出输出到六个轴，并且六个输出轴中的两个轴，两个推力沿线性方向沿线性方向和可移动轴周围的旋转扭矩可以独立生成。此外，通过测量这两个轴的推力和扭矩特性，原型电动机的基本特性得到了部分阐明。在“研究项目C：通过实施运动控制来证明效用”中，我们继续研究模式驱动控制理论的六度线性线性电机，并对FPGA控制器进行了基本考虑，以准备在2022年第2023亿财年进行的研究中进行控制，以准备进行控制实验，以进行控制实验。与这项研究相关的线性电动机在两个邀请的讲座上与这项研究有关，并努力返回国际结果。

项目成果

円筒形四自由度モータの巻線端部形状による出力影響に関する考察

圆柱四自由度电机绕组端部形状对输出影响的考虑

• 发表时间: 2021
• 作者: Hailong Liu;Shota Inoue;Takahiro Wada;永石和也，下野誠通
• 通讯作者: 永石和也，下野誠通

Design and Analysis of a 6-DOF Cylindrical Motor

六自由度圆柱电机的设计与分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 日下部大輝;梅舘拓也;岩本憲泰;Kazuya Nagaishi and Tomoyuki Shimono
• 通讯作者: Kazuya Nagaishi and Tomoyuki Shimono

Real Haptics and Its Applications to Medical System

真实触觉及其在医疗系统中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: Aoyagi Taiga;Otomo Yoshitsugu;Igarashi Hajime;Sasaki Hidenori;Hidaka Yuki;Arita Hideaki;Tomoyuki Shimono
• 通讯作者: Tomoyuki Shimono

Damage Analysis of Surgical Drill Bar Based on Force Sensing Technology

基于力传感技术的手术钻杆损伤分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 渡辺彗光;梅舘拓也;秋山佳丈;岩本憲泰;Tomoyuki Shimono
• 通讯作者: Tomoyuki Shimono