多機能型光アクチュエ-タ・サ-ボシステムの研究

多功能光致动器伺服系统研究

基本信息

批准号：
03650208
负责人：
福田敏男
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

自律型マイクロロボットを実現するためのエネルギ-供給に関しては、電源ケ-ブルをなくすために各種方法が考えられる。本研究では、最近報告されている光駆動型圧電素子PLZTの光歪現象を利用する光アクチュエ-タに、新たな機能を付加した多機能型光アクチュエ-タを提案する。これは、光(紫外線の波長領域)の照射によってエネルギ-の供給(例えば、マイクロ・バルブではバルブの開状態の維持など)をするとともに、制御信号等の情報をその光に重畳して同時に伝送することで、応答性能の改善、複数動作制御等を可能とすることを目的としている。本年度は圧電素子であるPLZTに紫外線を照射したときの光歪現象による光歪駆動型のアクチュエ-タを試作し、その応答特性を調べ、光アクチュエ-タ・サ-ボシステムの機構と制御方法について検討した。アクチュエ-タの変位をかせぐために、バイモルフ型のPLZTを試作し、紫外線(最大1200mW/cm^2)を照射による変位応答特性を調べた。実験は、紫外線を用いた照射実験および加熱実験を行ない、圧電素子(PLZT)の変位量を非接触センサで、起電流をピコアンペアメ-タで測定した。紫外線照射は、波長365nmを中心とする狭帯域幅のスペクトル幅を有する紫外線を微小スポットで照射し、その強度を最大1200mW/cm^2とした。実験で、圧電素子の紫外線照射における歪応答特性を調べたところ、その応答特性は光歪効果、焦電効果、熱変形による事が定量的に示された。これらの結果から、光センサを用いて光サ-ボ系を構成する事により、多機能型光アクチュエ-タ・サ-ボシステムが実現できる可能性が示された。

关于能源供应以实现自动微型机器人，可以考虑各种方法来消除电源电缆。在这项研究中，我们提出了一个多功能的光学执行器，该光学执行器将新功能添加到光学执行器中，该功能利用了最近报道的光学驱动压电元件PLZT的光学失真现象。这旨在通过照射光（紫外线的波长范围）提供能量（例如，在微阀中，保持阀门开放状态），并同时传递控制信息，例如控制信号并同时传输它，从而改善响应效果并控制多个操作。今年，我们创建了一个原型的光 - 应变驱动的执行器，该执行器是由紫外线照射到压电元件PLZT并检查其响应特性并检查光学执行器伺服系统的机制和控制方法时由照片延伸引起的。为了产生执行器的位移，在用紫外线辐射（高达1200 mW/cm^2）辐照时，生产了双摩尔型PLZT，并检查了位移响应特性。使用紫外线和加热实验进行了实验，并使用非接触式传感器测量压电元件（PLZT）的位移量，并使用picoampere仪表测量电动电流。对于紫外线照射，将其狭窄带频谱宽度的紫外线以365 nm的波长为中心，用较小的位置照射，并将强度设置为最大1200 mW/cm^2。在一个实验中，研究了紫外线照射期间压电元件的应变响应特征，并定量地表明响应特征是由光电疗法，pyroelectrics效应和热变形引起的。这些结果表明，可以通过使用光学传感器构建光学伺服系统来实现多功能光学执行器/伺服系统的可能性。