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J-GLOBAL ID：201902271980705493   整理番号：19A1118010

高出力密度を有する油圧タフモータの開発と7軸ロボットアームへの応用【JST・京大機械翻訳】

Development of Hydraulic Tough Motors with High Power Density and their Application to a 7-axis Robotic Arm

著者 (7件)： Hemmi Morizo (Department of school of Engineering, Tokyo Institute of Technology, 2-12-1 Ookayama, Meguroku, Tokyo, 152-8552, Japan) ,  Morita Ryusuke (Department of school of Engineering, Tokyo Institute of Technology, 2-12-1 Ookayama, Meguroku, Tokyo, 152-8552, Japan) ,  Hirota Yoshiharu (Department of school of Engineering, Tokyo Institute of Technology, 2-12-1 Ookayama, Meguroku, Tokyo, 152-8552, Japan) ,  Inoue Kiyoshi (Department of school of Engineering, Tokyo Institute of Technology, 2-12-1 Ookayama, Meguroku, Tokyo, 152-8552, Japan) ,  Nabae Hiroyuki (Department of school of Engineering, Tokyo Institute of Technology, 2-12-1 Ookayama, Meguroku, Tokyo, 152-8552, Japan) ,  Endo Gen (Department of school of Engineering, Tokyo Institute of Technology, 2-12-1 Ookayama, Meguroku, Tokyo, 152-8552, Japan) ,  Suzumori Koichi (Department of school of Engineering, Tokyo Institute of Technology, 2-12-1 Ookayama, Meguroku, Tokyo, 152-8552, Japan)
資料名： IEEE Conference Proceedings  (IEEE Conference Proceedings)
巻： 2019  号： SII  ページ： 264-269  発行年： 2019年 
JST資料番号： W2441A  資料種別： 会議録 (C)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 電動機と減速機の組合せはロボットアクチュエータとして広く使われている。しかし,低い衝撃抵抗と悪い逆駆動性のような問題により,実際の災害環境においてロボットを使用することは困難である。建設機械で使用される油圧アクチュエータは,このような環境に適用できるだけでなく,良好な力密度と電力密度を持っている。しかし,ほとんどの従来のアクチュエータは大きく,重く,制御性が劣っており,これらをロボットに適用することは困難である。本研究では,ロボットの小型化と軽量化を目的として,2つのアクチュエータ(セミロータモータと軸ピストンモータ)を開発し,その特性を評価した。開発した半回転モータは純チタンと中空軸形状を利用する。それらは重量減少に寄与し,油圧ロボット構成法を容易にした。開発された軸ピストンモータは,再モデル化されたオフシェルモータと,高い逆駆動性を持つと期待される特殊な歯型遊星歯車減速機の組合せである。両方のアクチュエータは,高い入力圧力(35MPa)と等しいサーボ弁,絶対エンコーダ,および圧力センサを,ロボットへのそれらの適用性を強化するために,直接に耐えることができる。半回転モータ(高出力,中出力)および軸ピストンモータ(中出力,小出力)は,それぞれ約88.5[Nm/kg]および105.2[Nm/kg]のT/M(トルク/質量)比を達成し,従来の油圧モータの5.6倍および8.2倍であった。評価試験において,圧力センサを用いてトルクを推定する可能性を確認し,高出力半回転モータの定格トルクの約±13%の精度で可能であることを見出した。さらに,油圧脚ロボットのプロトタイプとして,著者らは,災害に使用するために,四足電気駆動ロボットWAREC-1と非常に互換性のある7自由度のロボットアームを開発した。WAREC-1は主にWas田大学で開発された。開発したロボットアームの長さは1.2mであり,WAREC-1の長さと類似していた。ロボットの質量は56kgであり,WAREC-1より重い。しかし,関節トルクは,WAREC-1のそれらより等しいか,より大きかった。可動範囲に関しては,中空軸アクチュエータと高速継手を用いることにより,WAREC-1と同等またはそれ以上の214度を得ることができた。開発したアクチュエータのパワー密度とバックドライブトルク比(バックドライブトルク/定格トルク)は,WAREC-1のアクチュエータのそれらより5.9倍高く,1/26小さかった。実証実験において,アームは3つのコンクリートボード,各30mm厚さのスタックを破壊することに成功した。Copyright 2019 The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *ロボットアーム ,  *ロボット ,  高速度 ,  小型化 ,  自由度 ,  トルク ,  軽量化 ,  アクチュエータ ,  *油圧 ,  実証実験 ,  プロトタイプ ,  圧力センサ ,  減速装置 ,  適応性 ,  *電動機

分類 (3件)： 図形・画像処理一般  (JE04010I) ,  ロボットの運動・制御  (IC04012J) ,  パターン認識  (JE07000S)

タイトルに関連する用語 (5件)： 出力密度 ,  油圧 ,  開発 ,  ロボットアーム ,  応用