研究内容

マイクロ超音波モータ  

超音波モータは、高トルク密度の(体積あたりのトルクが大きい)アクチュエータとして知られています。 これは、小さくても力が得られる可能性を示しています。 この研究では、小さいものの加工法やハンドリング技術を含め、超音波モータの小型化について研究し、小型化の限界に挑戦しています。 現在までに、約1mmのモータで、10μNm以上のトルクを発生することに成功しています。 このサイズでこれほどのトルクを出せるモータは世界的にも他にありません。  最近では、この技術を用いた、マイクロロボットアームやハンドおよび制御方法に関する研究を行っています。

 

フレキシブル超音波モータ  

この研究では,超音波モータの出力軸に柔らかいコイルばねを用いることで,全く新しいソフトアクチュエータの開発を行っています.従来の空気や熱で動作するアクチュエータに比べて,1-2桁ほど高い応答性や位置決め精度を示し,また回転動作と直動動作を同時に発生できるユニークな特徴を持っています.さらに,上記のマイクロモータと同様の構造を有しており,数mmサイズまで小型化が見込まれます.

 

 

圧電ミキサー  

直方体形状に開けられた穴の中に,進行波(音響流)を発生させ,中に入っている液体を自由に回転させて撹拌することができるミキサーの開発を行っています.小さくできるというのが一つの特長であり,1滴程度の液体(水だと約0.03ml)でも回転させることが可能です.この技術は,微量のサンプルを撹拌する必要のある生体分析や化学分析などでの応用が期待されます.

 

 

特異点に着目したロボット機構  

特異姿勢はロボットの操作において避けられてきた姿勢ですが,我々は,その特異点のもつ動力学的長所に注目し,研究をしています. 左の写真のような特異点リンク機構は,一般的なシリアルリンク機構と比べ,高応答性,高トルク,そして高効率という特長を,実験で証明しています. この機構は,ロボットアームや,ロボットスーツに適していると考えています.

 

超音波モータの楕円運動解析  

超音波モータの駆動原理である楕円運動は,超高速(数十kHz),超微小(数μm)であるがゆえに詳しく調べることが困難でした.本研究では,高速度カメラに顕微鏡を使った装置を用いて,その楕円運動の観察を行っています.この研究成果に基づいて,超音波モータの軽量高トルク化設計や,トルク制御を実現することを目的としています.

 

球面超音波モータ  

球面超音波モータは,手首や肩のような3自由度の回転が得られるアクチュエータです.1個の球ロータと,3個のリング状ステータによって構成され,大きさは 20-30 mmです.小型,多自由度,高精度,高応答といった特長があります.