フュージョンハイブリッドリニアアクチュエータ：コンセプトと外乱耐性評価

2023年6月30日

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電気通信大学による

ロボット工学の根本的な課題に対処するため、電気通信大学の中田吉宏准教授と国際電気通信基礎研究所脳情報通信研究グループの野田智之主任研究員は、ロボット工学の根本的な課題に対処するための先駆的な技術を開発しました。ハイブリッド作動システムの統合。 異なる原理で動作する 2 つのアクチュエータを組み合わせて優れた性能を生み出すハイブリッド駆動は、その構造の複雑さのため、歴史的にロボットに組み込むのが困難でした。

この問題に取り組むために、彼らは、複数のアクチュエータのエネルギーを力に変換する構造を組み合わせた設計である「フュージョン ハイブリッド リニア アクチュエータ」（FHLA）を概念化し、あたかも単一のアクチュエータから発生しているかのようにこれらの力を内部で合成します。 具体的には、空気圧シリンダとダイレクトドライブリニアモータを組み合わせたアクチュエータがこの設計コンセプトに基づいて開発され、全体の設置面積を削減しながら両方のシステムの利点を効果的に融合させています。

実験結果により、このアクチュエータは、動力源として空気または電気のみを使用するシステムと比較して、広範囲の力にわたる運動の外乱に対して一定の接触力を維持する能力が大幅に向上することが実証されました。 これは、接触点における優れた力制御性能を示唆しており、従来のアクチュエータよりも大幅に強化されています。

この研究では、チームは FHLA の新しい概念を提示しただけでなく、その設計戦略要件と構造最適化プロセスについても議論し、この分野で大きな進歩を遂げました。 この画期的な研究は、IEEE/ASME Transactions on Mechatronics に掲載され、将来のより多用途で効率的なロボット工学に向けた重要な一歩を示しています。

詳しくは：中田吉弘ほか、Fusion Hybrid Linear Actuator: Concept and Disturbance Resistance Evaluation、IEEE/ASME Transactions on Mechatronics (2023)。 DOI: 10.1109/TMECH.2023.3237725