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形状記憶合金アクチュエータ制御装置、物理量推定プログラム及びその方法

国内特許コード P200016938
整理番号 OU-0371
掲載日 2020年6月11日
出願番号 特願2018-025058
公開番号 特開2019-138284
出願日 平成30年2月15日(2018.2.15)
公開日 令和元年8月22日(2019.8.22)
発明者
  • 山本 隆栄
  • 佐久間 俊雄
出願人
  • 国立大学法人大分大学
発明の名称 形状記憶合金アクチュエータ制御装置、物理量推定プログラム及びその方法
発明の概要 【課題】形状記憶合金アクチュエータ及び形状記憶合金アクチュエータと接触する部材等の物理特性を専用のセンサを使用することなく検出する。
【解決手段】形状記憶合金アクチュエータ制御装置1は、電流を印加することによって形状記憶合金部材の長さを制御する形状記憶合金アクチュエータ制御装置1であって、形状記憶合金を所定の長さにするための目標抵抗値を設定する目標抵抗設定部と、目標抵抗値に応じた電流を形状記憶合金に供給する電流供給部と、形状記憶合金の抵抗値を測定して測定抵抗値を出力する抵抗値測定部と、測定抵抗値と目標抵抗値との間を示す抵抗値差、又は、電流供給部が電流を供給した後の単位時間当たりの抵抗値差の変化量を演算する演算部と、抵抗値差又は変化量に基づいて、電流供給部が電流を供給した後に形状記憶合金に関連する物理量を推定する物理量推定部と、推定された物理量を出力する物理量出力部とを有する。
【選択図】図14
従来技術、競合技術の概要

Ti-Ni系合金、Ti-Zr-Ni系合金、Ti-Ni-Cu合金、Ti-Ni-Zn合金及びTi-Ni-Al合金等により形成された形状記憶合金(Shape Memory Alloy、SMA)部材を介して可動部を可動する形状記憶合金アクチュエータが知られる。形状記憶合金アクチュエータは、10mW程度と消費電力が非常に小さいこと、機械的ノイズ及び電気的ノイズが小さいこと、小型化及び軽量化が可能なこと、及び簡便な操作が可能であること等の多くの利点を有する。形状記憶合金アクチュエータは、機械,電気,自動車,宇宙航空,医療など多くの分野での実用化が期待される。例えば、形状記憶合金アクチュエータは、任意の位置に撮像部を配置可能な能動内視鏡に応用可能である。

形状記憶合金アクチュエータを制御する形状記憶合金アクチュエータ制御装置が知られている。特許文献1には、抵抗値測定部が測定した測定抵抗値と目標抵抗値との間の差を示す抵抗値差に基づいて、形状記憶合金アクチュエータが障害物等により拘束されたか否かを判定する形状記憶合金アクチュエータ制御装置が記載されている。

産業上の利用分野

本発明は、形状記憶合金アクチュエータ制御装置、物理量推定プログラム及びその方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
電流を印加することによって形状記憶合金部材の長さを制御する形状記憶合金アクチュエータ制御装置であって、
形状記憶合金を所定の長さにするための目標抵抗値を設定する目標抵抗設定部と、
前記目標抵抗値に応じた電流を形状記憶合金に供給する電流供給部と、
形状記憶合金の抵抗値を測定して測定抵抗値を出力する抵抗値測定部と、
前記測定抵抗値と前記目標抵抗値との間を示す抵抗値差、又は、前記電流供給部が電流を供給した後の単位時間当たりの前記抵抗値差の変化量を演算する演算部と、
前記抵抗値差又は前記変化量に基づいて、前記電流供給部が電流を供給した後に形状記憶合金に関連する物理量を推定する物理量推定部と、
推定された前記物理量を出力する物理量出力部と、
を有することを特徴とする形状記憶合金アクチュエータ制御装置。

【請求項2】
前記演算部は、前記測定抵抗値と前記目標抵抗値との間を示す抵抗値差を演算し、
前記物理量推定部は、前記抵抗値差と、前記電流供給部が電流を供給することによって形状記憶合金内に発生する応力との関係に基づいて、前記応力を前記物理量として推定する、請求項1に記載の形状記憶合金アクチュエータ制御装置。

【請求項3】
前記抵抗値差が所定の閾値より大きい場合に、形状記憶合金が所定の接触部材に接触して歪んでいると判定する判定部を更に有し、
前記演算部は、前記電流供給部が電流を供給した後の単位時間当たりの前記抵抗値差の変化量を演算し、
前記物理量推定部は、前記判定部が形状記憶合金が所定の部材に接触して歪んでいると判定した場合に、前記変化量と接触部材の硬度との関係に基づいて、前記硬度を前記物理量として推定する、請求項1に記載の形状記憶合金アクチュエータ制御装置。

【請求項4】
電流を印加することによって形状記憶合金部材の長さを制御する形状記憶合金アクチュエータ制御装置において、
形状記憶合金を所定の長さにするための目標抵抗値を設定する目標抵抗設定部と、
前記目標抵抗値に応じた電流を形状記憶合金に供給し、
形状記憶合金の抵抗値を測定して測定抵抗値を出力し、
前記測定抵抗値と前記目標抵抗値との間を示す抵抗値差、又は、前記電流供給部が電流を供給した後の単位時間当たりの前記抵抗値差の変化量を演算し、
前記抵抗値差又は前記変化量に基づいて、前記電流供給部が電流を供給した後に形状記憶合金に関連する物理量を推定し、
推定された前記物理量を出力する
処理をコンピュータに実行させる、ことを特徴とする物理量推定プログラム。

【請求項5】
電流を印加することによって形状記憶合金部材の長さを制御する形状記憶合金アクチュエータ制御装置において、
形状記憶合金を所定の長さにするための目標抵抗値を設定する目標抵抗設定部と、
前記目標抵抗値に応じた電流を形状記憶合金に供給し、
形状記憶合金の抵抗値を測定して測定抵抗値を出力し、
前記測定抵抗値と前記目標抵抗値との間を示す抵抗値差、又は、前記電流供給部が電流を供給した後の単位時間当たりの前記抵抗値差の変化量を演算し、
前記抵抗値差又は前記変化量に基づいて、前記電流供給部が電流を供給した後に形状記憶合金に関連する物理量を推定し、
推定された前記物理量を出力する
処理を含む、ことを特徴とする物理量推定方法。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2018025058thum.jpg
出願権利状態 公開
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