名古屋大学研究生院工学研究科的部矢明副教授、内藤出(硕士生)、井上刚志教授的研究团队发表研究成果称,成功开发出了一种高功率、紧凑型“三维振动马达”(XReactor),这种马达仅使用三组线圈即可实现三维空间中任意方向的振动,目标是将其应用于下一代力触觉界面。三组线圈被从内向外重叠缠绕在振动器上,每组线圈通电时与永磁体之间产生的磁力与磁反作用力可使其向任意方向振动。这项技术有望广泛应用于振动装置的高端化改进。原型机已于8月22日、23日在东京国际展示场(Big Sight)举办的“大学博览会~创新日本”上展出。
图 新型三维振动电机(XReactor)(供图:名古屋大学部矢明副教授)
近年来,在元宇宙、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)中实现触感与反作用力的触觉振动器件的开发备受关注。
一般情况下,振动器件只能进行单轴振动,而实现三维振动至少需要组合三个以上的振动电机。而各个电机的振动中心偏移所导致产生力矩、尺寸增大、重量增加等问题成为开发中的一大挑战。
此次研究团队开发的电机能够通过单台设备实现三维振动。三组线圈呈正交状(垂直交叉)从内到外重叠缠绕在振动器上,通电后会在三个轴向上产生磁通量。通过该结构,三组线圈通电时所产生的与永磁体之间的磁吸引力和磁反作用力实现了三维振动。
原型机的尺寸为20×20×20毫米,重量为34.5克,成功实现了小型化和轻量化,可应用于智能手机、智能手表、游戏控制器等所有使用振动功能的设备中。
此外,该技术还有望应用于为视障人士设计的新型三维导航系统。
研究团队将在本年度启动的日本新能源与产业技术综合开发机构(NEDO)的NEP开拓系列项目中,开展以商业化为目的的研究。
部矢副教授表示:“振动电机已广泛应用于智能手机、智能手表、游戏控制器等日常生活设备之中。通过将三维振动电机应用于这些设备,可以实现基于振动的高阶三维高级力触觉(触碰物体时感知力度或压力)。未来,我们将继续推进研究,致力于开发出基于三维振动电机的新型服务和系统。”
原文:《科学新闻》
翻译:JST客观日本编辑部