弾性値選択モデルによる流体駆動ソフトアクチュエータの設計法の提案

提出一种使用弹性值选择模型的流体驱动软执行器的设计方法

• 批准号: 19K14951
• 负责人: 和田 晃
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Ritsumeikan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K14951/
• 关键词: 流体圧柔軟アクチュエータのシミュレーション; 流体圧柔軟アクチュエータの設計プロセス; 空気圧ソフトアクチュエータ

昨年度までは，マルチマテリアル３Dプリンタを利用してアクチュエータを構成することを前提としていた．この場合において，現状では材料強度が低く，また，材料選択には制約があり実現できる設計は限定的であることがわかった．また，複雑な形状が成形できたとしてもサポート材を取り外せる構造にする必要があるなどの特殊な制約もある．具体的には，実用可能な耐久性を確保するためには構造体にある一定以上の厚みが必要となること，材料の耐久性が低いためソフトアクチュエータを大きく変形させることが困難になるなどの大きな制約がある．その結果，重要となるアクチュエータの変位特性を十分に計測することが困難といった問題が起きている．今年度は上記のような制約がかからない条件下において本研究の根幹となる原理を明確にすることを目標とした．アクチュエータの変位特性を十分に把握するためにアクチュエータの構成法を再検討した．製造法をマルチマテリアル３Dプリンタに限定せず，高耐久の高強度繊維や柔軟膜などを剛体治具によって機械的に拘束する方法に切り替えた．対象とする流体圧柔軟アクチュエータを面アクチュエータとして設計法の解明に取り組んだ．専用の実験システム構築において，従来の流体圧バルジ試験の方法などを参考にして高い信頼性を確保できるようにした．目標運動を満足するために必要な高強度繊維，柔軟膜を流体圧バルジ試験などにより実験的に決定した．高強度繊維の配置と柔軟膜の材料を設計パラメータとした数種類の基本的な条件設定においてその変位特性を実験的に解明した．

Last year, the 3D file was created. In this case, the status quo is not material mechanics, but material selection is not restricted. The shape of the compound is shaped in such a way that it is necessary to select a special structure. The durability of the material is low and difficult to ensure. The results are important, and the position characteristics are very difficult to measure. This year, the root and principle of this study are clearly defined. The composition of the structure of the structure The production method is limited to high durability, high strength, flexible film and mechanical restraint. The solution of the design method for fluid pressure flexibility is to select the components. The method of testing the fluid pressure in the process of construction of the system with high reliability shall be referred to. The purpose of the exercise is to determine the necessary high-intensity fiber, soft film and fluid pressure. The design of materials for high strength and flexible films is based on the basic conditions for setting the number of types, and the detailed analysis of the positional characteristics.

项目成果

円筒形流体圧柔軟アクチュエータ設計法の比較検討

圆筒形流体压力柔性执行机构设计方法比较研究

• 发表时间: 2020
• 作者: Tomoki Kobayashi;Tomoro Tanaka;Kohei Yatabe and Yasuhiro Oikawa;塚本陽亮，和田晃，王忠奎，川村貞夫
• 通讯作者: 塚本陽亮，和田晃，王忠奎，川村貞夫

異なる剛性値分布による面アクチュエータの複雑運動実現

不同刚度值分布实现表面执行器复杂运动

• 发表时间: 2020
• 作者: Okajima Kei;Shigaki Shunsuke;Suko Takanobu;Luong Duc-Nhat;Hernandez Reyes Cesar;Hattori Yuya;Sanada Kazushi;Kurabayashi Daisuke;矢田部浩平;高橋舜，和田晃，森佳樹，王忠奎，川村貞夫
• 通讯作者: 高橋舜，和田晃，森佳樹，王忠奎，川村貞夫