A study of the fast phase transformation of Shape-memory alloy wires and its application to tactile display and bidirectional tactile communication

形状记忆合金丝快速相变及其在触觉显示和双向触觉通信中的应用研究

基本信息

  • 批准号:
    20H04214
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 11.32万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

形状記憶合金(SMA)の相変態は熱の移動によって引き起こされるため、これまでは高速動作が要求されるようなアクチュエーションとその制御には不向きであると考えられていた。申請者らは、SMAの微細ワイヤにパルス電流を流すと、その周波数に同期して300Hzを超える周波数まで、十分に触知覚が可能な振動が発生することを見出した。本申請研究では、SMAワイヤの高速伸縮動作と時間応答を精密に測定して、物性的特性を解明することを目的とする。更に、SMAの変態動作のダイナミクスならびに変態量を正確に制御する手法を確立し、ソフトアクチュエータ、フレキシブルセンサへの応用展開を図る。第2年度となる本年度は、SMAワイヤに与える応力と温度ならびに、その際の変位量の計測値をもとに、最大の変位を与える物理条件について考察をおこなった。次に、Ti-Ni-Cu系SMAワイヤについて微小振動の物理モデルを構築し、有限要素法により高速変態の解析と考察をおこなった。SMAに流すパルス電流値、パルスの周波数およびDuty比を様々に変化させて物理シミュレーションをおこない、実験による変位計側の結果と併せてSMAの高速動作メカニズムについて考察した。更に、SMAワイヤのソフトセンサ・アクチュエータへの応用展開を進めた。まずは人間が指で素材をなぞった際に知覚する触覚感覚を、同様のなぞり動作によって計測できる触覚センサを開発した。本年度は単一センサによって素材をなぞることで得られるデータを取得し、異なる素材について特徴が得られることを確認した。また、5×5のSMA素子を高密度に配置した触覚ディスプレイの構築を進めた。次にSMAワイヤを柔軟なアクチュエータとして応用した魚ロボットを開発した。SMAアクチュエータに流す微小電流を制御することにより、様々な遊泳動作が可能であることを示した。
The shape memory alloy (SMA) is used to make sure that the high-speed operation is required to make sure that the system does not change the performance of the system. The applicant, the SMA microcontroller, the current generator, the cycle wave number, the 300Hz cycle wave number, the number of cycles, the number of cycles, the number of waves, the number of waves. The purpose of this application is to study the precision measurement and physical properties of the high-speed stretching operation of the SMA machine. Change, SMA, check the status of the action, make sure that the control method is correct, make sure that the control method is correct, and that you need to make sure that the system is open. In the second year, the temperature of the year, the temperature of the SMA, the temperature of the temperature, the quantity of the position, the maximum temperature, and the physical conditions of the second year were measured. The second, Ti-Ni-Cu is the department of SMA micro-vibration equipment, physical and chemical analysis, finite element analysis, high-speed dynamic analysis, and so on. The number of waves per week of SMA, the number of waves per week, the number of waves, the number of cycles, the number of waves, the number of waves In the meantime, SMA will use the development to improve the performance. This refers to the fact that the material is sensitive to contact, and the same action is required to contact the user. This year, the material has been obtained, and the material has been confirmed. The high-density configuration of 5 × 5 "SMA element is used to improve the performance of the device. The next time you SMA, you need to use a real-time system to start your business. SMA equipment is used to control the movement of micro-currents, such as swimming, swimming, etc.

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Self-Actuating and Nonelectronic Machines
自驱动和非电子机器
  • DOI:
    10.20965/jrm.2022.p0249
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.1
  • 作者:
    Maeda Shingo;Shigemune Hiroki;Sawada Hideyuki
  • 通讯作者:
    Sawada Hideyuki
早稲田大学 先進理工学部 応用物理学科 澤田研究室
早稻田大学先端理工学院应用物理系泽田实验室
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
触覚フィードバックを伴う4次元空間可視化システム
具有触觉反馈的 4D 空间可视化系统
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    五十嵐治雄;澤田秀之
  • 通讯作者:
    澤田秀之
物理学の視点から Science を味わう
从物理角度享受科学
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Taichi Nishimura;Atsushi Hashimoto;Yoshitaka Ushiku;Hirotaka Kameko;Shinsuke Mori;澤田秀之
  • 通讯作者:
    澤田秀之
SMAセンサを用いた深層学習による触覚パターンの分類
使用 SMA 传感器通过深度学习对触觉模式进行分类
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    大矢隆晟;澤田秀之
  • 通讯作者:
    澤田秀之
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澤田 秀之其他文献

Analysis of the Micro-vibration Characteristics of a Shape Memory Alloy Wire
形状记忆合金丝的微振动特性分析
  • DOI:
    10.14923/transelej.2022jcp5005
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    岩名 紘基;重宗 宏毅;澤田 秀之
  • 通讯作者:
    澤田 秀之
招待講演「発話ロボットによる発話動作の再現と肢体不自由児の発話訓練への応用」
特邀报告:《利用说话机器人再现言语动作及其在肢体残疾儿童言语训练中的应用》
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kouno;K.;Tan;J. K.;Ishikawa;S.;澤田 秀之
  • 通讯作者:
    澤田 秀之
ヒューマンコミュニケーション賞受賞(2008年3月23日)「発話ロボットを用いた聴覚障碍者のための発話訓練」
人类交流奖获得者(2008 年 3 月 23 日)“使用会说话的机器人对听障人士进行言语训练”
人工音声〜声道物理モデルの聴覚フィードバック制御に基づく音声生成( 『からだ』と『カラダ』)
人工语音 ~ 基于声道物理模型(“身体”和“身体”)的听觉反馈控制的语音生成

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A Study of Spatial Cognition in High-dimensional Geometric Space through Touch and Tactile Interaction
通过触摸和触觉交互进行高维几何空间的空间认知研究
  • 批准号:
    22K19817
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 11.32万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
機械式発話ロボットの開発と構音障碍患者の発声訓練支援システムの構築
机械语音机器人的研制及构音障碍患者发声训练支持系统的构建
  • 批准号:
    15700164
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 11.32万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
発声障碍者音声の明瞭化フィルタリングに関する研究
发音障碍者言语清晰度过滤的研究
  • 批准号:
    13780288
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 11.32万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
発声器官の機械系による構成と音声獲得メカニズムの解明
阐明发声器官的机械结构和声音获取机制
  • 批准号:
    11780294
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 11.32万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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