Creation of tube type self-excited vibration system and its application to the traveling wave type flexible mobile robot

管式自激振动系统的构建及其在行波式柔性移动机器人中的应用

• 批准号: 19H02105
• 负责人: 塚越 秀行
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H02105/
• 关键词: ソフトロボット; ソフトアクチュエータ

本研究では、空圧エネルギーで誘発される自励振動現象に着目し、アクチュエータの内圧を自動的に切換えるチューブ形振動子を導入して、スリムな空圧駆動系の設計手法の構築を目指す。その初年度の研究として、今年度はチューブ形振動子の振動特性の解析および設計方法の確立を目標とした。まず、自励振動の切換圧力および周波数を決定づける振動子の設計パラメータの解析を行った。切換圧力を定める物理量として、永久磁石の吸着力・振動幅・および偏平チューブの受圧面積に着目し、それらの関係を数理的に明らかにした。また、これまでの予備実験により、供給圧力が変動しても、(1)切換圧力は設定値を維持できること、(2)供給圧力が高くなると流量が増すため振動数も増えること、などを確認済みであった。これらの知見をもとに、偏平チューブの設計パラメータ（長さ・幅・粘性係数）、拘束部における拘束具合の影響が振動条件に与える影響を実験的に明らかにした。その結果、磁石を離脱させる切替圧力は、当初の予想と反し、単に磁石の吸着力とチューブの長さ・幅だけでなく、チューブ両端を拘束する距離によっても影響されることが明らかとなった。次に、チューブ形振動子の設計方法の確立に挑んだ。自励振動の目標切換圧力と目標周波数が与えられたとき、磁石の吸着力・チューブの長さ・幅・拘束距離を定める設計のアルゴリズムを構築した。本手法をもとに試作したバルブは、目標値から5-15%程度の誤差はあるものの、概ね目標と動作を生成できることが実験的に明らかとなった。

This study is aimed at the design method of introducing and automatically switching the internal pressure of the self-excited vibration induced by the air pressure generator. The purpose of this research is to analyze the vibration characteristics of the branch-shaped vibrator and establish the design method. The design and analysis of the oscillator are determined by the switching voltage and the frequency of the self-excited vibration. The physical quantity of switching pressure is constant, the attraction force of permanent magnet, the vibration amplitude, the pressure receiving area of permanent magnet, and the mathematical relationship between permanent magnet and permanent magnet. (1) Switch the pressure setting value to maintain;(2) Increase the supply pressure; and (3) Confirm the vibration. The design parameters of the vibration condition and the influence of the constraint on the vibration condition are as follows: As a result, the magnet is separated from the magnetic field, and the magnetic field is separated from the magnetic field. The magnetic field is separated from the magnetic field by the magnetic field. The establishment of design method for secondary and shaped vibrators The target switching force and the target frequency of the excitation vibration are determined according to the length, amplitude and constraint distance of the magnet. This method is to try to make a difference between 5-15% of the target value and the target value.

项目成果

自励振動バルブの同期現象を用いた流体圧ソフトアクチュエータ群の制御

使用自激振动阀同步控制流体压力软执行器

• 发表时间: 2019
• 作者: 飯田侑美;塚越秀行
• 通讯作者: 塚越秀行

流体圧制御装置、流体圧作動バルブ、それを用いた移動体、搬送装置

流体压力控制装置、流体压力操作阀、移动体以及使用它们的输送装置

• 发表时间: 2019

進行波の生成を目指した自励振動式柔軟小型バルブ

旨在产生行波的自激振动式柔性小阀门

• 发表时间: 2019
• 作者: 塚越秀行;宮木悠二
• 通讯作者: 宮木悠二

進行波を生成する自励振動式柔軟小型バルブ

产生行波的自激振动型柔性小阀

• 发表时间: 2019
• 作者: 宮木 悠二;塚越 秀行
• 通讯作者: 塚越 秀行