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 で は, empty 圧 エ ネ ル ギ ー で 発 lure さ れ る に mesh し, self-excited vibration phenomenon ア ク チ ュ エ ー タ の within 圧 を automatic switch に え る チ ュ ー ブ shaped vibrator を import し て, ス リ ム な empty 圧 駆 move is の design gimmick の build を refers す. そ の early annual の research と し て, our は チ ュ ー ブ shaped vibrator の vibration characteristic analytical お の よ の び design method to establish を target と し た. Youdaoplaceholder0, self-excited vibration <s:1> switching pressure および frequency を determining づける vibrator <e:1> design パラメ を タ タ <s:1> analysis を line った. Set pressure switch を め る quantities と し て, permanent magnet の emphatically, vibration amplitude, お よ び pancake チ ュ ー ブ の に 圧 area with mesh し, そ れ ら の masato is を mathematical に Ming ら か に し た. ま た, こ れ ま で の reserve be 験 に よ り, supply pressure が - move し て も switch, (1) pressure on は set numerical を maintain で き る こ と, (2) the supply pressure high が く な る と flow が raised す た め vibration number も raised え る こ と, な ど を confirm 済 み で あ っ た. こ れ ら の knowledge を も と に, partial チ ュ ー ブ の design パ ラ メ ー タ (long さ, painting, viscosity coefficient), inhibited に お け る inhibited に influence が all の vibration conditions and え る influence を be 験 に Ming ら か に し た. そ の results, magnet を from さ せ る cut for pressure は, did の to want to と し, 単 に magnet の suck on と チ ュ ー ブ の long さ · picture だ け で な く, チ ュ ー ブ を struck end constraint す る distance に よ っ て も influence さ れ る こ と が Ming ら か と な っ た. The <s:1> design method <e:1> of the に and チュ ブ ブ type vibrators was established with に selection んだ. Self-excited vibration の target pressure switch と target cycle for が and え ら れ た と き, magnet の suck on チ ュ ー ブ の long さ, painting, and limited distance を set め る design の ア ル ゴ リ ズ ム を build し た. This technique を も と に attempt し た バ ル ブ は, objective numerical か ら degree of 5-15% error は の あ る も の の, almost ね target と action を generated で き る こ と が be 験 に Ming ら か と な っ た.

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