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均一系ER流体を用いたマイクロ制御弁

使用均质 ER 流体的微控制阀

基本信息

批准号：
09750184
负责人：
吉田和弘
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

原子炉細管メンテナンスロボットなど,作業をおこなう10mmサイズの実用的なマイクロマシンに応用可能な高パワー密度の流体駆動のためには,マイクロ制御弁が必要である.そこで本研究では,印加電界により粘度制御可能であり,分散粒子を含まないため狭い隙間で使用可能な均一系ER流体を作動流体とした,平行平板電極から構成されたシンプルで可動部のないマイクロ制御弁(マイクロERバルブ)を提案し,その開発をおこなった.(1) 2ポートマイクロERバルブの動特性の実験的検討:昨年度は幅2.5mm,長さ3mm,間隔0.2mmの平行平板電極からなる2ポートマイクロERバルブを試作し,低分子液晶系ER流体を用いた場合の印加電界強度,弁通過流量および弁差圧間の静特性を実験的に明らかにした.本年度は動特性について実験的に検討した.印加電圧は昨年度購入した高速高電圧アンプリファイアで,弁通過流量は歯車ポンプで与え,弁差圧を圧力センサで測定した.その結果,弁通過流量を一定としたとき,印加電界強度変化2.5kV/mm以上において,印加電界強度-弁差圧間のステップ応答の立上り時間200msおよび立下り時間60msが得られた.また周波数応答実験をおこない,バンド幅が3Hzであることを示した.(2) 3ポートマイクロERバルブの試および特性実験:(1)の知見に基づき,直径5mm,厚さ5.5mmの3ポートマイクロERバルブを設計,試作した.上流側および下流側の電極部の流路は長さを十分に確保するため折り返して構成し,ワイヤ放電加工機で加工した溝をそのまま流路として用いた.電極部の幅は1.2mm,長さは8.9mm,間隔は0.15mmである.試作3ポートマイクロERバルブの制御ポートをブロックし,負荷圧力を圧カセンサで測定した結果,供給圧力0.5MPaのとき負荷圧力変化0.2MPa,バンド幅0.5Hzが得られ,マイクロマシン用流体制御システムに応用可能であることを示した.

Atomic furnace thin tube temperature range, working temperature range 10mm, working temperature range 10mm, working temperature range 10 mm. In this study, the viscosity control of the electric field is possible, and the dispersed particles can be contained in the narrow gap. The uniform ER fluid can be used as the actuating fluid. The parallel plate electrode can be used to form the movable part of the movable part. (1)2. Study on the dynamic characteristics of ER fluid: In the past year, parallel plate electrodes with amplitude of 2.5 mm, length of 3mm and interval of 0.2 mm were tested. The electric boundary strength of ER fluid in low molecular liquid crystal system was measured in the middle of application, and the static characteristics of flow rate and differential pressure were measured. This year's dynamic characteristics are discussed in detail. High voltage and high voltage measurements were made in the past year, and the flow rate and differential pressure were measured. As a result, when the flow rate is constant, the current intensity changes to more than 2.5kV/mm, and the current intensity-differential voltage time is 200ms and 60ms. The frequency of the pulse is 3Hz. (2)3. The characteristics of 3-port ER tube are as follows:(1) The base of 3-port ER tube is 5mm in diameter and 5.5 mm in thickness, and 3-port ER tube is designed and tested. The flow path of the upstream side and the downstream side is very long. The width of the electrode part is 1.2mm, the length is 8.9mm, and the interval is 0.15mm. 3. Test results show that the supply pressure is 0.5MPa and the load pressure is 0.2MPa and the amplitude is 0.5Hz.