永久磁石を内蔵した魚型マイクロロボットとそのケーブルレス駆動法の開発

内置永磁体的鱼形微型机器人及其无电缆驱动方法的研制

• 批准号: 12750224
• 负责人: 本田 崇
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyushu 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750224/
• 关键词: マイクロロボット; ケーブルレス駆動; 永久磁石; 磁気トルク; 泳動機構; 搬送デバイス

マイクロマシンの応用として、プラント内の細管内を動き回り検査を行うマイクロロボットが期待されている。本研究では、配管内が液体で満たされている場合が多いことに着目し、泳いで移動する魚型マイクロロボットの開発とそのケーブルレス駆動法の提案を行った。開発したマイクロロボットは永久磁石(NdFeB磁石、φ5mm×3mm)と弾性板(ポリイミドフイルム、t=125μm)から構成される極めて単純なもので、外部から交流磁界を印加すると磁石がトルクを受け振動し弾性板を屈曲させて推進する。本素子は配管の外側に緩く巻いたコイルの発生する交流磁界によってケーブルレス駆動が可能である。本年度は、前年度までの成果を基に本素子に搬送機能を新たに付与することを試みた。これは、弾性板の形状を細長くすると、屈曲波が従来の定在波(定在波型)ではなく、後端に向かい減衰する進行波(進行波型)になる性質に着目したものである。すなわち、振動が減衰した後端部に積載物を搭載することで、屈曲波の動きを妨げずに済むと期待される。そこで1gの分銅を弾性板の後端に搭載し、定在波型と進行波型に対して泳動実験を行った。その結果、定在波型がまったく泳動できなくなったのに対し、進行波型では30cm/sもの高速で移動することでき、提案した積載方法が極めて有用であることが実証された。続いて、配管の分岐における方向転換に関する検討を行った。まず駆動用コイルの磁界だけで誘導することを試みたが、高速の場合素子の慣性が勝り誘導が困難であった。そこで、配管外部に永久磁石を配置し誘導することを試みた。その結果、Y字管では分岐直前の誘導、丁字管では分岐直後の誘導が効果的であり、適切な磁石の配置によりほぼ100%の成功率を達成した。以上の結果より、センサ等を搭載したマイクロロボットが複雑な配管の中を自在に移動するための基礎的な技術が確立できたと考えられる。

Macroman's の応用として, プラント内の内の内を动き回り検看を行うマイクロロボットがLooking forward to されている. In this study, the purpose of this study is to focus on the situation where the liquid in the piping is liquid and how to swim. The motion of the fish-type fish type is the proposal of the action method of moving the fish. Open 発したマイクロロボットは permanent magnet (NdFeB magnet, φ5mm×3mm) and elastic plate (ポリイミドフイルム, t=125μm ) から constitutes されるpole めて単pure なもので, external からAC magnetic realm をIncaするとMagnet がトルクをReceived けVibration しElastic plate をBuckling させてPropulsion する. The outer side of this element's piping is slow and flexible, and the AC magnetic field can be moved easily. The results of this year and the previous year are based on the original material and the transport function is new and the test is done.これは, the shape of the elastic plate is slender, and the buckling wave is a fixed wave (fixed wave type).く, back-end にかい attenuation する progressive wave (progressive wave type) になる nature に成目したものである.すなわち、Vibration attenuation したThe rear end part is loaded with することで、Buckling wave のmoving きを hinder げずに済むとLooking forward to される. It is equipped with a 1g divided copper and elastic plate at the rear end. It is fixed in the wave pattern and the wave pattern is carried out and the swimming movement is carried out.その result, set in the wave type がまったく swimming できなくなったのに対し, proceed with the wave type では 30cm/sものHigh-speed でMoving することでき、Proposal したStowage method が极めて Useful であることが実certificate された.続いて, piping の岐におけるdirection転changeに关する検検椒行った.まず駆 Use the コイルのMagnetosphere だけでinduced することをtest みたが, and the high-speed occasion motoko の inertia がwin り inducing がdifficulty であった.そこで、Permanent magnet を outside the piping is arranged and induced することをtest みた. The result is the induction effect of the Y-shaped tube branching straight ahead, the T-shaped tube branching straight behind the induction effect, and the appropriate magnet configuration can achieve a 100% success rate. The results of the above are that Seoul, Semen, etc. are equipped with したマイクロロボットが complex pipingの中を Freedom to move するためのThe basic な technology is established and できたとtest えられる.

项目成果

本田崇: "屈曲型磁気マイクロマシンの泳動特性"日本応用磁気学会誌. 25・4-2(印刷中). (2001)

Takashi Honda：“弯曲磁微机械的迁移特性”日本应用磁学学会杂志 25, 4-2（出版中）。

本田 崇: "屈曲型磁気マイクロマシンの泳動特性"日本応用磁気学会誌. 25・4-2. 1175-1178 (2001)

本田隆：“弯曲磁微机械的迁移特性”日本应用磁学学会杂志25・4-2（2001）。