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電界共役流体(ECF)を用いたマイクロ人工筋の研究

利用电场共轭流体（ECF）的微型人造肌肉研究

基本信息

批准号：
16656055
负责人：
横田眞一
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では,微細なアクチュエータの集合体である生物の筋肉が潜在的な柔軟性を持つことに注目して,柔軟なロボットシステムを具現化するためのマイクロ人工筋を実現することを目的とする.すなわち,高電圧の印加によって活発なジェット流を発生する電界共役流体(ECF)を利用することによって閉空間の内圧を制御し,パワーソースをも内在したマイクロ人工筋を具現化し,複数のマイクロ人工筋を直並列に配置した柔軟な運動機構の実現を目指す.本年度は以下の成果を得た.はじめに,実システムへの適用および集積化が可能なセル構造を持つECFマイクロ人工筋を提案し,実現した.すなわち,内圧制御によって軸方向の収縮変位を得る繊維強化シリコーンゴムチューブ,ECFに電圧を印加し圧力源となるジェット流を発生するECFジェット発生部,およびECFを蓄えるECFタンクを入れ子上に配置した形状を具現化し,駆動を確認した.なお,寸法はφ13mm×10mmである.また,駆動特性実験の結果,この人工筋セルの最大収縮変位は1.2mmであり,軸方向の最大発生力は0.17Nであった.つぎに,製作したECFマイクロ人工筋セルの変位制御システムを構築した。レーザ変位計によりセルの先端変位を測定し,目標位置との偏差からPD制御により印加電圧を操作した.収縮目標を0mmから1mmまで0.2mmごとのステップ状に変化させた際のステップ応答の結果,良好な制御結果を得た.以上のように,本年度の成果によって,ECFマイクロ人工筋セルの実現および駆動制御が達成された.

This research topic では, imperceptible なアクチュエータの aggregate である biological の brawn が potential な softness を hold つことに attention して, soft なロボットシステムを with modern するためのマイクロ artificial muscle を be presently することを purpose とする. すなわち, high electric 圧の Inca によって live 発なジェット flow を発 raw する electricity industry Fluid (ECF) を using total service することによって in closed space の圧を royal し, パワーソースをも inner したマイクロ artificial muscle を is し, plural のマイクロ artificial muscle を straight parallel に configuration した soft のな sports organizations be presently を refers す. This year はをた. の results under はじめに, be システムへの applicable および set product change が may なセル tectonic を hold つ ECF マイクを proposal しロ artificial muscle, be presently した. すなわち, within 圧 suppression によって axis の収 shrink - who をる繊 d strengthen シリコーンゴムチューブ, ECF に electric 圧を Inca し pressure source となるジェット flow を発 raw する ECF ジェット発 born department, および ECF をえ storage る ECF タンクを in に configuration into れした shape を is し, dynamic を駆 confirm した. なお, inch method は phi 13 mm x 10 mm である. また, 駆 dynamic characteristic be 験の results, この artificial muscle セルの収 shrink - a biggest は 1.2 mm であり, Axis direction, the maximum の発 SAN miguel は 0.17 N であった. つぎに, making した ECF マイクロ artificial muscle セルの - a suppression システムを build した. レーザ - potentiometer によりセルの apex - a をし, target location との deviation から PD suppression により Inca electric 圧を operation した. 収 shrinkage target を 0 mm から 1 mm まで 0.2 mm ごとのステップ shape に variations change させた interstate のステップ応 answer の results, good なたを suppression results. The above <s:1> ように, the <s:1> achievements of this year によって, the ECF <s:1> が <s:1> ロロロ artificial tendon セが <s:1> actual および駆 control technology が achieved された.