力覚体験型ウェアラブル磁気浮上システムの開発研究

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本内容は,微小永久磁石,磁気感受素子,制御電磁石を組み合わせた手指装着型磁気浮上器具の研究開発を目的としている。具体的には,制御電磁石の装着による体感型磁気浮上器具の開発と可動部を有する磁気浮上器具による対象物のスキャニングの2項目を実施する。制御電磁石を手指に装着した状態でPID補償器により安定浮上状態を得た。微小磁石付ビニール球(11g)を浮上体とした。第二指第二関節部の屈曲角測定用センサを用い,制御電磁石が浮上体から受ける微振動と指先の微振動との双方の影響を評価した。浮上体の微振動は屈曲角に影響を与えなかったが,制御電磁石を筐体に固定した場合のPID係数とは異なることから,末節腹部での振動吸収が感覚として得られることを示唆した。制御電磁石中央脚を可動にして滑り軸受で支持し,先端にホールICを設置した磁気浮上器具を製作し,形状認識装置としての機能を調査した。制御電磁石周辺脚にはバイアス磁束発生用のネオジ磁石リングが設置されている。鉄製プレート上に3種類の高さの鉄製マーカー(直径7.5mm,高さ3, 6, 9mm)を貼付した被検出体を用意し,その上空を磁気浮上器具でスキャンしたところ,磁束密度一定制御により凸状を凸状として認識することが確かめられた。中央脚の移動量はマーカー高さに対応している。スキャン速度を10mm/sとした場合でも可動子は良好に追従した。中央脚の運動を指腹で感受できれば非接触形状認識器具の可能性がある。