自律顎運動ロボットの開発

自主下颌运动机器人的研制

• 批准号: 06680849
• 负责人: 林 豊彦
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06680849/
• 关键词: 顎運動; 自律ロボット; 開閉口運動; 筋アクチュエータ; 張力センサ; 咬合力センサ; 咀嚼筋; インピーダンス制御

この研究は,ヒトの顎の運動の制御メカニズムを明らかにするために,自律動作する顎運動シミュレータ(ロボット)を開発することを目的としている.そこで我々は,本年度以前に,ヒトに近い解剖学的構造をもつ顎運動ロボットの本体と咬合力センサを試作した.本年度の研究では,まず咀嚼筋アクチュエータを開発した.その駆動にはエンコーダ付のDCサーボモータを用い,ワイヤを介して下顎部を牽引する.ワイヤー張力は,カンチレバ-型のワイヤープ-リ支持部に貼付した歪みゲージで検出する。ワイヤー長は,モータに付属したロータリ・エンコーダで検出する.このアクチュエータの制御は,位置と張力の両方のフィードバックをもつインピーダンス制御とした.この制御系は,等張性収縮では位置制御として機能し,等尺性収縮では張力制御として機能する.かみしめ力はバネ定数に相当する一つのパラメータで調節できる.次に,上記のアクチュエータを左右咬筋,左右側頭筋として,顎本体に装着した.ワイヤーの牽引方向は,対応する実際の筋の走行と一致させた.咬筋の目標軌道は,開閉口させるために,正弦波状に変化させた.また,外側翼突筋アクチュエータも実際の筋活動に類似した軌道を与えた.開閉口運動における咬合接触と咬合力を両側で同じにするために,各アクチュエータの目標軌道にいくつかのパラメータを設け,それを咬合力センサと張力センサの出力を用いて逐次最適化した.実験の結果,開閉口運動を何回か繰り返すうちに,咬合接触と咬合力における両側での均衡を実現できることを確認した.

This study aims to explore the control mechanism of jaw motion and the development of autonomous jaw motion. Before this year, the structure of the anatomy of the jaw and the body of the jaw were tested. This year's research is beginning to develop. All right, well, I'm going to move my head around, and I'm going to move my chin around. The tension is high, and the type of tension is low. The answer is yes. The position and tension of the rope are controlled by the rope. The control system is composed of position control and tension control functions. The power of the heart is equivalent to the fixed number of things that can be adjusted at any time. Next, the left and right bite tendons, left and right head tendons, jaw body installed. The direction of traction is opposite, and the running of the tendons is consistent. The target track of the bite rib is open and closed, and the sine wave shape changes. The outer wing rib is similar to the rib movement. Open and close motion, bite contact, bite force, side by side, all kinds of objects orbit, all kinds of bite force, tension, and output are optimized step by step. As a result, the opening and closing movements are reversed, and the occlusal contact and occlusal force are confirmed.

项目成果

青木たまよ,林豊彦,他: "自律顎運動シミュレータによる開閉口運動の実現" 医用電子と生体工学. 第32巻 特別号. 504- (1994)

Tamayo Aoki、Toyohiko Hayashi 等人：“使用自主下颌运动模拟器实现嘴巴张开和闭合运动”《医疗电子和生物工程》第 32 卷特刊（1994 年）。

田村和巳,林豊彦,他: "自律顎運動ロボット.JSN/1における咬筋アクチュエータの制御" 電子情報通信学会技術研究報告. MBE94-13. 97-104 (1994)

Kazumi Tamura、Toyohiko Hayashi 等人：“自主下颌运动机器人。JSN/1 中咬肌执行器的控制”MBE94-104 (1994)。

青木たまよ,林豊彦,他: "自律顎運動シミュレータJSN/1Bによるかみしめを伴う開閉口運動" 電子情報通信学会技術研究報告. MBE94-106. 89-96 (1994)

Tamayo Aoki、Toyohiko Hayashi 等人：“使用自主下颌运动模拟器 JSN/1B 伴随着咬紧牙关的张嘴运动”MBE94-106 (1994)。