カタストロフィー構造を持つ非線形アクチュエータによる能動索状体の分布駆動と制御

突变结构非线性执行器对主动索管的分布驱动与控制

• 批准号: 25249009
• 负责人: 田所 諭
• 金额: $ 19.55万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25249009/
• 关键词: アクチュエータ; 能動索状体; 能動スコープカメラ; ロボット; レスキューロボット

本研究は，カタストロフィー構造を持つ非線形流体アクチュエータによるエネルギーの瞬発的放散，および，流体の慣性による衝撃力及び衝撃波を活用する方式により，能動索状体の励振力・駆動力を飛躍的に向上させる方法を開発する．また，素子の非線形特性を活用することによって，複雑な配線無しに多数の素子を多自由度に駆動し，かつ，索状体上での駆動力の分布を制御することを可能にすることを目的としている．平成２６年度は，ImPACT PM就任のため，年度途中で中断を余儀なくされたが，下記の研究成果を上げた．(1) カタストロフィー構造を持った超小型非線形流体アクチュエータの研究開発：効率的に大きな衝撃力を発生できるアクチュエータ素子の新しい３次元機械構造の研究を行い，弾性エネルギー・慣性エネルギーを緩慢に蓄積し，急激に放散する過程を繰り返すことができる構造について，最適設計を行った．シミュレーション及び試作機構による実験によりその効果を確認した．(2) 衝撃力と慣性力の活用法の研究：衝撃力や慣性力を推進させたい方向への駆動力に効率的に変換し，索状体の運動に変換するメカニズムを研究した．その結果，衝撃力を使って平面を効率的に前進し，また，直管を垂直上昇できる機構を試作し，性能の評価を行った．(3) 多数の素子の駆動分布の制御：年度途中で中断したため，多数の素子や分布素子の駆動制御の研究まで進めることはできなかった．

This paper presents a new method for the transient dispersion of nonlinear fluid and the application of inertial shock force and shock wave in the structure of nonlinear fluid, and for the excitation force and dynamic force of dynamic cable. The non-linear properties of the elements are utilized in this way, and the multi-degree of freedom of the elements is controlled by the distribution of the dynamic forces on the cord. In 2016, ImPACT PM was appointed as the head of the company, and the research results were recorded below. (1)The research on ultra-small non-linear fluid structure is carried out: the generation of high impact force of efficiency, the slow accumulation of inertia, the rapid excitation, the dispersion process, the optimal design. The results of the test were confirmed. (2)Research on the active use of impact force and imaginary force: The impact force and imaginary force change the effectiveness of the dynamic force in the six directions of propulsion, and the movement of the funicular body changes. As a result, the impact force makes the plane move forward, the straight tube moves vertically, and the performance is evaluated. (3)The study on the dynamic control of the distribution of most of the elements: the interruption in the middle of the year

项目成果

Pneumatic Flexible Hollow Shaft Actuator with High Speed and Long Stroke Motion

高速长行程气动柔性空心轴执行机构

• 发表时间: 2013
• 期刊: Proc. 2013 IEEE International Conference on Robotics and Automation
• 作者: Kazuhito Wakana;Hiroaki Namari;Masashi Konyo;Satoshi Tadokoro
• 通讯作者: Satoshi Tadokoro

Remote Vertical Exploration by Active Scope Camera into Collapsed Buildings

利用主动式示波器对倒塌建筑物进行远程垂直勘探

• 发表时间: 2014
• 期刊: Proc. 2014 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
• 作者: Fukuda Junichi;Masashi Konyo;Eijiro Takeuchi;Satoshi Tadokoro
• 通讯作者: Satoshi Tadokoro

異方性摩擦機構を用いたカタストロフィー構造を持つ空気圧アクチュエータの開発

利用各向异性摩擦机构开发灾难结构气动执行器

• 发表时间: 2014
• 作者: Kazuhito Wakana;Hiroaki Namari;Masashi Konyo;Satoshi Tadokoro;小江誠司;華曄，昆陽雅司，田所諭
• 通讯作者: 華曄，昆陽雅司，田所諭