人間共存型ロボットに適したコンパクトかつ安全性の高いMRアクチュエータの研究

适用于人类共存机器人的紧凑型高安全MR执行器研究

• 批准号: 19016017
• 负责人: 古荘 純次
• 金额: $ 5.63万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19016017/
• 关键词: MR流体; 人間-機械共存系; コンパクトアクチュエータ; ナノ粒子; MR 流体

パワーアシストシステムやリハビリ支援システム等の人間共存型ロボットの開発は今後の超高齢化社会を目前として強く望まれている. しかし, このようなロボットシステムに対する安全性を考慮したアクチュエータの研究開発はほとんどなされていない. 本研究では, 高い安全性をもつMR流体クラッチを用いたコンパクトなアクチュエータの開発を行う. 本研究で開発するアクチュエータは定量的な安全確保(速度, エネルギの観点からの)が可能であり, しかも良好なバックドライブ性(出力側からアクチュエータを逆に動かせる程度)を持ち, かつコンパクト・軽量であり, 人間共存型ロボットに適する. このようなアクチュエータは他にない. MR流体とは磁場によりそのレオロジー特性が制御できる流体である.上記の目的を達成するために, 本年度は(1)高結晶性Feナノ粒子の合成と表面制御について検討し、ナノ粒子分散系MR流体の可能性について確認した. ミクロン粒子のMR流体と異なって沈降することがないため, 今後の展開が大いに期待される.(2)MRアクチュエータの電制御方式および設計等に関する基礎を確立した.(3)MR流体クラッチとモーター, 減速機を一体化したコンパクトなMRアクチュエータを開発した.(4)MR流体を充填するギャップと各種特性の関係について検討を行った. 50ミクロンから500ミクロンの間のギャップについて検討を行い, 従来型の粒子径約10ミクロンのMR流体と本研究で開発したナノ粒子MR流体の特性の比較を行った. これにより得られた結果は, ナノ粒子MR流体の実用化の可能性を示唆するものである.

パ ワ ー ア シ ス ト シ ス テ ム や リ ハ ビ リ support シ ス テ ム の world coexistence type ロ ボ ッ ト の open 発 は を の ultra-high 齢 society in the future the と し て looking strong く ま れ て い る. し か し, こ の よ う な ロ ボ ッ ト シ ス テ ム に す seaborne る security を consider し た ア ク チ ュ エ ー タ の research open 発 は ほ と ん ど な さ れ て い な い. This study で は, high safety い を も つ MR fluid ク ラ ッ チ を with い た コ ン パ ク ト な ア ク チ ュ エ ー タ の open 発 う を line. This research で open 発 す る ア ク チ ュ エ ー タ は quantitative な security to ensure (speed, エ ネ ル ギ の 観 point か ら の) が may で あ り, し か も good な バ ッ ク ド ラ イ ブ sex (the output side か ら ア ク チ ュ エ ー タ を inverse dynamic か に せ る) を ち to have, か つ コ ン パ ク ト · 軽 quantity で あ り, Type of human coexistence ロ ボ ッ ト に optimum す る. こ の よ う な ア ク チ ュ エ ー タ は he に な い. MR fluid と は magnetic field に よ り そ の レ オ ロ ジ ー features が suppression で き る fluid で あ る. Written の purpose を reach す る た め に, this year's は (1) high crystalline Fe ナ の synthetic と ノ particle surface suppression に つ い て beg し 検, ナ ノ particle dispersion possibility MR fluid の に つ い て confirm し た. ミ ク ロ ン の MR fluid particles と different な っ て sink す る こ と が な い た め, Future の expand が big い に expect さ れ る. (2) MR ア ク チ ュ エ ー タ の battery system royal way お よ び design に masato す る based を し た. (3) the MR fluid ク ラ ッ チ と モ ー タ ー, Integration of reducer を し た コ ン パ ク ト な MR ア ク チ ュ エ ー タ を open 発 し た. (4) MR fluid を filling す る ギ ャ ッ プ と various features の masato is に つ い て 検 line for を っ た. 50 ミ ク ロ ン か ら 500 ミ ク ロ ン の between の ギ ャ ッ プ に つ い て 検 for line を い, 従 type to の particle diameter about 10 ミ ク ロ ン の MR fluid と で open this study 発 し た ナ ノ の characteristics of MR fluid particles line の is を っ た. こ れ に よ り have ら れ は た results, ナ ノ MR fluid particles の be possibility in turn の を in stopping す る も の で あ る.

项目成果

Colloidal MR Fluid with Surface-Stabilized Fe Nanoparticles

具有表面稳定铁纳米粒子的胶体 MR 流体

• 发表时间: 2008
• 作者: K. Oikawa;R. Saito;K. Anzai;H. Ishikawa;Y. Sutou;R. Kainuma;and K. Ishida;山田憲二;H. Abe
• 通讯作者: H. Abe

制御型単下肢装具のかかと接地判定に関する基礎研究

受控单腿矫形器足跟接触确定的基础研究

• 发表时间: 2008
• 作者: H.Uchida;S.Watanabe;Y.Tao;N.Osada;and M.Watanabe;菊池武士;古荘純次;H. Iino and J. Hanna;菊池武士
• 通讯作者: 菊池武士

(解説)機能性流体アクチュエータの基礎と応用・ER流体・MR流体を用いたアクチュエータ・ブレーキの開発と力覚提示システム等への応用

（解说）功能性流体执行器的基础和应用、使用ER流体和MR流体的执行器和制动器的开发、力觉显示系统的应用等。

• 发表时间: 2008
• 期刊: 日本バーチャルリアリティ学会誌 13-2
• 作者: H.Uchida;S.Watanabe;Y.Tao;N.Osada;and M.Watanabe;菊池武士
• 通讯作者: 菊池武士

MR流体ブレーキを用いた制御型短下肢装具(I-AFO)による歩行制御

使用 MR 液压制动器的受控短腿矫形器 (I-AFO) 进行步态控制

• 发表时间: 2008
• 作者: A. Ohno;T. Nakamura;and J. Hanna;菊池武士;大山裕基;菊池武士
• 通讯作者: 菊池武士

パワーアシストシステム・筋電義手のためのせん断型コンパクトMRアクチュエータに関する墓礎研究

用于助力系统和肌电假手的剪切型紧凑型磁流变执行器的基础研究

• 发表时间: 2007
• 作者: 飯野;半那;池田健一
• 通讯作者: 池田健一