流体駆動ソフトメカニズムの将来を支える低コスト気液両用サーボ弁の開発

开发支持流体驱动软机构未来的低成本气液伺服阀

• 批准号: 22KJ3066
• 负责人: 小林 卓巳
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Okayama University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ3066/
• 关键词: スライド・ゲート機構式サーボ弁; 低コスト化; 回転カム; 解析モデル

流体駆動システムでは，弁のサイズ＆コストは大きな課題である．そこで，以前にダイヤフラムを介してゲートの開口面積をモータで調整するサーボ弁を開発した．しかし，この弁は弁特性に影響するゲートとモータの相対位置の調整に時間を要する問題を有していた．そこで，今年度は相対位置の変わらない封鎖空間内で，傾斜突起のついた回転カムを用いてゲートを押し，モータの回転角度に応じて流量特性を容易に調整できるスライド・ゲート機構式サーボ弁を開発した．また，ダイヤフラム等の接着によりネジ等の部品点数を削減し，低コスト化に向けた改良を行った．さらに，モータ回転角度と弁の出力流量との関係つまり所望の静特性を得る目的で，回転カム設計のための解析モデルを提案した．また，提案モデルを用いて設計した各種回転カムの計算流量特性と実験流量特性を比較した結果，計算結果は実験結果とよく一致し，モデルの有効性を確認した．以上の結果から，試作弁は，回転カムを交換することでモータ回転角度と弁の出力流量との静的関係を容易に変更可能であることも確認できた．

阀尺寸和成本是流体驱动系统的主要挑战。因此，我们以前开发了一个伺服阀，该伺服阀通过隔膜通过电动机调节门开口区域。但是，该阀的问题需要时间来调整栅极和电动机的相对位置，从而影响阀特性。因此，今年，我们开发了一个滑门机构伺服阀，该伺服阀可以根据电动机在密封空间中的电动机的旋转角度轻松调整流速特性，并使用带有倾斜投影的旋转凸轮具有不变的相对位置。此外，通过粘附的粘附，减少了螺钉等零件的数量，并进行了改进以降低成本。此外，提出了用于旋转凸轮设计的分析模型，以实现运动旋转角度与阀输出流速（即所需的静态特征）之间的关系。此外，我们比较了使用该模型设计的各种旋转凸轮的计算流量特性和实验流量特性，并且计算结果与实验结果非常匹配，从而证实了模型的有效性。从上述结果可以证实，可以通过更换旋转凸轮来轻松更改电动机旋转角与阀输出流量之间的静态关系。

项目成果

回転カムを用いたスライドゲート型サーボ弁の試作

使用旋转凸轮的滑门式伺服阀原型

• 发表时间: 2022
• 作者: 小林 卓巳;赤木 徹也;堂田 周治郎;篠原 隆;横田 雅司
• 通讯作者: 横田 雅司

Development of Pneumatic Drive Pipe Inspection Robot using Radial Bending Type Soft Actuator

采用径向弯曲型软执行器的气动管道检测机器人的研制

• DOI: 10.5739/jfpsij.15.7
• 发表时间: 2022
• 期刊: JFPS International Journal of Fluid Power System
• 作者: Takashi Shinohara;Hikaru Furuya;Tetsuya Akagi;Shujiro Dohta;Takumi Kobayashi;So Shimooka
• 通讯作者: So Shimooka

Development of a Spiral Shaped Soft Holding Actuator Using Extension Type Flexible Pneumatic Actuators

使用延伸型柔性气动执行器开发螺旋形软保持执行器

• DOI: 10.20965/jrm.2022.p0373
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Robotics and Mechatronics
• 影响因子: 1.1
• 作者: Shimooka So;Akagi Tetsuya;Dohta Shujiro;Shinohara Takashi;Kobayashi Takumi
• 通讯作者: Kobayashi Takumi

Design of Servo Valve using Buckled Tubes for Desired Operation of Flexible Robot Arm based of Static Analytical Model

基于静态解析模型的柔性机械臂期望操作用扣管伺服阀设计

• DOI: 10.5739/jfpsij.15.86
• 发表时间: 2022
• 期刊: JFPS International Journal of Fluid Power System
• 作者: Takumi Kobayashi;Hideyuki Obayashi;Tetsuya Akagi;Shujiro Dohta;Wataru Kobayashi;Takashi Shinohara and So Shimooka
• 通讯作者: Takashi Shinohara and So Shimooka

Development of Automatic Ladder Climbing Inspection Robot Using Extension Type Flexible Pneumatic Actuators

伸缩式柔性气动执行器自动爬梯检测机器人的研制

• DOI: 10.15282/ijame.19.1.2022.21.0740
• 发表时间: 2022
• 期刊: International Journal of Automotive and Mechanical Engineering
• 影响因子: 1
• 作者: Shimooka So;Katayama Koki;Akagi Tetsuya;Dohta Shujiro;Shinohara Takashi;Kobayashi Takumi;Aliff Mohd
• 通讯作者: Aliff Mohd