繊維植毛電極によるER効果を用いた高機能液圧制御弁および高機能液圧サーボシステム

利用纤维植绒电极的ER效应的高性能液压控制阀和高性能液压伺服系统

• 批准号: 10875036
• 负责人: 横田 眞一
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10875036/
• 关键词: フルイドパワーシステム; 繊維; ERバルブ; ER効果; 植毛電極; サーボシステム; 実験; 動特性; フイルドパワーシステム

ごく最近,ER流体を用いなくても,繊維を植毛した電極により一般的な絶縁性流体に電界を印加することで,ER効果が発現することが千葉大の大坪らにより報告された.本研究課題はこの新しいER効果をフルイドパワーシステムへ応用し,新しい液圧制御弁(植毛ERバルブ)を実現することを目的としている.本年度は,主に植毛電極によるER効果の基本特性解明実験,液圧アクチュエータを制御可能な4ポート液圧制御弁の試作,液圧制御弁数学モデルの確立をおこなった.実施結果の具体的内容は以下のとおりである,まず,昨年度に本研究で試作した2ポート植毛ERバルブを用いて,作動流体や植毛の材質などの様々な因子の影響を調べた.その結果,ECF流体(Electro-conjugate Fluid)は一般に油圧システムで用いられている鉱油系作動油に比べ,より大きなER効果を示すこと,植毛材質にグラファイトを混合するとER効果は大きくなるが同時に放電しやすくなるため,安定して電界が印加できなくなること,ER効果が流量,電極間隔,電極長さによらないこと,などを明らかにした.また,これらの結果に基づき,2ポート植毛ERバルブ静特性数学モデルを提案した.ついで,実用に近い形として4ポート植毛ERバルブを提案および試作した.設計に際しては,前述の数学モデルをもとに設計した.提案する4ポート植毛ERバルブは4つの植毛電極で構成され,各電極に印加する電界を変えることで,2つの出力ポートに差圧が生じ,負荷圧力を得ることができるものである.試作したバルブは外形寸法85×80×170mmで,供給圧1.8MPaで平均0.18MPaの負荷圧力を得た.さらに,実際に液圧ピストンシリンダと試作した4ポート植毛ERバルブによりサーボ系を構成し,ピストン変位を振幅±5mm,周波数0.05Hz,正弦波に追従させることに成功した.

Recently,ER fluid has been used in the field of electrochemistry, electrochemistry and electrochemistry. ER fluid has been used in the field of electrochemistry and electrochemistry. This study aims at the realization of the new ER effect and the new hydraulic pressure control system. This year, the basic characteristics of the ER effect of the main hair electrode were explained, and the possibility of liquid pressure control was tested. The results of this study are summarized as follows: 1. The effects of different factors on actuation fluid and hair quality were investigated. As a result,ECF fluid (Electro-Conjugate Fluid) has a higher ER effect than oil system actuating fluid in general oil pressure, and an ER effect than oil system actuating fluid. The results of this study are based on the mathematical model of static characteristics. In the middle of the game, we use the near middle shape to 4 pieces of hair to plant ER. The design process is the same as the mathematical process described above. 4. The structure of the hair planting electrode is proposed. The electrical field of each electrode is changed. 2. The output voltage difference is generated. The load voltage is obtained. The test results show that the shape is 85×80×170mm, the supply pressure is 1.8 MPa, and the average load pressure is 0.18 MPa. In this case, the actual liquid pressure is reduced to ±5mm in amplitude, 0.05 Hz in frequency, and the sine wave is reduced to ±5mm in frequency.

项目成果

横田 眞一: "植毛電極による誘電液体の粘度増加を用いた液圧制御弁(植毛ERバルブの静特性および動特性)"日本機械学会第76期全国大会講演論文集IV. 206-207 (1998)

横田真一：“通过植绒电极增加介电液粘度的液压控制阀（植绒ER阀的静态和动态特性）”第76届日本机械工程学会全国会议论文集IV 206-207（1998年）。

近藤 豊: "植毛電極による誘電液体の粘度増加を用いた液圧制御弁(植毛ERバルブの静特性および数学モデルの検討)"計測自動制御学会第17回流体計測第14回流体制御合同シンポジウム講演論文集. 135-138 (1999)

近藤丰：“通过植绒电极增加介电液粘度的液压控制阀（植绒ER阀的静态特性和数学模型的研究）”在第17届仪器仪表学会流体测量和第14届流体控制联合研讨会上的演讲工程师论文集 135-138 (1999)

横田眞一,近藤豊,石原幸吉,大坪泰文,枝村一弥: "植毛電極による誘電液体の粘度増加を用いた液圧制御弁(植毛ERバルブの静特性および動特性)" 日本機械学会第76期全国大会講演論文集IV. 206-207 (1998)

Shinichi Yokota、Yutaka Kondo、Kokichi Ishihara、Yasufumi Otsubo、Kazuya Edamura：“利用植绒电极增加介电液粘度的液压控制阀（植绒 ER 阀的静态和动态特性）”日本机械工程学会第 76 届全国会议会议论文集四。206-207（1998）