高齢者支援・介護福祉機器用バリアフリー給電システムの開発に関する研究

养老护理设备无障碍供电系统开发研究

• 批准号: 13780668
• 负责人: 佐藤 文博
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13780668/
• 关键词: 非接触; 電力伝送; 電動車椅子; バリアフリー; 伝送コイル; 電気二重層コンデンサ; 電磁誘導; 介護支援

今回は介護機器の代表例である電動車椅子を用い、メンテナンスの必要がなく、その稼動にも手間が要らない電力供給の自動化を目指したバリアフリー型のシステム構築を行った。耐環境性に優れ、感電等の心配がないコイル間の電磁結合を用いた非接触給電システムを床面に構成し、電動車椅子への安定な電力供給を目的とした装置の製作、検証,そして昨年度に続き、非接触給電システムの改良、評価を行った。受電側コイルの改良としては、走行面(床)に多少の凹凸があっても走行に支障がでないように構成を考慮した。送受電コイル間ギャップ最適化としては、データ取得を目的とした評価を行い、最適なギャップを取得した。一方ある閾値を超えると急激な磁気結合の減少が見受けられたため、送受電コイル間ギャップを2mm〜4mmに設定した。電力変換回路の改良では、キャパシタ電圧に関係なく一定の効率で充電できるように回路を改良し,キャパシタの電圧が27V付近まで一定の電流で充電できるようになった。励磁コイルの改良は、車椅子の進行に合わせて送電コイルを切り替えるようなシステムを作成し,車椅子の進行に合わせて送電コイルを切り替える事により、車椅子を稼働させながら給電可能となった。将来を見据え、位置情報を利用した給電方式の検討として、車椅子電力が充電必要電圧になった場合、最も近接な給電ポイントを確定し、自立的に給電ポイントヘ移動して充電するシステムも検討した。前述の結果を応用することにより、本システムに必要である各送電側コイルの任意励磁・車椅子の位置情報取得・車椅子の自動走行・誘導が実現可能である事がわかった。リアルタイム制御(フィードバック制御)の検討としては、受電側の計測データにより給電側マッチングが可能かどうかを検討し,その結果計測データに対応した給電側マッチング操作をリアルタイムに制御可能であることがわかった。今年度としては、車椅子の走行中充電を目的とした基礎的なシステムの構築、製作を可能とする事ができた.また,車椅子走行用のステージを作成し、車椅子の位置情報を送電側センサ入力から取得し、車椅子の進行に合わせて個々の送電側コイルを励磁することにより、車椅子の走行中でも充電を可能とした。さらに,充電回路の改良により充電電圧に影響されずに効率よい充電が可能となった。

Today back は interfaces to protect machine の representative で あ る electric chair を い, メ ン テ ナ ン ス の necessary が な く, そ の grain move に も が between hands ら な い power supply の automation を refers し た バ リ ア フ リ ー type の シ ス テ ム line build を っ た. Environment resistance に optimal れ の heart such as, sense of electricity deserves が な い コ イ ル の between electromagnetic combination を い た non-contact to electricity シ ス テ ム を bed surface に し, electric chair へ の stable power supply を な purpose と し の た device production, 検 certificate, そ し て yesterday annual に 続 き, non-contact to electric シ ス テ ム の improvement, evaluation of 価 を line っ た. By electrical side コ イ ル の improved と し て は, go line (bed) how many の is concave and convex が に あ っ て も obstacle course に branch が で な い よ う に constitute を consider し た. Sent by electric コ イ ル between ギ ャ ッ プ optimization と し て は, デ ー タ obtain を purpose と し た review 価 を い, optimum な ギ ャ ッ プ を obtain し た. On one party あ る threshold numerical を super え る と nasty shock な magnetic 気 combining の reduced が see け ら れ た た め, send by electric コ イ ル between ギ ャ ッ プ を set 2 mm to 4 mm に し た. Improved power variations in loop の で は, キ ャ パ シ タ electric 圧 に masato is な く certain の sharper rate で charging で き る よ う に loop を improved し, キ ャ パ シ タ の electric 圧 が 27 v pay nearly ま で certain の charging current で で き る よ う に な っ た. Improved excitation コ イ ル の は, car chair to に の わ せ て sending コ イ ル を り cutting for え る よ う な シ ス テ ム を し consummate, car chair の. Proceed に わ せ て sending コ イ ル を り cutting for え る matter に よ り, car chair を grain 働 さ せ な が ら to electricity may と な っ た. を see in the future according to え, location intelligence を using し た の to electricity way beg と 検 し て, car charge が chair power necessary electric 圧 に な っ た occasions, most も nearly な to electricity ポ イ ン ト を determine し, self-reliance に to electricity ポ イ ン ト ヘ mobile し て charging す る シ ス テ ム も beg し 検 た. The foregoing の results を 応 with す る こ と に よ り, this シ ス テ ム に necessary で あ る the sending end コ イ ル の arbitrary excitation chair の position information obtained, car, car の direction, automatic induction が may be presently で あ る matter が わ か っ た. リ ア ル タ イ ム suppression (フ ィ ー ド バ ッ ク suppression) の beg と 検 し て は, receiving side の measuring デ ー タ に よ り to electricity side マ ッ チ ン グ が may か ど う か を 検 for し, そ の results measuring デ ー タ に 応 seaborne し た to electricity side マ ッ チ ン グ operation を リ ア ル タ イ ム に suppression may で あ る こ と が わ か っ た. Our と し て は, car chair の walk line charging を purpose と し た based な シ ス テ ム の building, production may を と す る matter が で き た. ま た, che chair line with の ス テ ー ジ を made し, car chair の location intelligence を sending end セ ン サ into force か ら obtain し, car chair の. Proceed に わ せ て a 々 の sending end コ イ ル を excitation す る こ と に よ Youdaoplaceholder2, the car chair is in motion で で charging を may と た た た. Youdaoplaceholder0, charging circuit <s:1> improvement によ さらに charging voltage に affects されずに efficiency よ よ が charging が may となった.

项目成果

畠中紘一: "デスク型非接触電力伝送システムのコイル形状に関する基礎的検討"日本応用磁気学会誌. 25・4-2. 1015-1018 (2001)

畑中浩一：“台式非接触电力传输系统的线圈形状的基础研究”日本应用磁学学会杂志25・4-2（2001）。

畠中紘一: "位置決め不要な非接触電力伝送システムの伝送性改善に関する検討"日本応用磁気学会誌. 26・4(印刷中). (2002)

Koichi Hatanaka：“提高不需要定位的非接触式电力传输系统的传输性能的研究”，日本应用磁学学会杂志，26, 4（出版中）。

Koichi Hatanaka: "Power Transmission of a Desk with a Cord-Free Power Supply"IEEE International Magnetics Conference Digest. EV06 (2002)

Koichi Hatanaka：“使用无绳电源的办公桌的电力传输”IEEE 国际磁学会议文摘。

佐藤文博: "電動車椅子用バリアフリー給電システムの構成とその運用"医用電子と生体工学. 39. 642 (2001)

佐藤文宏：《电动轮椅无障碍供电系统的配置与运行》《医疗电子与生物工程》39. 642（2001）。

畠中紘一: "配置に冗長性を持たせたデスク型CLPSの特性評価に関する基礎的検討"電気学会論文誌A. 121-A・6. 567-572 (2001)

Koichi Hatanaka：“具有冗余布局的台式 CLPS 特性评估的基础研究” 日本电气工程师学会会刊 A. 121-A, 6. 567-572 (2001)