球面超音波モータを用いた介助ロボットの開発

使用球形超声波电机的辅助机器人的开发

• 批准号: 15700392
• 负责人: 深谷 直樹
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan College of Aeronautical Engineering
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15700392/
• 关键词: 機械要素; 医療・福祉; 球面超音波モータ; 食事介助; 超音波モータ

本研究は介助者並びに被介助者の肉体的・心理的負担を低減する食事介助ロボットの開発を目的とする。だが従来の電磁モータで簡潔な操作のみならず、自然な形状、静粛性といった機能を実現するのは難しい。そこで本研究では上記機能を実現するため球面超音波モータを採用した。この介助ロボットを開発する上で得られた成果は以下の通りである。a)ステータの駆動試験導入した有限要素法解析ソフトによる結果に基づいて試作したステータを用いてモータを構築した。この結果、安定した摩擦接触を実現し、球面ロータを保持・回転させるに至った。応答性についてもLock to Lockで0.8秒と日常的な動作を満たすには十分である。しかしながらトルクの不足による動作の不安定化が散見されるため、更なる向上が望まれる。b)エンドエフェクタの構築食事介助を行う上で最も重要となるのは様々な形状の食器や食物を確実に、かつ安定して把持し、使用者の口腔へ移送することである。そこで人間の骨格構造を規範としたエンドエフェクタを構築した。この結果、スプーンやフォークといった特定の形状のみならず、パンなど不規則な形状をし、かつ柔和な弾力をもつ物体も容易に持ち上げ、口腔へ移相することが可能となった。c)全体構造の検討研究が求めるロボットは人間環境に置いて違和感・恐怖感なく存在できるものであることが重要である。そこで最も使用頻度の高い腕部について、人間の骨格構造を忠実に再現することで、自然な形状・動作の実現を試みた。その結果、右腕のみであるが形状は人に近く、またその動作も自然なものとなった。d)使用試験実際の試験の結果、フォークやパンなどは、あらかじめ決めた場所に設置すれば、プログラム的に把持することが可能であることが分かった。現在はPC上から操作しているため、実際の利用のためにはスイッチ等による簡潔な操作を実現することが望ましい。

This study aims to reduce the physical and psychological burden of the <s:1> assisted and びに assisted individuals を, lower する food assistance ロボット, and develop を purposes とする. だ が 従 to の electromagnetic モ ー タ で simple な の operation み な ら ず, natural shape, static 粛 な と い っ た function を be presently す る の は difficult し い. Youdaoplaceholder0 モ で で in this study, the で モ recording machine can を implement するため spherical ultrasound モ タを タを タを using た. <s:1> ロボットを assisted ロボットを in the development of する the られた results of で and <s:1> the following する である である である. A) ス テ ー タ の 駆 dynamic test import し た finite element analytic ソ フ ト に よ る results に づ い て attempt し た ス テ ー タ を with い て モ ー タ を build し た. The <s:1> タを result, stable た frictional contact を occurrence を, spherical ロ ロ タを タを retention · return 転させるに to った. 応 a sexual に つ い て も Lock to Lock で と daily な action を 0.8 seconds against た す に は very で あ る. <s:1> されるため ながらト ながらト されるため insufficient による action <e:1> instability が scattered されるため, more なる looking up が まれる. B) エ ン ド エ フ ェ ク タ の medium build food helps を う で も most important と な る の は others 々 な shape の feeder や を has be に, か つ settle し て holding し, user の oral へ transferred す る こ と で あ る. Youdaoplaceholder0 タを で the construction of human bone grids を norms と <s:1> たエ ドエフェ ドエフェ タを タを タを construction た た. こ の results, ス プ ー ン や フ ォ ー ク と い っ た special の の shape み な ら ず, パ ン な ど irregular shape な を し, か つ soft な 弾 force を も つ object も に easily hold on ち げ, oral へ phase-shifting す る こ と が may と な っ た. C) all the tectonic の 検 が beg for research め る ロ ボ ッ ト は human environment に buy い て acosmia feeling, fearful な く exist で き る も の で あ る こ と が important で あ る. そ こ で も by using high frequency の い wrist に つ い て, の human bone structure を loyalty be に reappearance す る こ と で, natural な shape action の be now try を み た. Youdaoplaceholder0 そ result, the shape of the right wrist みであるが is に human に close to く, the movement of the またそ <s:1> is <s:1> natural な となった となった となった. D) to use test be interstate の test の results, フ ォ ー ク や パ ン な ど は, あ ら か じ め definitely め に た places set す れ ば, プ ロ グ ラ ム す に of る こ と が may で あ る こ と が points か っ た. Now は PC か ら operation し て い る た め, be interstate の using の た め に は ス イ ッ チ etc に よ る simple な を operation be presently す る こ と が hope ま し い.

项目成果

Development of the intention conformity type muscle-stiffness sensor for an artificial arm

人工手臂用意图整合型肌肉僵硬传感器的开发

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc.Of International conference on manufacturing, machine design and tribology
• 作者: Naoki Fukaya;Tadaaki Ikehara;Tatsuya Akiyama;Shigeki Toyama
• 通讯作者: Shigeki Toyama