Theoretical study on deformation behavior of McKibben air muscle

McKibben气肌变形行为的理论研究

• 批准号: 19760104
• 负责人: OZAKI Shingo
• 金额: $ 1.43万
• 依托单位: Yokohama National University (2008)Tokyo University of Science (2007)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-19760104/
• 关键词: 人工筋肉; 空気アクチュエータ; 編込み複合材料; 有限要素法; エネルギーのつり合い; 力学解析; 最適設計; ウェアラブルロボット; マッキベン型人工筋肉

本研究では、マッキベン型人工筋肉を対象に、エネルギーのつり合いに基づいてチューブの幾何形状と収縮率、ゴム膜内圧、引張り力(負荷)などの理論関係式の導出を試みた。具体的には、人工筋肉の仕事速度と内圧による膨張の仕事速度に加え、各種エネルギーの損失項目を付加した理論解析手法を新たに提案した。また、人工筋肉が有する周期境界に着目してユニットモデルを作成し、有限要素法を用いて効果的な数値シミュレーションを実施するとともに、実際のマッキベン型人工筋肉の収縮実験との比較を通して、理論解析手法の妥当性を検証した。さらに、提案した理論式を用いたパラメトリックスタディを行い、マッキベン型人工筋肉の各種設計変数の最適値を評価可能であることを示した。

In this study, we try to derive the theoretical relationship between the geometric shape, contraction rate, membrane internal pressure and tension force (load) of artificial muscle. Specific, artificial muscle work speed, internal pressure, expansion, work speed, various production losses, and new theoretical analysis methods To compare and verify the validity of the theory analysis method, the finite element method is used to analyze the numerical value of the artificial muscle. The optimum design parameters of artificial muscle are evaluated.

项目成果

Analysis of stick-slip motion by the rate-dependent friction model

通过速率相关摩擦模型分析粘滑运动

• 发表时间: 2008
• 期刊: Advanced Materials Research Vols. 33-37
• 作者: Ozaki;S.;Hashiguchi;K.;Chen;D.H.
• 通讯作者: D.H.

Constitutive equation for friction with transition from static to kinetic friction and recovery of static friction

• DOI: 10.1016/j.ijplas.2008.03.004
• 发表时间: 2008-11
• 期刊: International Journal of Plasticity
• 影响因子: 9.8
• 作者: K. Hashiguchi;S. Ozaki

編込み構造を有するエアマッスルの変形メカニズム

编织结构气肌变形机理

• 发表时间: 2007
• 作者: 小山陽平;陳 ダイコウ;尾崎伸吾
• 通讯作者: 尾崎伸吾

Finite element analysis of unstable frictional interaction

不稳定摩擦相互作用的有限元分析

• 发表时间: 2009
• 期刊: Proceedings of Plasticity
• 作者: Ozaki;S.;Hashiguchi;K
• 通讯作者: K

McKibben型アクチュエータの収縮に関する力学的検討

McKibben型执行器收缩的力学研究

• 发表时间: 2008
• 期刊: 日本機械学会論文集 A編、74巻
• 作者: 陳 ダイコウ;小山陽平;尾崎伸吾
• 通讯作者: 尾崎伸吾