Theoretical study on deformation behavior of McKibben air muscle

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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。