PVCゲル人工筋肉の低電圧駆動に関する研究

PVC凝胶人工肌肉低压驱动研究

• 批准号: 22K04010
• 负责人: 橋本 稔
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04010/
• 关键词: 低電圧化; PVCゲルアクチュエータ; ソフトアクチュエータ; 人工筋肉; 高分子材料

本研究は、PVCゲルアクチュエータの駆動に必要な電圧の低下を目的とする。現在PVCゲルアクチュエータの駆動に数百Vの印加電圧を必要としている。より安全なアクチュエータを創出するためには更なる低電圧化が必要である。本研究の目的を達成するために、次の研究を実施した。①PVCの重合度の異なるアクチュエータを作製、特性を評価した。②異なる種類の可塑剤を用いてPVCゲルを作製しアクチュエータの特性を評価した。③PVCと可塑剤の組成比を変化させてアクチュエータを作製し、その特性を評価した。いずれもPVCゲルアクチュエータは積層型アクチュエータであり、サイズは10㎜×50㎜の3層構造のものを作製した。10Vから100Vまで10V刻みに電圧を印加しその挙動を観察した。①～③までの結果を踏まえ、低電圧化に効果的なPVC重合度、可塑剤の種類、組成比について考察した。次の研究結果が得られた。①重合度3800のPVCで作製したアクチュエータは100V印加時に約3.2％の変位が得られた。重合度400のPVCの場合は約1％の変位であった。②可塑剤DESeb（セバシン酸ジエチル）、DEA（アジピン酸ジエチル）、DBA（アジピン酸ジブチル）の3種類のアクチュエータについて印加電圧と変位の関係を求めた。その結果、DBA＞DEA＞DESebの順で変位量が変化した。③可塑剤の量を変化させて特性を測定した。PVC：DBA＝1:4の場合と1:8の場合を比較した。100V印加時の収縮率が、1：4の場合3.2％、1:8の場合には4.５％となった。以上より、PVC重合度については重合度の大きい方が、大きな変位となった。可塑剤はDBAがDEAやDESebよりも大きな変位が得られた。組成については、可塑剤量が多いほど変位量が大きい傾向になったが、どの程度まで増加させられるかは今後の課題である。

The purpose of this study is to reduce the voltage necessary for PVC operation. Now PVC must be able to move hundreds of volts of voltage. Low voltage is necessary for safety. The purpose of this study is to achieve the objectives of the study.①PVC's overlap degree is different from that of the control system and the evaluation of the characteristics. 2. Different types of PVC can be used to evaluate the properties of PVC. 3. PVC plastic composition changes, and its properties are evaluated. The PVC layer is 10 mm ×50 mm and the structure is 3 layers. 10V to 100V, 10V to 100 V, 10 V to 10 V①~③ The results of this study include the degree of PVC overlap, the type of plastic agent, and the composition ratio of PVC. The results of the second study were obtained.① The overlap of 3800 PVC is about 3.2% when it is 100V In case of overlap of 400 and PVC, it is about 1% of the total. (2) The relationship between voltage and position of three kinds of plastic agent DESeb, DEA and DBA is found. The result of DBA>DEA>DESeb is changed. (3) Determination of the amount and characteristics of plastic. PVC: DBA=1:4 and 1:8 and compare. 100V Inca time shrinkage ratio: 3.2% in 1:4 cases, 4.5% in 1:8 cases The above mentioned PVC overlap degree is not the same as the overlap degree. The plastic DBA can be used as a substitute for DEB. The amount of plastic in the composition is more than the amount of plastic in the composition. The amount of plastic in the composition is more than the amount of plastic in the composition.