粘液を利用する医療用機器の無侵襲的推進法の研究

利用粘液的医疗器械无创推进方法的研究

• 批准号: 08878172
• 负责人: 池内 健
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 1997
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08878172/
• 关键词: マイクロロボット; 流体くさび作用; 摩擦制御; ピンオンディスク摩擦試験機; 医療用ロボット; 体内ロボット; 低侵襲医療; 内視鏡; 人工粘液; 超音波アクチュエータ

ミミズと同様に伸縮運動によって医療用マイクロロボットを移動させるための基礎研究を行い,粘液による流体くさび作用を利用して滑り方向によって摩擦を変化させて往復運動を一方向への直進運動に変換することを試みた.ピンオンディスク型の摩擦試験機を製作し,傾斜したシリコンラバーの板をピンに取りつけてシリコンオイルを満たしたディスク上に置き,ディスクの回転方向が変わった時の起動摩擦とそれに続く定常回転時の動摩擦を測定した.摩擦は起動時に急上昇した後,一定値に漸近した.滑り方向にすきまが減少する正回転の場合には,起動摩擦に及ぼす速度の影響はほとんど見られなかったが,逆回転時には速度が高いほど摩擦が高かった.一方,回転方向に関わらず滑り速度が高くなると定常摩擦が少し増加する傾向が見られた.以上の実験のすべてにおいて,正回転時の摩擦は逆回転時の摩擦よりも低かった.したがって伸縮運動によって複数の摩擦部の距離を変化させれば往復運動を一方向への直進運動に変換することができるはずである.この仮説を証明するための実験装置を製作した.ステンレス鋼製の平板を直動軸受で支えて水平方向に低摩擦で移動できるようにしてシリコンオイルを満たした.一方,油圧シリンダー用のラバーパッキングを2個取り付けてクランクメカニズムによってそれらの間隔を正弦波状に変化させて平板との間で流体くさび作用を生じさせて平板の移動量を測定した.その結果,平板が一方向に移動することを確認したが,回転方向の変化した直後に逆運動が見られた.これは運動方向の変化に対して摩擦の変化に時間後れがあるためと考えられる.したがって効率的な駆動のためには往復運動の速度を高くするだけでなく,その行程を長くしなければならないことがわかった.

Basic research on the use of viscous fluids in the application of telescopic motion in the same direction as reciprocating motion in one direction and in linear motion in the same direction. The friction test machine of the type of tilt is manufactured, and the dynamic friction test machine of the type of tilt is measured when the rotation direction is changed. Friction rises sharply when starting, but gradually increases when starting. In the case of positive return, the starting friction and speed are affected by the sliding direction. In the case of negative return, the speed is high. On the other hand, there is a tendency for steady friction to increase in the direction of rotation. The friction between the positive and negative movements is low. The distance between a plurality of friction parts is changed, and the reciprocating motion is changed in one direction and in the straight direction. This is the first time that we've seen this. The steel shaft is supported horizontally with low friction. In one direction, the oil pressure was measured by measuring the amount of movement of the plate in two different ways: the interval between the plates was changed in a sinusoidal manner, and the fluid pressure was measured by measuring the amount of movement of the plate. As a result, the plate moves in one direction and the plate moves in the opposite direction. The direction of motion is changed, the friction is changed, and the time is changed. The speed of reciprocating motion is high, and the stroke is long.

项目成果

Ken Ikeuchi: "Locomotion of Medical Micro Robot with Spiral Ribs Using Mucus." MHS'96,IEEE. 217-222 (1996)

Ken Ikeuchi：“使用粘液的螺旋肋医用微型机器人的运动。”

藤田 茂樹: "軟らかい材料を使った人工関節の流体膜の形成過程" 日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集. 122-123 (1997)

Shigeki Fujita：“使用软材料的人工关节的流体膜形成过程”日本摩擦学会摩擦学会议记录 122-123 (1997)。

藤田 茂樹: "EHL膜の形成過程の可視化" 日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集. 68-69 (1997)

Shigeki Fujita：“EHL 薄膜形成过程的可视化”日本摩擦学会摩擦学会议记录 68-69 (1997)。

池内 健: "医療用マイクロロボットの往復動による推進法" 日本機械学会第10回バイオエンジニアリング講演会講演論文集. 97・72. 625-626 (1998)

Ken Ikeuchi：“使用往复运动的医疗微型机器人的推进方法”第10届日本机械工程师学会生物工程会议记录97・72（1998）。