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シャコの打撃動作を規範とした外骨格弾性要素と空気圧人工筋肉による瞬発力発生手法

基于螳螂虾击打运动的外骨骼弹性元件和气动人工肌肉瞬时发力方法

基本信息

批准号：
22KJ2769
负责人：
伊藤文臣
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Chuo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は，シャコやバッタにみられる外骨格ばねの要素を模倣することで，高応答性と高出力密度，コンプライアンス特性を兼ね備えた高応答人工筋肉駆動機構の設計論を確立することである．本研究では，1年目に外骨格ばねと人工筋肉の複合力に基づく打撃機構のモデルを構築する．2年目に，打撃機構に取り入れた2種類の外骨格の弾性要素に関する多目的最適設計論について，1年目に構築したモデルをもとにまとめる．3年目に，2年目に構築した設計論に基づいたモンハナシャコの打撃動作を規範とした打撃ロボットの開発をする．1年目では，モンハナシャコにみられる2種類の外骨格の弾性要素と空気圧人工筋肉の複合力を考慮に入れた打撃機構のモデルを構築した．さらに，2種類の外骨格の弾性要素の有無による打撃機構の動作をシミュレーションから推定した．また，このモデルの妥当性を検証するため，開発した実機による打撃実験を行った．このシミュレーションと実験の結果から，2種類の外骨格の弾性要素が打撃動作に対して異なる作用をすることが明らかとなった．一方の外骨格の弾性要素は，空気圧人工筋肉と同方向へのトルクを発生することで打撃の効果を高め，一方の外骨格の弾性要素は空気圧人工筋肉の収縮応答を補うことで，打撃の効果を高めた．以上の結果から，あるコンプライアンス特性を有する空気圧人工筋肉に対して，打撃効果を高めるための2種類の外骨格の弾性要素に適切な組み合わせが存在することが明らかとなった．以上の結果をもとに，今後の研究では，2種類の外骨格の弾性要素の適切な組み合わせに関する多目的な最適設計論についてまとめた．

The purpose of this study is to imitate the elements of external bone structure and to have high responsiveness and high efficiency. Density, コンプライアンス characteristics, and ね备えた高応, and the design theory of the artificial muscle actuating mechanism was established. The purpose of this study is to construct a composite force based on artificial muscles and artificial muscles in the first year of the study. In the 2nd year of the project, there are two types of external structure and elastic elements of the organization. Purpose-optimal design theory, 1-year project construction plan, とにまとめる. The 3rd year project, the 2nd year project, the design theory, the design theory, the basic design, the action, the standard, the action, the standard, the action, the design, the design, the design, the design, the design, the design, the design, the design, the design, the design, the design, the design, the design, the design, the design, the design, the design. 1st year, モンハナシャコにみられる2 types of external bones and elements The composite force of air-pressure artificial muscles was taken into account and the structure of the beating mechanism was constructed.さらに, there are 2 types of external skeletal structure and the action of the flexing element of the によるbeating mechanism is presumed to be した.また, このモデルのappropriateness を検证するため, 开発した実机による撃実験を行った．このシミュレーションと実験のRESULT から, 2 types of external bone structure の弾性Elements of action, action, action, action, action, action, action, action, action, action, and action. The elastic element of the outer frame of one side is the same, and the artificial muscles of the air and pressure are in the same direction as the raw material and the impact effect is High め, the elastic element of the outer frame of one side is empty 気姧 artificial muscle contraction and response を mending うことで, the effect of beating 撃を高めた. The result of the above is that the characteristics of the artificial muscles of the artificial muscles are high, and the beating effect is high.めるための2 kinds of のOuter bone structure の弾性 element に Adaptable な group み合わせがexistent することが明らかとなった. The above results are based on the results, and future research will be carried out on the optimal design theory of the two types of external skeleton and interlocking elements and the multi-purpose optimal design theory.