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蚊のインセクトラクチャーに基づく採血機構の開発

基于蚊虫结构的采血机构研制

基本信息

批准号：
22K12878
负责人：
齊藤浩一
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Tokyo National College of Technology
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-22K12878/
关键词：
採血蚊パラレルリンク順運動学逆運動学採血支援メカニズム

项目摘要

本研究では採血支援機の開発のためにインセクトラクチャー（ＩＮＳＥＣＴｔ＋ｓＴＲＵＣＴＵＲＥ）に基づき、蚊の吸血における針の位置決め・姿勢制御のメカニズムを模倣し、従来のフレーム構造とリンク機構では実現できなかった超小型・軽量・静音な血管穿刺機構の開発を目指している。蚊は６本の脚を有し、体と針の姿勢を調整して吸血動作を実行する。本研究では採血に必要な一連の動作を実現できる運動機構を以下に示す蚊の特徴に基づき設計する。・６本の足で針先の位置と姿勢を制御する。・質量のある胴体部を脚機構の一部（第二関節）より低く位置付けることで低い重心を確保して安定した姿勢を維持する。・脚機構の胴体取り付け部を集中させることで第一関節に広範囲な可動角度域を確保する。・胴体の吊り角度を小さくすることで脚構造体のたわみを抑制する。・折り曲げ構造により脚長を確保し、広い可動域を得る。【装置の概要】本機構は６本の駆動脚の関節角度により位置・姿勢の６自由度が決定されるパラレルリンク機構である。前後・上下・左右方向にそれぞれ±２０ｍｍの並進運動とロール軸・ピッチ軸・ヨー軸にそれぞれ±３０度の回転運動の可動域を持つことを目標とする。大きさは全長５－１０ｃｍ程度以下とする。【蚊の駆体ロボットの脚部の設計】各脚は蚊の駆体構造と脚の自由度に基づき下記の基本仕様に基づき設計する。・脚の自由度：一本当たりの脚の自由度は５自由度とする。機構は平面的なＢａｓｅに固定するため、蚊の脚構造より自由度を減らし１自由度とする。・関節構造とアクチュエータ：リードスクリューのリニアリンクを用いることで十分なトルクを確保した脚の駆動方式のリンクモデルを並行して試作し、回転リンク駆動方式と比較検討する。リニアリンクは生物の関節では実現されてない機構であり、ハイブリッドに活用することで生物を超えた効率的なリンクの実現が期待される。

This study is aimed at the development of a blood collection support machine (INSECTt+ sTRUTURE), a needle position determination, a posture control, and a simulation of a blood collection support machine. The foot of the mosquito has been adjusted, and the posture of the needle is adjusted. The following characteristics of the motion mechanism are shown in this study: 6. The position and posture of the needle are controlled. A part (second joint) of the body part ensures stable posture. The body of the foot mechanism is concentrated on the first joint and the movable angle range is ensured. The angle of the carcass is small and the foot structure is small. The length of the leg is ensured by the bending structure, and the movable area is obtained. [Summary of the device] This mechanism determines the joint angle, position and posture of the 6-foot joint. Forward and backward, up and down, left and right directions include ±20mm of forward motion, ±30 degrees of backward motion, and ±30 degrees of backward motion. The total length of the rice is less than 5-10cm. [Design of feet] Each foot has its own body structure and foot freedom. Foot degrees of freedom: one original foot degrees of freedom and five degrees of freedom. Mechanism plane Base fixed, foot structure reduced by 1 degree of freedom Joint structure and joint structure: joint structure and joint structure; joint structure and joint The joint of the organism is expected to be realized by the mechanism of the organism.