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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 based on the blood collection support machine の开発のためにインセクトラクチャー (Insec Ｔｔ＋ｓＴＲＵＣＴＵＲＥ) に记づき、 Mosquito のblood-sucking におけるneedle の Position decision め・Posture control imitation, and the structure and structure of the posture. The new ultra-small, lightweight, and silent vascular puncture mechanism is now available. The mosquito's legs are there, the posture of the body's needle is adjusted, and the blood-sucking action is done. In this study, the necessary movements for blood collection are shown below and the movement mechanism is designed based on the specific characteristics of the system.・The 6th chapter is based on the position and posture of the needle and the control of the hand.・The quality of the body part and the leg mechanism (the second joint) is low and the position is low and the center of gravity is low to ensure stability and posture is maintained.・The body part of the leg mechanism is concentrated and the first joint has a wide range of movement and a movable angle range is ensured.・The hanging angle of the carcass is small and the structure of the legs is small and the structure is restrained.・The folded structure ensures long legs and a wide range of motion. [Overview of the device] This mechanism determines the joint angles of the moving legs and the position and posture of the 6 degrees of freedom. Front and back, up and down, left and right directions, parallel movement of ±20mm, にそれぞれ±20mm, とロールaxis・ピッチAxis・ヨーaxis にそれぞれ±30 degrees movable range of return movement and holding target とする. The total length of the large きさは is about 5-10cm or less. [Design of the body of the mosquito body] The structure of the body of the mosquito body and the degree of freedom of each foot are based on the basic design and design described below.・The degree of freedom of the foot: the degree of freedom of the foot is 5 degrees of freedom. The mechanism is flat and the basic structure is fixed, and the mosquito structure is fixed, and the degree of freedom is reduced by one degree of freedom.・Joint structure: Rinse Make sure that the したfoot and の槆动法のリンクモデルをparallel して trial production し, return転リンク駆 motivating method and 検 Discussionする.リニアリンクはbiotic joints では実appear されてないMechanism であり、ハイブリッIt's a very efficient and effective way to utilize the natural environment.