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電界共役流体により駆動されるマイクロ人工筋を用いたマイクロロボットアームの研究

Research Project

Project/Area Number 17686013
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Design engineering/Machine functional elements/Tribology
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

竹村 研治郎  東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (90348821)

Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥29,120,000 (Direct Cost: ¥22,400,000、Indirect Cost: ¥6,720,000)
Fiscal Year 2006: ¥12,610,000 (Direct Cost: ¥9,700,000、Indirect Cost: ¥2,910,000)
Fiscal Year 2005: ¥16,510,000 (Direct Cost: ¥12,700,000、Indirect Cost: ¥3,810,000)
Keywordsソフトアクチュエータ / マイクロアクチュエータ / マイクロロボット / 機能性流体 / 人工筋アクチュエータ / 電界共役流体
Research Abstract

本研究課題は,直流高電圧の印加によって活発なジェット流を発生する電界共役流体(Electro-conjugate fluid, ECF)を利用してマイクロロボットアームに適用可能なマイクロ人工筋アクチュエータを実現し,その制御法を確立したのち,これらを用いたマイクロロボットアームを具現化することを目指す.平成19年度はECFマイクロ人工筋アクチュエータのセル形プロトタイプの実現と制御法の確立およびマイクロハンドの構築を計画し,以下の成果を得た.
はじめに,ECFマイクロ人工筋アクチュエータの構成部であるECFジェット発生部,繊維強化シリコーンゴムチューブ,およびECFタンクを一体化し,実際にマイクロロボットアームに搭載可能なセル構造を提案し,プロトタイプを試作した.とくに昨年度の成果を改良し,小型化および構造の簡単化を行った.この結果,ECFジェット発生部を内蔵した繊維強化シリコーンゴムチューブの周囲にECFタンクを配置したφ10mm×12mmのECFマイクロ人工筋セルを実現した.また,このセルを複数個,直並列に集積化することによって,変位および発生力が増大することを実験的に確認した.さらに,ECFマイクロ人工筋セルに対して収縮変位を制御し,収縮変位0mmから1mmまで,0.2mmのステップ幅ごとに良好な変位制御を実現した.これにより,マイクロロボットハンドのためのアクチュエータとしての有効性を確認した.
また,マイクロハンド実現のための新たな手法として,断面が中心角120度の3部屋を有するチューブの内圧をECFジェットによって制御するタイプのECFマイクロフィンガを開発した.本フィンガは先端部を3次元空間内で多自由度に駆動することが可能である.
以上より,ECFを利用することによって簡便な構造でマイクロロボットアームあるいはハンドを構成できることが明らかとなった.

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (10 results)

  • [Journal Article] Development and Control of a Micro Artificial Muscle Cell using Electro-conjugate Fluid2007

    • Author(s)
      Kenjiro Takemura, Shinichi Yokota, Kazuya Edamura
    • Journal Title

      Sensors & Actuators A 133

      Pages: 493-499

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] ECFジェットによる発生圧力を応用したチユーブ形ECFマイクロアクチュエータ2006

    • Author(s)
      阿部竜太郎, 横田眞一, 竹村研治郎, 枝村一弥
    • Journal Title

      日本フルードパワーシステム学会論文集 37・5

      Pages: 55-60

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Concept of a Micro Finger using Electro-conjugate Fluid and Fabrication of a Large Mode Prototype2006

    • Author(s)
      Ryutaro Abe, Kenjiro Takemura, Kazuya Edamura, Shinichi Yokota
    • Journal Title

      Sensors & Actuators A (Available online)

    • Related Report
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  • [Journal Article] Driving Performance and Control of a Micro Artificial Muscle Cell using Electro-conjugate Fluid2006

    • Author(s)
      Kenjiro Takemura, Shinichi Yokota, Kazuya Edamura
    • Journal Title

      Proc. IEEE International Conference on Robotics and Automation

      Pages: 1018-1023

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Micro Finger using Electro-conjugate Fluid - Concept and Performance of Large Model -2006

    • Author(s)
      S.Yokota, R.Abe, K.Takemura, K.Edamura
    • Journal Title

      Proc. International Conference on Mechatronics Technology (CD-ROM)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 電解共役流体に発生するジェット流を用いたマイクロ人工筋アクチュエータ2005

    • Author(s)
      竹村研治郎, 横田眞一, 枝村一弥
    • Journal Title

      日本機械学会論文集(C) 71・78

      Pages: 2571-2577

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Micro Artificial Muscle Actuator using Electro-conjugate Fluid2005

    • Author(s)
      Kenjiro Takemura, Shinichi Yokota, Kazuya Edamura
    • Journal Title

      Proc.IEEE International Conference on Robotics and Automation

      Pages: 534-539

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    • Author(s)
      Kenjiro Takemura, Shinichi Yokota, Kazuya Edamura
    • Journal Title

      Proc.Bath Workshop on Power Transmission & Motion Control

      Pages: 269-276

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  • [Journal Article] Driving Characteristics of a Micro Artificial Muscle Actuator using Electro-conjugate Fluid2005

    • Author(s)
      K.Takemura, S.Yokota, K.Edamura
    • Journal Title

      Proc.The 6th JFPS International Symposium on Fluid Power

      Pages: 564-568

    • NAID

      130004317633

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  • [Journal Article] Driving Performance and Control of a Micro Artificial Muscle Cellr using Electro-conjugate Fluid2005

    • Author(s)
      Kenjiro Takemura, Shinichi Yokota, Kazuya Edamura
    • Journal Title

      Proc.IEEE International Conference on Robotics and Automation (掲載決定)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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