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解剖学的筋骨格構成を規範としたヒト上肢類似ロボットの研究

Research Project

Project/Area Number 18760195
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

坂井 伸朗  Kyushu University, 工学研究院, 助教 (60346814)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2007: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Keywords肩関節 / 上肢 / リハビリテーション / 筋骨格機構 / バイオメカニズム / ロボット / 肘関節 / 筋骨格
Research Abstract

ヒト筋骨格構成を規範とした生体規範型上肢ロボットアームの開発を目標とし,ロボット・機械工学的視点からヒト肩関節機構を中心とした生体構成を研究した.上肢を支える構造としては肩甲骨機構,肩-上腕関節機構,肘関節機構が挙げられる.本モデルは駆動可能な上肢筋骨格物理モデルとしてのロボット機構として構成した.
前年度において構成した,肩甲骨・鎖骨・体幹面すべり運動を有する肩甲骨物理モデルを再構成し,肩甲-上腕関節機構を統合した上肢帯ロボットモデルを作成した.本研究で作成された上肢帯モデルでは肩甲骨駆動について8本,上腕骨駆動について7本のワイヤで肩甲骨運動にかかわる筋を再現し,完全幾何拘束型パラレルリンクとみなして駆動した.巻きつきながら駆動するという生体筋骨格構成は,制限された形態において関節可動域を増大させる役割が一つの目的と考え,体幹に対し上腕骨を135度側方屈曲させることが可能となり,肩甲骨の後傾が可能な機構の作成により135度前方も可能とした.駆動時には冗長ワイヤのうち特定動作のためのモーメントアームを発生させうるワイヤを選択的に駆動する構成とした.結果を,第61期日本機械学会九州支部講演会で動画等を用いて発表した.前腕部モデルは可動域拡大のために橈骨ねじれモデルを構成し,モーメントアームにより可動性を評価した.また,肩甲骨運動に関して得られた知見を応用し,脳卒中リハビリテーション支援のための肩甲骨保持ロボット装具を製作した.これにより,機能としての肩甲骨-上腕骨運動解析を臨床的応用する基礎手法を得た.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2008 2007 2006 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 上肢バイオメカニズムとロボットへの応用に関する研究2008

    • Author(s)
      坂井伸朗, 澤江義則, 村上輝夫
    • Journal Title

      日本ロボット学会誌 26-3(in press)

    • NAID

      10021142052

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Development of Shoulder Motor Orthosis for Stroke rehabilitation2007

    • Author(s)
      Nobuo, Sakai, 他7名
    • Journal Title

      Journal of Biomechanical Science and Engineering Vol.2, Suppl.1

      Pages: 191-191

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of an Arm Model with a Bionic Elbow Joint2007

    • Author(s)
      Yu, Moriwaki・Nobo, Sakai, 他2名
    • Journal Title

      Journal of Binomechanical Science and Engineering Vol.2, Suppl.1

      Pages: 112-112

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 肩関節類似機構の物理モデルに関する研究2006

    • Author(s)
      坂井伸朗, 澤江義則, 村上輝夫
    • Journal Title

      第45回日本生体医工学会大会論文集 Vol. 44,Suppl. 1

      Pages: 236-236

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] The development of a robotic joint model.based on human shoulder morphology2006

    • Author(s)
      Nobuo Sakai, Yoshinori Sawae, Teruo Murakami
    • Journal Title

      Journal of Biomechanics Vol. 39,Suppl. 1

      Pages: 82-82

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of an Arm Model with a Bionic Elbow Joint2006

    • Author(s)
      Yu MORIWAKI, Nobuo SAKAI, Yoshinori SAWAE, Teruo Murakami
    • Journal Title

      Journal of Riomechanics Vol. 39, Suppl. 1

      Pages: 48-48

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 肘関節用装着型軽量能動装具の開発2006

    • Author(s)
      坂井伸朗, 森脇悠, 澤江義則, 村上輝夫
    • Journal Title

      日本臨床バイオメカニクス学会誌 Vol. 27

      Pages: 109-114

    • NAID

      10018388130

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト肩関節を規範としたロボット関節機構の肩甲骨-上腕骨の構成2008

    • Author(s)
      坂井伸朗, 澤江義則, 村上輝夫
    • Organizer
      第61期日本機械学会九州支部講演会
    • Place of Presentation
      九州大学,福岡市
    • Year and Date
      2008-03-19
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト肩関節を規範としたロボット関節機構の肩甲骨の構成2007

    • Author(s)
      坂井伸朗, 澤江義則, 村上輝夫
    • Organizer
      日本機械学会2007年度年次大会
    • Place of Presentation
      関西大学,大阪市
    • Year and Date
      2007-09-11
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://tribo1.mech.kyushu-u.ac.jp/BD/

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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