Establishment of Inherently Safe Control and its Application to Power Assist Systems
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19K04924
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 25020:Safety engineering-related
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| Research Institution | The University of Kitakyushu |
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Principal Investigator |
Kiyota Takanori 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (00195405)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
南山 靖博 久留米工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (20549688)
岡田 伸廣 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (80224020)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 人間機械系 / パワーアシスト / メカトロニクス / 安全工学 / 制御工学 / 安全制御工学 / パワーアシストシステム |
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| Outline of Research at the Start |
これまで研究を進めてきたパッシブダイナミック制御の特長は、平衡操作と移動操作を分けて実行することで目的制御を小さなエネルギーで実現する／制御の実行には安全確認を条件とする、といった点にある。一方、本質安全制御は「機械の力は少なくとも人間には防御能力の限界を越えた出力がなされてはならない」という原理の元、監視構造を有する目的制御、調整制御、停止制御の構成によるという概念が示されている。本研究の目的は、ダイレクトハンドリング装置とパワーアシスト台車の２つの人間協調型機械システムへの適用を通して、本質安全制御を確立を目指すことである。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we developed a power assist system that applies inherently safe control. In inherently safe control, a safe balanced state is defined as a basic state, and the actuator operates only to restore the collapsed balanced state, thereby achieving objective control. The developed power-assisted cart that moves the cart with the same amount of human power, regardless of the angle of inclination, by using a motor to assist only the amount of load that increases as the angle of inclination increases when going uphill. Furthermore, we applied the power assist system to a wheelchair for assistance, and confirmed its basic operation through an evaluation experiments of a prototype.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
人間との共存が必要となる機械に対しては、人間の本質安全構造に基づいた制御により本質安全要求に応えることができるという考えに基づいた本質安全制御の一実装方法を確立した。そして、それを適用したパワーアシスト台車を開発し、有効性を示した。このシステムは安全性の高いパワーアシストシステムとして、様々な人間機械系に適用できる可能性を有している。
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Report
(5 results)
Research Products
(8 results)
