ICPFアクチュエータによる6自由度パラレルマイクロマニピュレータに関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08555059
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 木村 哲也 神戸大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (70273802)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山崎 義治 神戸大学, 工学部, 教務職員(教育職) (90174648) ; 服部 元史 神戸大学, 工学部, 助手 (00252792) ; 大坪 義一 近畿大学, 理工学部, 助手 (90257973) ; 田所 諭 神戸大学, 工学部, 助教授 (40171730) ; 高森 年 神戸大学, 工学部, 教授 (10031098)
• Keywords: 高分子ゲルアクチュエータ / ICPFアクチュエータ / パラレルメカニズム / ロボット / メカトロニクス / マイクロマニピュレーション / 冗長駆動

Research Abstract

新しい高分子膜アクチュエータであるICPFアクチュエータは、水中にて低電圧駆動で大変位が得られるという特性を行かして、水中微細ハンドリング、生体内手術等への応用が期待される。これらの応用に向けて、本研究ではパラレル構造によるマイクロメカニズムを開発・制御する。本年度は6自由度のパラレル機構を開発し、アクチュエータ間の力学的運動学的干渉をモデル化し、駆動実験を行ない、マイクロマニピュレーションに有効であることを検証した。
具体的には以下の結果を得た
1.ICPFモデルの改良と6自由度パラレルマニピュレータの設計
前年度のモデルに改良を加え、より詳しいモデル化を進めた。このモデルに基づき、力学的干渉の少ないより大きな変位がえられる6自由度パラレル機構の構造の決定を行なった。
2.6自由度マイクロマニピュレーションの実証実験
前述の設計に基づき、実際に6自由度マイクロマニピュレータを試作した。駆動実験を行ない、実際に6自由度の動作が可能であることを確認した。
3.視覚フィードバック制御の応用
前年度試作した4自由度のマニピュレータを用い、視覚フィードバックが可能な装置を作成し、視覚フィードバック制御の応用を進めた。視覚情報をもとに実際に人間が操作をし、マイクロマニピュレーションが可能であることを実験的に確認した。

Research Products

• [Publications] 菅野隆: "ICPFアクチュエータのモデル化、第3報:応力発生特性と線形近似アクチュエータモデル" 日本機械学会論文集C編. 63巻. 157-162 (1997)
• [Publications] 山上真司: "ICPFアクチュエータを用いたマイクロマニピュレーションに関する研究第1報:3D-EFDアクチュエータエレメントの適応可能性に関する検討" ロボティクス・メカトロニクス'97講演会講演論文集. Vol.A. 89-90 (1997)
• [Publications] 浜口良彦: "ICPFアクチュエータを用いた人工繊毛の開発" ロボティクス・メカトロニクス'97講演会講演論文集. Vol.A. 539-540 (1997)
• [Publications] 伏見光暁: "ICPFアクチュエータを用いた面形アクチュエータの開発第2報:空間周波数の異なる入力による応答" ロボティクス・メカトロニクス'97講演会講演論文集. Vol.A. 157-158 (1997)
• [Publications] 藤 智史: "ICPFを用いたEFDアクチュエータエレメントの開発と応用,第7報:分布型EFDデバイスの試作" ロボティクス・メカトロニクス'97講演会講演論文集. Vol.A. 177-179 (1997)