二関節筋を模倣したバイラテラルサーボによる下肢動力装具の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350134
• Research Institution: Tokyo Denki University
• Principal Investigator: 斎藤 之男 東京電機大学, 理工学部, 教授 (50057238)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 英二 埼玉医科大学, リハビリテーション科, 講師 (00255118) ; 羽根吉 寿正 東京電機大学, 理工学部, 教授 (90120120) ; 大島 徹 富山県立大学, 工学部, 助教授 (60223806)
• Keywords: 二関節筋 / バイラテラルサーボ / アクチュエータ / 動力装具 / 力帰還 / 拮抗作用

Research Abstract

平成14年度の研究実績は、以下の通りである。
本研究は、人間を始めとする二関節筋の工学的応用とその効果を実証することである。
(1)下肢動力装具の設計・試作について:二関節筋駆動システムの設計・試作を行った。耐久性向上のためにシリンダ構造を変え、引き抜きパイプの加工精度を上げ、実用に近いレベルへと設計した。現在、耐久試験中である。
(2)二関節筋動作の工学的評価:富山県立大学(大島)により、(1)で試作した実験機のシミュレーションと動作実験を進めている。下肢動力装具の可動領域をシミュレーションから得たリンク長を東京電機大学へフィードバックし、設計データとしている。
(3)二関節筋の駆動システムとモータ制御の特性改善:研究分担者羽根吉により、バイラテラルサーボ系のモータ駆動をマルチモータ駆動とすることで、系の安定性と位置決めサーボ、及び歯車のバッククラッシュ除去をシミュレーションと実験機から検討を行った。
(4)研究分担者鈴木は、リハビリテーション専門医の立場から下肢動力装具の障害レベルと操作法について設計の指針を与えた。
以上の研究成果を2002年、及び2003年の各学会で研究報告を行った。

Research Products

• [Publications] 菊池一哉, 斎藤之男, 音琴浩: "二関節筋を模倣したアクチュエータの研究"日本機械学会関東学生会 第42回学生員卒業研究発表講演会講演前刷集. 75-76 (2003)
• [Publications] 新島健之, 斎藤之男, 音琴浩, 羽根吉寿正: "拮抗筋を模倣したマルチモータによるロボット構造の研究"2003年度春季大会講演論文集. (CD-ROM). (2003)
• [Publications] Yukio Saito: "How to Use Mechatronics Technology for Physically Disabled and Aged Person"Proceedings of the 3rd China-Japan Symposium Mechatronics. 1-8 (2002)
• [Publications] Yuji Urushima, Yukio Saito, Hiroshi Negoto: "Study of Upper Limb powered Orthosis using Bilateral Servo Actuator drove by Bi-articular Cylinder"Proceedings of the 3rd China-Japan Symposium Mechatronics. 230-234 (2002)