2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a power assist device with an artificial muscle actuator driven by tap water
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15K05906
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| Research Institution | Hiroshima City University |
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Principal Investigator |
小嵜 貴弘 広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (20285422)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
厚海 慶太 広島市立大学, 情報科学研究科, 助教 (80453207)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 水圧システム / パワーアシスト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
軽量な柔軟素材から成り，高い安全性を備えた人工筋をアクチュエータとして用いた水圧式パワーアシストは，水道水圧を主な動力源として用いるため，ポンプ等が不要で低消費電力であるなどの利点を有する．前年度までの研究では，パワーアシストの試作，動作支援制御システムの開発・実装を行い，それによる支援効果の検証を行った．本年度は，水圧式パワーアシスト本体のセンサレス化を進め，さらに，流量センサを用いて人工筋の体積変化を求めることにより変位量を推定するシステムを構築し，耐水性能を高めることを目的として実施した．
１．本年度は，人工筋アクチュエータへの水の供給・排出流量を測定するための流量センサを配管系に取り付けた．また，人工筋アクチュエータの体積と収縮量に関する特性にはほとんどヒステリシスがなく，負荷の影響も小さいため，特性を計測し，供給・排出流量から体積変化を求めて変位量を推定する手法を本研究で用いた．これにより，角度センサを用いずに動作支援制御を可能とした．
２．検証実験では，人工筋アクチュエータの圧力制御を実行し，供給・排出流量から変位量の推定が可能であることを確認した．さらに，本年度に開発した，角度センサレス化された水圧式パワーアシストを実際に被験者が装着し，装着者の筋電位信号を計測することにより動作支援効果を検証した結果，筋活動量の観点から，センサレス化を行ってもほぼ同等の支援効果が得られることが確認された．この結果，従来よりも耐水性能が向上したため，応用範囲の拡大が期待できる．
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