2004 Fiscal Year Annual Research Report
定荷重バネ機構を用いた3Dフリー体重軽減システムの開発と応用
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16360126
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Kitakyushu |
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Principal Investigator |
杉本 旭 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (90347667)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清田 高徳 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (00195405)
佐々木 卓実 北九州市立大学, 国際環境工学部, 講師 (80343432)
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| Keywords | 体重軽減装置 / 定荷重バネ / MRブレーキ / スリング / 介護・福祉機器 / パッシブ・ダイナミック制御 |
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| Research Abstract |
1年目の今年度は,以下の成果を得た。
1)機能化定荷重バネの開発
市販の定荷重バネはもともと人間を吊下げる目的で作られていないため、人間特性と安全性を考慮し、機能性流体であるMR流体を用いたMRブレーキと、設定荷重の変更を行うためのモータを付加した機能化定荷重バネを開発した。磁界を印加することによって流体の粘度が著しく増大するMR流体により、磁界の調整で、"減速"と"ロック"の両機能を実現した。これにより、体重軽減の設定・変更を容易に行うことができ、転倒防止や高所からの着地の衝撃緩和に利用することができる。
2)長時間の使用が可能なスリング(吊下げ補装具)の開発
座骨、恥骨、腸骨という腰部にある3つの骨の一体的構造を考慮し、立位姿勢でも座位姿勢と同じ力分布となって痛みを生じないスリングの試作品を開発した。
3)体重軽減システムの実用化に関する研究
スリングを装着した人間を機能化定荷重バネによって上部から吊り下げて体重軽減するシステムの実用化として、(1)天井部に設置したレールから吊り下げるリハビリ用歩行補助システム、(2)レスキューロボットシステム、(3)アミューズメント装置、への応用に関する研究を行った。
4)新しい制御方式パッシブ・ダイナミック制御の提案
バランシングの能動的方法と受動的方法を効果的に組み合わせた新しい制御方式であるパッシブ・ダイナミック制御(PDC)を提案し、開発した機能化定荷重バネに適用した。PDCは、省エネルギーと高い安全性を特徴とする制御方式であり、鉛直方向の位置決め制御に関する基礎実験により、その有効性を確認した。
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