2005 Fiscal Year Annual Research Report
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17560126
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
岡本 紀明 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40286696)
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| Keywords | 対人安全 / 知能構造 / ロボット / スキン構造 / 壁面座屈 / 衝突安全 / 配膳車 / 緩衝器 |
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| Research Abstract |
1.遠隔超音波画像診断用ロボットの触診安全アームの構築
触診プローブ、把持部や煽り期講部などの自重方向に対しては高剛性で高耐力を有し、暴走時に生じる過大触診力に対しては痛覚耐力を超えないような知能構造の探索を行ない、次の知見を得た。
(1)アルミニウムスキン構造に壁面座屈を誘発させるトリガーと抑制する補強とを適切に組合せることで、自重方向と逆の触診力方向とで最高荷重が異なり、触診力方向に対しては最高荷重を制御できることを4点曲げ試験で検証した。
(2)今回試作した実際の荷重シーケンスを模擬できる片持ち負荷装置により、創案した補強とトリガーの形態で所要の荷重-変位特性が得られることを確かめた。
(3)実体格子型モアレトポグラフィを構築し、荷重シーケンスに対してスキン構造にどのように壁面座屈が生じるかを観察した。その結果、壁面座屈を緩やかに連続的に成長させれば過大な触診力を制御しプラトー状態に保てる。
2.病院・福祉施設用冷温配膳車の衝突安全システムの構築
配膳車の運動エネルギーを緩衝器とブレーキとで完全に吸収するシステムを実現するため試作・機能実験を行い、次の所見を得た。
(1)試作した3連のポリカーボネート薄肉円筒製緩衝器の静的負荷試験を行なった結果、荷重-変位曲線から最高荷重は痛覚耐力以下に制御し、安全距離が充分確保できる変形を許容し、形状復元が可能な知能緩衝構造の一形態が得られることが分かった。
(2)ブレーキデバイスを装備した評価用4輪プラットホームを設計・構築した。
(3)典型例として後進時に人体が壁との間で挟まれるモードを想定した機能テストを上記の緩衝器と装置を使って行なった。今回の試作では衝突速度2km/h程度までは衝突力を痛覚耐力以下に抑えられ、実用化への見通しが得られた。
3.構造解析技術の構築
非線形構造解析ソフトを導入し、非線形挙動の特徴を模擬できることが確認できた。
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