2019 Fiscal Year Annual Research Report
ダイナミックペアの提案とこれによる人間－支援機械システムの新たな機構学の創出
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17H03162
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
武田 行生 東京工業大学, 工学院, 教授 (20216914)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 機械設計 / 機構学 / ダイナミックペア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
まず，手首の屈曲・伸展運動のリハビリ支援装置を対象として，装置の上腕部への取り付け部の上腕の長手方向および手掌部への取り付け部の弾性変形をダイナミックペアにより表現した解析モデルを導出し，使用者の手首関節の位置とリハビリ装置の駆動軸の位置のずれ（オフセット）が装着部および手首関節の作用力に及ぼす影響を理論的に解析した．その結果を整理し，リハビリテーションに必要な関節運動範囲と許容関節負荷を考慮したリハビリ装置の機構設計問題を定式化することを可能とするとともに，具体的な設計解を提示することができた．次に，高齢化に伴い杖歩行の安定性に影響を及ぼす要因を理論的に明らかにするために，握力低下や反応時間の増加等を考慮して手と杖の間の機械的インターフェースをばねとダンパ特性を有するダイナミックペアとした解析モデルを導出し，動力学シミュレーションを行った．その結果より求められる，ダイナミックペアのダンパ要素のエネルギー消散量，および転倒を防止するために必要となる力の大きさが，高齢者の歩行時の転倒防止に着目した前方杖先位置の決定に際して有用なパラメータとして抽出することができた．以上のように，本研究で提案するダイナミックペアを導入した解析モデルにより，動作支援やリハビリテーションなどの機器・装置の特性解析および設計を行う基本的な枠組みを構築することができた．
さらに，食事支援ロボットの箸形グリッパや親指リハビリ装置などの設計・運動計画などへのダイナミックペアを用いたモデル化手法の適用など，本研究で提案する概念・手法を種々応用・発展させることができた．
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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