2018 Fiscal Year Research-status Report

IoT技術の活用による救急車の制振性の向上に関する研究

Research Project

Project/Area Number	17K01303
Research Institution	Hiroshima City University
Principal Investigator	小野貴彦広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (20312613)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords	防振 / 救急車 / 振動計測
Outline of Annual Research Achievements	脳血管障害で搬送される傷病者は，高血圧の状態にあることが多く，最高血圧が200mmHgを超えることも稀ではない．そのため，頭部にわずかな振動が作用しただけでも，再出血や脳動脈瘤破裂を起こす危険性がある．振動の主な要因は，道路路面の凹凸である．安全安心な救急搬送を実現するためには，この路面凹凸に対処する必要がある．本課題の目的は，IoT技術を活用して，過大な振動を引き起こす路面の凹凸箇所を事前に特定しておき，その場所を通過する前に振動吸収特性を最適に調整する予測型セミアクティブ防振架台を試作し，振動吸収率の改善を実験的に確認することである．平成30年度は，衝撃吸収用のバネとして非線形特性を持つ空気バネを使用したときの防振性能を検証し，強い非線形特性があっても振動が吸収できることを明らかにし，その結果を公表した．また，振動の予測調節法に関して特許出願した．一方，試作機の製作に向けて，防振部の構造設計に取り組んだ．サイズ制約と重量制約のもとで，体重10～180 kgの傷病者に対して，0.1～20 Hzのフロア振動を吸収する装置の構造と振動吸収装置の組合わせの最適化を，数値シミュレーションを通じて実施した．セミアクティブ系の装置で広範な傷病者の体重に対応するためには，1種類のバネでは固有振動数の調整が困難であり，振動吸収が十分でないことが判明し，実現可能（入手可能）な異なる種類のバネを組合わせて最適化を図った．この最適化については，外部公表に値する十分な成果を得るまでには至ってはいない．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 平成30年度に予定していた課題は，防振部の構造設計であった．決定すべきパラメータは，架台のフレーム形状やバネ・ダンパの取付け方といった構造に関するものと，バネの組合わせ（バネ定数の組合わせ）に関するものである．それぞれの組合わせのパラメータセットに対して，ダンパの粘性係数の最適値の割り出しを試みた．非常の多くの組合わせのパラメータセットがあり，かつ各パラメータセットに対する粘性係数の最適値の割り出しにも多くの時間を要したため，パラメータの最適化は年度内には完了せず，次年度も継続することとなった．よって，進捗状況はやや遅れていると評価した．
Strategy for Future Research Activity	2019年度は，引き続き構造設計に取り組み，装置の試作に取りかかる．ダンパの減衰力と空気バネの内圧を調整するコントローラも準備する．最近のIoT用マイコンボードにはアナログ出力として，PWM出力機能が標準装備されていることが多い．PWM出力を疑似的にリニア出力形式に変えるアナログフィルタ回路を設計し，予測調整に必要なコントローラを準備する予定である．
Causes of Carryover	ダンパユニットの必要数の半分の入手が注文後6ヶ月かかり，次年度に持ち越しになったため残額が発生した．2019年度中に使用予定である．