2018 Fiscal Year Annual Research Report
Power Muscle Robotics Realized by Multi-filament Hydraulic Artificial Muscles
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18H03760
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
鈴森 康一 東京工業大学, 工学院, 教授 (00333451)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
難波江 裕之 東京工業大学, 工学院, 助教 (90757171)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 人工筋肉 / 油圧アクチュエータ / 油圧ロボット / パワーロボット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度は，特に多繊維油圧人工筋肉の研究に注力した．当初予定したニトリル系ゴムに加えてフッ素系ゴムをあわせて用い，外径約7mmの油圧/水圧人工筋肉の試作を行い，動作に成功した．また，基礎的な静特性試験を行い，7MPa以下の加圧領域において，おおよそ計算値と会う特性が得られることを示した．また，これら試作した人工筋肉を集積，あるいは織布化することにより，空圧人工筋肉において既に得られている知見と同様に，単体の人工筋肉よりも大きな収縮率が得られることを油圧人工筋肉においても実証した．
しかしながら一方で，当初の目標最大加圧10MPaに対して，7MPa程度の加圧で端末締結部から漏れが発生することがしばしば発生した．特に，布状に編みこんだ場合に端部において厳しい屈曲が発生するとその頻度が上がる．このため，高耐圧化，高耐久化には来年度も引き続き検討が必要である．
細径化に伴う課題であった(i)ネッキングと(ii)ゴム-繊維間面圧上昇に関しては，ゴムチューブ押し出しプロセスの工夫と，繊維の適切な製紐構成により解決できた．これは，研究協力者である株式会社ブリヂストンの櫻井良博士によるゴム材料開発と押し出し成型の工夫，ならびに同じく研究協力者である株式会社池田製紐所の清板祝士氏による製紐プロセスの工夫，といった特徴ある基盤技術をうまく活用できた点にポイントがある．
また，あわせて，来年度以降のロボット応用に向けて，パワーアシストグラブの試作，および一部空気圧人工筋肉も用いてパワースーツの試作検討を前倒しに進めた．
研究の成果の多くは，現在投稿中であり，来年度公表される予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
油圧/水圧で動作する当初計画した形状の人工筋肉が実現できたが，目標最大加圧10MPaに対して，まだ，７MPa程度の加圧が限界である．次年度は端末締結の工夫を中心に耐久性の向上を進める必要がある．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は端末締結の工夫を中心に耐久性の向上を進める．
さらに，いよいよパワー筋肉ロボットへの応用展開を開始する．
まず，小規模モデルとしてそれぞれ，キリンの首型筋骨格ロボットと，パワーアシスト手袋を研究対象とする．
パワーアシスト手袋としては最大500 kgf 程度の握力の実現を目指す．
キリンの首型筋骨格ロボットでは，解剖学的知見に基づいた筋骨格構成を実現し，実物サイズのロボットを実現する．
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