直列粘弾性アクチュエータを用いた歩行者用アクティブダミーの開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K04270
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 成川 輝真 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (50424205)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 直列粘弾性アクチュエータ / 直列弾性アクチュエータ / 制御性能 / 歩行者用ダミー

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、歩行者ダミーにおいて傷害発生リスクを見積もるために想定される傷害指標である頭部加速度や胸部たわみ量を評価するために頭部、頚部、胸部を有するダミーの設計を行った。設計の過程において、頭部、頚部、胸部を追加した場合にもダミー全体の質量を超過させることなく歩行動作を実現するためには、より小型のアクチュエータを用いて高効率な力制御や位置制御を達成することが不可欠であり、それぞれの部位の設計において少ない部品数による構造とすることが重要であることが明らかとなった。そこで、本研究課題で対象としている弾性要素や粘性要素を直列に配置したアクチュエータにおける制御方法について関連研究も含めて比較検討を行った。特に、本研究課題で開発する歩行者用アクティブダミーは子供を模擬したものを想定しているが、本研究課題のアクティブダミーの設計方法は子供用ダミーに限定されるものではなく、体格が異なるダミーへの適用を期待できることから、リンクの長さや質量、慣性モーメントおよび全体の重心位置が異なる場合にも歩行が実現可能かを検討した。これにより、直列に弾性要素や粘性要素を配置したアクチュエータの制御方法について比較することで、より広範囲な対象に適用可能な設計方法の知見を得た。さらに、衝突実験に向けた取り組みとして、ダミーの横方向の運動のみを拘束する機構を有効に活用することで、体格の最も小さい子供用ダミーが歩行動作を行いつつ衝突評価実験が可能となるような試験装置を案出した。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

直列に弾性要素や粘性要素を配置したアクチュエータの制御方法については、当初の計画より進んだ広範囲な適用が可能な設計方法を検討しており、当初の予定より進んでいると判断した。一方で、歩行者用アクティブダミーの製作は完了しておらず、全体としては遅れていると判断した。

Strategy for Future Research Activity

次年度は歩行者用アクティブダミーを用いた衝突実験を行い、特に歩行者用ダミーが静止した状態で走行車と衝突した場合と歩行者ダミーが歩行動作を行っている状態で走行車と衝突した場合における歩行者用ダミーの挙動を比較し、歩行者用アクティブダミーの有用性を明らかにする予定である。

Causes of Carryover

当初予定していた歩行者用アクティブダミーの製作に遅れが生じたため次年度使用額が生じた。次年度の歩行者用アクティブダミーの製作に使用する計画である。