2020 Fiscal Year Annual Research Report
磁気弾性ゴムファイバーの創製および出力可変式持ち上げ補助スーツへの生体応用
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19K22981
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
田中 英一郎 早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 教授 (10369952)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三宅 丈雄 早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 准教授 (50551529)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | 磁気弾性ゴムファイバー / 持ち上げ動作補助 / ばね定数変化率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在，少子高齢化により，介助者や作業者不足が深刻化している．また，職業疾病の6割が腰痛とあり，ものを持ち上げる動作への負担を軽減するため，ゴムやばね，ガススプリングなどを用いたパッシブの持ち上げ動作時に腰を補助器具が各種開発されている．しかし，そのゴムなどが強すぎると動作を抑制し，弱すぎると補助効果がない．また，持ち上げる対象の重量によっても適切な反力の強さが必要である．そこで，装着者の状況に応じて適宜ゴムの硬さが変えられる磁気弾性ゴムファイバーの創製を行う．さらにこれを出力可変式持ち上げ補助スーツへ生体応用する．初年度は，磁気弾性ゴムファイバーの構造，製造方法，使用方法を検討した．鉄粉を混ぜたシリコーンを生成し，その生成物に磁力を加え，引っ張ったとき，鉄粉同士が磁石のように離れることを阻止するよう働くことを想定し，この状況を実現することが可能な実験装置を開発した．本実験装置を用いて，ばね定数変化やその変化状況が継続する引張量の長さが大きく得られる鉄粉とシリコーンの割合を，実験により確認することができた．最終年度は，鉄粉の大きさや形状，シリコーンの種類について組み合わせた磁気弾性ゴムファイバーを各種生成し，磁力を加えた中でのばね定数変化率を比較し，組み合わせた中で最も変化率の高いものを抽出した．さらに，それを持ち上げ補助スーツの背部に導入し，持ち上げ動作時のコイルへの電流量に応じた筋活動変化率を評価した．その結果，電流を流していないときに予張力はないが，電流量に応じて補助率が上昇することを確認した．
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