2021 Fiscal Year Research-status Report
編地アクチュエータを用いた重量物取扱作業者の健康保持増進のための補助スーツの開発
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20K04374
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| Research Institution | Industrial Research Institute of Ishikawa |
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Principal Investigator |
中島 明哉 石川県工業試験場, 繊維生活部, 研究主幹 (80504737)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
喜成 年泰 金沢大学, 設計製造技術研究所, 教授 (90195321)
田中 志信 金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (40242218)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | アシストスーツ / スマートテキスタイル / アクチュエータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、衣服に組み込むことを目的に開発した編地アクチュエータについて、その応用と動作原理の解析を進めるとともに、この編地アクチュエータを応用した「通常作業は妨げない腰痛予防のためのアシスト技術を確立する」ことを目的としている。昨年度は、編地アクチュエータの基礎解析として理論値の計算などを中心に行なっていた。本年度はより実用性の高い編地アクチュエータとするために、組織を平編みから両面編みに変更したうえで、編地アクチュエータの寸法に大きく関与する設計パラメータであるウェール数やコース数の影響について調査を行なった。その結果、ウェール方向引張による収縮力について、ウェール数は影響するものの、コース数はあまり影響しないことがわかった。腰痛予防のためのアシスト技術に関しては、平板状のボーンについて、その厚さや幅を変えたうえで円弧状に変形した際の剛性や、変形させるために必要な力の計算を行なった。
これらの結果から、編地アクチュエータ寸法とボーン寸法の関係性が明らかになりつつあり、その組み合わせの可能性について検討しているところである。
装着型バイタルセンシング方法については、色違いの綿織物について550～900nmの光透過度を測定した。
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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
当初の計画では、3年間で①編地アクチュエータの基礎解析、②腰痛予防のためのアシスト技術の確立を目指し、そのうえで、シャツなどの上に着用するアシストスーツに適した健康管理技術として③皮膚非接触・装着型バイタルセンシング方法の検討を行なうこととしていた。
これまでは①編地アクチュエータの基礎解析において理論値の検討を進められたほか、編地アクチュエータの試作と恒温槽付き万能試験機を用いた引張・加熱試験により、アクチュエータとして設計するにあたり重要となる編地の発生収縮力について、アクチュエータの寸法に大きく関係するウェール数やコース数との関係を確認できた。②腰痛予防のためのアシスト技術の確立については、ボーンの剛性可変機構の検討として、変形前後の断面2次モーメントの計算や変形させるために必要な力を計算し、アクチュエータとの組み合わせの可能性について検討した。③皮膚非接触・装着型バイタルセンシング方法の検討では、衣服の上からの測定を想定し、光学式脈波計測デバイスを用いた生地の上からの計測など行なうとともに、色違いの綿織物について550～900nmの光透過度を測定した。
上記の状況から、2年間で①と②の結果から、ボーンとアクチュエータとの組み合わせについて検討するところまで到達していること、また③については、光学式脈波計測に用いられる範囲の光透過度について色違いの生地で計測できたことなどを鑑みて、おおむね順調に進展していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
①編地アクチュエータの基礎解析は継続しながらも、②腰痛予防のためのアシスト技術のについて、編地アクチュエータを用いてコルセットやアシストスーツなどに用いられている補強材であるボーンの剛性を変化させることを目的に計画通り、a. 編地アクチュエータの高出力化や低温駆動での利用可能性を検討するために、①の結果に基づいて設計した編地アクチュエータの試作・評価を行なう。また、b. ボーンの剛性可変機構を開発するために、編地アクチュエータの組み込みに適したボーンの長さや厚み、幅のほか、断面形状などについても検討する。その後、3Dプリンタなどを用いて試作に取り掛かり、万能試験機などを用いて曲げ剛性の実評価を行なう予定としている。また、③皮膚非接触・装着型バイタルセンシング方法については、光電容積脈波計測システムを用いた計測における生地や測定部位による差異などについて検討する予定である。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由は、昨年度に引き続き、新型コロナウイルス感染拡大の影響や学会のオンライン開催などにより当初予定していた出張を取りやめたためである。
使用計画は、新型コロナウイルス感染が終息した際に改めて出張旅費等として使用する計画である。
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