2009 Fiscal Year Annual Research Report
本質的安全設計に基づく制御法による空気圧システムの安全高精度制御
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21310110
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| Research Institution | The University of Kitakyushu |
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Principal Investigator |
清田 高徳 The University of Kitakyushu, 国際環境工学部, 教授 (00195405)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 卓実 公立大学法人北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (80343432)
南山 靖博 久留米工業高等専門学校, 助教 (20549688)
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| Keywords | 安全工学 / 制御工学 / メカトロニクス / 空気圧アクチュエータ |
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| Research Abstract |
本質的安全設計に基づく機械システム制御法「パッシブダイナミック制御(PDC)」に関して、以下の成果を得た。
1 PDC空気圧シリンダの高精度追従制御
PDC空気圧シリンダ2本からなるX-Y軸実験装置を用いた軌道追従実験により、PDCの有効性を示した。
2 PDCを用いるインタロックに関する研究
インタロックは、機械が作業する領域を危険領域と定めて危険領域に人間がいないことを確認する相互インタロックと、危険領域を機械が逸脱していないことを確認する自己確認型インタロックで実現される。ここでは、PDCを適用することによって、自己確認型インタロックの介入をできる限り回避して、本来の目的の稼働率を確保するシステムを提案した。さらに、それを上記1)のPDC空気圧シリンダの軌道追従制御に適用した。
3 PDCの空気圧ゴム人工筋制御への適用
空気圧ゴム人工筋(McKibben型アクチュエータ)は、軽量で柔軟であるなどの性質により福祉機器への適用が研究されているが、一方で制御性に問題がある。PDCは制動力が可変なブレーキ機構により、高剛性とコンプライアンス性を合わせ持つ制御であり、空気圧ゴム人工筋の制御にPDCを適用すれば、その制御性を向上させることが期待できる。今年度は、ゴム人工筋2本に、高応答が得られるMRブレーキを組み込んだアクチュエータを製作し、PDC適用の基礎実験を行った。そして、位置決め制御と正弦軌道追従制御実験で期待通りの良好な結果が得られた。
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