2013 Fiscal Year Annual Research Report
気体発生可逆化学反応現象を利用した自立型アクチュエータ
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24656171
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
鈴森 康一 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (00333451)
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| Keywords | アクチュエータ / 空圧アクチュエータ / ガス圧源 / 空圧ロボット / ソフトロボット |
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| Research Abstract |
空圧アクチュエータは，軽量，簡単構造，等々，様々なユニークな特徴を持っているが，駆動にはコンプレッサと制御バルブが必要で，常にエアチューブ付きのアクチュエータとして扱われ，自立した使い方ができないという大きな欠点を持っている．この欠点を解決すれば素晴らしいアクチュエータとなる．本研究では，電流で可逆的な液⇔気の化学反応をコントトールして，小型，高効率，静音の空圧アクチュエータを実現する．通常の小型電磁モータと同じように省電力の電気で手軽に空圧アクチュエータを動かすことができれば，空圧アクチュエータの応用範囲は劇的に拡大する．
本研究では，両面に薄い電極を形成したプロトン交換膜を通じた水の分解/合成反応にフォーカスを当て研究を進めた．24年度は，プラスチック容器にプロトン交換膜を埋め込み，電流の制御により，水の電気分解/合成，またそれに伴う容器内の圧力制御が行えること，ならびに水合成時に発生する電気エネルギーをコンデンサに回収できることを基礎実験で示した．
25年度はこの成果をもとに，まず，①この仕組みをラバーアクチュエータ内部に組み込み，「電気で動く空圧ラバーアクチュエータ」の実現に成功した．2つの圧力室を内部に持つコムチューブを形成し，その隔壁にプロトン交換膜を埋め込んだ構造である．また，この際ポイントの一つとなったのは，②柔軟な電極形成のプロトン交換膜を実現しである．これにより，自由な形状のソフトアクチュエータが設計できるようになった．また，③エネルギー改正効率を理論と実験から明確にした．
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