2014 Fiscal Year Research-status Report
外骨格を使用しない下肢用パワーアシストウェアの設計・制御手法の確立
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25420219
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
佐々木 大輔 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (50372686)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 人間機械システム / パワーアシストロボット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
開発しているパワーアシストウェアは，空気圧アクチュエータを使用し，アクチュエータの膨張力を利用して動作支援を行っている．空気圧アクチュエータは人間親和性が高く，軽量と言う利点を持つが，アクチュエータの駆動にコンプレッサなどが必要である．本ウェアの携帯性を維持し単独で運用可能とするには，携帯可能な空気圧供給システムの構築が必要である．
そこで平成26年度は，低圧駆動の空気圧アクチュエータ(0.5気圧以下)を対象とし，圧力降下を緩和可能な容積可変タンクを使用し，十分な吐出性能を有しながらも携帯性に優れた空気圧供給システムの開発を行った．
本年度は，これまで実測値を指標としていた各構成要素のモデルを構築した．各モデルからシステム全体の構築が可能となったことで，システムの有する吐出性能を製作前段階において把握可能となり，システム設計に大きく寄与することが期待できる．
上述手法に基づき空気圧供給システムをパワーアシストウェアに実際に搭載し，支援動作を行った結果十分な吐出性能を有することを確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の予定では，エネルギーマッチングによるシステム構築法の確立であった．しかし，各構成要素のモデルを構築できたことで，当初の想定を上回りモデルに基づくシステム構築が可能となった．これにより製作前段階においてシステム設計が可能となった．また，構築した手法を取り入れた空気圧供給システムは，従来システムより高い性能を有しながら約700[g]の軽量化を実現した点も当初の想定を上回った．
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| Strategy for Future Research Activity |
パワーアシスト装置は使用者の筋負担の軽減という使用目的から，筋電位信号を使用して制御されることが多い．そこで，本年度は中腰姿勢のような一定トルク発生下での姿勢維持を想定した動作において筋電位に基づきパワーアシストウェアを制御する．床反力計などによりあらかじめ筋電位と人体が発生した膝関節トルクの関係を校正する．この関係を用い筋電位のみから推定するトルクが所望の値に低減するようアクチュエータの内圧を調整する．
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