2013 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
25630096
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
|
| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
松日楽 信人 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (20393902)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 真吾 芝浦工業大学, 工学部, 助教 (40424808)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | エラストマーアクチュエータ / ソフトアクチュエータ |
|---|
| Research Abstract |
近年、刺激応答性高分子ゲルやエラストマーを用いたソフトアクチュエータが注目されつつある。その中でも、空気中で駆動するエラストマーアクチュエータは「人工筋肉材料」として、期待されており海外でも研究が推進され始めている。この電気駆動型アクチュエータの中でも誘電エラストマーアクチュエータは単位質量あたりの発生力が非常に大きく、唯一、空気中で安定動作が可能なソフトアクチュエータである。
しかしながら、エラストマーアクチュエータはその駆動には高電圧が必要であること、駆動するために予歪みが必要であるため物理的に拘束しなければならないという問題があった。本研究では、物理的に拘束するためのフレームを取り除いたバンド型アクチュエータを創成するために、繊維構造を有するゴムアクチュエータを設計した。具体的には、
（１）繊維の直径を0.3mm、1.0mmに変化させた場合の印加電圧4kV、0.01Hz～3Hzの動的条件における変位の測定
（２）配向間隔を2mmと4mmと6mmに変化させた場合の印加電圧4kV、0.01Hz～3Hzの動的条件における変位測定
を実施した。実験結果より、用いるファイバーは太いほうが良いが、繊維の配向間隔には最適な間隔があり、その間隔よりも広くても，狭くても変位は減少してしまうことが分かった。これは、配向間隔が広すぎるとファイバーに対して水平方向への拘束力が減少することにより、ファイバーに対して水平方向への変位が大きくなるためであり、配向間隔が狭すぎるとファイバーにより拘束されていない部分が少ないため全体の変位量が減少してしまうと考えられる。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
繊維構造を有するゴムアクチュエータの設計方法について、ノウハウを確立し、柔軟な電極の開発にも成功した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
構造的な問題はある程度解消できるようになってきており、バンド型アクチュエータのプロトタイプを設計することが今後の課題である。また、4kV程度の駆動電圧が必要であるため、ゴムそのものの物性を制御し低電圧で駆動できるソフトアクチュエータを設計することも今後の課題である。
|
| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
設計や基本特性の実験に研究時間を費やしたために、試作関連を遅らせた。
海外調査や発表、試作、評価実験に費用を使用する。
|
