2015 Fiscal Year Annual Research Report
高パワー作業を行う狭隘空間内作業マイクロロボットの開発
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26289025
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
吉田 和弘 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (00220632)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金 俊完 東京工業大学, 精密工学研究所, 准教授 (40401517)
嚴 祥仁 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教 (20551576)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | マイクロマシン / 先端機能デバイス / マイクロロボット / ER（電気粘性）流体 / 交流圧力 / 多自由度 / MEMS / 高アスペクト比 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
震災等による建築物倒壊現場の瓦礫内，原子炉や化学プラントの細管内等の狭隘空間において高パワー作業を行うマイクロロボットを，研究代表者らが提案，開発している，交流圧力源を用いた多自由度ERマイクロフィンガシステムを発展，応用して実現することを目的に研究を行い，以下の研究成果を得た．
（１）多自由度マイクロフィンガ部の試作：交流圧力を，印加電界でER（電気粘性）流体の粘度を変化させ開閉するERバルブにより整流し，ゴム製フィンガ部を駆動するERフィンガの多自由度化を実現するため，その主要要素である多自由度マイクロフィンガ部の試作研究を行った．本フィンガ部は，PDMS製のチューブの断面を4個の液圧室に分割した構造で，各液圧室の内圧を制御することにより2方向の屈曲を実現する．まず，FEM解析を行い長さ1.6mmのフィンガ部を設計し，その動作および特性について確認した．次に，前年度に開発したフォトレジストの型を用いたマイクロモールディング技術を適用し，長さ1.9mmのフィンガ部の試作に成功した．空気圧を用いてその特性を測定した結果，水平方向0.7mm，垂直方向1.1mmの先端変位が得られることなどを確認した．
（２）マイクロ交流圧力源の試作：現有の交流圧力源ラージモデルのマイクロ化を図るため，圧電バイモルフでダイアフラムを変形させ交流圧力を発生させるマイクロ交流圧力源の試作を行った．圧電バイモルフ駆動ダイアフラムは，その弾性特性により，流量にほとんどよらず交流圧力を発生できることが研究代表者らの研究により明らかになっており，センサなしの単純な構造で交流圧力源を実現できると考えられる．今年度はその開発の第1段階として，直径3.2mmの圧電バイモルフをMEMS技術により加工した直径3.3mmのシリコン製ダイアフラムに接合した圧電バイモルフ駆動ダイアフラムを試作し，その動作を実験的に確認した．
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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
平成27年度交付申請書に記した，（１）多自由度ERマイクロフィンガシステムの試作，（２）高出力マイクロ交流圧力源の開発 について，研究上の都合により開発する順番を若干変更したが，最終成果に直結する重要な成果が得られている．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究を継続，発展されるとともに，システム開発を行う予定である．
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