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ICPFアクチュエータによる6自由度パラレルマイクロマニピュレータに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 08555059
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 機械力学・制御
研究機関神戸大学

研究代表者

服部 元史 (1998)  神戸大学, 工学部, 助手 (00252792)

木村 哲也 (1997)  神戸大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (70273802)

田所 諭 (1996)  神戸大学, 工学部, 助教授 (40171730)

研究分担者 山崎 義治  神戸大学, 工学部, 教務職員(教育職) (90174648)
大坪 義一  近畿大学, 理工学部, 助手 (90257973)
木村 哲也  大阪府立大学, 工学部, 助手 (70273802)
高森 年  神戸大学, 工学部, 教授 (10031098)
田所 諭  神戸大学, 工学部, 助教授 (40171730)
服部 元史  神戸大学, 工学部, 助手 (00252792)
研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
1998年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1997年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
1996年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
キーワード高分子ゲルアクチュエータ / ICPFアクチュエータ / パラレルメカニズム / ロボット / メカトロニクス / マイクロマニピュレーション / 冗長駆動 / 柔軟マニピュレーション
研究概要

新しい高分子膜アクチュエータであるICPFアクチュエータは、水中にて低電圧駆動で大変位が得られるという特性を活かして、水中微細ハンドリング、生体内手術等への応用が期待される。
これらの応用に向けて、本研究ではパラレル構造によるマイクロモーションメカニズムを開発することを目的として研究を行った。3年間の研究活動で以下にまとめる成果をあげることができ、研究目的を達成することができた。
1. ICPFアクチュエータの粘弾性特性、非線型特性の同定とモデリング
2. ICPFアクチュエータの計算機モデルの改良と運動予測の高精度化
3. 3自由度機構の最適設計と試作、改良
4. 6自由度機構の最適設計と試作、改良
5. 力学的干渉、運動伝達特性のモデリングと解析
6. 冗長機構の解析と冗長駆動制御
7. マイクロ両眼立体視によるテレマイクロマニピュレーションシステムの構築
8. 学習制御による静止時の操作性の向上
9. 総合評価のためのマイクロマニピュレーションの実証実験
最終的に開発、改良されたマイクロマニピュレータについて、総合評価を行った結果は次の通りであった。
1. 3自由度マニピュレータについて
変位は2mmと小さいものの、実用周波数域が13Hzであり、高速な運動指令に対してよく追従する。それに対して3sec以上の停止は困難であり、運動状態を主とするマイクロマニピュレーションに適している。
2. 6自由度マニピュレータについて
変位は0.4mm、回転は2degと小さく、実用周波数域は3Hzであり、今後の材料サイドからの改良が望まれる。

報告書

(4件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (46件)

  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "An elliptic friction drive element using an ICPF actuator" IEEE Intl.Conf. on Robotics and Automation. 205-212 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryu Kanno: "Linear approximate dynamic model of an ICPF autuator" IEEE Intl.Conf. on Robotics and Automation. 219-225 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 菅野隆: "ICPF アクチュエータのモデル化、第1報、基礎的特性とブラックボックスモデリング" 日本機械学会論文集C編. 62-598. 2299-2305 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryu Kanno: "3-dimensional dynamic modeling of ICPF actuator" IEEE Intl.Conf.on Systems, Man and Cybernetics. (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 菅野隆: "ICPF アクチュエータのモデル化、第2報、電気的特性とその線形近似モデリング" 日本機械学会論文集C編. 62-601. 3529-3535 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 菅野隆: "ICPF アクチュエータのモデル化、第3報、応力発生特性と線形近似アクチュエータモデル" 日本機械学会論文集C編. 63-611. 2345-2350 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "An elliptic friction drive element using an ICPF(ionic conducting polymer gel film)actuator" IEEE Control System. 17-3. 60-68 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田所諭: "柔らかいアクチュエータ" 日本ロボット学会誌. 15-3. 318-322 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "Development of distributed actuation device consisting of soft gel autuator elements" IEEE Intl.Conf.on Robotics and Automation. 2155-2160 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "On characteristics of EFD elements using ICPF actuators" Japan-USA Sympo. on Flexible Automation. 547-554 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "Development of a multi-degree-of-freedom micro motion device consisting of soft gel actuators" Intl.Conf.on Advanced Mechatronics. 300-305 (1998)

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  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "Soft micromanipulation devices with multiple d.o.f.consisting of high polymer gel actuators" IEEE Intl.Micro Electro Mechanical Systems Conf.37-42 (1999)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "Multi-degree-of-freedom micromotion device" SPIE Intl.Conf. on Smart Materials and Structures. (1999)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "Multi-DOF device for soft micromanipulation consisting of soft gel autuator elements" IEEE Intl.conf. on Robotics and Automation. (1999)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "An elliptic friction drive element using an ICPF actuator" IEEE Intl.Conf.on Robotics and Au-tomation. 205-212 (1996)

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  • [文献書誌] Ryu Kanno: "Linear approximate dynamic model of an ICPF actuator" IEEE Intl.Conf.on Robotics and Au-tomation. 219-225 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryu Kanno: "Modeling of ICPF actuator, part 1 : funda-mental characteristics and black-box modeling" Trans.Japan Soc.of Mechanical Engi-neers (C). 62-598. 2299-2305 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryu Kanno: "3-dimansional dynamic modeling of ICPF actuator" IEEE Intl.Conf.on Systems, Man and Cybernetics. (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryu Kanno: "Modeling of ICPF actuator, part 2 : electrical characteristics and linear approximate model" Trans.Japan Soc.of Mechanical Engi-neers (C). 62-601. 3529-3535 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ryu Kanno: "Modeling of ICPF actuator, part 3 : stress generation characteristics and linear approximate actuator model" Trans.Japan Soc.of Mechanical Engi-neers (C). 63-611. 2345-2350 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "An elliptic friction drive element using an ICPF (ionic conducting polymer gel film) actuator" IEEE Control System. 17-3. 60-68 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "Soft actuators" J.of Robotics Society of Japan. 15-3. 318-322 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "Development of distributed actuation device consisting of soft gel actuator elements" IEEE Intl.Conf.on Robotics and Au-tomation. 2155-2160 (1998)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "On characteristics of EFD elements using ICPF actuators" Japan-USA Sympo.on Flexible Au-tomation. 547-554 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "Development of a multi-degree-of-freedom micro motion device consisting of soft gel actuators" Intl.Conf.on Advanced Mechatronics. 300-305 (1998)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "Soft micromanipulation devices with multiple degrees of freedom consisting of high polymer gel actuators" IEEE Intl.Micro Electro Mechanical Systems Conf. 37-42 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "Multi-degree-of-freedom micromotion device" SPIE Intl.Conf.on Smart Materials and Structures. (to appear). (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "Multi-DOF device for soft micromanip-ulation consisting of soft gel actuator elements" IEEE Intl.Conf.on Robotics and Au-tomation. (to appear). (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "Development of distributed actuation device consisting of soft gel actuator elements" IEEE Intl.Conf.on Robotics and Automation. 2155-2160 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "On characteristics of EFD elements using ICPF actuators" Japan-USA Sympo.on Flexible Automation. 547-554 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "Development of a multi-degree-of freedom micro motion device consisting of soft gel actuators" Intl.Conf.on Advanced Mechatronics. 300-305 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "Soft micromanipulation devices with multiple d.o.f.consisting of high polymer gel actuators" IEEE Intl.Micro Electro Mechanical Systems Conf.37-42 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "Multi-degree-of-freedom micromotion device" SPIE Intl.Conf.on Smart Materials and Structures. (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Satoshi Tadokoro: "Multi-DOF device for soft micromanipulation consisting of soft gel actuator elements" IEEE Intl.Conf.on Robotics and Automation. (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 菅野隆: "ICPFアクチュエータのモデル化、第3報:応力発生特性と線形近似アクチュエータモデル" 日本機械学会論文集C編. 63巻. 157-162 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 山上真司: "ICPFアクチュエータを用いたマイクロマニピュレーションに関する研究第1報:3D-EFDアクチュエータエレメントの適応可能性に関する検討" ロボティクス・メカトロニクス'97講演会講演論文集. Vol.A. 89-90 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 浜口良彦: "ICPFアクチュエータを用いた人工繊毛の開発" ロボティクス・メカトロニクス'97講演会講演論文集. Vol.A. 539-540 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 伏見光暁: "ICPFアクチュエータを用いた面形アクチュエータの開発第2報:空間周波数の異なる入力による応答" ロボティクス・メカトロニクス'97講演会講演論文集. Vol.A. 157-158 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 藤 智史: "ICPFを用いたEFDアクチュエータエレメントの開発と応用,第7報:分布型EFDデバイスの試作" ロボティクス・メカトロニクス'97講演会講演論文集. Vol.A. 177-179 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tadokoro: "An elliptic friction drive element using an ICPF actuator" Proc.IEEE Intl.Conf.on Robotics and Automation. 1. 205-212 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kanno: "Linear approximate dynamic model of an ICPF actuator" Proc.IEEE Intl.Conf.on Robotics and Automation. 1. 219-225 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tadokoro: "On fundamental design of wire conf.of wire-driven parallel manipuators with redundancy" Proc.Japan-U.S.A.Symposium on Flexible Automation. 1. 151-158 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 菅野隆: "ICPFアクチュエータのモデル化、第1報:基礎的特性とブラックボックスモデリング" 日本機械学会論文集C編. 62. 2299-2305 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kanno: "3-dimensional dynamic modeling of ICPF actuator" Proc.IEEE Intl.Conf.on Systems,Man and Cybernetics. (未定). (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 菅野隆: "ICPFアクチュエータのモデル化、第2報:電気的特性とその線形近似モデリング" 日本機械学会論文集C編. 62. 3529-3535 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tadokoro: "An elliptic friction drive element using ICPF actuator" IEEE Control Systems. 16. 未定 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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