• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

フレキシブルマイクロアクチュエータの水中ロボットへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 16360435
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 船舶海洋工学
研究機関大阪大学

研究代表者

加藤 直三  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (00138637)

研究分担者 鈴森 康一  岡山大学, 大学院自然科学研究科, 教授 (00333451)
鈴木 博善  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教授 (00252601)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
15,000千円 (直接経費: 15,000千円)
2006年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2005年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2004年度: 11,500千円 (直接経費: 11,500千円)
キーワードフレキシブルフィン / FMA / FEM / 空気圧アクチュエータ / CFD / 運動シミュレータ / 受動的変形胸鰭 / 非線形挙動 / 弾性胸ひれ / パッシブ型 / アクティブ型 / 空気圧調整器
研究概要

この研究を通して、次の結論を得た。
1.フレキシブルアクチュエータの開発と解析
1)空気圧アクチュエータ胸鰭は内蔵している3本のフレキシブルマイクロアクチュエータ(FMA)の空気室の圧力を制御することによってフェザリング運動を行うことができる。
2)空気圧アクチュエータ胸鰭の流体力検証実験では、胸鰭運動装置内のモータがフラッピング運動、空気圧アクチュエータ鰭がフェザリング運動を行うことによって揚力型推進運動を実現でき、正負の推力発生を確認できた。
3)空気圧アクチュエータ胸鰭のFEM解析では、FMA単体及び空気圧アクチュエータ鰭の非線形挙動を解析することが可能となった。
4)弾性材料(シリコンゴム)の片面に横溝加工を施した受動的変形胸鰭では、各ストローク時での抗力差や推力発生を確認できた。
5)受動的変形胸鰭のFEM動解析では、非線形挙動の傾向を解析することが可能となった。
6)2本のFMAからなる空気圧アクチュエータを用いたマンタ型遊泳ロボットを、FEM解析を用いたFMAの断面形状の最適化とマンタロボットの全体モデルの挙動解析による設計に基づいて製作し、水中での遊泳が可能であることを確認した。
2.CFDを用いた運動シミュレータの開発
1)非定常、マルチブロック、オーバーラッピング・グリッド法によるナービエ・ストークス方程式の数値解法を用いて、胸鰭運動装置まわりの非定常三次元流れや流体力を、精度よく求めることが可能である。
2)上記の数値解法を、胸鰭運動装置を前後2対装着した水中ロボットに拡張し、そのまわりの非定常三次元流れや流体力の数値計算を可能として、水中ロボットの運動方程式に組み込むことによって、水中ロボットの運動シミュレータを開発した。
3)その水中ロボットの運動シミュレータによって、前進・後進、旋回などのいくつかの基本的な操縦運動や運動制御の数値計算が可能となった。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (24件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] A Bending Pneumatic Rubber Actuator Realizing Soft-bodied Manta Swimming Robot2007

    • 著者名/発表者名
      K.Suzumori, S.Endo, T.Kanda, N.Kato, H.Suzuki
    • 雑誌名

      Proc. of 2007 IEEE International Conference on Robotics and Automation (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Load Characteristics of Mechanical Pectoral Fin2007

    • 著者名/発表者名
      H.Suzuki, N.Kato
    • 雑誌名

      J. of Experiments in Fluids (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 生物模倣型水中ロボットのための弾性体胸鰭アクチュエータ2007

    • 著者名/発表者名
      有吉友和, 加藤直三, 鈴木博善, 安藤義人, 鈴森康一, 神田岳文, 遠藤聡
    • 雑誌名

      日本船舶海洋工学会論文集 (in press)

    • NAID

      110006367712

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Motion Simulation of an Underwater Vehicle with Mechanical Pectoral Fins Using a CFD-based Motion Simulator2007

    • 著者名/発表者名
      H.Suzuki, N.Kato, T.Katayama, Y.Fukui
    • 雑誌名

      Proc. of Underwater Technology 2007 (IEEE) (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Bending Pneumatic Rubber Actuator Realizing Soft-bodied Manta Swimming Robot2007

    • 著者名/発表者名
      K.Suzumori, S.Endo, T.Kanda, N.Kato, H.Suzuki
    • 雑誌名

      Proc. of 2007 IEEE International Conference on Robotics and Automation

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Load Characteristics of Mechanical Pectoral Fin2007

    • 著者名/発表者名
      H.Suzuki, N.Kato
    • 雑誌名

      J. of Experiments in Fluids (accepted)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Motion Simulation of an Underwater Vehicle with Mechanical Pectoral Fins Using a CFD-based Motion Simulator2007

    • 著者名/発表者名
      H.Suzuki, N.Kato, T.Katayama, Y.Fukui
    • 雑誌名

      Proc. of Underwater Technology 2007 (IEEE)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Elastic Pectoral Fin Actuators for Biomimetic Underwater Vehicles, in Bio-mechanisms of Swimming and Flying-ISABMEC2006-2007

    • 著者名/発表者名
      N.Kato, Y.Ando, T.Ariyoshi, H.Suzuki, K.Suzumori, T.Kanda
    • 雑誌名

      Springer-Verlag

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Elastic Pectoral Fin Actuators for Biomimetic Underwater Vehicles2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Ando, N.Kato, H.Suzuki, K.Suzumori, T.Kanda, S.Endo
    • 雑誌名

      Proc. of the Sixteenth (2006) International Offshore and Polar Engineering Conference

      ページ: 260-267

    • NAID

      110006367712

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Elastic Pectoral Fin Actuators for Biomimetic Underwater Vehicles2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Ando, N.Kato, H.Suzuki, K.Suzumori, T.Kanda, S.Endo
    • 雑誌名

      Proc. of The Third International Symposium on Aero Aqua Bio-mechanisms (ISABMEC2006) (CD-ROM)

    • NAID

      110006367712

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Flexible and Functional Pectoral Fin Actuator for Underwater Robots2006

    • 著者名/発表者名
      S.Endo, K.Suzumori, T.Kanda, N.Kato, H.Suzuki, Y.Ando
    • 雑誌名

      Proc. of The Third International Symposium on Aero Aqua Bio-mechanisms (ISABMEC2006) (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Elastic Pectoral Fin Actuators for Biomimetic Underwater Vehicles2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Ando, N.Kato, H.Suzuki, K.Suzumori, T.Kanda, S.Endo
    • 雑誌名

      Proc. of The Third International Symposium on Aero Aqua Bio-mechanisms (ISABMEC2006)

    • NAID

      110006367712

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Flexible and Functional Pectoral Fin Actuator for Underwater Robots2006

    • 著者名/発表者名
      S.Endo, K.Suzumori, T.Kanda, N.Kato, H.Suzuki, Y.Ando
    • 雑誌名

      Proc. of The Third International Symposium on Aero Aqua Bio-mechanisms (ISABMEC2006)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Elastic Pectoral Fin Actuators for Biomimetic Underwater Vehicles2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Ando, N.Kato, H.Suzuki, T.Ariyoshi, K.Suzumori, T.Kanda, S.Endo
    • 雑誌名

      Proc. of the Sixteenth (2006) International Offshore and Polar Engineering Conference

      ページ: 260-267

    • NAID

      110006367712

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Computation of Unsteady Flow around Underwater Vehicle with Mechanical Pectoral Fins2006

    • 著者名/発表者名
      H.Suzuki, N.Kato
    • 雑誌名

      Proc. of the Sixteenth (2006) International Offshore and Polar Engineering Conference

      ページ: 273-280

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Flexible and Functional Pectoral Fin Actuator for Underwater Robots2006

    • 著者名/発表者名
      S.Endo, K.Suzumori, T.Kanda, N.Kato, H.Suzuki, Y.Ando
    • 雑誌名

      Proc. of The Third International Symposium on Aero Aqua Bio-mechanisms (ISABMEC 2006)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Elastic Pectoral Fin Actuators for Biomimetic Underwater Vehicles2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Ando, N.Kato, H.Suzuki, T.Ariyoshi, K.Suzumori, T.Kanda, S.Endo
    • 雑誌名

      Proc. of The Third International Symposium on Aero Aqua Bio-mechanisms (ISABMEC 2006)

    • NAID

      110006367712

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A Numerical Study on Unsteady Flow Around a Mechanical Pectoral Fin2005

    • 著者名/発表者名
      H.Suzuki, N.Kato
    • 雑誌名

      International Journal of Offshore and Polar Engineering 15・3

      ページ: 161-165

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Numerical Study on Unsteady Flow Around a Mechanical Pectoral Fin2005

    • 著者名/発表者名
      H.Suzuki, N.Kato
    • 雑誌名

      International Journal of Offshore and Polar Engineering Vol.15, No.3

      ページ: 161-165

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 水中ロボット用柔軟機能性胸鰭アクチュエータの開発(第1報:抗力型パッシブ胸鰭の試作)2005

    • 著者名/発表者名
      遠藤聡, 鈴森康一, 神田岳文, 加藤直三, 鈴木博善, 安藤義人
    • 雑誌名

      ロボティクス・メカトロニクス講演会2005 1A1-N-069

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 水中ロボット用柔軟機能性胸鰭アクチュエータの開発(第2報:揚力型アクティブ胸鰭の試作)2005

    • 著者名/発表者名
      遠藤聡, 鈴森康一, 神田岳文, 加藤直三, 鈴木博善, 安藤義人
    • 雑誌名

      ロボティクス・メカトロニクス講演会2005 1A1-N-070

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 生物模倣型水中ロボットのための弾性体胸鰭アクチュエータ2005

    • 著者名/発表者名
      安藤義人, 加藤直三, 鈴木博善, 鈴木康一, 神田岳文, 遠藤聡
    • 雑誌名

      日本船舶海洋工学会講演会論文集 第1号

      ページ: 37-40

    • NAID

      110006367712

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 大変形・接触を考慮したFEMによる水中ロボット用パッシブフィンの設計2005

    • 著者名/発表者名
      遠藤聡, 鈴森康一, 神田岳文, 加藤直三, 鈴木博善, 安藤義人
    • 雑誌名

      第6回システムインテグレーション部門学術講演会論文集 SY0015/05/

      ページ: 949-950

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A Numerical Study on Unsteady Flow Around a Mechanical Pectoral Fin2005

    • 著者名/発表者名
      Hiroyoshi Suzuki, Naomi Kato
    • 雑誌名

      Proc.of 15^<th> Int.Offshore and Polar Eng.Conf. (予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] (Elastic Pectoral Fin Actuators for Biomimetic Underwater Vehicles) Bio-mechanisms of Swimming and Flying-ISABMEC2006-2007

    • 著者名/発表者名
      N.Kato, Y.Ando, T.Ariyoshi, H.Suzuki, K.Suzumori, T.Kanda
    • 総ページ数
      300
    • 出版者
      Springer-Verlag Tokyo (in press)
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要

URL: 

公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi