着衣内装着式人間動作補助機向け超小型駆動機構の最適諸元調査

• 研究課題/領域番号: 16K14140
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 田中 英一郎 早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 教授 (10369952)
• 研究協力者: 莊 俊融 早稲田大学, 理工学術院
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 人間動作補助機 / 駆動機構 / 超小型化 / 逆入力 / トルクリミッター / 人間動作補助 / 装着型ロボット / 多条ウォーム＋ヘリカルギヤ / 摩耗量 / トルクリミッタ / 歯車 / ウォーム / ヘリカルギヤ / 伝達効率 / 機械要素 / 歯車機構 / 動作補助 / 福祉工学

研究成果の概要

人間動作補助機に使用可能な駆動部を実現するため，小型軽量安価を念頭に置き，波動歯車に限らず，ウォームギヤをはじめとする駆動部の構造および諸元について，人間に装着することを前提とした検討をした．まず，多条ウォーム＋ヘリカルギヤの使用を提案し，負荷繰り返し試験よりヘリカルギヤにLT625を使用すると摩耗が低減することを確認した．また，ホビー用超小形サーボモータが小形軽量安価に適しているが，過負荷が入力されても連続使用するために歯車内に組み込むトルクリミッタを開発した．挟む樹脂板ごとの最大伝達トルクを確認し，NBRとPVCの負荷トルクごとの最大負荷繰り返し数を確認した．

研究成果

• [雑誌論文] Development of a torque limiter for the gear of an assistive walking device (2017)
  • 著者名/発表者名: Jyun-Rong ZHUANG, Hayato NAGAYOSHI, Hirotoshi KONDO, Keiichi MURAMATSU，Keiichi WATANUKI， Eiichiro TANAKA
  • 雑誌名: Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing 巻: 11 号: 6 ページ: JAMDSM0089-JAMDSM0089
  • DOI: 10.1299/jamdsm.2017jamdsm0089
  • NAID: 130006267904
  • ISSN: 1881-3054
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Development of a Walking Assistance Apparatus Including a Torque Limiter in a Gear (2017)
  • 著者名/発表者名: E. Tanaka, H. Nagayoshi, H. Kondo, K. Muramatsu, K. Watanuki
  • 学会等名: MPT2017
  • 国際学会
• [学会発表] Design and Development of an Overload Protection Mechanism Using Torque Limiter for walking Assistance Device (2017)
  • 著者名/発表者名: J. Zhuang, H. Nagayoshi, H. Lee, E. Tanaka
  • 学会等名: 11th International collaboration Symposium on Information, Production and Systems (ISIPS2017)
  • 国際学会
• [学会発表] 歩行補助機Re-Gait(R)の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中英一郎・村松慶一・綿貫啓一・三枝省三・弓削類
  • 学会等名: 第37回バイオメカニズム学術講演会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2016-11-12
• [学会発表] Development of life support devices using inclusive design (2016)
  • 著者名/発表者名: E. Tanaka
  • 学会等名: ISIPS2016
  • 発表場所: 北九州，日本
  • 年月日: 2016-11-09
  • 国際学会
• [学会発表] 行補助機Re-Gait(R)の開発と歩行促進手法の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中英一郎・大澤優輔・村松慶一・綿貫啓一・三枝省三・弓削類
  • 学会等名: 日本機械学会2016年度年次大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2016-09-11
• [学会発表] Study of RE-Gait(R) as the Device that Promotes Walking using a Two-Dimensional Emotion Map (2016)
  • 著者名/発表者名: E. Tanaka, Y.Osawa, K. Muramatsu, K. Watanuki, S.Saegusa, L. Yuge
  • 学会等名: Romansy 2016
  • 発表場所: Udine, Italy
  • 年月日: 2016-07-20
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a Walking Assistance Apparatus for Gait Training and Promotion of Exercise (2016)
  • 著者名/発表者名: E. Tanaka, K. Muramatsu, K. Watanuki, S. Saegusa, L. Yuge
  • 学会等名: ICRA2016
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 2016-05-16
  • 国際学会
• [学会発表] Walking assistance apparatus for gait training of apoplexy patients and exercise of the elderly (2016)
  • 著者名/発表者名: E. Tanaka
  • 学会等名: Sweden-Japan mini-workshop on Assistive Robots for Support in Habilitation and Rehabilitation of Elderly People and Disable
  • 発表場所: Karlstad, Sweden
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 装着型人間動作補助機器用の動力伝達系について (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中英一郎
  • 学会等名: 第20回講習会「プラスチック歯車の近未来 ー ロボット時代に求められる性能は？」，精密工学会成形プラスチック歯車研究専門委員会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] インクルーシブデザインによるライフサポート機器の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中英一郎
  • 学会等名: 第3回再生医療とリハビリテーション研究会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [産業財産権] 歯車装置 (2017)
  • 発明者名: 田中英一郎・永吉駿人・莊俊融・綿貫啓一・田中渉・近藤博俊
  • 権利者名: 田中英一郎・永吉駿人・莊俊融・綿貫啓一・田中渉・近藤博俊
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-156185
  • 出願年月日: 2017