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ナノ粒子ER流体アクチュエータを用いた安全性の高いパワーアシストシステム

研究課題

研究課題/領域番号 17360115
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 知能機械学・機械システム
研究機関大阪大学

研究代表者

古荘 純次  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70107134)

研究分担者 菊池 武士  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10372137)
田中 敏嗣  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90171777)
田中 克史  京都工芸繊維大学, 繊維学部, 助教授 (50207081)
小柳 健一  富山県立大学, 工学部, 講師 (30335377)
内藤 牧男  大阪大学, 複合科学研究所, 教授 (40346135)
李 成求  大阪大学, 大学院工学研究科, ティーチング アシスタント (40397782)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
15,500千円 (直接経費: 15,500千円)
2006年度: 6,100千円 (直接経費: 6,100千円)
2005年度: 9,400千円 (直接経費: 9,400千円)
キーワードパワーアシスト / メカトロニクス / ロボティクス / ER流体 / 機能性流体 / 安全性 / アクチュエータ / クラッチ型アクチュエータ / ナノ粒子
研究概要

人を介護する際などにはそれほど速い動作を行わないため,慣性力の影響はほとんどなく,重力に起因する力をアシストすれば十分である.
そこで,一部の自由度(関節)のみをアクチュエータで駆動し,残りの自由度はパッシブ型の二次元アームを開発した.
最大トルク10NmのERアクチュエータおよび最大発生トルク30NmのMRアクチュエータを開発した.これらと上記(1)で開発したアームシステムを統合し,パワーアシストシステムを構築した.
次に,これらを用いて基礎制御実験を行った.
研究分担者の京都工芸繊維大学の田中克史助教授にナノ粒子ER流体を開発していただいた.
また,研究分担者の大阪大学接合科学研究所の内藤牧男教授,阿部浩也助教授に,全く新規のナノ粒子ER流体である金属系のER流体の試作をしていただいた.
酸化チタン,表面処理金属粒子,アパタイト等のナノ粒子を用いたER流体の検討を行い,高い電圧強度が必要ではあるが,一部でパワーアシストへの適応の可能性が見つかった.
研究分担者の大阪大学機械工学専攻の田中敏嗣教授に基礎的検討をしていただいた.
研究協力者の井上昭夫氏に微小ギャップ間における試験装置の開発をしていただいた.
ER流体を用いたクラッチ原理型パワーアシストシステムの受動型リハビリシステムへの応用についても検討を行った.
その結果,高い安全性を有するリハビリ支援システムが構成可能であることを確認した.
ER流体の微小ギャップ間での使用を可能とする片側電極法についても検討を行った.
ナノ粒子ER流体は,高電場を要求するため片側電極法の導入は有効であった.

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (47件)

  • [雑誌論文] ER Effect of Low Molecular Liquid Crystal on One-sided Patterned Electrodes2007

    • 著者名/発表者名
      Takehito Kikuchi
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics B 21,28&29

      ページ: 4988-4995

    • NAID

      110004740292

    • 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] Linear viscoelastic properties of electro-rheological nano-suspension confinedto narrow gap between electrodes2007

    • 著者名/発表者名
      K.Tanaka
    • 雑誌名

      Colloid and Polymer Science, 285

      ページ: 1201-1211

    • 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] Concentration dependences of dielectric properties at 105 Hz and 106 Hz for aqueous solutions of hydroxypropyl cellulose2007

    • 著者名/発表者名
      K.Tanaka
    • 雑誌名

      Liquid Crystals 34-9

      ページ: 1019-1028

    • 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] Viscoelastic properties of electro-rheological nano-suspension before yielding2007

    • 著者名/発表者名
      K.Tanaka
    • 雑誌名

      Proc.of 20th Japan-Korea Joint Symposium on Advanced Soft Materials(Tokyo Institute of Technology)

      ページ: 14-14

    • 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] パワーアシストシステム・筋電義手のためのせん断型コンパクトMRアクチュエータに関する基礎研究(第2報)-微小ギャップにおけるMR流体の粘度特性評価-2007

    • 著者名/発表者名
      池田 健一
    • 雑誌名

      日本機械学会2007年ロボティクス/メカトロニクス講演会講演論文集(DVD)

    • 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] ER Effect of Low Molecular Liquid Crystal on One-sided Patterned Electrodes2007

    • 著者名/発表者名
      Takehito Kikuchi, Akio Inoue, Junji Furusho Ryohei Kawamuki
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics B Vol.21, Nos.28 & 29

      ページ: 4988-4995

    • NAID

      110004740292

    • 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] Concentration dependences of dielectric properties at 105 Hz and 106 Hz for aqueous solutions of hydroxypropyl cellulose2007

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, T. Morina, Y. Tanabe R. Akiyama
    • 雑誌名

      Liquid Crystals vol.34(9)

      ページ: 1019-1028

    • 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] Viscoelastic properties of electro-rheological nano-suspension before yielding2007

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, H. Nakahori, K. Katayama, R. Akiyama
    • 雑誌名

      Proc. of 20th Japan-Korea Joint Symposium on Advanced Soft Materials(Tokyo Institute of Tbchnology)

      ページ: 14-14

    • 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] Control Using Joint Torque Sensor of Robot Arm with Two Inertia Resonance(Comparison with Control Using State-Estimation Observer)2006

    • 著者名/発表者名
      N.Takesue
    • 雑誌名

      Electrical Engineering in Japan 156,2

      ページ: 75-84

    • 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] 片側パターン電極における低分子液晶のER効果2006

    • 著者名/発表者名
      菊池 武士
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C編) 72,718

      ページ: 1967-1973

    • NAID

      110004740292

    • 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 6 DOF Rehabilitation Robot Using ER Actuators and Its Software Based on Virtual Reality2006

    • 著者名/発表者名
      J.Furusho
    • 雑誌名

      Proceedings of the 10th International Conference on ER luids and MR Suspensions

      ページ: 70-70

    • 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] ER Effect of Low Molecular Liquid Crystal on One-sided Patterned Electrodes2006

    • 著者名/発表者名
      Takehito KIKUCHI
    • 雑誌名

      Proceedings of the 10th International Conference on ER FIuids and MR Suspensions

      ページ: 131-131

    • NAID

      110004740292

    • 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] Electrically developed morphology of carbon nanoparticles in suspensions monitored by in situ optical observations under sinusoidal electric field2006

    • 著者名/発表者名
      K.Tanaka
    • 雑誌名

      Colloid and Polymer Science 284-5

      ページ: 562-567

    • 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] ERクラッチ型アクチュエータによるパワーアシストシステムの開発に関する基礎研究2006

    • 著者名/発表者名
      策池 武士
    • 雑誌名

      日本機械学会2006年ロボティクス/メカトロニクス講演会講演論文集(DVD)

    • 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] MRクラッチ型アクチュエータを用いたパワーアシストシステムに関する基礎研究2006

    • 著者名/発表者名
      池田 健一
    • 雑誌名

      福祉工学シンポジウム2006講演予稿集

      ページ: 317-320

    • 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] パワーアシストシステム・筋電義手等のためのコンパクト型MRアクチュエーダに関する基礎研究2006

    • 著者名/発表者名
      古荘 純次
    • 雑誌名

      日本機械学会2006年ロボティクス/メカトロニクス講演会講演論文集(DVD)

    • 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] Control Using Joint Torque Sensor of Robot Arm with Two Inertia Resonance(Comparson with Control Using State-Estimation Observer)2006

    • 著者名/発表者名
      N.Takesue, J. Furusho K. Fujinaga
    • 雑誌名

      Electrical Engineering in Japan Vol.156, No.2

      ページ: 75-84

    • 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] ER Effect of Low Molecular Liquid Crystal on One-sided Patterned Electrodes2006

    • 著者名/発表者名
      Takehito KIKIJCHI, Akio INOUE, Junji FURUSHO Ryohei KAWAMUKI
    • 雑誌名

      Transactions of JSME, Ser.C(in Japanese) Vol.72, No.718

      ページ: 1967-1973

    • NAID

      110004740292

    • 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] A6 DOF Rehabilitation Robot Using ER Actuators and Its Software Based on Virtual Reality2006

    • 著者名/発表者名
      J. Furusho, X. Hu, A. Inoue, U. Ryu, K. Nakayama, Y. Yamaguchi, C. Li, T. Katsuragi N. Shichi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 10th International Conference on ER Fluids and MR Suspensions

      ページ: 70-70

    • 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] ER Effect of Low Molecular Liquid Crystal on One-sided Patterned Electrodes2006

    • 著者名/発表者名
      Takehito KIKUCHI, Akio INOUE, Junji FURUSHO Ryohei KAWAMUKI
    • 雑誌名

      Proceedings of the 10th International Conference on ER Fluids and MR Suspensions

      ページ: 131-131

    • NAID

      110004740292

    • 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] Electrically developed morphology of carbon nanoparticles in suspensions monitored by in situ optical observations under sinusoidal electric field2006

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, Y. Fujioka, A. Kubono R. Akiyama
    • 雑誌名

      Colloid and Polymer Science 284(5)

      ページ: 562-567

    • 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] Linear viscoelastic properties of electro-rheological nano-suspension confined to narrow gap between electrodes2006

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, H. Nakahori, K. Katayanxa R. Akiyama
    • 雑誌名

      Colloid and Polymer Science vol.285,(in press)

      ページ: 1201-1211

    • 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] Study on power assist system with ER-clutch type actuator2006

    • 著者名/発表者名
      Takehito KIKIJCHI, Junji FURUSHO, Ken'ichi IKEDA, Akio INOUE
    • 雑誌名

      Proceedings of ROBOMECO6 1P1-A18(1)-(4)

    • 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] Yasuhiro, OTAKA and Oda Kunihiko2006

    • 著者名/発表者名
      Ken'ichi IKEDA, Takehito KIKUCHI, Junji FURUSHO
    • 雑誌名

      Procedings of the Welfare Engineering Symposium2007

      ページ: 317-320

    • 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] Basic Study on Compact MR Actuators for Power Assisst Sistems and Prosthetic Arms2006

    • 著者名/発表者名
      Junji FURUSHO, Takehito KIKITCHI, Miwa TOKUDA, Shouji MORIMOTO, Li Cbengqiu, Ken'ichi IKEDA Akio INOUE
    • 雑誌名

      Proceedings of ROBOMECO6 2P2-A14(1)-(2)

    • 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] Basic study for Development of Share-type Compact MR Actuators for Power Assist Systems and Prosthetic Arms(2nd report)-Viscosity Charactristics of MR Fluid between Mirco-gap-2006

    • 著者名/発表者名
      Ken'ichi IKEDA, Li Chengqiu, Takehito KIKUCHI, Junji FURUSHO
    • 雑誌名

      Proceedings of ROBOMECO6 2P2-A14(1)-(2)

    • 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] 片側パターン電極における低分子液晶のER効果2006

    • 著者名/発表者名
      菊池武士, 井上昭夫, 古荘純次, 川向良平
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C編) 72巻・718号

      ページ: 1967-1973

    • NAID

      110004740292

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Control Using Joint Torque Sensor of Robot Arm with Two Inertia Resonance(Comparison with Control Using State-Estimation Observer)2006

    • 著者名/発表者名
      N.Takesue, J.Furusho, K.Fujinaga
    • 雑誌名

      Electrical Engineering in Japan(Translated from Denki Gakkai Ronbunshi) 156巻2号

      ページ: 75-84

    • NAID

      210000174933

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of a 6-DOF Force Display System Using ER Actuator with High-Safety2006

    • 著者名/発表者名
      Junji FURUSHO, Xinghao HU, Takehito KIKUCHI, Kenji NAKAYAMA, Yuhei YAMAGUCHI, Chengqiu LI, Naoto SHICHI, Akio INOUE, Ushio RYU
    • 雑誌名

      Proceedings of the ACM International Conference on Virtual Reality Continuum and Its Applications 2006 (ACM VRCIA 2006) (CD-ROM)

      ページ: 405-408

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] ER Effect of Low Molecular Liquid Crystal on One-sided Patterned Electrodes2006

    • 著者名/発表者名
      Takehito KIKUCHI, Akio INOUE, Junji FURUSHO, Ryohei KAWAMUKI
    • 雑誌名

      Proceedings of the 10th International Conference on ER Fluids and MR Suspensions

      ページ: 131-131

    • NAID

      110004740292

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A 6 DOF Rehabilitation Robot Using ER Actuators and Its Software Based on Virtual Reality2006

    • 著者名/発表者名
      J.Furusho, X.Hu, A.Inoue, U.Ryu, K.Nakayama, Y.Yamaguchi, C.Li, T.Katsuragi, N.Shichi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 10th International Conference on ER Fluids and MR Suspensions

      ページ: 70-70

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] ERクラッチ型アクチュエータによるパワーアシストシステムの開発に関する基礎研究2006

    • 著者名/発表者名
      菊池武士, 古荘純次, 池田健一, 井上昭夫
    • 雑誌名

      日本機械学会2006年ロボティクス/メカトロニクス講演会講演論文集(DVD)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] パッシブ力覚提示による任意形状提示のための基本アルゴリズム2006

    • 著者名/発表者名
      小柳健一, 古荘純次, 森田智子
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌 24・1

      ページ: 124-130

    • NAID

      10017172088

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 冗長自由度を有するパッシブ型力覚提示システムの開発2005

    • 著者名/発表者名
      小柳健一, 古荘純次, 薫立誠
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌 23・4

      ページ: 488-495

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 三次元上肢リハビリ訓練システムの開発(第1報: ERアクチュエータを用いた機構およびシステム全体の開発)2005

    • 著者名/発表者名
      古荘純次, 小柳健一, 片岡次郎, 笠潮, 井上昭夫, 竹中重和
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌 23・5

      ページ: 123-130

    • NAID

      10016591347

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Total Force Calculation Method for ER Effect of Liquid Crystalline Polymer on One-Sided Patterned Electrode System2005

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi, t., Furusho, J., Inoue, A.
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics B 19・7-9

      ページ: 1256-1262

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of High-Performance MR Actuator and Its Application to 2-D Force Display2005

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, Y., Furusho, J., Kimura, s., Koyanagi, K.
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics B 19・7-9

      ページ: 1485-1491

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of a 3-D Rehabilitation System for Upper Limbs Using ER Actuators in a NEDO Project2005

    • 著者名/発表者名
      Furusho, Koyanagi, Nakanishi, Ryu, Takenaka, Inoue, Domen, Miyakoshi
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics B 19・7-9

      ページ: 1591-1597

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Progress of Passive-Type Force Display System with ER Fluid Devices2005

    • 著者名/発表者名
      Koyanagi, K., Furusho, J.
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics B 19・7-9

      ページ: 1641-1647

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct-Drive Motor System with Particle-Type ER Fluid Damper2005

    • 著者名/発表者名
      Koyanagi, K., Furusho, J.
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics B 19・7-9

      ページ: 1661-1667

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 三次元上肢リハビリ訓練システムの開発(第2報:運動療法のためのソフトウェアの開発)2005

    • 著者名/発表者名
      小柳健一, 古荘純次, 片岡次郎, 笠潮, 竹中重和, 井上昭夫
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌 23・8

      ページ: 1011-1018

    • NAID

      80017697491

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Basic Algorithm of Controlling Passive Force Display System with Redundant Brakes2005

    • 著者名/発表者名
      Koyanagi, K., Morita, T., Furusho, J.
    • 雑誌名

      The 2005 IEEE International Conference on Robotics & Automation

      ページ: 1767-1772

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A 3-D Rehabilitation System for Upper Limbs Developed in a 5-year NEDO Project and Its Clinical Testing2005

    • 著者名/発表者名
      Furusho, Koyanagi, Imada, Fujii, Nakanishi, Domen, Miyakoshi, Ryu, Takenaka, Inoue
    • 雑誌名

      The 2005 IEEE 9th International Conference on Rehabilitation Robotics

      ページ: 53-56

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A 3-D Exercise Machine for Upper-Limb Rehabilitation Using Actuators with High Safety2005

    • 著者名/発表者名
      Furusho, Koyanagi, Nakanishi, Fujii, Domen, Miyakoshi, Ryu, Takenaka, Inoue
    • 雑誌名

      The 2005 IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics

      ページ: 455-459

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 6-DOF Rehabilitation Machine for Upper Limbs Including Wrists Using ER Actuators2005

    • 著者名/発表者名
      Furusho, Li, Yamaguchi, Kimura, Nakayama, Katsuragi, Oguri, Ryu, Suzuki, Inoue
    • 雑誌名

      The 2005 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation

      ページ: 1033-1038

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of 6 D.O.F. Rehabilitation Robot for Upper Limbs Including Wrists with High Safety2005

    • 著者名/発表者名
      Furusho, Hu, Nakayama, Yamaguchi, Li, Katsuragi, Shichi, Suzuki, Ryu, Inoue
    • 雑誌名

      The 36th International Symposium on Robotics

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of VR-STEF System with Force Display Glove System2005

    • 著者名/発表者名
      Koyanagi, K., Fujii, Y., Furusho, J.
    • 雑誌名

      The 15th International Conference on Artificial Reality and Telexistence

      ページ: 91-97

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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