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電場応答性高分子を用いた有限回転型人工筋アクチュエータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17760223
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関名古屋大学 (2006)
独立行政法人理化学研究所 (2005)

研究代表者

高木 賢太郎  名古屋大学, 大学院工学研究科, 助手 (60392007)

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
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2006年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2005年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワードアクチュエータ / 電場応答性高分子 / Ionic Polymer-Metal Composite / 回転駆動機構 / インピーダンス / 分布定数系 / パラメータ同定
研究概要

電場応答性高分子のひとつである,IPMC (Ionic Polymer-Metal Composite)を用いて,有限回転型機構をもつアクチュエータの研究開発,およびアクチュエータの特性に本質的に関係すると考えられる電気的特性のモデリングを行っている.まず,アクチュエータの特性を計測し,発生モーメント(トルク)を実験的に計測した.また現在までに,アクチュエータの電気特性(電気インピーダンス)のモデル化について研究を進めてきた.IPMCの電気インピーダンスの周波数応答は,単一のキャパシタンスではモデル化できないことがわかってきている.計測の結果からは,インピーダンスの周波数応答は分布定数系としての特徴をもっているようにみえるため,1次元分布定数系モデルを用いてインピーダンスのモデリングを試みている.ところで,IPMCは,イオン種を変えるとその特性が大きく変化することが知られている.そこで,イオン種を変えてインピーダンスの計測を行った.その結果,従来提案するモデルだけでは説明がつかないインピーダンスが計測された.半径が小さなNaイオンと半径が大きなTEAイオンについて,インピーダンスを比較すると,TEAイオンのほうが電圧と電流の位相差が45度に近く,より分布系の特徴が顕著である.そのため,新たにブラックボックスモデルを検討し,パラメータ同定を行った.また,空中で動作できる新しいタイプのアクチュエータである,カーボンナノチューブとイオン液体を用いたバッキーゲルアクチュエータの電気インピーダンスを計測した.その結果,IPMCとはインピーダンスが大きく異なり,インピーダンスは集中定数系でほぼ近似できることを見つけた.

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (5件)

  • [雑誌論文] A Distributed Circuit Model for IPMC's Electrical Impedance2006

    • 著者名/発表者名
      K.Takagi et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the Third Conference on Artificial Muscles

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] バッキーゲルアクテュエータの電気インピーダンス2006

    • 著者名/発表者名
      高木 賢太郎, 他
    • 雑誌名

      第24回日本ロボット学会学術講演会予稿集

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] イオンドーピングによるIPMCアクチュエータの電気インピーダンス変化について2006

    • 著者名/発表者名
      高木 賢太郎, 他
    • 雑誌名

      第7回SICEシステムインテグレーション部門 講演会論文集

      ページ: 177-178

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] IPMCを用いたヘビ型水中ロボットにおける屈曲振幅増大現象のモデル化と解析2006

    • 著者名/発表者名
      高木 賢太郎, 他
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌 19・8

      ページ: 319-326

    • NAID

      10021999894

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] IPMCアクチュエータの電気インピーダンス2005

    • 著者名/発表者名
      高木 賢太郎
    • 雑誌名

      第6回 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門 講演会論文集

      ページ: 237-238

    • 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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