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多重チューブアクチュエータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K06253
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関東京工業大学 (2019)
大阪大学 (2017-2018)

研究代表者

高山 俊男  東京工業大学, 工学院, 准教授 (80376954)

研究分担者 小俣 透  東京工業大学, 工学院, 教授 (10262312)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードソフトアクチュエータ / 管内移動ロボット / ソフトロボット / 空気圧駆動 / ソフトロボティクス / 空気圧人工筋
研究成果の概要

本研究では複数本の空気圧で膨張収縮可能なシリコーンゴムチューブを周期的に編み,それらを順に加減圧することで駆動するソフトアクチュエータを開発した.3本のチューブをらせん状に編んだ管内推進装置は,使用目的の管内径から,どのような設計パラメータとすれば利用可能となるかの理論解析を行い,6本のチューブを編んだ管内推進装置は,分岐管等で任意の進行方向に進むための制御方法を開発した.また円筒状に編んだチューブ内に軸を通した1軸2自由度アクチュエータは内視鏡を保持駆動することが可能で,医療への応用が期待される.面状に編んだアクチュエータは,それ自身が移動したり,上に載せた物を運搬することが可能であった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

ソフトアクチュエータは軽量で高い柔軟性性を持ち,パワーアシスト装置やリハビリ装置等の人間に働きかける装置への応用が期待される.一方で空気圧を用いたゴムの伸縮を利用するため,繰り返し使用すると壊れやすく,安価で大量生産が可能であることが求められる.本研究では複数本のシリコーンゴムチューブを周期的に配置し,順に加減圧することで駆動するソフトアクチュエータを提案し,管内推進装置,1軸2自由度アクチュエータ,面状2自由度アクチュエータ等を開発した.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 組紐状細径空気圧人工筋を用いた同軸回転直動アクチュエータ2020

    • 著者名/発表者名
      竹島 啓純, 辻 賢一郎, 高山 俊男
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 38 号: 2 ページ: 185-191

    • DOI

      10.7210/jrsj.38.185

    • NAID

      130007809809

    • ISSN
      0289-1824, 1884-7145
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a steerable in-pipe locomotive device with six braided tubes2018

    • 著者名/発表者名
      Hirozumi Takeshima and Toshio Takayama
    • 雑誌名

      ROBOMECH Journal

      巻: 5 号: 1 ページ: 31-31

    • DOI

      10.1186/s40648-018-0127-5

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Geometric Estimation of the Deformation and the Design Method for Developing Helical Bundled-tube Locomotive Devices2018

    • 著者名/発表者名
      Hirozumi Takeshima and Toshio Takayama
    • 雑誌名

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics

      巻: 23 号: 1 ページ: 223-232

    • DOI

      10.1109/tmech.2017.2770140

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] カメラ搭載型六つ編み型多重チューブ推進機構2019

    • 著者名/発表者名
      竹島啓純,高山俊男
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会’19
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 平面編みチューブ式2自由度アクチュエータの軸糸とチューブの干渉を避ける編み方2019

    • 著者名/発表者名
      高山俊男,種田宇志
    • 学会等名
      第20回システムインテグレーション部門講演会(SI2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Bundled tube locomotive device: the first idea came from the movement of a microorganism2019

    • 著者名/発表者名
      Toshio Takayama
    • 学会等名
      IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics Workshop on "Towards Soft Robotics for Biomimetics and Applications: Emerging Sensors
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高いコンプライアンス性を示す多重チューブ直動ソフトアクチュエータ2018

    • 著者名/発表者名
      竹島啓純,高山俊男
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会’18
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 平面編みチューブ式ソフトロボットの開発2017

    • 著者名/発表者名
      種田宇志,高山俊男
    • 学会等名
      第35回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 高山研究室研究紹介(柔らかい機構)

    • URL

      http://www.takayamalab.mech.e.titech.ac.jp/research/research_soft.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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