| 研究課題/領域番号 |
19K04265
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 岡山理科大学 |
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研究代表者 |
赤木 徹也 岡山理科大学, 工学部, 教授 (50311072)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 低コストホームリハビリテーション機器 / 使い捨て可能なソフトアクチュエータ / 伸長型柔軟空気圧アクチュエータ / ゲート機構を用いた低コスト気液両用サーボ弁 / 低コスト組込コントローラ / 可搬型柔軟球面アクチュエータ / 四面体型柔軟空気圧アクチュエータ / 空気圧駆動らせん型柔軟アクチュエータ / ゲート機構式低コストサーボ弁 / 空気圧駆動6脚移動ロボット / 組込みコントローラ / 周拘束強化式伸長型柔軟空気圧アクチュエータ / 球面駆動式手首リハビリテーション機器 / 空気圧駆動ポータブルリハビリテーション機器 / 屈曲チューブを利用した低コストサーボ弁 / センサレス駆動システム / 低コスト3次元位置計測システム / ホームリハビリテーション機器 / ウェアラブル空気圧駆動機器 / 低コスト流体制御弁 / 柔軟アクチュエータ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究はリハビリテーション機器に役立つウェアラブル空気圧駆動機器の低コスト化を意識した機器開発を行う，つまり，一部あるいは全てが使い捨て可能なほど安価なウェアラブル駆動機器の開発である．具体的には安価で可動域の大きい柔軟アクチュエータや質量が数十gで複数のポートが制御できる安価な制御弁を開発し，さらに安価なマイコンを使い，機器内部に制御系を構成することで，インテリジェントなウェアラブル制御機器を開発する．以上，人体に接触する部分や汚染部分を使い捨てできるほど安価にすることで，洗浄・消毒等の人件費の削減し，高齢者が自宅で一人で使用できる安全性の高いホームリハビリテーション機器の実現をめざす．
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| 研究成果の概要 |
一部使い捨て可能な家庭で使えるリハビリテーション機器の開発をめざした本研究では、手首の可搬型リハビリテーション機器として、伸長型柔軟空気圧アクチュエータを用いた低コストの球面アクチュエータや四面体型柔軟アクチュエータを構成した．さらに，On/off弁操作時の挙動をモデル化し，組込コントローラを用いたセンサレスでの姿勢制御システムを構築することで洗浄可能な機器を構築した．さらに．水道水圧の利用を考慮し，気液両用弁として，ゲート機構とダイヤフラムを用いた新たな開閉機構を有する低コストサーボ弁を開発した．さらに，これら開発要素技術を配管検査ロボットや体幹訓練用の6脚移動ロボットに応用した
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，自宅で，独りで使用できるリハビリテーション機器の実現に必要なソフトアクチュエータやセンサ，制御弁などの要素技術の開発を行った研究であり，さらに，機器使用後の洗浄コストや人手を考慮し，開発当初から使い捨てに耐え得る低コストの制御機器の開発をめざした研究である．この研究成果は，将来の福祉分野への応用だけでなく，低コストでさらに空気の圧縮性やソフトアクチュエータの耐衝撃性の利点からロボット分野への応用にも期待できる要素技術の開発であると考える．
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