直列粘弾性アクチュエータを用いた歩行者用アクティブダミーの開発

• 研究課題/領域番号: 19K04270
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 成川 輝真 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (50424205)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 直列粘弾性アクチュエータ / 歩行者用ダミー / 直列弾性アクチュエータ / 制御性能 / 受動特性 / アクティブダミー / 衝突安全

研究開始時の研究の概要

歩行者に対する自動車や搬送車の衝突安全性能の評価には、歩行者を模擬したダミーを用いることが望ましい。衝突安全性能評価で用いられる歩行者用ダミーは人と同等の力学特性を有することが求められる。そこで、本研究では、ばねとダンパをアクチュエータに直列に配置した直列粘弾性アクチュエータにより能動的に動作することが可能な歩行者用アクティブダミーを製作し、衝突試験によりその特性を検証し、アクティブダミーの有効性を示すことを目的とする。

研究成果の概要

直列粘弾性アクチュエータを用いた歩行者用ダミーをモデル化し、歩行シミュレーションを行った。歩行シミュレーションより、適切な初期条件を与えることで直列粘弾性アクチュエータを用いた歩行者用ダミーが安定な歩行動作を行うことを示した。次に、粘弾性要素の特性をゴムの形状により変更可能とした歩行者用ダミーに用いる直列粘弾性アクチュエータを製作した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、粘弾性要素をアクチュエータに直列に配置した直列粘弾性アクチュエータによる歩行動作が可能であることをシミュレーションにより示し、歩行者用ダミーに用いる直列粘弾性アクチュエータを製作した。これにより、歩行者に対する無人搬送車の衝突安全性能を評価するために、能動的に歩行動作を行い、かつ、衝突したときの傷害予測が可能となるような歩行者用アクティブダミーの開発についての基礎的成果を得た。