繊毛アクチュエータによる柔軟な検査用移動ロボット

• 研究課題/領域番号: 24560285
• 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
• 研究代表者: 木村 仁 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (60376944)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2012年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
• キーワード: 柔軟繊毛アクチュエータ / 柔軟ロボット / 水力学的骨格 / 小型大流量弁 / 繊毛アクチュエータ / 柔軟アクチュエータ / 柔軟移動ロボット / 繊毛ロボット / ソフトメカニクス / 対地適応変形 / 繊毛移動ロボット / 可変出力機構

研究成果の概要

ウレタンゴムシートを超音波溶着して製作した袋状構造を利用して，生体の動作に学んだ繊毛部分自体が柔軟な新しいアクチュエータの開発を行った．制御弁の数を減らすために，1気室型のZ字形状繊毛アクチュエータを製作し，平地において1本あたり150g以上の荷重を搬送可能であることを確認した．
また，カムを利用したピンチ式弁を採用し，一つの管路のセットを層状の構造にして積層することで，一つのモータで多数の管路を同時に制御可能な小型で大流量を供給できる機械式弁も新たに開発した．
以上の機構を利用して，アクリル板の両面にZ字形状アクチュエータを貼り付けたロボットが幅22mmの向かい合った垂直な壁を登攀できた．

研究成果

• [雑誌論文] Active Joint Mechanism Driven by Multiple Actuators Made of Flexible Bags: A Proposal of Dual Structural Actuator (2013)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Kimura, Takuya Matsuzaki, Mokutaro Kataoka, Norio Inou
  • 雑誌名: The Scientific World Journal 巻: 2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Flexible Robotic Arm with Hydraulic Skeleton (2012)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi KIMURA, Mokutaro KATAOKA, Shotaro SUZUKI, Daisuke AKIMOTO, Norio INOU
  • 雑誌名: Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing 巻: Vol. 6, No. 7 ページ: 1107-1120
  • NAID: 130002099539
  • 査読あり
• [学会発表] 複数管路の同時制御を行う小型大流量機械式弁 (2014)
  • 著者名/発表者名: 有田圭佑
  • 学会等名: 第15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(SI2014)
  • 発表場所: 東京ビッグサイト
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-17
• [学会発表] Development of flexible ciliary actuators and their application to mobile robots (2014)
  • 著者名/発表者名: Mokutaro Kataoka
  • 学会等名: The Sixth International Symposium on Aero Aqua Bio-mechanisms(ISABMEC 2014)
  • 発表場所: Hawaii Tokai International College
  • 年月日: 2014-11-13 – 2014-11-16
• [学会発表] 水力学的骨格を利用した柔軟クローラの性能評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 片岡 木太郎
  • 学会等名: 第32回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 九州産業大学
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-06
• [学会発表] 柔軟な繊毛アクチュエータを利用した狭隘地形移動ロボット (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村 仁
  • 学会等名: 第32回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 九州産業大学
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-06
• [学会発表] An Active Joint Driven by Multiple Actuators with Hydraulic Skeleton Mechanism Made of Flexible Bags (2013)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi KIMURA, Takuya MATSUZAKI, Mokutaro KATAOKA, Norio INOU
  • 学会等名: The 3rd IFToMM International Symposium on Robotics and Mechatronics(ISRM 2013)
  • 発表場所: Singapore, Nanyang Technological University
• [学会発表] 多層構造の柔軟袋状アクチュエータによる能動関節機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村仁, 松崎拓哉, 片岡木太郎, 伊能教夫
  • 学会等名: 第31回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 首都大学東京南大沢キャンパス
• [学会発表] マルチアクチュエータ用方向制御弁 MACS-valveの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 東拓矢, 木村仁, 伊能教夫
  • 学会等名: 第31回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 首都大学東京南大沢キャンパス
• [学会発表] 水力学的骨格を利用したアクチュエータ並列配置型能動関節機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村仁, 松崎拓哉, 片岡木太郎, 伊能教夫
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会'13
  • 発表場所: 筑波国際会議場
• [学会発表] 水力学的骨格を利用した柔軟な移動機構の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 片岡木太郎，木村仁，伊能教夫
  • 学会等名: 第30回 日本ロボット学会 学術講演会
  • 発表場所: 札幌コンベンション センター
• [学会発表] 水力学的骨格としての袋状構造の作成方法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 東拓矢，木村仁，伊能教夫
  • 学会等名: 第30回 日本ロボット学会 学術講演会
  • 発表場所: 札幌コンベンション センター
• [学会発表] 水力学的骨格を利用した複数配置型アクチュエータ (2012)
  • 著者名/発表者名: 松崎拓哉，木村仁，伊能教夫
  • 学会等名: 第30回 日本ロボット学会 学術講演会
  • 発表場所: 札幌コンベンション センター
• [学会発表] 水力学的骨格を利用した柔軟な移動機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 片岡木太郎，木村仁，伊能教夫
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス 講演会2012
  • 発表場所: アクトシティ浜松
• [学会発表] 水力学的骨格を利用した柔軟繊毛ロボットの開発
  • 著者名/発表者名: 東 拓矢，木村仁，伊能教夫
  • 学会等名: 日本IFToMMシンポジウム（第18回）
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] 水力学的骨格を利用したアクチュエータ並列配置機構
  • 著者名/発表者名: 木村仁, 松崎拓哉，片岡木太郎，伊能教夫
  • 学会等名: 平成24年秋季フルードパワーシステム講演会
  • 発表場所: 福岡工業大学
• [学会発表] Flexible Mobile Robot for Narrow Terrain with Ciliary Actuators
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Kimura, Takuya Higashi, Mokutaro Kataoka, Norio Inou
  • 学会等名: The Second IFToMM ASIAN Conference on Mechanism and Machine Science 2012
  • 発表場所: 東京工業大学
• [備考] Inou Lab. Publications
  • URL: http://www2.mech.titech.ac.jp/~inouhp/publication.html
• [備考] Flexible mobile robot
  • URL: http://www.mech.titech.ac.jp/~inouhp/studymob_eng.html
• [備考] Inou lab. researches
  • URL: http://www.mech.titech.ac.jp/~inouhp/study_eng.html