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披介護者・介護者に安心安全な介護用機械アームの生体の動特性と反応を利用した開発

研究課題

研究課題/領域番号 26420167
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 機械力学・制御
研究機関群馬大学

研究代表者

山口 誉夫  群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (90323328)

研究分担者 藤井 雄作  群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (80357904)
小木津 武樹  群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (00621202)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード機械力学 / 衝撃吸収 / 緩衝材 / 安全 / 介護機械 / 有限要素法 / 粘弾性 / 減衰 / 機械力学・制御
研究成果の概要

生体に接する介護用機械の衝撃応答を解析し,安心安全な介護用機械のアームの材料,動特性の検討を行った.有限要素法に非線形複素ばね要素を非線形複素接触力要素として拡張して用い、指で運動する物体を止める動作について解析した.力と変形の関係で部分的に変形が力よりも進む現象(予見した動作やあわてた動作で出現)を,偶数次の非線形ばね定数の虚数部の値をチューニングすることで,計算できる可能性を示した.さらに剣道で用いる竹刀をヒントにして、介護用機械を模擬したアームの衝撃吸収性能向上を検討した. 断面を分割し、ゆるく束ねた炭素繊維強化樹脂(CFRP)のアームでは、良好な衝撃緩和効果が得られた.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Impact Response Measurement of a Bamboo Sword “Shinai”2016

    • 著者名/発表者名
      K.Kitabata,A. Takita,T. Yamaguchi,E. Carcasona,A.S. Budi,Y. Fujii
    • 雑誌名

      Journal of the Institute of Industrial Applications Engineers

      巻: 4 ページ: 66-71

    • NAID

      40020893113

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact Response Measurement of Bamboo Shinai and CFRP Shinai”2016

    • 著者名/発表者名
      R. Kojima, K. Kitabata, D. H. Bin, A. Takita, T. Yamaguchi and Y. Fujii
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 698 ページ: 80-86

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.698.80

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Biomechanical Transient Responses by FEA Using a Nonlinear Complex Restoring Force Element for Coupling Systems between Humans and Moving Objects under Impact Loads2016

    • 著者名/発表者名
      山口誉夫, 藤井雄作, 田北啓洋, 丸山真一, 中沢信明, 松井利一, 冨田徳久,五十嵐航太
    • 学会等名
      6th Annual International Mechanical Engineering Research Conference
    • 発表場所
      Cebu, Philippines
    • 年月日
      2016-01-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Analysis of Biomechanical Properties of Human2015

    • 著者名/発表者名
      山口誉夫、藤井雄作、田北啓洋、丸山真一、中沢信明、松井利一、冨田徳久、能登達也
    • 学会等名
      5th Annual International Mechanical Engineering Research Conference
    • 発表場所
      Cebu,(Philippines)
    • 年月日
      2015-01-12 – 2015-01-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 視覚的情報の有無による運動体の指での静止動作の非線形複素FEM解析2014

    • 著者名/発表者名
      能登達也、山口誉夫、藤井雄作、丸山真一、田北啓洋、冨田徳久
    • 学会等名
      日本機械学会Dynamics and Design Conference 2014
    • 発表場所
      上智大学(東京都)
    • 年月日
      2014-08-26 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 弾性体が手の平に衝突する問題の非線形複素ばねによるFEM動的応答解析2014

    • 著者名/発表者名
      五十嵐航太、山口誉夫、藤井雄作、冨田徳久、田北啓洋、丸山真一
    • 学会等名
      日本機械学会Dynamics and Design Conference 2014
    • 発表場所
      上智大学(東京都)
    • 年月日
      2014-08-26 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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