| 研究概要 |
本年度は,はじめに拮抗筋構造をもつ関節駆動システムのシミュレーション解析をおこない,以下の知見をえた.
1)関節回りのスティフネスを調節するためには,拮抗筋構造が必要であり筋は非線形特性を持たなければならない.
2)外乱トルクに対して両方の筋を同時に収縮させることにより,オーバーシュートのない安定した応答が可能となる.
続いて,腕動力義手の多自由度化を可能とする機構の設計・製作をおこなった.本年度開発した機構は以下の特徴をもつ.
1)多自由度:手首2自由度と,指部4自由度をもつ.駆動用モータは小型DCモータ1個のみであり,1個のステッピングモータにより,伝達ギアの切り替えをおこなう.
2)スティフネス可変機能:脊椎動物の骨格筋は屈筋と伸筋の拮抗構造により,関節の角度および関節スティフネスを調節している.これに模して,ペアの拮抗するボールねじにより非線形ばねを同時に同方向あるいは逆方向に駆動することにより,関節角度およびスティフネスを機構的に調節する.
3)コンパクト:設計・製作した動力義手の機構は前腕部にすべて収納できる.
4)指部なじみ機構:1つの指にはDIP,PIPおよびMP関節があり,これを独立して駆動することは機構の制約上不可能である.しかしながら把持物の形状にあわせて,それら3つの関節の角度が自動的に変化し,かつ把持力を調節することのできる機構が必要である.そこで.複合4リンクと遊星ギアの組み合わせにより,1自由度でこれを実現する機構を考案し,製作した.
さらに,駆動回路およびソフトを製作し,基本的な駆動実験をおこなった結果,ワイヤの摩擦で指の駆動に難があったものの,正常に駆動できることを確認した.
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