| 研究分担者 |
妻木 勇一 弘前大学, 理工学部, 助教授 (50270814)
近野 敦 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90250688)
内山 勝 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30125504)
佐藤 大祐 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40344692)
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| 研究概要 |
力覚センサの開発では,力やモーメントを弾性ひずみに変換するセンサ構造体をいかに設計するかが重要なポイントとなる.これまで多くの力覚センサが考案され製品化をされているが,その多くは測定時の不要な力による剛性の低下については考慮されていない.このようなセンサで特定方向の微小力を測定しようとする場合には,測定に不要な方向の力によってセンサ出力部以降の姿勢を変化させることになり,これまでの力覚センサでは対処できない.そこで,これらの要求を満たすため,特定の方向に敏感で,その他の方向には剛性のある,指向性の強い力覚センサはりの開発が求められている.
研究代表者らは,特定の方向に敏感で他の方向には大きな剛性を持つH溝付きはりを提案し,その基礎となっている平行平板はりと合わせ,その特徴をFEMによる解析と実験により明らかにしてきた.H15年度は,H溝付きはりの基礎となっている平行平板はりの構造で,これまであまり着目されていなかった2枚のはり間距離がたわみやすさとどう関わっているのかについて調べた.解析用はり(t=2mm)においては,はり間距離がはり長の13パーセント付近を過ぎたあたりから,そのまげ剛性は大きく変わらない.ねじり剛性は,はり間距離が増えるに従って大きくなる.H溝付きはりは中間部の恩恵から,平行平板はりに比べ全体的に剛性が高い.しかし,中間部厚さが固有値を下げる原因となることが新たに判明した.また,H溝付きはりの溝部への応力集中が及ぼす影響とその応力分散について,いくつかの溝形状を提案し解析を行った.さらに,平行平板構造を平行移動機構などへ応用する際に重要となる可変形性と,それが端面の沈み込みや傾きとどう関わっているのかについて調べた.H溝付きはりの応用としてヒューマノイドロボットの足底センサを取り上げ,その開発と性能解析を行った.これらの研究で得た成果を国内外の学会に発表した.
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