| 研究課題/領域番号 |
15K13905
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
松本 潔 東京大学, IRT研究機構, 教授 (10282675)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 摩擦係数 / 圧力センサ / せん断力センサ / 局所滑り |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では、人の触覚受容器の構造を規範とし、接触面との摩擦係数を接触した瞬間に検出できる摩擦係数センサを、ＭＥＭＳ技術を用いて創出することを目的とする。平成27年度は、対象との接触時に摩擦方向への力を発生させる局所滑り生成構造の探索、幅広いダイナミックレンジの力に対応するための非線形変形構造の探索、の２項目に関して研究を行う。
局所滑り生成構造の探索に関して、シリコンゴムを平面に押しつけた際の、変形の異方性を用いる構造を検討した。凸状のシリコンゴムを平面に押下し圧力を加えていくと、初めは全面が固着しているが、徐々に周囲から剥離し、スリップ領域が広がってくる。シリコンゴムの中央と偏心した部分に圧力センサとせん断力センサを配置することで、局所滑り発生部での、圧力とせん断力の検出、および摩擦係数の算出が可能であることを確認した。
幅広いダイナミックレンジの力に対応するための非線形変形構造の探索に関して、非線形な感度特性を持つ、カンチレバー型検出構造を検討した。従来型のピエゾ抵抗カンチレバー構造に、電流を流すことのできる電路を付加する。外部から磁場を印加して電路に電流を流すと、ローレンツ力による力が発生し、カンチレバーの剛性を変化させることができる。実験により、バネ剛性を元の10倍の範囲で変化させることが可能であることを確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
前述の研究成果の他に、高感度なカンチレバー型検出構造の研究を行い、微小液滴の衝突時の液圧分布や界面振動の様子の計測を行った。またカンチレバー型検出をCFRP部材中に埋め込み、部材内の応力や振動を検出する実験も行った。これらの技術は、本研究の検出構造への適用も可能である。以上より、研究は概ね順調に進展していると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き、対象との接触時に摩擦方向への力を発生させる局所滑り生成構造の探索、幅広いダイナミックレンジの力に対応するための非線形変形構造の探索、をおこなうとともに、摩擦係数を導出するためのセンサ信号のリアルタイム計測処理技術の探索、ロボットを用いた評価実験およびアプリケーションの探索についても検討を開始する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
外部施設での摩擦力評価実験を３回行う予定であったが、２回で実験データの取得を完了したため、ほぼ１回分の評価実験費用が繰り越しとなった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度の実験装置の試作費に充当し、有効に使用する。
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