研究課題/領域番号 |
16K12914
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研究機関 | 帝京平成大学 |
研究代表者 |
大森 繁 帝京平成大学, 健康メディカル学部, 教授 (60759603)
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研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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キーワード | レーザー / バブル / ジェット流 / 色素 / 半導体レーザー / LD / 変調 / アクチュエータ |
研究実績の概要 |
磁界の影響を受けない手術用マニピュレータの実現を目指し、レーザー誘起バブルによる新たなアクチュエータの開発を進めている。昨年度は、バブル発生部の基本構成として、波長970nmで出力30Wの半導体レーザー(LD)とカーボン粒子を混濁させた流体を用いた基礎実験を行い、レーザー誘起バブル由来と考えられる微弱な噴流の確認までを行った。当年度においては、レーザーパルスのピーク値を上げて噴流の勢いを増大させ、機械的な駆動力を得ることを目的として導入した出力200WのLDをバブル発生用として変調可能な状態に組み立てた。昨年と同様のバブル発生部を用いて実験を行ったところ、1パルスエネルギー300mJにおいて、想定していた噴流の発生を確認することができた。そこで、次のステップとしてアクチュエータ動作の基本原理の確認を行うことを目的とし、導光ファイバーの先端部分にバブル発生部となるキャピラリーを組付け、そこへ直径約2mmの金属ロッドを挿入してピストンとした簡易実験系を試作した。この実験系を用いて動作確認を行った結果、レーザーのパルス駆動に同期して、金属ロッドのストローク運動が可能であることを確認でき、当初計画における初期段階の目標をクリアすることができた。新たな知見として、観察されたストローク運動は目視困難な応答速度を有し、往復動作が可能なことが判明したため、当初計画していたアクチュエータの構成は、これらの応答特性をより詳細に調べた上で設計試作する必要性が生じた。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
1.アクチュエータ原理確認モデルの試作 簡易実験系によるストローク運動の詳細評価を行い、応答特性を見極めることが優先課題と判断したため、当初予定していた実用性判断に向けたアクチュエータの試作は未着手となった。 2.アクチュエータの動作確認と実用性の評価 項目1が未完了となったことより試作機を用いた実用性の評価も未着手となった。
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今後の研究の推進方策 |
基本原理確認のための簡易実験系を用いた応答特性の評価を継続して行った後、当初計画に従って、実用性判断を目的としたアクチュエータの設計および試作を行い、モーター駆動源としての妥当性評価までを実施して成果をまとめる予定である。
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次年度使用額が生じた理由 |
(理由) レーザー誘起バブルによるアクチュエータの原理確認モデルの試作とその評価を次年度に行うことになり、その費用が次年度使用となった。 (使用計画) アクチュエータを構成する部品並びに評価用冶具の外注設計と加工を予定する。
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