| 研究課題/領域番号 |
17K01303
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| 研究機関 | 広島市立大学 |
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研究代表者 |
小野 貴彦 広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (20312613)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 防振 / 救急車 / 振動計測 |
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| 研究実績の概要 |
脳血管障害で搬送される傷病者は，高血圧の状態にあることが多く，最高血圧が200mmHgを超えることも稀ではない．そのため，頭部にわずかな振動が作用しただけでも，再出血や脳動脈瘤破裂を起こす危険性がある．振動の主な要因は，道路路面の凹凸である．安全安心な救急搬送を実現するためには，この路面凹凸に対処する必要がある．本課題の目的は，IoT技術を活用して，過大な振動を引き起こす路面の凹凸箇所を事前に特定しておき，その場所を通過する前に振動吸収特性を最適に調整する予測型セミアクティブ防振架台を試作し，振動吸収率の改善を実験的に確認することである．
2018年度まで採用していた防振架台の構造では，振動吸収が十分でないことが明らかになった．2019年度は，この問題を解決するために，多様な構造に対してダンパ粘性係数の最適化をやり直し，振動吸収率の高い構造とそれに合わせたダンパ調節法を見出した．最適化は，前年度と同様のサイズ制約と重量制約のもとで，体重10～180 kgの傷病者に対して，0.1～20 Hzのフロア振動に対して行った．この結果，ダンパの設置方法が従来と大きく変わり，低床化にも貢献する結果となった．決定された構造を持つ試作品の製作を開始したが，設計のやり直しもあり，年度内での完成には至らなかった．なお，決定した構造に関しては，特許出願を考慮して公開は控えた．3種類の構造に対してのみ，振動吸収性能を比較した結果を公表した．
一方，ダンパの調節系の構築も行い，マイコンボードのPWM信号からダンパの指令値に変換する擬似リニア駆動方式のアナログ回路を設計した．単純なRC積分回路からなり，PWMのデューティー比を変えることで，指令値電圧を調整する．PWMでなく，マイコンボードのディジタル出力信号でも，同様の指令値電圧の生成が可能である．
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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
2019年度に予定した課題は，防振部の試作であった．振動吸収率の一層の向上のために，防振構造の見直しを行った．MATLAB Simscape Multibodyを用いて8種類の防振部をモデル化した上で，各モデルごとにダンパ粘性係数の最適化を図った．モデルごとに部品寸法やダンパの取付け位置に関する調整パラメータが数種類あるため，探索空間が非常に大きくなり，最適化作業に多大な時間を要することとなった．しかし，前年度よりも振動吸収率の高い構造を見出すことが出来た．その後，試作のプロセスに入ったが，設計途中で搭載を予定していた実験車両とサイズ上の不適合があることがわかり，再設計することとなった．年度内での試作機完成までに至らなかったことから，進捗状況は遅れていると評価した．
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| 今後の研究の推進方策 |
2020年度は，引き続き防振部の試作に取り組む．ネットワーク経由で遠隔制御可能なバネとダンパの制御系も組込み，振動評価実験までを予定する．また，実際の救急車の振動データを用いて，コンピュータシミュレーションにより，より現実的な振動環境の下でも防振性能を評価する．救急車の振動データの取得は，消防署と連携して実施する予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
防振部の試作が遅れ，試作に関する予算の執行が行われなかったため残額が発生した．2020年度中に執行予定である．
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