| 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, 教授 (20312613)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 防振 / 救急車 / 振動計測 / アクティブダンパ |
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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，路面の凹凸である．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ダンパの剛性を調節する予測型セミアクティブ防振架台を試作し，振動吸収率が向上できるか実験的に確認することである．
2021年度は，研究協力者の企業と連携して，高規格救急車に搭載されている防振架台に磁性粘性流体式の可変ダンパを装着して，実寸大のアクティブ防振架台を試作した．この試作機を高規格救急車の設計検討車両に搭載してテストコースを走行し，ダンパ剛性の調節による振動抑制効果の有無を調査した．実験は，異なる搭載重量（３通り），通過速度（２通り），振動パターン（２通り），ダンパ剛性（４通り）の組み合わせの下で合計48パターン設け，1パターンにつき5回分の走行実験データを取得した．ISO2631-1に基づいて，振動を周波数補正加速度実効値として定量化して，車内フロアと防振架台のフレーム上の振動ピーク値を比較した結果，搭載重量，通過速度，路面凹凸パターンに応じてダンパ剛性を適切に設定することで，振動抑制性能が向上することを確認した．
実車実験では，再現可能な振動パターンが限られるため，前年度に製作した机上設置型のセミアクティブ防振架台の小型実験装置を用いて，様々な車体振動を加振機で再現しながら，最適なダンパ剛性も探った．また，ダンパ調節が有効性に機能した場合，段差通過前後で加減速が減ることが予想される．この頻度減少による生体への効果を評価するためのツールとして，心拍変動のシミュレーションモデルも構築し，成果として公表した．
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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
2021年度の課題は，磁性粘性流体式の可変ダンパを装着した実寸大の防振架台の製作と，実車実験による振動吸収率の向上の有無を確認することであり，おおむね達成できた．ただし，ダンパの調節は手動であり，自動調節用コントローラの組込みまでは完了しなかったため，実施期間を1年間延長することで対応することとした．コントローラは完成済であるので，本課題の目的は達成可能と考えられる．また，セミアクティブ防振架台の振動吸収率向上に伴う傷病者への効果を評価するための心拍変動モデルも構築でき，当初予定していなかった成果を得ることができた．
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| 今後の研究の推進方策 |
磁性粘性流体式の可変ダンパを組込んだ実寸大の防振架台と製作済のダンパ調節用コントローラを統合し，予測型セミアクティブ防振架台の試作を完了させる．ダンパ剛性を予測調節することで，振動吸収率の向上が見込まれるか，実車実験を通じて確認する．これまで，ダンパ剛性の最適値は，数理モデルによるコンピュータシミュレーションを通じて手動で決定していたが，強化学習等により振動データから自動的に最適値を割り出す方法も検討する．振動データは，机上設置型の防振架台の小型実験装置を使い，測定済の救急車の車体振動を加振機で再現することで取得する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究を遂行する上で必要な経費はすべて支出したため，純粋な残額である．研究の進捗の遅れから，研究期間を更に1年間延長したが，残額は最終年度に実験で使用する消耗品の購入および通信費等に充てる．
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