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2019 年度 実施状況報告書

階段昇降ならびに健常者に近い平地歩行が可能な無動力大腿義足

研究課題

研究課題/領域番号 18K04057
研究機関東海大学

研究代表者

小金澤 鋼一  東海大学, 工学部, 教授 (10178246)

研究分担者 山田 洋  東海大学, 体育学部, 教授 (30372949)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード大腿義足 / 油圧回路 / 無動力 / 階段昇降
研究実績の概要

2018年度に開発した試作機を用いた歩行実験により,開発した義足機構の有効性が確認されたので,2019年度においては,より実用性,装飾性を高めることを目指した機構の改良を行った.
1つは,軽量化および,下腿のコスメラバーを使用できるほどのスリム化を目指した機構改良であり,膝関節と足関節の油圧シリンダーを分離し,油圧管路で繋ぐ方式とした.
油圧回路を全て設計開発するところまで至らなく,市販されている流量調節弁,アキュムレータ等を用いて歩行実験を行った結果,平地歩行,階段昇降ほぼ前モデルと同様に可能であることを確認している.また,圧力センサを用いて歩行中の油圧管路の内圧を測定した結果,階段降段歩行において最大30GPが発生することを確認した.
それを踏まえ,全油圧管路の設計を行い,現在,部品の加工依頼を行っている.部品が到着し次第,組み立てと歩行実験をおこなっていく予定である.

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

新設計の油圧パーツを用いて歩行実験を行ったところ,油圧漏れ,絞り弁の調節の困難さなどの不具合が見つかり,現在改良した部品の加工依頼を行っているが,概ね想定内のスケジュールで進んでいる.ただし,COVID19の影響で,現在研究がストップしている.

今後の研究の推進方策

発注している油圧パーツが到着し次第,組み立てを行い,夏前には歩行実験を行う予定である.
さらに,その結果を踏まえ,さらなる改良を検討し,部品の発注を行い,9月以降に再歩行実験を行う.

次年度使用額が生じた理由

油圧部品を設計/開発し,実験を行った結果,油圧漏れ等の不具合が発生したため,新たな設計を行い部品の再発注を行った.その再設計が遅れ発注も遅れたので,COVID19の影響もあり加工費等の支払いが昨年度,間に合わなかった.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Above-Knee Prosthesis for Stairs Ascending/Descending -New Design for Practical Usage-2020

    • 著者名/発表者名
      Reo Takahashi, T.Kikuchi, K. Igarashi, Y. Fukuzawa, Y. saitou and K. Koganezawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2020 IEEE/SICE International Symposium on System Integration

      巻: 1 ページ: 777-783

    • 査読あり
  • [学会発表] 階段昇降可能な無動力油圧システムを有する大腿義足2019

    • 著者名/発表者名
      高橋 澪生, 齊藤 靖, 福沢 祐二, 小金澤 鋼一
    • 学会等名
      第20回計測自動制御学会SI部門講演会
  • [産業財産権] 歩行補助装置2019

    • 発明者名
      小金澤鋼一,菊池喬之,斎藤靖,小林信行,福沢裕二,西沢真一
    • 権利者名
      小金澤鋼一,菊池喬之,斎藤靖,小林信行,福沢裕二,西沢真一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-161098

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公開日: 2021-01-27  

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