磁力を利用した変位縮小機構による微細作業用ピンセットの開発

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K03991
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
• 研究機関: 津山工業高等専門学校
• 研究代表者: 野村 健作 津山工業高等専門学校, 総合理工学科, 教授 (80198621)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 変位縮小機構 / マイクロマニピュレーション

研究成果の概要

顕微鏡下で使うマイクロツールは，人の指先のような器用な動作が高精度にできることが求められるため，圧電アクチュエータや静電アクチュエータを利用したアプローチが主流であるが，インターフェースや電源により主体装置である顕微鏡本体よりも肥大化してしまうことが課題である。そこで指先の動きが力学的にエンドエフェクターへ繋がるメカニカルなリンク機構を見直して，磁力によって弾性体を変形さる変位縮小機構を開発し，1/1000倍を超える高い変位縮小率が得られることを確認した。されに，この動作原理を応用して顕微鏡に搭載できるサイズで精密ピンセットを開発して有効性を実験的に検証した。

自由記述の分野

超精密アクチュエータ

研究成果の学術的意義や社会的意義

顕微作業は，2～3㎝の指先の動作を約1/1000倍して顕微鏡の作業空間へ伝えるツールが望まれ，電動あるいは油圧マニピュレータで大きく位置決めした後ピエゾで精密位置決めするような組合せ機構でしか実現できない。つまり2～3㎝の変位を単体の機構で1/1000倍する縮小するのは，現在技術の欠落している穴場であり，解決すべき課題である。開発した磁力を用いた変位縮小機構は，数cmの変位を直接入力でき，1/1000倍を超える変位縮小率を有する単一体の機構であり，顕微作業用の定番ツールになり得ることが期待できる。