2005 Fiscal Year Annual Research Report
柔軟機能要素の開発と高コンプライアントマイクロロボット構築に関する研究
Project/Area Number |
04J04954
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Research Institution | Okayama University |
Principal Investigator |
脇元 修一 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 特別研究員(DC1)
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Keywords | ソフトメカニズム / 圧力センサ / 力学モデル / クリープ特性 / 圧力制御 / 柔軟センサ / McKibbenアクチュエータ |
Research Abstract |
コンプライアンス性の高さが特徴であるMcKibben型アクチュエータの柔軟性を損なうことなくかつアクチュエータ内部に搭載可能な柔軟圧力センサの開発と、これを用いた圧力制御を行った。 センサの構造は内部空間(φ5mm×3mm)を有する円筒状シリコーンゴム(φ8mm×8mm)の上面に導電性樹脂膜を幅2mmで成膜し、電極シールと少量の導電性接着剤を用いて配線をおこなったものとなっており高いコンプライアンス性を実現している。製作時においてセンサの内部空間は大気圧となっており、センサの外部圧力が増加することでセンサに圧縮変形が生じ、これに伴って導電性樹脂膜に変形が起こる。この変形に伴い、歪ゲージと同原理によって導電性樹脂膜の電気抵抗値が変化することで外部圧力を測定することが可能となっている。 本センサをMcKibben型アクチュエータに内蔵しセンサの基礎特性を測定した結果、センサの抵抗値は外部圧力の変化に即応して変化するものの、外部圧力を一定に保持した場合でも徐々に抵抗値がドリフトする現象が見られた。これはゴムのクリープ現象に伴うものであると考えられるため、ゴムのクリープ現象を包括したセンサモデルの構築を行った。センサのモデルとして力学モデルであるVoigt Modelを2つ直列に配置したモデルを適応する新たな手法を考案した。この力学モデルは入力に対して即応する特性とゴムのクリープによるドリフト特性を表現することが可能であり、これを利用しセンサ出力をフィードバックすることでアクチュエータの圧力制御を実現した。
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Research Products
(2 results)