2012 Fiscal Year Annual Research Report
形状適応機能を有する次世代内視鏡のためのヒモ形アクチュエータの開発
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22656042
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
吉田 和弘 東京工業大学, 精密工学研究所, 准教授 (00220632)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横田 眞一 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (10092579)
金 俊完 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教 (40401517)
嚴 祥仁 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教 (20551576)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 先端機能デバイス / マイクロマシン / 知能ロボティクス / 流体 / 医療・福祉 / アクチュエータ / ERF（電気粘性流体） / センサ |
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| Research Abstract |
本研究課題では，次世代内視鏡のために，ER（電気粘性）流体を応用した形状適応機能を有するヒモ形アクチュエータの提案および開発を行った．本アクチュエータは，接触力により制御圧力が変化する可動電極形ERバルブおよび3個の屈曲用ゴム製チャンバから成り，接触力が小さくなるようにV字形に内視鏡を屈曲させる基本ユニットを複数，直列接続したものである．平成24年度に得られた主な成果は以下のとおりである．
（１）可動電極形3ポートERバルブの試作および特性実験：上下に並べた3枚の電極の二つの電極間を上流側および下流側の流路とした3ポートERバルブにおいて，中央の電極を弾性ヒンジで支持し可動とした構造で，接触力による電極間隔の変化により制御圧力が変化する可動電極形3ポートERバルブを提案した．サイズ19mm×16mm×11mmのラージモデルを試作し，変位および力に対する制御圧力の変化を実験により確認した．なお，本成果は，国際会議ICFP2013，日本機械学会および日本フルードパワーシステム学会の国内会議で発表した．
（２）基本ユニットラージモデルの試作および特性実験：可動電極形ERバルブラージモデル，3個のゴム製チャンバ，および内視鏡に相当する板ばね（10mm×51mm×0.2mm）を用いて基本ユニットラージモデルを試作し，特性実験を行った．ゴム製チャンバは，内側に複数の内壁を設け，圧力印加で径方向の膨張を抑えつつ軸方向に伸長するもので，FEM解析に基づき設計し，成型加工した．実験の結果，形状適応機能を付加したとき，接触力の増加に伴い制御圧力が増加し，屈曲変位が増大することを確認した．なお，本成果は，精密工学会の国内会議で発表し，日本フルードパワーシステム学会の国内会議で発表予定である．
以上により，形状適応機能を有するヒモ形アクチュエータを実現するために重要な技術の一部を確立した．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(5 results)
