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アイテム
端部の形状変形に基づくヒステリシス特性を考慮したMcKibben型空気圧ゴム人工筋の設計モデルの構築
https://kagawa-u.repo.nii.ac.jp/records/9573
https://kagawa-u.repo.nii.ac.jp/records/9573cd50f18f-a961-4f55-9309-a44cae695e7b
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
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本文 (26.6 MB)
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論文内容の要旨・審査結果の要旨 (129.7 kB)
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| Item type | 学位論文 / Thesis or Dissertation(1) | |||||||||||
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| 公開日 | 2022-05-02 | |||||||||||
| タイトル | ||||||||||||
| タイトル | 端部の形状変形に基づくヒステリシス特性を考慮したMcKibben型空気圧ゴム人工筋の設計モデルの構築 | |||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||
| 言語 | ||||||||||||
| 言語 | jpn | |||||||||||
| 資源タイプ | ||||||||||||
| 資源タイプ識別子 | http://purl.org/coar/resource_type/c_db06 | |||||||||||
| 資源タイプ | doctoral thesis | |||||||||||
| アクセス権 | ||||||||||||
| アクセス権 | open access | |||||||||||
| アクセス権URI | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | |||||||||||
| 著者 |
門脇, 惇
× 門脇, 惇
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| 抄録 | ||||||||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||||||||
| 内容記述 | 本研究では、空気圧ゴム人工筋を用いた人間支援ロボットの設計・制御に必要となるMcKibben型空気圧ゴム人工筋の設計モデルの構築を行い、妥当性の検証を行う。近年、少子高齢化と労働力人口の高齢化に伴って、各種労働環境における作業効率化と身体負担の軽減を目的とした環境改善の動きが推進されている。製造業、運送業、医療リハビリテーション、農業などの重作業や長時間の労働によって身体的負担が大きい分野では、ロボット技術を用いて作業支援を行う研究が注目されている。特にロボットを作業者に装着する装着型人間支援ロボットの研究は盛んであり、空気圧ゴム人工筋に代表される空気圧アクチュエータを用いた小型軽量な人間支援ロボットの研究開発が進められている。空気圧ゴム人工筋は軽量柔軟でありながら高い出力重量比を有するが、構成材料に由来する非線形な発生力特性とヒステリシスによって特性の推定が困難であり、ロボットの機構や使用条件に合わせた設計を行うことは難しい。本研究では、著者らが過去に提案したMcKibben型空気圧ゴム人工筋モデルを基に、McKibben型空気圧ゴム人工筋のヒステリシス特性モデルを導出する。そしてヒステリシス特性モデルをMcKibben型空気圧ゴム人工筋モデルと組み合わせ、McKibben型空気圧ゴム人工筋の発生力特性をヒステリシスを含めて推定可能な設計モデルの構築を行う。 | |||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||
| 抄録 | ||||||||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||||||||
| 内容記述 | 本稿ではまず、著者ら過去に提案したMcKibben型空気圧ゴム人工筋モデルについて解説し、モデルにおける人工筋の推定形状と実際の人工筋の伸縮時の形状の差異について述べる。続いて、人工筋端部が伸縮によって半球状に変形すると仮定して、実際の人工筋の形状変形に近似することによってモデルの誤差を補正する。補正後のモデルは、実際の人工筋の発生力特性と比較して妥当性を検証され、補正前と比較してモデル化誤差が低減されたことが確認できた。次に、McKibben型空気圧ゴム人工筋の有するヒステリシス特性についてモデルの導出を行う。人工筋端部が伸縮によって半球状に変形すると仮定したときに、端部のゴム表面と繊維束の接触面に生じる相対的な変位量の差について述べる。 | |||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||
| 抄録 | ||||||||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||||||||
| 内容記述 | 次に、接触面の摩擦状態が静止摩擦であるときにゴム表面に生じるせん断変形と、接触面の摩擦状態が動摩擦に切り替わったときの滑りについて記述する。また、人工筋の伸縮動作において接触面の状態が静止摩擦から滑りへ切り替わる条件をまとめる。2種類の力が切り替わり条件に基づいて伸縮中に可変するヒステリシスモデルの導出を行う。導出したモデルは実際の人工筋の発生力特性と比較され、人工筋のヒステリシスを含めた発生力特性を推定可能であることが確認された。 | |||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||
| 抄録 | ||||||||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||||||||
| 内容記述 | 最後に、拮抗駆動マニピュレータのアクチュエータとして使用する場合に想定される人工筋の動作方法や初期条件におけるモデルの推定精度について述べる。人工筋が可動範囲の中間領域で伸縮を繰り返す構造を有する2種類の人工筋マニピュレータを想定し、想定条件下で人工筋を動作させたときの発生力特性と設計モデルの推定値を比較する。比較より、設計モデルの成立条件を満たす範囲で、設計モデルは中間収縮域で動作する人工筋の発生力特性を推定可能であることが確認された。また、弛緩状態から動作させた人工筋の発生力特性を計測し、設計モデルを用いて推定が可能であることを確認した。 | |||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||
| 学位名 | ||||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||
| 学位名 | 博士（工学） | |||||||||||
| 学位授与機関 | ||||||||||||
| 識別子Scheme | kakenhi | |||||||||||
| 識別子 | 16201 | |||||||||||
| 言語 | ja | |||||||||||
| 機関名 | 香川大学 | |||||||||||
| 言語 | en | |||||||||||
| 機関名 | Kagawa University | |||||||||||
| 学位授与年月日 | ||||||||||||
| 学位授与年月日 | 2022-03-24 | |||||||||||
| 学位授与番号 | ||||||||||||
| 学位授与番号 | 甲第162号 | |||||||||||
| 著者版フラグ | ||||||||||||
| 出版タイプ | VoR | |||||||||||
| 出版タイプResource | http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 | |||||||||||
