可動領域と衝突対応性を考慮した軽量肩義手システムのユーザビリティ改善

考虑运动范围和碰撞响应，提高轻型肩假体系统的可用性

• 批准号: 26922011
• 负责人: 関根 雅
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26922011/
• 关键词: 肩義手; 可動領域; 衝突対応性

1. 研究目的必要な可動領域と安全性を有し, 容易な携帯と装着を可能とする軽量肩義手, すなわちユーザビリティが高い肩義手を開発することを目的とした.2. 研究方法下記により目標となる肩義手を開発する.(1)義手本体には小型の空気圧ゴムアクチュエーターを採用し, 軽量化と携帯性向上を図る. このアクチュエーターは空気とゴムによる粘弾性を合わせもち, 義手の柔軟性, すなわち肩義手使用の安全性に寄与する. しかし, これは軸方向の収縮時のみ力を発生可能なため拮抗構造が必要となる. またこのアクチュエーターの短いストロークとその拮抗構造の拘束により可動領域は小さく限定される(2)上記のデメリットを克服するためのデバイスを提案し, 試作アームに実装してその効果を確認する. この際デバイスはアーム全体の重量増加を引き起こすため, デバイスの小型軽量化を考慮する. さらに動力学方程式により, 拮抗構造での所要アクチュエーターレイアウトを計算, 実装し動作確認をする.3. 研究成果日常生活動作領域を考慮して義手寸法を決め, 2本のアームを試作した. 試作機1には可動領域と安全性(外部環境との衝突対応性)を向上できるゴム製柔軟フレーム部品とバネースライダ装置をデバイスとし実装した. 動作実験・障害物衝突実験を行い, 数種類の手先負荷を与えた際のアームの可動範囲, 衝突時の衝撃吸収能力及び衝突後の挙動すなわちアームの粘弾性を調査した. その結果, デバイスを実装したアームは上記の性質を向上させることを確認した. さらに試作機2では上記のアクチュエーターレイアウトを実装した. さらに被験者にフィットするソケットを製作し, 試作機2を被験者に装着して動作実験を行い250gの対象物を把持・移動できた. これにより製作したアーム及びデバイスの有用性を示した.

1。研究目的：目的是开发一个具有运动和安全性的轻质肩假肢，因此是高度可用的，它具有运动和安全的必要领域，因此高度可用。2。研究方法：通过以下方法开发目标的肩假肢。 （1）小型气动橡胶致动器用于假肢，这是为了减轻体重和提高便携性。该执行器结合了由空气和橡胶引起的粘弹性，这有助于假肢的灵活性，即肩部假肢的安全性。但是，由于只有在轴向方向收缩时才能产生力，因此需要拮抗结构。此外，执行器的短程和拮抗结构的约束仅限于最小的运动区域（2）我们提出了一种以克服上述缺点的装置，并在原型部门上实施它以确认其有效性。在这种情况下，设备会导致整个手臂的重量增加，因此我们考虑减小设备的尺寸和重量。此外，计算，安装并确认了对拮抗结构所需的执行器布局。3。研究结果：考虑到日常生活运动区域，确定了假肢的大小，并原型进行了两个臂。原型1配备了橡胶柔性框架部分，该框架可以改善可移动区域，安全性（与外部环境碰撞相对应）和横幅滑块设备。进行了操作实验和障碍物碰撞实验，并在施加了几种类型的手载荷，碰撞时的减震能力以及碰撞后的行为（即手臂的粘弹性）时，手臂运动范围。结果，已确认安装设备的手臂改善了上述特性。此外，在原型2中实现了上述执行器布局。还制造了适合对象的插座，并将原型2附加到对象上，并进行了操作实验以保持和移动250G对象。这证明了制造的手臂和设备的有用性。