均一系ER流体を用いたマイクロ制御弁

使用均质 ER 流体的微控制阀

基本信息

批准号：
09750184
负责人：
吉田和弘
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

原子炉細管メンテナンスロボットなど,作業をおこなう10mmサイズの実用的なマイクロマシンに応用可能な高パワー密度の流体駆動のためには,マイクロ制御弁が必要である.そこで本研究では,印加電界により粘度制御可能であり,分散粒子を含まないため狭い隙間で使用可能な均一系ER流体を作動流体とした,平行平板電極から構成されたシンプルで可動部のないマイクロ制御弁(マイクロERバルブ)を提案し,その開発をおこなった.(1) 2ポートマイクロERバルブの動特性の実験的検討:昨年度は幅2.5mm,長さ3mm,間隔0.2mmの平行平板電極からなる2ポートマイクロERバルブを試作し,低分子液晶系ER流体を用いた場合の印加電界強度,弁通過流量および弁差圧間の静特性を実験的に明らかにした.本年度は動特性について実験的に検討した.印加電圧は昨年度購入した高速高電圧アンプリファイアで,弁通過流量は歯車ポンプで与え,弁差圧を圧力センサで測定した.その結果,弁通過流量を一定としたとき,印加電界強度変化2.5kV/mm以上において,印加電界強度-弁差圧間のステップ応答の立上り時間200msおよび立下り時間60msが得られた.また周波数応答実験をおこない,バンド幅が3Hzであることを示した.(2) 3ポートマイクロERバルブの試および特性実験:(1)の知見に基づき,直径5mm,厚さ5.5mmの3ポートマイクロERバルブを設計,試作した.上流側および下流側の電極部の流路は長さを十分に確保するため折り返して構成し,ワイヤ放電加工機で加工した溝をそのまま流路として用いた.電極部の幅は1.2mm,長さは8.9mm,間隔は0.15mmである.試作3ポートマイクロERバルブの制御ポートをブロックし,負荷圧力を圧カセンサで測定した結果,供給圧力0.5MPaのとき負荷圧力変化0.2MPa,バンド幅0.5Hzが得られ,マイクロマシン用流体制御システムに応用可能であることを示した.

高功率密度驱动需要的微型控制阀可以应用于执行工作的10mm大小的10mm尺寸的Micromachine，例如反应堆维护机器人，因此本研究提供了机械电的粘度控制一个简单的微控制阀（Micro -er阀），该阀由均匀的ER流体组成，在狭窄的间隙中可能是可能的，因为它是可能的，并且不包含分布式颗粒作为操作流体。动态特征的研究：去年，由2.5 mm的平行平板电极组成的两个端口微阀，长度为3 mm，间隔为0.2 mm。，当使用低分子LCD的ER流体时，阀门的流量和阀差分之间的静止特征。 - 速度高压放大器，流速是通过齿轮泵给出的，结果是用压力传感器测量的阀。 /mm或更多。 2）基于ER阀门和特征实验的知识：（1）直径为5.5 mm的3端口微阀，设计了5.5 mm的厚度。配置为足够的固定，并且处理后的凹槽被用作电极部分的宽度为1.2mm，长度为8.9 mm，由于阻止了控制端口。在供应压力为0.5 MPa的情况下，微阀和用压力cassenza测量载荷压力，并且带宽度为0.5Hz，并且可以应用于基于Micromachine的控制系统表明了这一点。