High Power Smart Tendon-driven Mechanism by Using Carbon / CNT Fibers

采用碳/碳纳米管纤维的大功率智能腱驱动机构

• 批准号: 22H03668
• 负责人: 遠藤 玄
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03668/
• 关键词: 炭素繊維; カーボンナノチューブ; 腱駆動; ロボット; 炭素繊維ロープ; センサ

炭素繊維ロープの基礎特性の把握では，４種類のロープを調達し破断強度と繰り返し曲げ試験を実施した．調達したロープは強度がカタログ値と大きく乖離するものもあり，想定通りの強度が得られていないものもある一方，１種類のロープはPBO繊維に比肩する破断強度であった．また繰り返し曲げに対しては6000回程度で破断に至ったことから，屈曲耐久性はかなり低いことが明らかになった．さらに張力計測の可能性を検討するため，ロープの抵抗値が張力によって変化するかを計測した．その結果，抵抗値変化は計測できるもののその値は100Nで1%程度でヒステリシスも生じることが明らかになった．炭素繊維ロープの適用先として，２種類の超長尺多関節アームの開発および解析を進めた．ワイヤ干渉駆動型超長尺多関節アームSuper Dragonに関しては，手先関節のコンプライアンス特性について解析と実験を行った．スラスタ駆動型軽量長尺多関節アーム飛龍-IIIでは，PBO繊維を用いた平行リンク機構の粘弾性を実験的に計測するとともに，動力学シミュレータ上で基本的動作が実現できることを確認した．

为了了解碳纤维绳的基本特征，采购了四种类型的绳索，并进行了重复的弯曲测试。有些绳索的强度与目录值有明显不同，尽管有些绳索没有达到预期的强度，但一种绳索的强度与PBO纤维相当。此外，弯曲大约6,000次后被打破，清楚地表明弯曲耐用性很低。此外，为了检查张力测量的可能性，我们测量了绳索的电阻值是否由于张力而变化。结果，揭示了尽管可以测量电阻的变化，但值为100N，并且当值约为1％时发生磁滞。我们已经开发并分析了两种类型的超长多关节臂作为碳纤维绳的应用。关于超级龙，这是一个具有电线干扰驱动器的超长，多接头的臂，我们对手部关节的合规性特征进行了分析和实验。在推进器驱动的轻质，长，多明确的手臂Hiryu-III中，我们通过PBO纤维实验测量了平行链路机理的粘弹性，并确认可以在动力学模拟器上实现基本操作。

项目成果

遠藤玄研究室 研究紹介 超長尺ロボット

Gen Endo实验室研究介绍超长机器人

スラスタ駆動型超長尺多関節アーム”飛龍-III”の開発 軸形状変更によるピッチ軸剛性の向上と3 節試作機での実験

推进器驱动超长关节臂“Hiryu-III”的开发 通过改变轴形状提高俯仰轴刚性并进行三节原型试验

• 发表时间: 2022
• 作者: 中出尚宏;難波江裕之;鈴森康一;萩原哲夫;遠藤玄
• 通讯作者: 遠藤玄

ワイヤ干渉駆動型超長尺多関節アームSuper Dragonの手先コンプライアンス

线干扰驱动的超长关节臂“Super Dragon”的手部顺应性

• 发表时间: 2022
• 作者: 鎭目結稀;髙田敦;難波江裕之;鈴森 康一;遠藤 玄
• 通讯作者: 遠藤 玄

廃炉作業におけるオンサイト元素分析のためのワイヤ干渉駆動型マニピュレータ用エンドエフェクタの開発

开发用于退役工作现场元素分析的线干扰驱动机械手末端执行器

• 发表时间: 2022
• 作者: 鎭目結稀;髙田敦;難波江裕之;鈴森康一;大場弘則;赤岡克昭;若井田育夫;木倉宏成;高橋秀治;遠藤玄
• 通讯作者: 遠藤玄