繊維植毛電極によるER効果を用いた高機能液圧制御弁および高機能液圧サーボシステム

利用纤维植绒电极的ER效应的高性能液压控制阀和高性能液压伺服系统

基本信息

批准号：
10875036
负责人：
横田眞一
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

ごく最近,ER流体を用いなくても,繊維を植毛した電極により一般的な絶縁性流体に電界を印加することで,ER効果が発現することが千葉大の大坪らにより報告された.本研究課題はこの新しいER効果をフルイドパワーシステムへ応用し,新しい液圧制御弁(植毛ERバルブ)を実現することを目的としている.本年度は,主に植毛電極によるER効果の基本特性解明実験,液圧アクチュエータを制御可能な4ポート液圧制御弁の試作,液圧制御弁数学モデルの確立をおこなった.実施結果の具体的内容は以下のとおりである,まず,昨年度に本研究で試作した2ポート植毛ERバルブを用いて,作動流体や植毛の材質などの様々な因子の影響を調べた.その結果,ECF流体(Electro-conjugate Fluid)は一般に油圧システムで用いられている鉱油系作動油に比べ,より大きなER効果を示すこと,植毛材質にグラファイトを混合するとER効果は大きくなるが同時に放電しやすくなるため,安定して電界が印加できなくなること,ER効果が流量,電極間隔,電極長さによらないこと,などを明らかにした.また,これらの結果に基づき,2ポート植毛ERバルブ静特性数学モデルを提案した.ついで,実用に近い形として4ポート植毛ERバルブを提案および試作した.設計に際しては,前述の数学モデルをもとに設計した.提案する4ポート植毛ERバルブは4つの植毛電極で構成され,各電極に印加する電界を変えることで,2つの出力ポートに差圧が生じ,負荷圧力を得ることができるものである.試作したバルブは外形寸法85×80×170mmで,供給圧1.8MPaで平均0.18MPaの負荷圧力を得た.さらに,実際に液圧ピストンシリンダと試作した4ポート植毛ERバルブによりサーボ系を構成し,ピストン変位を振幅±5mm,周波数0.05Hz,正弦波に追従させることに成功した.

最近，Otsubo等人报道了它。 Chiba University可以通过在不使用ER流体的情况下使用纤维生长的电极将电场应用于常见的绝缘流体来实现ER效应。该研究主题旨在将这种新的ER效应应用于流体动力系统，并实现新的液压控制阀（头发生长的ER阀）。今年，我们进行了一项实验，以阐明主要由毛发移植电极，一个可以控制液压执行器的四端液压控制阀的原型，以及建立了液压控制阀的数学模型。实施结果的具体细节如下。首先，我们使用了去年在这项研究中生产的两端毛发移植ER瓣膜来研究各种因素（例如工作流体和植发材料）的影响。结果，我们获得的ECF液（电偶联）的液体比矿物质基于液压系统通常使用的矿物油基液压油具有更大的ER效果，并且已经发现，当石墨与头发移植物材料混合时，ER的效果会增加，但同时又易于发射，并且ER的效果既易于发射，并且均不能依赖，并且具有依赖效果，并且依赖效果既有效率又依赖，并且既依赖又有效率，并且具有效果，并且既依赖又有效率，并且具有效果，并且效果不佳，并且效果既有效率又易于发射。电极长度。基于这些结果，提出了两端毛发移植ER阀的静态数学模型。然后，提出了一个4端口的毛发移植ER阀，并原型作为接近实际用途的形式。在设计时，提出了上面提到的数学模型。提出的四端口毛发移植ER阀是根据模型设计的。提出的四端毛发移植ER阀由四个毛发移植电极组成，通过更改施加到每个电极的电场，可以在两个输出端口之间产生差异，并可以获得负载压力。原型阀的外部尺寸为85 x 80 x 170毫米，载荷压力为1.8 MPa，供应压力为1.8 MPa。此外，实际上是由液压活塞缸和四端毛发移植ER阀的原型形成的，并成功地将活塞位移幅度为±5 mm，频率为0.05 Hz，频率为0.05 hz和正弦波。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

横田眞一,近藤豊,石原幸吉,大坪泰文,枝村一弥: "植毛電極による誘電液体の粘度増加を用いた液圧制御弁(植毛ERバルブの静特性および動特性)" 日本機械学会第76期全国大会講演論文集IV. 206-207 (1998)

Shinichi Yokota、Yutaka Kondo、Kokichi Ishihara、Yasufumi Otsubo、Kazuya Edamura：“利用植绒电极增加介电液粘度的液压控制阀（植绒 ER 阀的静态和动态特性）”日本机械工程学会第 76 届全国会议会议论文集四。206-207（1998）