【研究分野】設計工学・機械機能要素・トライボロジー

【研究領域課題番号】26289025 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

マイクロマシン / 先端機能デバイス / マイクロロボット / ER（電気粘性）流体 / 交流圧力 / MEMS / ソフトロボット / アクチュエータ / 多自由度 / 高アスペクト比

【研究成果の概要】

災害現場の瓦礫内、化学プラントの細管内などの狭隘空間で高パワー作業を行うマイクロロボットのため、ER流体の電界による粘度変化でその往復流れを同期整流する多自由度ERマイクロフィンガシステムを発展させた。MEMS技術を用いて長さ1.6 mmのERマイクロフィンガを試作し、その動作を確認した。また、長さ1.9 mmの2自由度PDMSフィンガ部を試作し、空気圧でその動作を確認した。さらに、圧電バイモルフを用いた直径3.3 mmのマイクロ交流圧力源を試作し、200 Hzまでの動作を確認した。最後に、以上の構成要素を1チップ上に集積した2自由度ERマイクロフィンガシステムを構築した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【配分額】16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)

【研究分野】設計工学・機械機能要素・トライボロジー

【研究領域課題番号】23360073 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

先端機能デバイス / マイクロ・ナノデバイス / アクチュエータ / 電気浸透 / MEMS / 機械力学・制御 / マイクロポンプ / 流体 / マイクロ流動源

【研究成果の概要】

交流電気浸透は、単純な構造の固定電極による比較的低い交流電圧の印加により水などの液体の対流を発生することができる優れた特性を有し、その対流を一方向の流れに変換できれば、高機能なマイクロアクチュエーションシステムを実現することができる。そこで本研究課題では、偏流板、四角柱－スリット電極、および平板－細管電極を用いた、交流電気浸透により一方向の流れを生じる3種類のマイクロポンプを提案し、有限要素法により特性解析を行うとともに、MEMSプロセスを開発して各ポンプを試作し、それらの特性を実験的に評価し、有効性を確認した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【配分額】19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)

【研究分野】設計工学・機械機能要素・トライボロジー

【研究領域課題番号】22656042 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

先端機能デバイス / マイクロマシン / 知能ロボティクス / 流体 / 医療・福祉 / アクチュエータ / ERF(電気粘性流体) / センサ / ERF（電気粘性流体）

【研究成果の概要】

内視鏡検査において被験者の苦痛および負担を軽減するためには,検査する管状器官の形状に適応して屈曲する機能を内視鏡に付加することが有効である.そこで本研究課題では,電界印加で粘度が増大するERF(電気粘性流体)を応用し,接触力をセンシングしそれを低減するように屈曲する基本ユニットを直列接続することで形状適応機能を実現するヒモ形アクチュエータを提案,ラージモデルを試作し,基本特性を実験的に明らかにした.

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2010 - 2012

【配分額】3,550千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 450千円)

【研究分野】機械材料・材料力学

【研究領域課題番号】20760077 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

機械材料 / 構造・機能材料 / 先端機能デバイス / 表面・界面物性 / アクチュエータ / 高分子 / イオン導電性 / ソフトアクチュエータ / パラジウム / ITO / カウンターイオン / モデル化

【研究成果の概要】

We built up the way of fabricating ionic polymer metal composite (IPMC) actuator with palladium electrodes and Indium Tin Oxide (ITO). The bending response under the various solvents and temperature were evaluated. In the evaluation, we study the influence to bending response by cation forms and mol concentration. As a result the bigger the ionic radius become, the larger bending response IPMC actuator showed, and the higher the ionic concentration become, the larger bending response IPMC actuator showed. The higher the temperature of ionic solvent is, the larger bending response IPMC actuator showed. Moreover, a simple beam model was introduced and compared with the experimental results.

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2008 - 2009

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)