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収縮型ゲルアクチュエータの制御方法

国内特許コード P110002421
整理番号 N10091
掲載日 2011年4月18日
出願番号 特願2010-281235
公開番号 特開2012-130201
登録番号 特許第5288417号
出願日 平成22年12月17日(2010.12.17)
公開日 平成24年7月5日(2012.7.5)
登録日 平成25年6月14日(2013.6.14)
発明者
  • 橋本 稔
  • 柴垣 南
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 収縮型ゲルアクチュエータの制御方法
発明の概要

【課題】収縮型ゲルアクチュエータの動作を高精度に制御することを可能とし、位置制御等に利用できる収縮型ゲルアクチュエータの制御方法を提供する。
【解決手段】陽極14と陰極12との間に、誘電性高分子材料からなるゲル13a、13bが介装され、陽極14と陰極12との間に電圧を印加することにより厚さ方向に収縮する作用を有する収縮型ゲルアクチュエータ10の厚さ方向の変位を制御する方法であって、収縮型ゲルアクチュエータ10に印加電圧Eを作用させた際の変位xについてのサンプリング値から、印加電圧Eをフィードバック制御する収縮型ゲルアクチュエータの制御方法。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


人間共存型ロボットの研究が活発に行われている近年,モータに代わる駆動源として小型軽量でソフトな動きが可能な高分子材料を用いた次世代型のアクチュエータの開発が注目されている.中でも,PVCゲルを用いたアクチュエータは,大気中での電場による安定駆動が可能であるため比較的制御し易いといった利点を持つ。
収縮型ゲルアクチュエータは、電場の作用によって駆動される性質を有するゲルを、メッシュ状の陽極と箔状の陰極とで挟む構造としたものであり、電極間に電圧を印加すると、陽極の網目の隙間にゲルが引き込まれ、これによって厚さ方向に収縮する作用を有する。

産業上の利用分野


本出願は、収縮型ゲルアクチュエータの制御方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
陽極と陰極との間に、誘電性高分子材料からなるゲルが介装され、前記陽極と陰極との間に電圧を印加することにより厚さ方向に収縮する作用を有する収縮型ゲルアクチュエータの厚さ方向の変位を制御する方法であって、
収縮型ゲルアクチュエータに印加電圧Eを作用させた際の変位xについてのサンプリング値から、次式(1)に基いて印加電圧Eをフィードバック制御する収縮型ゲルアクチュエータの制御方法。
E = kp ( xd - x) + Ed (1)
xd:収縮型ゲルアクチュエータの目標変位
Ed:収縮型ゲルアクチュエータの印加電圧にともなう変位についての実測結果から、印加電圧と変位とを線形近似したときの、目標変位xdに対する印加電圧
kp:比例ゲイン

【請求項2】
前記収縮型ゲルアクチュエータは、
印加電圧を徐々に上昇させ、徐々に下降させた際の、印加電圧にともなう変位についての特性が、ヒステリシス特性を備えるものであることを特徴とする請求項1記載の収縮型ゲルアクチュエータの制御方法。

【請求項3】
前記収縮型ゲルアクチュエータは、
前記陽極がメッシュ状に形成され、前記陰極が箔状に形成された電極からなり、
前記陰極の一方の面と他方の面に前記ゲルを被着したゲル体を、層間に前記陽極を介在させて、複数層に積層して形成したものであることを特徴とする請求項1または2記載の収縮型ゲルアクチュエータの制御方法。

【請求項4】
前記収縮用ゲルアクチュエータは、
前記ゲルが、アジピン酸ジブチルを加えたPVCからなるものであることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項記載の収縮型ゲルアクチュエータの制御方法。





産業区分
  • 発電、電動
  • 高分子化合物
  • 工業用ロボット
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2010281235thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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