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METHOD OF EVALUATING DRIVING FORCE GENERATED IN ACTUATOR

Patent code P160012916
File No. FU520
Posted date Apr 19, 2016
Application number P2013-066975
Publication number P2014-193037A
Patent number P6044989
Date of filing Mar 27, 2013
Date of publication of application Oct 6, 2014
Date of registration Nov 25, 2016
Inventor
  • (In Japanese)庄司 英一
  • (In Japanese)岩崎 美晴
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人福井大学
Title METHOD OF EVALUATING DRIVING FORCE GENERATED IN ACTUATOR
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of evaluating the driving force generated from an actuator which generates driving force by deformation of the body portion due to application of a voltage, or the like.
SOLUTION: In a method of evaluating the driving force generated from an actuator which generates driving force by deformation of the body portion when power is supplied from a power source, an elastic member 2 is arranged tightly to the surface of the actuator 1 crossing the deformation direction of the body portion of the actuator 1, the elastic member 2 is deformed together with the body portion by driving the actuator 1, the amount of deformation of the elastic member 2 is measured in non-contact, and then the driving force generated from the actuator 1 is determined from the amount of deformation of the elastic member 2 and the measurement position, based on the relationship between the load of the elastic member 2 and the deflection.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

この種のアクチュエーターとしては、電圧等の動力源を供給することで本体部分を伸縮,捩れ,屈曲,湾曲又はこれらの複合的な動き(これらを総称して、「変形」と記載する)させるものがあり、ゴム系(空気圧駆動)、電気化学系(高分子系)及び形状記憶合金を原料にした金属系のものが知られている。
金属系のアクチュエーターとしては、例えばNi-Ti系の形状記憶合金のアクチュエーターが知られている(例えば特許文献1参照)。
また、高分子系のアクチュエーターとしては、例えばイオン伝導性高分子膜の両面を導電性材料で被覆した複合体の一側に電圧を印加することで、イオン伝導性高分子膜の内部でイオンが移動して、イオン伝導性高分子膜が変形する高分子アクチュエーターが知られている。さらに、イオン交換樹脂に電極として金を特殊化学めっきにより形成し、電極表面積を非常に大きくしたことにより変位性能を大きく向上させた複合材料のシート状アクチュエーターが知られている(例えば特許文献2,3参照)。
これらアクチュエーターの本体部分の厚さは一般に0.1mm~10mm程度、駆動電圧0.5~5V程度で、本体部分の変形に伴い起電力が発生することから、変位センサとしての用途も拡がっている。

このようなアクチュエーターは、電動モータや、シリンダ、ソレノイド等に比べると小型化・軽量化が容易であることから、例えば人工筋肉の駆動体として用いることで、生物に近いスムースでノイズの無い動きと、屈曲やねじれといった複合的な動きを得ることができ、近年、自立歩行型ロボットや癒し形ロボット玩具等への応用が期待されている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、電圧等の動力源の供給によってアクチュエーターの本体部分が変形することで駆動力を発生させるアクチュエーターの発生駆動力を評価する方法に関し、人工筋肉の駆動源や変位センサ等として利用される膜状,シート状又は線状のアクチュエーターの発生駆動力を評価する方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
動力源の供給によって本体部分が変形して駆動力を発生させるアクチュエーターの発生駆動力を評価する方法において、
前記アクチュエーターの本体部分の変形方向と交叉する面に弾性部材を密着させて配置し、
前記アクチュエーターを駆動させて前記本体部分とともに前記弾性部材を変形させ、
前記弾性部材の変形量を非接触で計測し、
前記弾性部材の変形量と計測位置とから、前記弾性部材の荷重とたわみの関係に基づいて前記アクチュエーターの発生駆動力を求めること、
を特徴とするアクチュエーターにおける発生駆動力の評価方法。

【請求項2】
 
前記本体部分と前記弾性部材とを、前記面内で滑りが生じるように密着させたことを特徴とする請求項1に記載のアクチュエーターにおける発生駆動力の評価方法。

【請求項3】
 
前記本体部分の基部と前記弾性部材の基部とを、前記本体部分と前記弾性部材とが密着するようにクランプしたことを特徴とする請求項2に記載のアクチュエーターにおける発生駆動力の評価方法。

【請求項4】
 
前記本体部分と前記弾性部材とを液体の表面張力又は静電力によって密着させたことを特徴とする請求項2又は3に記載のアクチュエーターにおける発生駆動力の評価方法。

【請求項5】
 
前記本体部分の先端と前記弾性部材の先端とをクリップ状の部材で係止し、かつ、係止部分で前記本体部分と前記クリップとの間で滑りが生じるようにしたことを特徴とする請求項2~4のいずれかに記載のアクチュエーターにおける発生駆動力の評価方法。

【請求項6】
 
所定位置の実測値から前記弾性部材のたわみ式を求め、他の位置の実測値と前記たわみ式との差から補正値を求め、前記たわみ式から得られた発生駆動力を、前記補正値を使って補正することを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載のアクチュエーターにおける発生駆動力の評価方法。
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2013066975thum.jpg
State of application right Registered
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