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SYSTEM AND METHOD FOR DRIVING PLASTIC CONDUCTOR FOR FORM CREATING MACHINE BY MHD SYSTEM

Patent code P03A000349
File No. P2000-035-JP01
Posted date Aug 28, 2003
Application number P2001-066782
Publication number P2002-264091A
Patent number P3451323
Date of filing Mar 9, 2001
Date of publication of application Sep 18, 2002
Date of registration Jul 18, 2003
Inventor
  • (In Japanese)嘉数 侑昇
  • (In Japanese)横井 浩史
  • (In Japanese)石田 崇
Applicant
  • (In Japanese)学校法人北海道大学
Title SYSTEM AND METHOD FOR DRIVING PLASTIC CONDUCTOR FOR FORM CREATING MACHINE BY MHD SYSTEM
Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a robot of flexible structure by optionally controlling the position and moving state of a flexible substance such as liquid with the extremely high degree of freedom in structure and shape.

SOLUTION: This system for driving a plastic conductor has an insulating board 6 with a plurality of electrodes 7 arranged being spaced from one another; a means 20 for applying prescribed electric potential to each of a plurality of electrodes; the plastic conductor 5 movably arranged on the insulating board and brought into contact with at least two electrodes out of the electrodes to generate a current on the basis of the potential difference between the electrodes; and a means for generating the magnetic field 8 intersecting the current on the insulating board. The plastic conductor on the surface of the board is driven by Lorentz's force based on the interaction of the current and magnetic field.

Outline of related art and contending technology (In Japanese)導電性流体を用いたMHD(magneto-hydro-dynamics、電磁流体力学)技術は1960年代から注目されており、例えばプラズマによるMHD発電などの研究開発が現在も続けられている。しかしながら、電磁流体力学システムを液体ロボットなどの柔軟構造機械として利用する技術は知られておらず、さらにロボット工学、電気工学、情報工学などの領域においても全く知られていない。従来技術においては、多数の構成要素間の相互作用を考慮した制御法が確立されておらず、いわゆる流体ロボットを物理的な粒子や流体を用いて具現化することは極めて困難であった。構造的に柔らかいロボットの実現手法として、形状記憶合金(SMA)の熱制御や電解質ゲル中の電場制御などが知られているが、本発明は原理的にこれらの技術とは全く異なるものである。
Field of industrial application (In Japanese)ロボット技術、より詳しくは液体ロボットシステム、即ち、柔軟構造を有するロボットシステム
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
  可塑性導電体の駆動システムであって、格子平面を形成する絶縁性基板と、前記格子平面に格子状に配置された複数の電極と、前記複数の電極にそれぞれ所定の電位を印加する手段と、前記絶縁性基板上に移動可能に配置され、前記電極の少なくとも2つの電極に接触して、これら電極間の電位差に基づき電流が生ずる可塑性導電体と、前記絶縁性基板上に前記電流と交差する磁場を生成する手段とを有し、前記電流と前記磁場の相互作用に基づくローレンツ力により、前記基板表面上の前記可塑性導電体を駆動し、前記可塑性導電体を前記格子平面上において任意に移動させることを特徴とする駆動システム。
【請求項2】
  前記可塑性導電体の駆動により、前記可塑性導電体は所定の変形、分裂、または合体を行うことを特徴とする請求項1記載の駆動システム。
【請求項3】
  前記複数の電極は前記絶縁性基板の表面から突出する柱状の形状を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載の駆動システム。
【請求項4】
  前記複数の電極の各上面と、前記絶縁性基板の上部表面が同一面内にあることを特徴とする請求項1または請求項2記載の駆動システム。
【請求項5】
  前記電位を印加する手段は、前記電極をそれぞれ独立に複数の異なる電圧源に接続することが可能なスイッチ回路を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載の駆動システム。
【請求項6】
  前記電極の通電状態を監視することにより、前記可塑性導電体の位置を認識する位置認識手段を有することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の駆動システム。
【請求項7】
  前記可塑性導電体は、水銀、ナトリウム、リチウム、鉛、ビスマス、錫、ガリウム、NaK、または導電性樹脂のいずれかから選択されることを特徴とする請求項1に記載の駆動システム。
【請求項8】
  複数の論理素子を含む論理装置において、互いに離隔して配置された複数の電極を有する絶縁性基板と、前記複数の電極にそれぞれ所定の電位を印加する手段と、前記絶縁性基板上に移動可能に配置され、前記電極の少なくとも2つの電極に接触して、これら電極間の電位差に基づき電流が生ずる可塑性導電体と、前記絶縁性基板上に前記電流と交差する磁場を生成する手段とを有し、前記電流と前記磁場の相互作用に基づくローレンツ力により、前記基板表面上の前記可塑性導電体を駆動する駆動システムを有し、各論理素子を結合する配線の結合、切断を前記駆動システムを使用して前記可塑性導電体により行い、論理動作の変更を可能とする論理装置。
【請求項9】
  記憶装置であって、請求項1に記載の駆動システムを使用して可塑性導電体の移動および保持を行い、前記格子平面における前記可塑性導電体の位置を制御することにより、電気的物理的な情報保持を可能とする記憶装置。
【請求項10】
  可塑性導電体の駆動方法であって、格子平面を形成する絶縁性基板を準備し、ここで前記絶縁性基板は前記格子平面に格子状に配置された複数の電極を有しており、前記電極の少なくとも2つの電極に接触してこれらの電極間の電位差に基づき電流が生ずる可塑性導電体を前記絶縁性基板上に移動可能に配置し、前記絶縁性基板上に磁場を生成し、前記複数の電極のうち所定の電極に所定の電位を印加して前記可塑性導電体に電流を生じさせ、前記電流と前記磁場の相互作用に基づくローレンツ力により前記可塑性導電体を駆動して前記可塑性導電体を前記格子平面上において任意に移動させることを特徴とする駆動方法。
Industrial division
  • Miscellaneous in the machine element category
  • High polymer
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Right is in force
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