変形空気圧アクチュエータ Heads: 平井 慎一 Contact: 臼井 美和子 Date: 1998 - 2004 Mailing address: 立命館大学ロボティクス学科 〒525-8577 滋賀県草津市野路東1-1-1 Supported by: 未来開拓プロジェクト：有本・川村研，田畑研，小西研，平井研 Associated lab/group: 川村研究室 河村研究室(信州大学繊維学部)

研究内容

本プロジェクトの目的は，空気圧によるゴムチューブの変形を用いるアクチュエータを開発することである．ゴムチューブに拘束を埋め込み，単一運動チューブ(SMT)を実現する．さらに，複数のSMTを組み合わせ，空気圧群アクチュエータ(PGA)を構成する．

ゴムチューブに拘束を埋め込むことにより，単一運動チューブ(SMT; Single-Motion Tubes)を実現する．SMTとして，曲げ，伸び，縮み，平行移動を行うチューブを試作している．さらに，複数のSMTを組み合わせることにより，空気圧群アクチュエータ(PGA; Pneumatic Group Actuators)を構成し，複数運動を実現する．空気圧群アクチュエータは，

• 各チューブの空気圧を制御することで，複数の運動や複雑な軌道を実現できる．
• チューブとプレートのみから構成され，製作が容易である．
• チューブの種類を変えることにより，様々な特性を実現できる．

空気圧群アクチュエータ	(PGA; Pneumatic Group Actuator)

担当

	名前	学年	学位
	臼井　美和子	Graduated	工学修士
	清水　清人	Graduated	工学修士
	升井　友洋	Graduated	工学修士
	谷川　博紀	Graduated	工学修士
	森本　昌樹	Graduated
	三宅　巧馬	Graduated
	田中　博隆	Graduated

研究発表

• 平井 慎一, 升井 友洋, 川村 貞夫, 複数の単一運動チューブから構成される空気圧群アクチュエータの開発, 日本ロボット学会誌, Vol.20, No.3, pp.299-306, 10.7210/jrsj.20.299, Apr., 2002
• Osamu Tabata, Satoshi Konishi, Pierre Cusin, Yuichi Ito, Fumie Kawai, Shinichi Hirai, and Sadao Kawamura, Micro fabricated tunable bending stiffness devices, Sensors and Actuators A: Physical, Vol.89, Issues 1-2, pp.119-123, 10.1016/S0924-4247(00)00538-0, Mar., 2001

• Shinichi Hirai, Kiyoto Shimizu, and Sadao Kawamura, Vision-based Motion Control of Pneumatic Group Actuators, Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, Vol.3, pp.2842-2847, 10.1109/ROBOT.2002.1013663, Washington D.C., U.S.A., May 11-15, 2002
• Shinichi Hirai, Tomohiro Masui, and Sadao Kawamura, Prototyping Pneumatic Group Actuators Composed of Multiple Single-motion Elastic Tubes, Proc. IEEE Int.Conf. on Robotics and Automation, Vol.4, pp.3807-3812, 10.1109/ROBOT.2001.933211, Seoul, Korea, May 21-26, 2001
• Osamu Tabata, Satoshi Konishi, Pierre Cusin, Yuichi Ito, Fumie Kawai, Shinichi Hirai, and Sadao Kawamura, Microfabricated Tunable Bending Stiffness Device, Proc. IEEE 13th Annual Int. Conf. on Micro ElectroMechinical Systems, pp.23-27, 10.1109/MEMSYS.2000.838484, Miyazaki, Japan, Jan. 23-27, 2000
• Shinichi Hirai, Pierre Cusin, Hiroki Tanigawa, Tomohiro Masui, Satoshi Konishi, and Sadao Kawamura, Qualitative Synthesis of Deformable Cylindrical Actuators through Constraint Topology, Proc. IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems, Vol.1, pp.197-202, 10.1109/IROS.2000.894604, Takamatsu, Japan, Oct. 31 - Nov. 5, 2000

• 臼井 美和子, 三宅 巧馬, 平井 慎一, Mckibben型空気圧人工筋を用いた空気圧群アクチュエータの開発と制御, ロボティクス・メカトロニクス'04講演会予稿集CD-ROM, 名古屋, June 18-20, 2004
• 臼井 美和子, 平井 慎一, 空気の熱膨張を用いたゴム空気圧人工筋, 計測自動制御学会システムインテグレーション部門学術講演会, pp.677-678, 2004
• 臼井 美和子, 清水 清人, 平井 慎一, 川村 貞夫, Mckibben型空気圧人工筋を用いた空気圧群アクチュエータの試作と運動制御, ロボティクス・メカトロニクス'03講演会予稿集CD-ROM, 函館, May 23-25, 2003
• 清水 清人, 平井 慎一, 川村 貞夫, 多段空気圧群アクチュエータの運動制御, ロボティクス・メカトロニクス'02講演会予稿集CD-ROM, 松江, June 7-9, 2002
• 清水 清人, 臼井 美和子, 平井 慎一, 川村 貞夫, 空気圧群アクチュエータの３次元運動制御, 計測自動制御学会システムインテグレーション部門第3回学術講演会予稿集, Vol.3, pp.73-74, 神戸市産業振興センター, Dec. 19-21, 2002
• 平井 慎一, 升井 友洋, 川村 貞夫, 複数の単一運動チューブから構成される空気圧群アクチュエータの開発, ロボティクスシンポジア予稿集, pp.306-311, 2001
• 平井 慎一, 升井 友洋, 川村 貞夫, 視覚を用いた空気圧群アクチュエータの運動制御, ロボティクス・メカトロニクス'01講演会予稿集CD-ROM, 高松, June 8-10, 2001
• 清水 清人, 平井 慎一, 川村 貞夫, ベローズチューブ空気圧群アクチュエータの試作, 第19回日本ロボット学会学術講演論文集CD-ROM, 2001
• 平井 慎一, 清水 清人, 川村 貞夫, 弾性チューブから構成される空気圧群アクチュエータの運動制御, 計測自動制御学会関西支部シンポジウム, pp.9-12, 2001
• Shinichi Hirai and Sadao Kawamura, Pneumatic Active/Passive Devices for Wearable Robots, US/Japan Workshop on Exoskeleton Technologies, Maui, U.S.A., 2001
• 升井 友洋, 谷川 博紀, 平井 慎一, 複数のゴムチューブから成る空気圧アクチュエータの開発, ロボティクス・メカトロニクス'00講演会予稿集CD-ROM, 熊本, May 11-13, 2000
• 升井 友洋, 平井 慎一, 複数のゴムチューブから成る空気圧アクチュエータの提案とプロトタイプの試作, 第18回日本ロボット学会学術講演会予稿集, pp.165-166, 2000
• 谷川 博紀, 升井 友洋, 平井 慎一, ゴムチューブ型アクチュエータの設計・製作とそのFEMシミュレーション, ロボティクス・メカトロニクス'99講演会予稿集CD-ROM, 東京工業大学, June 11-13, 1999
• 平井 慎一, 川村 貞夫, 拘束位相による変形アクチュエータの系統的分類, 第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集, pp.963-964, 1999
• 升井 友洋, 谷川 博紀, 平井 慎一, ゴムチューブ型空気圧アクチュエータにおける運動パターンと形状・拘束に関する研究, 第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集, pp.947-948, 1999
• 須藤 健太郎, 久下 幸子, 早川 恭弘, 平井 慎一, 川村 貞夫, 機械的拘束付加による回転駆動用空気圧アクチュエータの開発, 第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集, pp.951-952, 1999
• Shinichi Hirai, Design of Soft Actuators and Material for Human-Supporting Robots, EU-Japan Symposium on Human Friendly Robotics, 1999
• 平井 慎一, 升井 友洋, 谷川 博紀, 拘束位相によるゴムチューブ型空気圧アクチュエータの系統的分類, 計測自動制御学会関西支部シンポジウム, pp.88-91, 1999
• 和田 隆広, 片上 毅, 平井 慎一, 川村 貞夫, 人体の機械的補助機器設計のための柔軟物体のモデリング, 第16回日本ロボット学会学術講演会予稿集, pp.1231-1232, 1998
• 谷川 博紀, 平井 慎一, 空気圧アクチュエータの設計における基本モデルの有限要素解析, 第16回日本ロボット学会学術講演会予稿集, pp.1173-1174, 1998
• 川村 貞夫, 平井 慎一, 変形を伴うアクチュエータの構造的分類, 第15回日本ロボット学会学術講演会予稿集, pp.1049-1050, 1997

参考資料

アルバム	3-stage PGAの円運動制御 (mpg 2.5MB)	1-stage PGAの円運動制御 (mpg 1.9MB)	1-stage PGAの曲げ運動 (mpg 2.9MB)	2-stage PGAの曲げ運動 (mpg 4.4MB)
2-stage PGAの鉛直曲げ運動 (mpg 4.5MB)	PGA曲げ運動	PGA並進運動	SMT曲げ運動

関連サイト