強い力と変位を発生する形状記憶合金をベースとした

形状記憶合金を動力源とした柔軟人工筋肉アクチュエータ
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強い力と変位を発生する形状記憶合金をベースとした人工筋肉：10
3
[J/m ]
● 高分子材料との複合構造により柔軟で力強い双方向駆動アクチュエータ実現
背景・目的
・加速的に進む高齢化に伴い介護、アシスト機器の必要性が高まり、大きな市場が予測
・介護、アシスト機器に適したアクチュエータへの要望：高出力、大変位、柔軟でシンプル
人筋肉の数千倍（ 107 [J/m3] ）以上の力を発揮できる形状記憶合金に着目
・優れた出力特性）既存アクチュエータ中最高クラスのポテンシャル：107 [J/m3]
・低電圧駆動）数Ｖ程度の通電ジュール加熱による駆動可能：乾電池程度で駆動可能
・優れた加工性）切削等による加工可能で、且つ薄膜やコイルワイヤー形状も容易に実現
研究の目的
高分子材料と形状記憶合金の複合構造による柔軟な高性能人工筋肉アクチュエータの提案
本技術の特徴
・人筋肉の数千倍（ 107 [J/m3] ）の力を発揮できる形状記憶合金を動力源として利用
・高分子材料等の柔軟な材料との組み合わせにより柔軟、且つ強い力、大きな変位を発生
・柔軟材料の弾性力活用により外部負荷機構を必要としないシンプルな構造で通電２方向性駆動を実現
形状記憶合金人工筋肉の開発目標
新規構造
試作アクチュエータ例
SMA：φ 150 mmコイル, 変態点 50 ℃
SMA
柔軟構造体
柔軟構造体：シリコーンゴムチューブ
40 mm
室温時
加熱時
34 mm
4[V]印加で１５％程度の駆動可能
ＫＲＩからのご提案/今後の展開/期待される成果
形状記憶合金人工筋肉アクチュエータの応用ターゲット
介護、リハビリ機器
ＥＸ）手指リハビリ機器
・義手、義足用アクチュエータ
・四肢リハビリ機器
・介護動作補助ロボット
・動作アシストスーツ
医療、電気機器
冷却
加熱
双方向性駆動
・内視鏡用柔軟アクチュエータ
・触覚ディスプレイデバイス
開発中の形状記憶合金人工筋肉を基にお客様のターゲット毎に適したアクチュエータを開発します
株式会社 KRI フェロ＆ピコシステム研究部
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