高速かつバックドライバブルな方向変換装置及び動力伝達システム

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researcher's name
affiliation
research field
知能機械学・機械システム,知能ロボティクス,ヒューマンインタフェース・インタラクション
keyword
patent name
方向変換装置及び動力伝達システム
publication number
特開2022-28161
applicants
学校法人早稲田大学
region
日本

summary

本発明は、所望とする高いバックドライバビリティを得ることができ、且つ、方向変換時の応答性を向上させることができる方向変換装置及び動力伝達システムを提供することにある。具体的には，機能性流体の粘性に応じた歯車機構の動作調整と、ブレーキ機構の切り換えによる収容体の自転の有無とを組み合わることで出力回転軸の回転方向が切り換わる構造を有している。

effect

本発明によれば、機能性流体の粘性に応じた歯車機構の動作調整と、ブレーキ機構の切り換えによる収容体の自転の有無とにより、出力回転軸の回転方向が切り換わる構造となっていることから、正逆何れかの方向に回転出力を切り換える際に、入力側のモータ等の駆動装置による駆動方向の切り換えや歯車の切り換えが不要となる。すなわち、本発明の構造では、収容体内において、機能性流体の粘性変化を利用して歯車機構の伝達動作の調整が可能となり、当該伝達動作と収容体の自転動作を選択することで、出力回転軸の回転方向の変換が可能となる。

application/development

人間の生活空間で共存するヒューマノイドロボットや介護支援用ロボット、或いは手術支援ロボット等のロボットシステムでは、その動作中に人間との間で予期しない衝突や接触が発生した際に、これら状況を考慮した駆動を行うコンプライアンス性能（柔軟性）が要求される。このようなロボットシステムには、緊急時等に即座に動作反応するための高い応答性と、作用する外力に応じてロボットの可動部を柔軟に動作させる高いバックドライバビリティが要求されるため、発明したシステムの適用が効果的である。

predominance

本発明では、機能性流体の粘性調整やブレーキ機構の切り換えにより回転出力の方向変換が可能となるため、入力側の駆動装置による駆動方向の切り換えや歯車の切り換え等を行う従来構造よりも、方向変換時の応答性を良好とし、且つ、高いバックドライバビリティを得ることができる。また、機能性流体の粘性調整によりバックドライバビリティの調整を簡単且つ素早く行うことができ、方向変換装置にクラッチを併用することで、より高いバックドライバビリティを得ることが可能となる。

purpose of providing seeds

Sponsord research, Collaboration research, Technical consultation, IP licensing

material

  • ア・クラッチ・ブレーキを組み合わせた動力伝達システム
  • 代表的な動作モード

collaborative inventors

何 卓頤 , 張 裴之 , 菅野 重樹 教授 (理工学術院 創造理工学部 総合機械工学科)

related paper

  • Zhuoyi He, Mitsuhiro Kamezaki, Peizhi Zhang, Sahil Shembekar, Ryuichiro Tsunoda, and Shigeki Sugano, “A Prototype Power Transmission System with Backdrivability and Responsiveness using Magnetorheological Fluid Direction Converter and Clutch,” Proceedings of 2020 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC 2020), pp. 3702–3707, Oct. 11-14, 2020.
  • 何卓頤，亀﨑允啓，張裴之，シェンベカル サヒル，角田龍一朗，菅野重樹，“ギア・クラッチ・ブレーキを組み合わせた逆可動性と高応答性を有する動力伝達機構の試作”，第38回日本ロボット学会学術講演会論文集(RSJ2020)，paper no. 1A1-05，2020年9月2～5日.

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posted: 2020/11/18