論文理解(Novel Growing Robot With Inflatable Structure and Heat-Welding..)

Novel Growing Robot With Inflatable Structure and Heat-Welding Rotation Mechanism

• IEEE/ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS, VOL. 25, NO. 4, AUGUST 2020
• Yuki Satake,Atsuo Takanashi,Hiroyuki Ishii(敬称略)
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内容を簡単に説明(各章1文くらい)

背景

インフレータブル構造は種々の課題解決のためによく利用され，本論文では成長型の軟質インフレータブルロボットの開発をおこなった．エラストマ製でリアルタイムの熱溶接による曲げは斬新な機構で任意の箇所を曲げることができる．壁を登ることも可能．

ロボットの機構

大きく3つの部分から構成される．1インフレータブルチューブ,2送り出しの機構,3熱溶着機構からなる．

インフレータブルチューブ

薄い円柱状のエラストマフィルムでできている．空気によって膨らませて，構造を変化させるため内圧に耐える強度が必要であり，また，熱溶着によって屈曲点を発生させるため融点の低い熱可塑性樹脂フィルムが必要となる．そこで，2種類のフィルムを2層構造にして使用している．内層(ポリエチレンフィルム)は融点が低く，外層(ナイロンフィルム)は耐熱性と強度が高いものとしている．チューブの径は76mmとした．

伸展のしくみ

先端が伸びる構造には2種類あり，基部から先端へ材料を供給する方法と先端で材料を貯蔵しておく方法がある．今回は先端部にフィルム材料を収納する方法を採用した．先端に取り付けたローラによってフィルムが伸びていく．

回転のしくみ

リアルタイムで先端の成長方向を変更するために熱溶着を採用した．これは熱可塑性フィルムでパウチモータを作るために用いられている．収縮や回転のアクチュエータとしてパウチモータを利用している

実験

座屈荷重と水平方向の伸び，壁を登る能力を評価する実験をおこなった．

提案されている手法

膨張式の成長ソフトロボットの開発手法とプロトタイプの制作

解決した課題

熱溶着によって曲げ点を設定することで回転することが実験的に確認された．車輪のロボットでは対応できない地面の隙間を先端モジュールで超えることが可能である．

今後の展望

特に記載なし

知らなかったこと，わからなかったこと

• パウチモータ
  　印刷できるアクチュエータ．フィルム素材で作られた1つ以上の気密性のある袋で構成されている．