JP2020130781A - 人工表皮構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】対象物体Xから受ける力の強弱に応じて、当該対象物体Xとの間で3つの異なる第1〜第3の接触状態が実現されうる。「第1の接触状態」は、各突起20の先端部21の表面のみが対象物体Xに対して接触している状態である。「第2の接触状態」は、対象物体Xから受ける力に応じて各突起20が基体10に対して傾倒することにより、各突起20の先端部21の表面に加えて基部22の表面が対象物体xに対して接触している状態である。「第3の接触状態」は、当該力の増大に応じて各突起20が基体10に対してさらに傾倒することにより、各突起20の先端部21および基部22のそれぞれの表面に加えて、基体10の表面が対象物体Xに対して接触している状態である。
【選択図】図2B
Description
(構成)
図1に示されている本発明の第1実施形態としての人工表皮構造は、基体10と、基体10の表面から突出している複数の突起20と、を備えている。突起20は先端部21(上部)および基部22(下部)により構成されている。図1は概略図であり、基体10および突起20のそれぞれのアスペクト比、突起20のサイズに対する複数の突起20の配置間隔の比、ならびに、突起20の先端部21および基部22のサイズ比、等は実際の人工表皮構造と相違している(図2以降も同様)。
上記構成の人工表皮構造によれば、対象物体Xから受ける力の強弱に応じて、当該対象物体Xとの間で3つの異なる第1〜第3の接触状態が実現されうる。
(構成)
図3に示されている本発明の第2実施形態としての人工表皮構造においては、複数の突起20のうち少なくとも一部の突起20の基体100の表面からの突出量が低下するように、当該少なくとも一部の突起20が少なくとも部分的に基体100に対して沈下可能に構成されている。具体的には、基体10の表面に開口部を有する半開空間としての内部空間14が基体10の表層部に形成されている。内部空間14に弾性部材40が収納され、突起20の基端部が内部空間14の開口部を通じて弾性部材40に対して接合されている。弾性部材40は、例えば、多孔質のスポンジ、シリコーンゴムなど、弾性を有する素材により構成されている。
当該構成の人工表皮構造によれば、対象物体Xとの間で前記3つの接触状態(図2A〜図2C参照)のいずれとも異なる第4の接触状態が実現されうる。「第4の接触状態」は、図4に示されているように、対象物体Xから受ける力(基体10の表面からの突起20の突出方向に対して反対方向の力成分を含む力)に応じて複数の突起20のそれぞれが基体10に対して沈下することにより、複数の突起20のそれぞれの先端部21の表面に加えて基体10の表面が対象物体Xに対して接触している状態である。よって、人工皮膚構造から、対象物体Xに作用する摩擦力の変化態様の幅のさらなる拡張を図ることができる。
基体10の摩擦係数μ0(動摩擦係数)、突起20の先端部21の表面の摩擦係数μ1および突起20の基部22の表面の摩擦係数μ2は、関係式(10)のほか、関係式(11)〜(14)のうちいずれか1つなど、異なる関係式で表わされる条件を満たしていてもよい。
Claims (5)
- 基体と、前記基体の表面から突出している複数の突起と、を備え、
前記突起の先端部および基部のそれぞれの表面の摩擦係数が異なり、かつ、前記突起が可撓性を有するまたは前記基体に対して傾倒可能であることを特徴とする人工表皮構造。 - 請求項1記載の人工表皮構造において、
前記突起の先端部および基部のそれぞれの表面の摩擦係数と、前記基体の表面の摩擦係数と、が異なることを特徴とする人工表皮構造。 - 請求項1記載の人工表皮構造において、
前記突起の先端部の表面の摩擦係数が、前記突起の基部の表面の摩擦係数よりも小さいことを特徴とする人工表皮構造。 - 請求項2記載の人工表皮構造において、
前記突起の先端部の表面の摩擦係数が、前記突起の基部の表面の摩擦係数よりも小さく、かつ、前記突起の基部の表面の摩擦係数が、前記基体の表面の摩擦係数よりも小さいことを特徴とする人工表皮構造。 - 請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の人工表皮構造において、
前記複数の突起のうち少なくとも一部の突起の前記基体の表面からの突出量が低下するように、前記少なくとも一部の突起が少なくとも部分的に前記基体に対して沈下可能に構成されていることを特徴とする人工表皮構造。
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