JP4279348B2 - 高分子アクチュエータ - Google Patents
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Description
前記第2高分子構造体を変位させることにより、前記第1高分子構造体と前記第2高分子構造体との間の電位差を変化させることを特徴とする高分子アクチュエータを提供する。
前記第2高分子構造体を変位させることにより、前記第1高分子構造体と前記第2高分子構造体との間の電位差を変化させることを特徴とする高分子アクチュエータを提供する。
前記第2高分子構造体の変位を検知する変位検知部と、
前記変位検知部により検知された変位をもとに、前記第1高分子構造体と前記第2高分子構造体との間に与えられる電位差を異なる電位差に切替える電位差切替部とをさらに備えることを特徴とする高分子アクチュエータを提供する。
このような構成によれば、第1高分子構造体に加わる負荷に依存せずに第1高分子構造体の伸縮状態に対応した第2高分子構造体の伸縮状態に応じてアクチュエータを制御できるようになる。従って、簡単かつ安価な構成で大きな伸縮動作を安定して実現できる高分子アクチュエータを得ることができる。
図1Aは、本発明にかかる第1実施形態の高分子アクチュエータの一例としての人工筋肉アクチュエータ1の概略を示した斜視図であり、図1Bはその内部の様子を示した斜視図である。また図2A、図2B、図2C、図2D、図2Eには人工筋肉アクチュエータ1の動作の様子を示す図1AのX−X線の断面図を示している。さらに、図3A、図3Bには、図2AにおけるA−A線の断面図とB−B線の断面図をそれぞれ示している。
図4は、本発明にかかる第2実施形態の高分子アクチュエータの一例としての人工筋肉アクチュエータ1Aの概略を示した斜視図である。また図5A、図5B、図5C、図5D、図5Eには人工筋肉アクチュエータ1Aの動作の様子を示すX−X断面図を示している。さらに、図6A、図6Bには、図5AにおけるA−A線の断面図とB−B線の断面図をそれぞれ示している。なお、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して重複する説明は省略する。
Claims (11)
- 導電性を備えた第1高分子構造体と、前記第1高分子構造体と電気的に接続された電解質托体層と、前記第1高分子構造体と前記電解質托体層を介して電気的に接続されかつ導電性を備えた第2高分子構造体とを備えて、前記第1高分子構造体と前記第2高分子構造体との間に電位差を与えることで前記第1高分子構造体および前記第2高分子構造体がそれぞれ伸縮しかつ、前記第1高分子構造体に作用する外力とは独立に前記第2高分子構造体が伸縮する高分子アクチュエータにおいて、
前記第1高分子構造体に対して外力が作用する場合において、前記第2高分子構造体を変位させることにより、前記第1高分子構造体と前記第2高分子構造体との間の電位差を変化させる高分子アクチュエータ。 - 導電性を備えた第1高分子構造体と、前記第1高分子構造体と電気的に接続された電解質托体層と、前記第1高分子構造体と前記電解質托体層を介して電気的に接続されかつ導電性を備えた第2高分子構造体とを備えて、前記第1高分子構造体と前記第2高分子構造体との間に電位差を与えることで前記第1高分子構造体および前記第2高分子構造体がそれぞれ伸縮しかつ、前記第1高分子構造体に作用する外力とは独立に前記第2高分子構造体が伸縮する高分子アクチュエータにおいて、
前記第1高分子構造体に対して外力が作用する場合における前記第2高分子構造体の変位を検知する変位検知部と、
前記変位検知部により検知された変位をもとに、前記第1高分子構造体と前記第2高分子構造体との間に与えられる電位差を異なる電位差に切替える電位差切替部とをさらに備える高分子アクチュエータ。 - 前記導電性を備えた第1高分子構造体および前記導電性を備えた第2高分子構造体のどちらかもしくは両方が、有機導電性高分子を含む構造体である請求項1又は2に記載の高分子アクチュエータ。
- 前記導電性を備えた第1高分子構造体および前記導電性を備えた第2高分子構造体のどちらかもしくは両方に、導電性を有する炭素素材が含まれる請求項1又は2に記載の高分子アクチュエータ。
- 前記導電性を有する炭素素材が、チューブ状の炭素素材である請求項4に記載の高分子アクチュエータ。
- 前記導電性を有する炭素素材が、粒状の炭素素材である請求項4に記載の高分子アクチュエータ。
- 前記導電性を備えた第1高分子構造体と前記導電性を備えた第2高分子構造体が、周辺環境に対する特性が同一の高分子を用いた構造体である請求項1又は2に記載の高分子アクチュエータ。
- 導電性を備えた第1高分子構造体と、前記第1高分子構造体と電気的に接続された電解質托体層と、前記第1高分子構造体と前記電解質托体層を介して電気的に接続されかつ導電性を備えた第2高分子構造体とを備えて、前記第1高分子構造体と前記第2高分子構造体との間に電位差を与えることで前記第1高分子構造体および前記第2高分子構造体がそれぞれ伸縮する高分子アクチュエータにおいて、
前記第2高分子構造体の変位を検知する変位検知部と、
前記変位検知部により検知された変位をもとに、前記第1高分子構造体と前記第2高分子構造体との間に与えられる電位差を異なる電位差に切替える電位差切替部とをさらに備え、
前記電位差切替え部は、前記第1高分子構造体と前記第2高分子構造体との間に与えられる前記電位差を、前記第2高分子構造体が一定寸法以上収縮したときには前記第2高分子構造体が伸長動作する第1電位差に切り替え、逆に前記第2高分子構造体が一定寸法以上伸長したときには前記第2高分子構造体が収縮動作する第2電位差に切り替えるように構成している高分子アクチュエータ。 - 前記電位差切替え部が、前記第2高分子構造体の伸縮動作によって前記第1高分子構造体と前記第2高分子構造体との間に与えられる前記電位差を、前記第1電位差と前記第2電位差との間で機械的に切り替えるスイッチである請求項8に記載の高分子アクチュエータ。
- 前記第1高分子構造体と前記第2高分子構造体との間に与えられる前記電位差が、常に直流電源によって与えられる請求項1又は2に記載の高分子アクチュエータ。
- 一端が固定された前記第1高分子構造体には、他端に前記第1高分子構造体の伸縮に伴って前記第1高分子構造体の伸縮方向に移動するラチェットの爪が設けられ、前記ラチェットの爪とかみ合うラチェットの歯を備えた棒状の移動体が、前記第1高分子構造体の伸縮方向と略同方向に移動可能に設けられ、前記ラチェットの爪と前記ラチェットの歯とでラチェット機構を構成して、前記第1高分子構造体が収縮するとき、前記ラチェットの爪と前記移動体の前記ラチェットの歯とがかみ合うことにより、前記ラチェットの爪と前記移動体とが前記第1高分子構造体の収縮方向に移動する一方、前記第1高分子構造体が伸張するとき、前記ラチェットの爪が前記移動体の前記ラチェットの歯から外れて、前記移動体に対して、前記ラチェットの爪が前記収縮方向とは逆方向に移動することにより、前記第1高分子構造体の出力が、一方向へのみ外部に伝達されるよう構成されている請求項1又は2に記載の高分子アクチュエータ。
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