JP5705654B2 - アクチュエータモジュール及びアクチュエータシステム - Google Patents
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Description
上記した以外の,課題,構成及び効果は,以下の実施形態の説明により明らかにされる。
実施例1では,本発明のアクチュエータの基本的な構造及び使用方法について説明する。
はじめに,アクチュエータの基本的な構造について説明する。図1Aは従来の誘電エラストマーアクチュエータの基本構造を表す斜視概略図,図1Bは従来の誘電エラストマーアクチュエータの基本配線図である。
実施例2では,本発明のアクチュエータを用いたアクチュエータモジュールの基本的な構造及び使用方法について説明する。
実施例3では,実施例2とは異なった構造のアクチュエータを用いたアクチュエータモジュールについて説明する。
本発明のアクチュエータは軽量でフレキシブルなため,ロボットや装着型パワードスーツへの応用が期待される。本実施例では,ロボットの関節の屈伸に相当する,ヒンジで接続された2つのアームを本発明のアクチュエータを用いたワイヤー駆動で屈曲運動させるためのシステムについて記述する。
2 上面動作電極
3 下面動作電極
4 上面電極配線
5 下面電極配線
6 高圧電源
7 誘電エラストマーアクチュエータ
8 下面電極ヒータ配線
9 電源
10 電流計
11 低抵抗領域
12 サージ防止回路
13 ヒューズ
20 誘電エラストマーアクチュエータモジュール
21 外部配線
22 固定具
23,24 外部配線
25,26 スイッチ
27 押しバネ
28,30 誘電エラストマーアクチュエータモジュール
31A,31B,31C ヒータ動作電極
32A,32B,32C 動作電極
33 高圧電源
34 ヒータ電源
35A ヒータ配線
36A グランド配線
37A 高圧電源配線
38,39 固定具
40 外部グランド配線
41 外部ヒータ配線
42 外部高圧電源配線
43,44,45 外部配線
61 アーム部
62 アクチュエータ部
63 アクチュエータ制御部
64 ヒンジ
65 上部アーム
66 下部アーム
67 ワイヤー
68 ワイヤー固定部
69 ワイヤーガイド
70 誘電エラストマーアクチュエータ
71,72 固定具
80 高圧電源
81 ヒータ抵抗測定用電流計
82 ヒータ電源
83 コントローラ
84 メモリ
100 誘電エラストマーアクチュエータ
Claims (6)
- 誘電エラストマー材料からなるフィルムと,
前記フィルムの第1の面に形成された伸縮性を有する第1の電極と,
前記フィルムの第2の面に形成された伸縮性を有する第2の電極とを有し,
前記第1の電極に,ジュール加熱のための電流を流す配線を流す配線が接続されており,前記第1の電極と前記第2の電極間への電圧印加により前記フィルムが圧縮されるように変形するアクチュエータと,
前記アクチュエータの変形を外部負荷の移動に利用するために前記アクチュエータに固定された一対の固定具と,
を有し、
前記一対の固定具は前記第1の電極と前記第2の電極間に電圧を印加したとき前記フィルムが伸長する方向の両端にそれぞれ固定され,前記伸長方向の負荷を前記一対の固定具間に常時作用させるための押しバネが設けられていることを特徴とするアクチュエータモジュール。 - 請求項1記載のアクチュエータモジュールにおいて,第1の面に前記第1の電極が形成され第2の面に前記第2の電極が形成されたフィルムが膜厚方向に複数積層され,隣接するフィルム間で前記第1の電極と前記第2の電極を交互に共用していることを特徴とするアクチュエータモジュール。
- 請求項1記載のアクチュエータモジュールにおいて,第1の面に前記第1の電極が形成され第2の面に前記第2の電極が形成されたフィルムが膜厚方向に複数積層され,隣接するフィルム間で前記第1の電極と前記第2の電極を交互に共用しており,前記一対の固定具は,前記フィルムの積層方向の下端と上端に固定されていることを特徴とするアクチュエータモジュール。
- 誘電エラストマー材料からなるフィルムと,
前記フィルムの第1の面に形成された伸縮性を有する第1の電極と,
前記フィルムの第2の面に形成された伸縮性を有する第2の電極とを有し,
前記第1の電極に,ジュール加熱のための電流を流す配線を流す配線が接続されており,前記第1の電極と前記第2の電極間への電圧印加により前記フィルムが圧縮されるように変形するアクチュエータと,
前記アクチュエータに固定され,前記アクチュエータの変形を外部負荷の移動に利用するための一対の固定具と,
前記第1の電極の前記配線に接続され前記ジュール加熱のための電流を供給する第1の電源と,
前記第2の電極にアクチュエータ動作のための電圧を印加する第2の電源と,
前記第1の電源及び前記第2の電源を制御するコントローラと,
を有し、
前記コントローラは,前記第1の電源から前記第1の電極に第1の電圧を印加したときの電流値から前記第1の電極の温度を見積もり,前記見積もった温度が予め決めた所定の温度以下であれば,前記第1の電源から前記第1の電極に前記第1の電圧より高い第2の電圧を印加して前記第1の電極をジュール加熱によって前記所定の温度以上とし,その後,前記第2の電源から前記第2の電極に電圧印加してアクチュエータ動作させることを特徴とするアクチュエータシステム。 - 請求項4記載のアクチュエータシステムにおいて,第1の面に前記第1の電極が形成され第2の面に前記第2の電極が形成されたフィルムが膜厚方向に複数積層され,隣接するフィルム間で前記第1の電極と前記第2の電極を交互に共用しており,前記一対の固定具は,前記フィルムの積層方向の下端と上端に固定されていることを特徴とするアクチュエータシステム。
- 請求項4記載のアクチュエータシステムにおいて,前記コントローラは,前記見積もった温度に応じて前記アクチュエータ動作させるために前記第2の電源から前記第2の電極に印加する電圧を調整することを特徴とするアクチュエータシステム。
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