生体的駆動を実現する形状記憶合金人工筋肉－巻フィルムチューブ方式の提案とパルス周波数変調駆動による実験

摘要

柔軟性と耐熱性の両方に優れる「巻フィルムチューブ」を提案し、これに細いSMAコイルばねを挿入した「単セル」を7本束ね合わせた「モータユニット」を製作し、生体の神経インパルス駆動と同じPFMで義肢を駆動する場合を想定して実験を行った。その結果、生体のPFM駆動と同じ周波数にほぼ比例する発生力と発生変位が得られることを検証し、人体同様の神経インパルスによる直接駆動の可能性を見出すと供に、時定数改善のためPFMのパルス幅を拡大するとパワー変換効率が低下する問題が有ることがわかった。また、生体筋と比較した場合、発生力／自重比が約3倍大きく発生変位もほぼ同等だが、応答速度は半分でまだ改善の必要性があることがわかった。