アクチュエータ 書籍
 
No.1887
〜約160件の分析・測定事例を解説!〜粉体・微粒子分析 テクニック事例集
自動車・航空機用樹脂の最新技術

◎駆動原理 ,制御の高度化と低消費電力化 ,耐久性向上など技術開発のポイント
◎2016年ノーベル化学賞受賞の「分子マシン」から次世代発電まで,最新の応用技術を集約した書籍

《ロボット,パワーアシスト機器,次世代自動車,触感ディスプレイ,医療機器など》

アクチュエータの新材料,駆動制御,最新応用技術

発刊日:2017年3月31日    体 裁:A4判 536頁   定 価:80,000円(税抜)   ISBN 978-4-86104-649-0


■ 執筆者(敬称略)

東京工業大学 鈴森康一 北陸先端科学技術大学院大学 酒井平祐
大阪工業大学 金藤敬一 国立研究開発法人産業技術総合研究所 植村 聖
小林技術士事務所 小林征男 東京大学 都井裕
日本電気(株) 弓削亮太 名古屋大学 木賢太郎
国立研究開発法人産業技術総合研究所 杉野卓司 名古屋大学 荒川武士
国立研究開発法人産業技術総合研究所 安積欣志 九州大学 舛屋賢
大阪大学 高島義徳 九州大学 田原健二
千葉科学研究所 千葉正毅 東京電機大学 釜道紀浩
新潟大学 山内健 東京電機大学 鈴木元哉
国立研究開発法人産業技術総合研究所 須丸公雄 静岡大学 橋口原
信州大学 橋本稔 名古屋大学 竹岡敬和
信州大学 平井利博 津山工業高等専門学校 則次俊郎
近畿大学 西垣勉 近畿大学 矢野智昭
(株)KRI 藤本康治 北海道大学 齋藤あい
ピエゾセラム・テクノロジー 永田邦裕 北海道大学 佐々木廉
東京大学 山本晃生 北海道大学 鈴木隆平
室蘭工業大学 青柳学 北海道大学 Arif Md.Rashedul Kabir
東北工業大学 田村英樹 北海道大学 佐田和已
名古屋大学 秦誠一 北海道大学 角五彰
名古屋大学 櫻井淳平 名城大学 向井利春
東京工科大学 三田俊裕 ピー・エス・シー(株) 佐々木勝美
新潟大学 三俣哲 香川大学 郭書祥
職業能力開発総合大学校 山浦真一 大阪工業大学 藤里俊哉
東京工業大学 吉田和弘 鈴鹿医療科学大学 中村太郎
横浜国立大学 佐藤恭一 鈴鹿医療科学大学 伊原正
大阪大学 平田勝弘 東京医科歯科大学 三林浩二
大阪大学 新口昇 東北職業能力開発大学校 進藤裕英
大阪大学 加藤雅之 (公財)鉄道総合技術研究所 光用剛
大阪大学 堺谷洋 (公財)鉄道総合技術研究所 佐藤祐一
大阪大学 森元瑛樹 (公財)鉄道総合技術研究所 臼田隆之
東京理科大学 石川仁 群馬大学 奥寛雅
東京理科大学 青野光 (株)青電舎 権藤雅彦
防衛大学校 山田俊輔 慶應義塾大学 南澤孝太
豊橋技術科学大学 飯田明由 (株)トーキン 井上崇行
日本大学 木村元昭 島津エミット(株) 北野英明
日本大学 秋元雅翔 島津エミット(株) 西山清隆
日本大学 宮城徳誠 信州大学 水野勉
豊田工業大学 古谷克司 信州大学 卜穎剛
東京農工大学 岩見健太郎 法政大学 田中豊
千葉工業大学 菅洋志 (株)NTTデータ経営研究所 竹内敬治
広島市立大学 式田光宏 東北大学 槙原幹十朗
豊橋技術科学大学 石井佑弥 埼玉大学 山口大介
国立研究開発法人産業技術総合研究所 延島大樹    
■ 本書のポイント

□アクチュエータ開発の重要項目
  ・駆動の高速化
  ・位置制御の高度化
  ・繰り返し耐久性 ,低消費電力化
  ・生体適合性 ,ヒト感覚の再現

□アクチュエータの材料と駆動の最新情報
  ・導電性高分子系 ,エラストマー系
  ・ゲル系 ,ナノカーボン系
  ・セラミック系 ,形状記憶合金の冷却高速化
  ・圧電素子 ,磁気駆動 ,超音波駆動 ,光駆動,血液や電気信号での駆動,分子モーター

□これからの応用技術
  ・医療:手術ロボット ,人工臓器
  ・自動車:モーター ,ブレーキ制御
  ・発電:環境発電 ,低消費電力モジュール
  ・家電:触感デバイス ,三次元プリンター
  ・生産:IoT ,インダストリー4.0

■ 目  次

第1章 アクチュエータの種類,そのメカニズム

第2章 アクチュエータに用いられる材料とその応用−高分子材料系-

第3章 アクチュエータに用いられる材料とその応用−エラストマー材料系-

第4章 アクチュエータに用いられる材料とその応用−ゲル材料系-

第5章 アクチュエータに用いられる材料とその応用−圧電材料系-

第6章 アクチュエータに用いられる材料とその応用−金属材料,磁性材料系-

第7章 新しいアクチュエータの開発と用いられる材料,その応用


第8章 超精密アクチュエータ,マイクロアクチュエータの構成構造,その応用の可能性

第9章 アクチュエータの制御,モデリング,低電圧化について

第10章 人工筋肉,パワーアシスト,ロボット分野におけるアクチュエータ開発とその応用展開

第11章 医療分野におけるアクチュエータ開発とその応用展開

第12章 自動車,輸送機器分野におけるアクチュエータの応用展開

第13章 カメラ,ディスプレイ,プリンターなど電子機器・電化製品におけるアクチュエータの応用展開

第14章 産業機器,製造機械分野などへの応用展開


第15章 アクチュエータの新しい応用展開


◇第1章 アクチュエータの種類,そのメカニズム◇


  1. アクチュエータとは
    1.1 電磁アクチュエータ
    1.2 油圧アクチュエータ
    1.3 空圧アクチュエータ
    1.4 圧電アクチュエータ
    1.5 SMAアクチュエータ
    1.6 静電アクチュエータ
    1.7 高分子アクチュエータ
  2. アクチュエータが拓く新領域
    (a)医療・福祉分野
    (b)先端科学
    (c)産業技術
    
(d)環境
    (e)安全・安心


◇第2章 アクチュエータに用いられる材料とその応用−高分子材料系- ◇

第1節 導電性高分子によるソフトアクチュエータの研究動向,特性および課題
  1. ソフトアクチュエータの研究動向
  2. 導電性高分子の電気化学的酸化還元による伸縮
  3. ソフトアクチュエータの動特性
  4. 各種導電性高分子のソフトアクチュエータとしての特性
  5. ソフトアクチュエータの性能を決める要素と改善への課題

第2節 導電性高分子を用いたアクチュエータとその応用について
  1. 電解液フリーの導電性高分子アクチュエータ
    1.1 水蒸気で駆動するアクチュエータ
    1.2 ジュール熱によるH2Oの吸着・脱着により駆動するアクチュエータ
    1.3 電磁力により高速駆動するアクチュエータ
  2. 導電性高分子アクチュエータのバイオメディカル分野への応用
  3. 導電性高分子/CNT複合系のアクチュエータ

第3節 カーボンナノホーンを用いた高分子アクチュエータ
  1. ナノカーボン高分子アクチュエータの構成と特徴
  2. カーボンナノホーンの構造と特徴
  3. カーボンナノホーン集合体を用いたナノカーボン高分子アクチュエータ

第4節 刺激応答性超分子を用いたアクチュエータとその応用について
  1. 分子マシンとは
    1.1 ロタキサン・カテナン
    1.2 分子モーター
    1.3 刺し違い二量体
  2. ミクロからマクロへ
    2.1 分子モーターの回転を利用した光刺激応答性ゲル
    2.2 CD修飾ポリマーとアゾベンゼン修飾ポリマーから形成されるヒドロゲルの光刺激によるゾル−ゲル転移
    2.3 CD-アゾベンゼン修飾ポリマーゲル光刺激応答性超分子アクチュエータ
    2.4 CD-フェロセン修飾ポリマーゲル酸化還元応答性 超分子アクチュエータ
    2.5 分子マシンのスライドにより伸縮するアクチュエータ


◇第3章 アクチュエータに用いられる材料とその応用−エラストマー材料系-◇


第1節 誘電エラストマ人工筋肉の現状と動向 「省エネルギーアクチュエータと高効率発電素子の可能性」
  1. 誘電エラストマ人工筋肉とは
  2. 誘電エラストマ人工筋肉とは  
  3. センサへの応用 ( 身体センサなど)
  4. 医療・介護器具などへの応用
  5. ライフサイエンス分野への応用
  6. スピーカーや防振・防音への応用 7. 光デバイス等への応用


◇第4章 アクチュエータに用いられる材料とその応用−ゲル材料系-◇

第1節 ナノ・マイクロカーボンを活用した熱,電磁波駆動型アクチュエータの開発
  1. ナノ・マイクロカーボンの表面処理
  2. スマートナノカーボンの特性
  3. ナノ・マイクロ材料の複合化とアクチュエータの開発

第2節 光で駆動するゲルアクチュエータ
  1. 光応答の原理と特性
  2. 微小パターン照射によるシート表面形状制御
  3. マイクロバルブアレイの光独立制御
  4. 微小物体の自在運搬

第3節 ソフトアクチュエータPVCゲルの開発その応用について
  Q1 「PVCゲル」を用いたたソフトアクチュエータ開発の背景,経緯とは?
  Q2 「PVCゲル」の材料的な素材の特徴は?他のアクチュエータ用材料との違いは?
  Q3 「PVCゲル」を用いたソフトアクチュエータの構造や動作原理とは?
  Q4 「PVCゲル」を用いたソフトアクチュエータの想定される用途,応用先は?

第4節 膨潤ゲルから,可塑化高分子,エラストマー,結晶性ポリマーフィルムまで
    誘電性ポリマーアクチュエータ材料とその駆動特性
  1. 膨潤ゲル
    1.1 PVA-DMSOゲル
    1.2 PVA-DMSOゲルの電場による変形の機構
  2. 可塑化高分子
    2.1 ポリ塩化ビニル(PVC)の場合
    2.2 アメーバの偽足様変形(可逆的クリープ変形)
    2.3 偽足様クリープ変形の応用
    2.4 PVCゲルの電場変形の機構
  3. エラストマー
    3.1 ポリウレタン
    3.2 トリブロックコポリマー
  4. 結晶性ポリマーフィルム
    4.1 ポリエチレンテレフタレート(PET)
    4.2 ポリビ塩化ニリデン(PVDC)
  5. 電気機械変形以外の機能
    5.1 電気光学効果
    5.2 圧電効果


◇第5章 アクチュエータに用いられる材料とその応用−圧電材料系- ◇

 

第1節 圧電フィルムによる薄型アクチュエータの開発とその応用
  1.圧電フィルムアクチュエータの研究・開発動向
  2.圧電フィルムアクチュエータの能動制御システムへの応用
  3.能動振動・音響制御研究例
    3.1 アクチュエータをセンサとしても用いるセルフセンシングアクチュエータ
    3.2 膜状スピーカによる遮音制御
    3.3 波動吸収制御法

第2節 圧電ポリマーアクチュエータの材料とその応用
  Q1 「透明性ポリマー圧電体」を用いた薄膜アクチュエータを開発の経緯は?
  Q2 「透明性ポリマー圧電体」という新しい素材の特徴は?他の材料との違いは?
  Q3 「透明性ポリマー圧電体」を用いた薄膜アクチュエータの構造や動作原理とは?
  Q4 用途,応用先,技術課題は?

第3節 圧電セラミック素子/アクチュエータの劣化・破壊メカニズムと寿命時間評価
    (特に強誘電性セラミックス特有の劣化・破壊要因の解説)
  1. 圧電セラミックスの破壊要因とデータの処理法
    1.1 使用条件と破壊要因
    1.2 寿命時間と劣化・破壊の種類
    1.3 加速劣化試験法とデータ処理
    1.4 弱点破壊とワイブル分布
    1.5 破壊の実例
  2. 圧電セラミックス特有の劣化と破壊の要因
    2.1 強誘電体の分極
    2.2 圧電セラミックスの内部応力
    2.3 圧電振動子の非線形圧電現象
  3. 積層型圧電セラミックアクチュエータの寿命時間の評価
    3.1 積層型セラミックアクチュエータの構造
    3.2 積層型セラミックアクチュエータの寿命時間評価法
    3.3 平均破壊時間の算出法


第4節 静電フィルムアクチュエータの構成,構造とその応用
  Q1 「静電フィルムアクチュエータ」開発の背景・経緯とは?
  Q2 「静電フィルムアクチュエータ」の動作原理は?
  Q3 「静電フィルムアクチュエータ」の構成材料や製作プロセスは?
  Q4 「静電フィルムアクチュエータ」の用途・応用先,技術課題とは?

第5節 小型薄型の超音波/圧電アクチュエータ
  1. 突っつき型超音波モータ(高速回転型超音波モータ)
     1.1 動作原理
     1.2 各種構成
  2. 薄型リニア超音波モータ
     2.1 平板縦振動子を組み合わせた超音波リニアモータの構成
     2.2 双正方板リンク形単相駆動型超音波リニアモータの構成


◇第6章 アクチュエータに用いられる材料とその応用−金属材料,磁性材料系-◇

第1節 薄膜金属ガラスアクチュエータの材料とその応用
  1. 薄膜金属ガラス
    1.1 MEMS
    1.2 金属ガラス
    1.3 薄膜金属ガラス
  2. 高成形性形状記憶合金
    2.1 高成形性形状記憶合金の成形加工性
    2.2 高成形性形状合金の形状記憶挙動

第2節 形状記憶合金アクチュエータの概要とその応用
  1. 形状記憶効果と超弾性
    1.1 マルテンサイト変態
    1.2 変態と応力−ひずみ関係
    1.3 2方向(全方位)形状記憶処理
  2. アクチュエータへの応用
    2.1 バイアスばね利用
    2.2 形状記憶合金を用いた熱エンジン
    2.3 ロボットへの応用


第3節 磁性ソフトアクチュエータ
  1. 磁性ソフトアクチュエータ
  2. 磁性ゲルの可変粘弾性
  3. 磁性エラストマーの可変粘弾性

第4節 磁歪アクチュエータの原理とその応用
  1. 磁歪材料
    1.1 フェライト系磁歪材料
    1.2 超磁歪材料Terfenol-D
    1.3 新磁歪材
  2. 磁歪材料の利用法
    2.1 センサ
    2.2 発電
    2.3 アクチュエータ
  3. 磁歪アクチュエータの基本構造と磁歪関係式
  4. 応用事例
    4.1 微小位置決め装置
    4.2 拡大機構
    4.3 振動子
    4.4 球面モーター


◇第7章 新しいアクチュエータの開発と用いられる材料,その応用 ◇

第1節 機能性流体を応用したアクチュエータの材料とその応用
  1. 機能性流体とそれを応用したアクチュエータの概要
    1.1 ERFとそれを応用したアクチュエータ
    1.2 MRFとそれを応用したアクチュータ
    1.3 ECFとそれを応用したアクチュエータ
  2. 機能性流体を応用したアクチュエータの研究事例

第2節 電磁リニアアクチュエータの開発・設計と応用
  1. オンオフソレノイドと比例ソレノイドの動作原理
    1.1 ソレノイドに用いられる磁性材料の特性
    1.2 オンオフソレノイドの動作原理
    1.3 比例ソレノイドの動作原理
    1.4 比例ソレノイドの横力の概略計算と電流−力特性のヒステリシス
  2. ソレノイドの詳細設計(電磁界解析)
    2.1 電磁界解析の目的
    2.2 静磁場解析と動磁場解析
    2.3 連成解析への拡張
    2.4 ソレノイド設計における最適化


第3節 電磁共振・振動アクチュエータとその応用
  1. リニア振動アクチュエータの分類と特徴
    1.1 コイル可動形
    1.2 鉄心可動形
    
1.3 永久磁石可動形
  2. 応用事例
    2.1 家電・民生
    2.2 触覚提示デバイス
    2.3 アクティブ制振装置

第4節 プラズマアクチュエータによる流れの制御
  1. プラズマアクチュエータの作動原理
  2. プラズマアクチュエータの数値シミュレーション,流体制御への応用例

第5節 DBDプラズマアクチュエータ(同軸型,向心型)の構成とその応用,可能性
  1. 当該技術を開発するに至った背景と経緯
  2. DBDプラズマアクチュエータの原理,構成,その特徴
  3. 技術的課題
  4. 構成構造と特性
  5. 当該技術の応用と可能性


◇第8章 超精密アクチュエータ,マイクロアクチュエータの構成構造,その応用の可能性◇

第1節 圧電アクチュエータを用いたピンセット型マイクロマニピュレータ
  1. 把持検出と把持物体の質量推定
    1.1 把持の検出
    1.2 質量の推定
  2. ピンセットの構造
  3. 実験
    3.1 把持による周波数変化 3.2 実験とシミュレーションの比較

第2節 エバネッセント波およびエバネッセント干渉場による光マニピュレーション
  1. エバネッセント場とエバネッセント干渉場
  2. 光圧によるマニュピーション

第3節 マイクロアクチュエータシステムと電子顕微鏡マイクロマニュピレータへの応用
  1. インパクト駆動機構を用いたワイドレンジ小型ピエゾアクチュエータ
    1.1 インパクト駆動機構
    1.2 圧電インパクト機構の高剛性化
  2. 電子顕微鏡マイクロマニュピレータへの応用・可能性
    2.1 背景
    2.2 電子顕微鏡用マニピュレータ
    2.3 カーボンナノチューブプローブ
    2.4 マグネタイト(Fe3O4),ヘマタイト(Fe2O3)微粒子の計測


第4節 静電駆動型マイクロアクチュエータの構造・動作特性と応用展開
  1. マイクロアクチュエータにおける静電駆動方式の位置付け
    1.1 MEMSにおける静電駆動型マイクロアクチュエータの歴史
    1.2 静電駆動型マイクロアクチュエータの特徴
  2. 静電駆動型マイクロアクチュエータの基本構造・動作特性
    2.1 静電エネルギーと静電気力
    2.2 静電駆動型マイクロアクチュエータ
    2.3 櫛歯型静電マイクロアクチュエータ
    2.4 捩れ梁マイクロアクチュエータ 2.5 静電フィルムアクチュエータ
  3. 静電駆動型マイクロアクチュエータの応用
    3.1 情報機器応用
    3.2 ハイブリッド方式による大変位アクチュエータ

第5節 光導波性を示すポリマサブミクロンファイバを用いた新しいアクチュエータ
  1. ポリマサブミクロンファイバの光導波性
    1.1 ポリマサブミクロンファイバの作製
    1.2 ポリマサブミクロンファイバの伝播損失
  2. ポリマサブミクロンファイバの圧電的挙動
    2.1 ファイバマットが示す圧電的性質
    2.2 圧電性ファイバマットの応用展開
  3. ポリマサブミクロンファイバ内部でのポリマ分子鎖の内在状態


◇第9章 アクチュエータの制御,モデリング,低電圧化について◇

第1節 イオン性電気活性ポリマーを用いた力学センサの計算モデリング
    (アクチュエータモデルからの展開)
  1. 導電性高分子(CP)を用いた力学センサのブラックボックスモデル
  2. 導電性高分子(CP)を用いた力学センサの数値シミュレーション
  3. 水和IPMCを用いた力学センサの数値シミュレーション

第2節 釣糸人工筋アクチュエータの制御指向モデリングと制御
  1. コイル形状の釣糸人工筋アクチュエータ(TCPA)の物理原理
    1.1 温度変化に基づく応答の原理
    1.2 釣糸人工筋アクチュエータの形状と作製法
  2. TCPAの作製とジュール加熱による電場駆動
    2.1 コイル形状の釣糸人工筋アクチュエータ
    2.2 ニクロム線によるジュール加熱
  3. 電圧駆動される釣糸人工筋アクチュエータのモデル化
    3.1 モデル化
    3.2 実験データを用いたシステム同定
  4. モデルに基づく位置制御系の設計と実験
    4.1 非線形補償を用いたPIDフィードバック制御
    4.2 フィードフォワード制御の併用(2自由度制御)
    4.3 制御実験


第3節 拮抗型釣糸人工筋アクチュエータのフィードバック制御
  1. 拮抗型アクチュエータ
  2. モデリング
  3. 数値シミュレーション
  4. 実験検証

第4節 モデリング手法に基づく櫛歯アクチュエータの解析とエレクトレット化による低電圧駆動・新機能
  1. 櫛歯アクチュエータのモデリング
    1.1 解析モデルとラグランジュの運動方程式
    1.2 櫛歯アクチュエータの等価回路
    1.3 櫛歯アクチュエータの評価法
    1.4 多自由度系の解析
    1.5 半導体としての取り扱い
    1.6 櫛歯間のプルイン
  2. エレクトレット化櫛歯アクチュエータ
    2.1 特徴
    2.2 カリウムイオンエレクトレット法
    2.3 応用

第5節 ゲルが示す蠕動運動の外的制御
  1. ゲルの蠕動運動の可視化
  2. BZ反応に伴うゲルの蠕動運動
  3. 物質添加による蠕動運動の制御


◇第10章 人工筋肉,パワーアシスト,ロボット分野におけるアクチュエータ開発とその応用展開◇

第1節 空気圧ゴム人工筋を用いたパワーアシストウェア
  1. マッキベン型空気圧ゴム人工筋
    1.1 基本特性とパワーアシストウェアへの応用
    1.2 パワーアシストウェアへの展開
    1.3 細長ゴム人工筋(Musclestring)の製造
  2. 湾曲型人工筋
  3. ツイスト型人工筋
  4. パワーアシストウェアの実用事例

第2節 ソフトアクチュエータと空圧人工筋肉
  1. マイクロ空圧ソフトラバーアクチュエータ
  2. バブラアクチュエータ
  3. 空圧ソフトラバーアクチュエータの医療分野への応用
    3.1 自走型大腸内視鏡
    3.2 胃X線検査用腹部圧迫ソフトアクチュエータ
  4. マッキベン型細径人工筋肉
  5. 細径人工筋を用いた筋骨格ロボット
    5.1 股関節の筋骨格ロボット
    5.2 膝関節の筋骨格ロボット
    5.3 足関節の筋骨格ロボット

第3節 球面アクチュエータの開発とその応用
  1.多極球面同期モータ
  2.正六面体と正八面体に基づく球面ステッピングモータ

第4節 生体分子モーターを用いた分子ロボットの作製
  1. 生体分子モーターの能動的自己組織化
  2. 生体分子モーターを用いた集団運動
  3. 生体分子モーターの長寿命化

第5節 磁気ギアードモータとロボット分野への応用
  1. アクチュエータに対する要求特性と達成手段
    1.1 パワードスーツ用アクチュエータに要求される特性
    1.2 人共存型ロボット用アクチュエータに要求される特性
    1.3 歯車による高トルク密度化
    1.4 モータ自体の高トルク密度化
  2. 磁気歯車の研究動向
  3. 磁気ギアードモータ
    3.1 磁気ギアードモータとその研究動向
    3.2 磁気ギアードモータの構造と動作原理
  4. 磁気ギアードモータの設計事例
    4.1 解析による性能比較
    4.2 試作機の特性
    4.3 実用化に向けた課題

第6節 多自由度球面アクチュエータとロボット駆動への応用
  1. 多自由度システムについて
    1.1 多自由度システムの台頭
    1.2.多自由度システムの課題
    1.3 多自由度電磁アクチュエータの多自由度システムへの適用可能性
  2. 現在研究されているアクチュエータの現状
    2.1 シェフィールド大学
    2.2 アーヘン工科大学
    2.3 ジョージア工科大学
    2.4 大阪大学
    2.5 東北学院大学
    2.6 アイントホーフェン大学
  3. ロボット駆動へ向けた課題への取り組み
    3.1 アクチュエータの高トルク密度化
    3.2 三自由度位置センシングシステムの開発
    3.3 コイル相数の削減
    3.4 評価手法の確立
    3.5 性能試験システムの開発

第7節 IPMCアクチュエータ・センサシステムの構築
  1. 柔らかなロボットの実現に向けて
  2. 表面電極分割によるIPMCの多自由度化
  3. ソフトなヘビ型水中ロボット
  4. 双安定アクチュエータ構造
  5. IPMCアクチュエータとセンサの同時使用

第8節 アクチュエータ技術を用いたナノジャッキとその応用

第9節 高分子アクチュエータの生物型超小型水中ロボットへの応用
  1. 首振り型水中マイクロロボット
  2. 2PDLを用いた多自由度水中歩行ロボット
  3. 八足水中マイクロロボット
  4. 多機能水中ロボット
  5. 赤外線制御による水中マイクロロボット


◇第11章 医療分野におけるアクチュエータ開発とその応用展開◇

第1節 組織工学技術を用いたバイオアクチュエータの開発とその応用
  1. 組織工学
  2. 筋組織とバイオアクチュエータ
  3. 組織工学で作製した培養骨格筋
  4. 我々の培養骨格筋
    4.1 培養骨格筋の作製
    4.2 構造の評価
    4.3 等尺性収縮力の評価

第2節 高分子アクチュエータ/センサの医療応用
  1. 高分子アクチュエータ
    1.1 高分子アクチュエータの性能
    1.2 イオン導電性高分子アクチュエータ
    1.3 IPMCの作成方法
    1.4 IPMCの発生力と電気的インピーダンス
  2. IPMCの医療応用例
    2.1 関節駆動機構
    2.2 管腔臓器
  3. IPMCのセンサ機能
    3.1 IPMCセンサの特徴
    3.2 IPMCを用いたスマートテキスタイル
  4. 生体適合性

第3節 ブドウ糖アクチュエータを用いた人工すい臓モデル
    (グルコース駆動&濃度制御システム)の開発
  1. 有機エンジン技術を用いたグルコース減圧機構
  2. グルコースによる間欠的な薬物放出機構
  3. 閉ループ系グルコース濃度制御システム(人工すい臓モデル)


◇第12章 自動車,輸送機器分野におけるアクチュエータの応用展開◇

第1節 多層圧電アクチュエータの信頼性・耐久性評価と燃料インジェクタへの応用
  1. 多層圧電アクチュエータの電極端近傍電気力学場集中
  2. 燃料インジェクタ用多層圧電アクチュエータの極低温・高温電気力学挙動

第2節 能動振動・騒音制御で用いられる各種アクチュエータとセンサについて
  1.能動振動・騒音制御とその研究・開発動向
    1.1 構造物の設計とアクティブコントロール
    1.2 自動車・輸送機器の能動振動・騒音制御
  2.能動制御システムの構成要素
    2.1 システム構成要素と制御様式
    2.2 アクチュエータおよびセンサの特性
  3. 能動振動・音響制御のためのアクチュエータ
    3.1 システム要素としてのアクチュエータ
    3.2 能動振動制御
    3.3 能動音響制御
  4.能動振動・音響制御のためのセンサ
    4.1 システム要素としてのセンサ
    4.2 能動振動制御
    4.3 能動音響制御
  5.能動振動・音響制御のための圧電センサ/アクチュエータ
    5.1 圧電効果
  6.能動振動・音響制御研究例
    6.1 圧電フィルムセンサ/アクチュエータによるはりの振動制御
    6.2 平板スピーカによる能動遮音制御

第3節 流れ場制御によるパンタグラフ舟体の空力音低減手法の研究
  1. 物体表面で剥離を抑制する手法(PAの適用)
    1.1 PAの概要とパンタグラフ舟体への適用
    1.2 風洞試験による剥離抑制効果の確認
    1.3 CFD解析による空力音低減効果の予測
  2. 流れ場に能動的に擾乱を付与する手法(SJAの適用)
    2.1 SJAの概要とパンタグラフ舟体への適用
    2.2 風洞試験による流れ場制御効果と空力音低減効果の把握


◇第13章 カメラ,ディスプレイ,プリンターなど電子機器・電化製品におけるアクチュエータの応用展開◇

第1節 積層型ピエゾアクチュエータによる高速液体レンズ
  1. ダイナモルフレンズ(DynamorphLens)
    1.1 可変焦点原理
    1.2 高精度球面形状をもつ液−液界面の形成
  2. 試作品とその性能
    2.1 試作品
    2.2 光学特性
    2.3 応答特性
    2.4 試作品のまとめ
  3. 応用例
    3.1 高速フォーカストラッキング
    3.2 動的シーンにおける被写界深度拡張

第2節 形状記憶合金を用いたアクチュエータと,触感デバイスや自動車電子機器への応用について
  Q1 「通電型形状記憶合金」を用いたアクチュエータ,
触感デバイスを開発する至った背景,経緯とは?
  Q2 「通電型形状記憶合金」の素材としての特徴は?
  Q3 「通電型形状記憶合金」を用いたアクチュエータ,触感デバイス動作原理とは?
  Q4 「通電型形状記憶合金」を用いたアクチュエータ,触感デバイスの想定される用途,応用先は?
  Q5 現在検討されているメーカーや商品メーカーの方の反応は?
  Q6 技術課題,提案して欲しい技術や材料とは?

第3節 アクチュエータやセンサなどによる触感や握り心地表現とその可能性
  Q1 ヒトの指が「触感」や「触り心地」を感じる仕組みとは?
  Q2 「触感」や「触り心地」を人工的に再現する上でのアクチュエータやセンサの役割とは?
  Q3 「触感」や「触り心地」を測る方法について,官能検査的な評価法と工学的な評価法とは?
  Q4 「触感」や「触り心地」をアクチュエータやセンサで応用,用途とは?
  Q5 技術的な課題とは,提案して欲しい技術や装置,素材などは御座いますか?


◇第14章 産業機器,製造機械分野などへの応用展開◇

第1節 圧電アクチュエータと応用
  1. 積層圧電アクチュエータの構造と動作原理
  2. 積層圧電アクチュエータの変位量
  3. 積層圧電アクチュエータの使用方法
  4. スマートフォン向け音響デバイスへの応用


第2節 アクチュエータと産業機器への応用
  1. 機械式アクチュエータ
    1.1 動力伝達
    1.2 操作方式
    1.3 手動操作機構
    1.4 防爆構造
    1.5 制御方式
  2. ダイレクトモータ式アクチュエータ
    2.1 ダイレクトモータ方式
    2.2 基本構造
    2.3 特長
  3. 産業機器への応用
    3.1 ガイドベーン
    3.2 扉開閉
    3.3 緊急遮断弁

第3節 アクチュエータを用いたリニア直流モータについて
  Q1 「アクチュエータを用いたリニアモーター」開発の背景,経緯とは?
  Q2 「アクチュエータを用いたリニアモーター」のその構造や原理,特徴は? 
  Q3 「アクチュエータを用いたリニアモーター」の研究テーマにおける技術課題とは?

第4節 光スキャナ用共振形高速振動アクチュエータについて
  Q1 「光スキャナ用共振形高速振動アクチュエータ」取り組むた経緯とは?
  Q2 「光スキャナ用共振形高速振動アクチュエータ」の構造や動作原理は?
  Q3 「光スキャナ用共振形高速振動アクチュエータ」の想定される用途は?
  Q4 技術課題,提案して欲しい技術や材料は御座いますいますか?

第5節 アクチュエータの組み合わせによる三脚パラレルメカニズムの開発とその応用
  1. パラレルメカニズム
  2. 平面運動形三脚パラレルメカニズム
    2.1 構成と構造
    2.2 運動学解析
    2.3 平面駆動リニアアクチュエータ
    2.4 運動特性と動作領域
  3. 回転運動形三脚パラレルメカニズム
    3.1 構成と構造
    3.2 運動特性と動作領域
  4. 三脚パラレルメカニズムの応用
    4.1 フライトシミュレータへの応用
    4.2 三次元プリンタへの応用
    4.3 パーソナルモビリティビークル


◇第15章 アクチュエータの新しい応用展開◇

第1節 エネルギーハーベスト向け部材,デバイスにおけるアクチュエータとその可能性
  1. 力学的エネルギーからのハーベスティング技術
  2. 力学的エネルギーからのハーベスティング技術におけるアクチュエータの活用
    2.1 力学的エネルギーハーベスティングとアクチュエータを組み合わせる意義
    2.2 アクチュエータによる自動周波数チューニング
    2.3 ジャイロ発電
    2.4 磁歪・圧電複合材料の利用
  3. 熱エネルギーからのハーベスティング技術におけるアクチュエータの活用
    3.1 熱電発電の課題
    3.2 バイメタル利用熱発電
    3.3 熱音響発電
    3.4 形状記憶合金利用熱発電
  4. その他のハーベスティング技術におけるアクチュエータの活用
    4.1 電磁波・電磁場からの発電
    4.2 湿度差からの発電
    4.3 心筋細胞を利用した発電


第2節 デジタル・セルフパワード振動制御:アクチュエータ技術の宇宙工学への可能性
  1. 将来の宇宙工学で求められる振動制御の手法
  2. デジタル・セルフパワード振動制御
  3. デジタル・セルフパワード振動制御システムを用いた制振実験
  4. パンタグラフ型変位縮小機構を用いた圧電アクチュエータの利用

第3節 極限環境下での作業用ロボットなどへの可能性を持った空圧ソフトアクチュエータの開発
  1. 極限環境の分類
  2. 空圧ソフトアクチュエータ・メカニズムと極限環境
  3. 極低温用ソフトフィルムアクチュエータ
    3.1 ポリイミド同士の溶着技術の確立
    3.2 フィルムアクチュエータの構造と原理
    3.3 空圧アクチュエータ用クライオスタット
    3.4 液体窒素温度環境における駆動

 

アクチュエータ 書籍