福祉機器開発プロジェクト非公式ブログ

夏休み突入

お久ぶりです。
大学も今日から夏休みに入りました。
今年度は8月23日から活動開始予定です。
それまではお休みです。

プロジェクトの進捗状況はというと…
○機構班
コンペが終わり、正式機の設計
FRPによるソケットの試作
新入生の設計・加工練習

○制御班
dsPICと呼ばれる信号処理用のICによるフーリエ変換の導入
プリント基板による正式機用回路の製作

というような状況です。

相変わらず、機構班は予定から遅れております(汗)

制御班はマイコン間通信が成功し、モータ制御用に片方のマイコンを、
筋電位の波形処理用にもう片方のマイコンを使用できるようになったのですが…
処理がイマイチ向上せず、今年度はマイコン1つでいこうかと…(汗)

両方の班ともに夏休み中の進み具合が重要です！！

夏休みが明けると中間報告会と工大祭が待っています。
みんな！！暑さに負けずガンバってくれ～！！

オープンキャンパス

遅くなりましたが…7月17日・18日にかけて金沢工業大学でオープンキャンパスが開催されます。

今回は…
我が福祉機器開発プロジェクトも展示することになりました！！

本プロジェクトの展示は夢考房41にて行う予定です。

当日は筋電義手を動かし、実演することはできませんが、動画を流す予定です。

よろしければ、是非ご参加ください。

3ヵ年計画

これはプロジェクト発足当初からの計画の名前です。
第1期と第2期があり、今年は第2期3ヵ年計画の最終段階！！

というコトで、今回はプロジェクト発足からの計画について書きたいと思います。

まず、第1期3ヵ年計画です。こちらは…

「市販品よりも安価・容易な制御方法を備えた筋電義手の開発」

というコンセプトのもと、3本指の筋電義手の完成を目指した計画です。

2005年から2007年までの3年間取り組みました。

2007年度、3本指の筋電義手が完成したのですが、もちろん実用には程遠いモノでした。
　
この当初は知識・技術がなく、目標の達成というよりも

「とにかく作ってみよう！！」

というような意味合いが強かったそうです。

そして、現在取り組んでいるのが、第2期3ヵ年計画！！
それがこちら↓

これは、

「多指機構を有し、
　　人間の手に近い柔らかな動きを行い、
　　　モジュール化することによって調整および修理が容易に行える
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　筋電義手の完成」

という最終目標を新たに設定し、5本指の筋電義手の完成を目指し、計画したものです。

2008年度は掌・前腕部を追加し、より人間の手に近い把持動作を可能にし、2009年度は多指機構の確立を目標に5本指の筋電義手の開発を目指します。2010年度はモジュール化に取り組み、整備および修理が容易に行える筋電義手の開発を目指します。

というように1年毎に目標のクリアを目指して活動中です！！

今年度が最終段階です…

5本指の筋電義手の完成をご期待ください！！

指の動作機構

一昨年まではワイヤとプーリによって指を動かしていました。
昨年度、初めて5本指の筋電義手を製作する際、

指を5本に増やしても軽くしよう！！

というコトで、リンク機構の指を採用しました。

↑コレは3Dの設計ソフトにてシミュレーションを行ったときの動画です。
指の根元にある黒いのがモータです。

リンク機構を採用したことで、部品数が少なくなり、
小型・軽量化が実現し、加工時間の短縮にも繋がりました。

指の曲がる順番が不規則であったため、指の根元にバネを取り付け、
部品同士の摩擦軽減のため、フッ素樹脂テープを貼るなど
問題点を改善したのですが、

加工精度や整備性の向上などの課題も残りました(汗)

FRP

繊維強化プラスチックのことです。軽くて強度もあり、車の外装などにも使われています。
また、好きな形に成型でき、使用者の腕の形に合ったソケットの製作が可能です。

夢考房に樹脂専用の設備があるので、昨年度から技術習得のための練習を行っていました。

昨年度は樹脂に関しての知識がなかったため、
樹脂を使っている他のプロジェクトの方や技師さんに教えてもらいつつやっていたのですが…
イマイチうまくいかず(汗)

今年度に入って、やっと完成品ができるようになってきました。(^_^A;
↓これが試作品です。形はまだまだですが…
とりあえず、人の腕に沿うように作りました。

今年度から筋電義手のソケット部分はFRPで製作する予定ですので、乞うご期待！！

気づけばもう6月･･･(=_=;)

更新が遅れてしまい、すいません(汗)

もう6月です…まだまだ新入生の教育で忙しいです(汗)
最終的に今年入った新入生は15人！！
そのうち、機構班は8人、制御班は7人となっています。

現在、機構班では、昨年度と同様に新入生にも設計・製作の工程を体験してもらうため、「設計・加工練習」と題して人差指を設計・製作してもらっています！！

そして、上級生は、試作機の設計・製作を行っています。今年度は各メンバーがそれぞれ指を設計し、コンペティションを行ったうえで正式機の設計を行うので、忙しいです。コンペの詳細はまた後日報告します。

制御班プログラム係では、マイコン間で相互に通信を行うことで処理速度の向上を目指して、日々マイコンと格闘中(汗)
いわば、CORE 2 DUOです(笑)
現在、一方向のみ通信が可能になりました。また、フーリエ変換をしてくれるICがあるらしく、現在、調査中です。同時進行でエンコーダ用プログラムも作成中。

制御班電気回路係はプリント基板製作のマニュアルを作成を終え、後輩へのプリント基板の技術継承と新入生の教育中。

現在の1番の問題は･･･

モータとエンコーダが届かないこと･･･(涙)
見積もりに時間がかかったこともあるのですが、モータ＆エンコーダ待ち状態です。(汗)

4月の活動

これは今年度の予定表です。見にくくて、すいません(汗)

私たちのプロジェクトでは、機構班と制御班の2班に分かれて活動しています。各班それぞれの進捗状況について説明します。

機構班
今年度はDCギヤドモータに取り付けたエンコーダで角度を読み取り、モータを制御します。そのため、先月はモータ選定を行いました。しかし、新年度の開始早々に計画が遅れています(汗)。モータとエンコーダ候補として3～4種類ほど挙がっているのですが、現在、管材へ見積もりを出したものの、返答待ちという状態です。

制御班
FFTを導入する上で、現在使用しているマイコンのままでは処理能力不足が見込まれます。そのため、マイコン間で通信を行い、処理能力の向上を目指します。そのため、マルチプロセッサプログラムの作成を行いました。しかし、こちらも行き詰っています…。

新年度早々ですが計画が遅れています(汗)新入生が大量に入り、新入生への教育に手が取られてしまっているという状況です。(言い訳ですが…)

2010年度

遅くなりましたが、今年度の活動内容について書きたいと思います。

今年度の主な活動内容は…

①機構のモジュール化
②ソケットをFRPで製作
③DCモータによる角度制御・速度制御
④FFTによる指の独立動作の実現
⑤プリント基板による両面基板製作

以上の5つです。

ここからは少し詳しく説明します。

・モジュール化
指や掌などをある一定の部分で交換・修理を行えるようにすることです。これにより、故障した場合は故障した部分のみを交換・修理することで、修理の手間・期間を減らします。

・FRP
これは、ガラス繊維などを樹脂で固めたものです。軽くて強度もあり、実際にソケットに使われています。現在、正式機への採用を目指し、製作練習中です。

・FFT
高速フーリエ変換のことです。これによって指の独立動作が可能となります。

・プリント基板
今まではユニバーサル基板で製作していたのですが、プリント基板により基板から製作することで、基板の小型化を目指します。

新入生

今年も例年どおり新入生説明会が4月初旬にあり、新入生が入ってくる時期になりました。今年は4月5日の部活・サークル紹介の夢考房の展示にも呼ばれました。

その影響もあってなのか…

現在、なんと新入生は9人！！
その内、1人が2年生で7人が1年生です。
一昨日は、この9人とは別に7人も見学にきてくれました！！

以前では考えられない人数です(汗)

しかも、そのうち2人はバイオ・化学部と建築学部です。

今年度はなかなか面白そうな活動になりそうです(笑)

把持フィードバック

把持フィードバックの動作の様子です。
これは物体を把持したという感覚を使用者にフィードバックするシステムです。

指先に取り付けたセンサで、指先にかかる圧力を検出し、左手に取り付けた機構で指を締め付けるという仕組みになっています。

義手を語る会という学会で
「義手がどれくらいの力で掴んでいるのか分かるようにしてほしい」
という意見を聞き、昨年度から導入しました。

しかし、左手に取り付けるので、両手での動作の邪魔になったり、正確にフィードバックできていないなど問題点が…(汗)

把持フィードバックは今年度も搭載する予定なので、さらなる改良を行っていきたいです。