●谷口先生有什么?
这是我们实验室正在开发的“使用形状记忆合金和肘节机构的跳跃月球探测器”机taptap点点188。
● 月球探索?
我们从2017年开始研究探索月球表面的机taptap点点188。契机是我受邀参加东大阪市宇宙开发合作社SOHLA的新型机taptap点点188联合研究,该公司于2009年发射了小型人造卫星Maido 1。我们负责开发采用形状记忆合金的机构,月球表面跳跃移动机taptap点点188“Maido 2”诞生了。它还在2025年日本世界博览会(大阪/关西博览会)上展出。照片 1)。
除了“Maido 2”之外,我们还在实验室中使用相同的机制开发原创机taptap点点188。我们目前生产两种类型(照片 2、图 1 和 2)。
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(照片1)“Maido 2”在大阪/关西博览会展出
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(图2)我们实验室正在研制的“可以任意方向转动的月球熔岩洞穴探测器”(左)和“刮沙跳跃的小型月面探测器”
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(图1)可任意方向转动的月球熔岩洞探测器 -
(图2)一个小型月球表面探测器在沙子中跳跃
●为什么使用形状记忆合金?
形状记忆合金体积小、重量轻,但可以产生很大的力。据说将100克从地球运送到月球的成本为1000万日元,因此需要在开发时考虑到轻量化。另外,由于它具有“利用热量进行操作”的特性,因此有可能利用月球的温度环境进行操作,因此我们将其用作执行器。
●什么是执行器?
执行器是将能量转换成机械运动的装置。我们周围的许多地方都使用执行器。例如,电动机。当电流流动时,电机移动并可以旋转轮胎等。人体肌肉也可以被认为是执行器。食物产生的能量用于移动肌肉。这款探月机taptap点点188利用形状记忆合金因热能而收缩作为驱动源(图 3)。
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(图3)㊧电动机将电能转化为旋转能。㊨在探月机taptap点点188中,利用形状记忆合金因热能产生的收缩作为驱动源
●航天器的名称中还包含“切换机构”一词。什么是切换机制?
肘节机构是一种可以放大力的机构。连接两根连杆(扁杆),一端固定,另一端可滑动,然后从弯曲状态拉伸。越直,产生的力就越大(图 4)。
通过使用肘节机构增加形状记忆合金执行器的力,操作强力弹簧并实现基于弹簧的跳跃(图 5)。
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(图4)可以通过使用肘节机构来增加力量 -
(图5) ①初始状态 ②当形状记忆合金通电加热时,肘节机构因收缩而伸长,弹簧伸长 ③当肘节机构被释放时,弹簧立即收缩并跳跃
●开发过程中遇到什么困难?
起初,我们想到利用形状记忆合金的收缩作为操作弹簧的唯一驱动源。然而,人们发现形状记忆合金具有收缩时力减小的特性。另一方面,弹簧移动得越多,导致其返回到其原始状态的排斥力就越大,使得仅利用形状记忆合金的力来移动弹簧变得困难。在寻找解决方案时,他想到了使用可以放大力量的肘节机构的想法。通过设计结构,我们完成了允许弹簧跳跃的机制。
● 通过结合各种技术来扩大可能性。
在研发中,技术知识的连接和倍增非常重要。为此,您首先需要知道。我告诉我的学生,“拥有各种各样的抽屉很重要。”
在实验中,我们教导提出假设(预测结果)并思考实验结果的意义非常重要。当结果没有达到预期时,重要的是要思考“啊?为什么?”通过思考失败的原因以及您可以采取哪些措施来实现目标,您就会意识到问题并找到解决方案。开发的部分乐趣在于一次又一次接受挑战并且永不放弃。
这款探月机taptap点点188也经历了反复试验,其功能和外形逐年演变。照片 3)。
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(图3)2017年开始的探月机taptap点点188历史
●谷口教授的专业是“软机taptap点点188”。在日语中,它的意思是“软机taptap点点188”。请告诉我们您为什么从软件角度考虑机taptap点点188,因为机taptap点点188具有很强的硬度。
人类和生物在适应环境的过程中会灵活地移动,有时会表现出随机的行为,但仍然以某种方式以良好的方式发挥作用。我正在研究软机taptap点点188技术,因为我希望机taptap点点188也有这方面的功能。软机taptap点点188技术是与具有灵活性的机taptap点点188相关的研究。通过在机taptap点点188和设备中使用利用气压或热量进行操作的轻质、灵活的软执行器以及软材料,机taptap点点188和设备可以实现灵活的运动,减少与人接触的影响,并适应各种环境。柔软度的增加也提高了安全性。
除了探月机taptap点点188外,我们实验室还在进行软体机taptap点点188、儿童动力假手、关节运动支撑装置、用于动物治疗的月水母机taptap点点188、褥疮预防装置等方面的研究。
我们不仅重视以软的方式思考机taptap点点188,而且重视让我们的想法变得软(灵活)。
在大阪/关西博览会上,与IT公司“iPresence”联合开发的远程拥抱机taptap点点188“FuAra”也亮相。能够拥抱远方的人的感觉被称为“交流的未来”。