機能設計研究室

機械機能設計研究室 機構設計研究室

キーワード 衝撃強度設計,機構設計,ものづくり,繊維機械,騒音解析,マルチスケール解析,ロボティクス,バイオメカニクス,医療福祉工学,工作機械

本研究室における研究領域相関図

本研究室は「機械の設計」の核となる「材料の力学」,「機械の運動学」の発展分野として,「衝撃工学」,「ロボティクス」,「バイオメカニクス」,「ナノメカニクス」を機軸に,機械の知能化,先進的な機械システムの創造に関する教育・研究を行っています.また,生産ラインの騒音低減システム,柔軟な製品開発のための先進的な設計システムの開発などを企業と共同で進めています.

機械材料の動的強度・衝撃変形に関する研究

機械材料の動的構成式に関する研究


衝撃負荷を多方向から作用させる
組合せ衝撃試験機

機械材料の動弾塑性解析を高精度化するために,組合せ繰返し負荷,温度およびひずみ速度依存性を考慮した動的構成式の提案を行い,その妥当性・有用性の検討を行っています.

等価棒法による衝撃応力解析に関する研究

衝撃を受ける機械構造の解析を簡便かつ迅速に行う手法として,各種構造部材を力学的性質が等価な丸棒に置換えた等価棒理論を提案し,その適用範囲の検証を行っています.

ロボットなどのメカニズム,センサに関する研究


複雑な加工が可能な
高精度パラレルロボット

ロボット用高精度パラレルメカニズムの開発

新たなロボット機構として,機械加工のようなきびしい作業を,高精度で,かつ,高速に行えるパラレルメカニズムを開発するとともに,その設計・制御方法の検討を行っています.

ヒューマノイド用触覚センサの研究

接触物の種類,位置,姿勢を認識可能とする,動物の体毛を模擬して開発した複数のウィスカからなる触覚センサを用いて,人間と共存するヒューマノイドロボットに触覚機能を備えさせるための研究を行っています.

医療福祉用ウェアラブルロボットに関する研究


手指の運動を補助する
ウェアラブルロボットハンド

身体に装着することで,手指・上体等の機能を補助・訓練・測定し,人体能力の向上と回復を図るパラレルメカニズムを利用したウェアラブルロボットの設計・開発を行っています.

工作機械の高精度化に関する研究

工作機械の加工精度に大きく影響する熱変形を簡便に補正するために,高々数点の温度測定のみから工作機械の熱変形を推定可能とする手法の開発を行っています.

インパクトバイオメカニクスに関する研究


頭部物理モデルと有限要素モデル

頭部傷害メカニズムの解明に関する研究

人体頭部の医用画像から精密な頭部物理および有限要素モデルを構築し,衝撃を受ける頭部の外傷発生メカニズムを実験・シミュレーションの両面から解明することを試みています.

子ども事故予防のための傷害解析・可視化に関する研究


らせん階段つき遊具の
頭部傷害危険度マップ

子どもにとって安心・安全な環境を評価し,遊具等の設計指針を明らかにするため,子どものシミュレーションモデルおよび同モデルによる解析法を開発することによって,各種事故の解析とその原因解明を可能にする手法の研究を行っています.

織機の騒音低減


織機の騒音計測

エアジェットルームは超高速で布を織ることのできる織機で,金沢はその世界的生産地です.しかし高速で運転されるため,その騒音が心配されます.そのため,種々の計測器や解析手法を用いて騒音の原因を究明し,騒音対策に役立てています.

繊維集合体の機械的特性計測とそのシミュレーション


糸の圧縮特性計測

繊維集合体は細長い有機材料(最近は金属や無機物も多くなりました)と空気との混合物で,力を加える方向によって変形の様子が大きく変わります.種々の計測機器を用いてその変形特性を測定するとともに,シミュレーションによってその変形挙動予測にトライしています.

原子スケール計算機実験によるナノ構造体の力学特性


ナノ構造体の変形シミュレーション

ナノスケール材料やナノ構造体に特有な構造や力学特性を解明するために,実験や従来の理論のみでは得ることが困難な知見を,原子スケールの計算機シミュレーションを用いて獲得することを目的としています.

マルチスケールモデルの開発


マルチスケール電子シミュレーション

個々の原子の運動を全て計算機で表現するには限界があります.そこで,効率良く解像度の高い計算を行なうために,例えば,必要な領域だけを原子レベルで計算し,変形があまり生じていない領域は連続体として近似してやる手法があります.このような異なるスケールを同時に取り扱うことのできる力学モデルの開発を行なっています.

ページのトップへ