空気圧駆動強化外骨格(パワードスーツ)の開発 / Making OSHW air pressure driven powered exoskeleton

前置き

Ciclop ベースのフォトグラメトリ系 3D スキャナを思いついて青写真を投稿したのですが、その後 Youtube を検索してみんな同じことを考えるものだと痛感。

OSHW の開発者に先を越される分には問題ないのですが、クローズドなものに先を越されるとその後の開発に支障がありそうでこわい。

よって「落書き+概念実証用ガラクタ」な段階ですが、現在設計&開発中の空気圧駆動強化外骨格の設計を本トピックにおいて CC BY-SA 4.0 で公開します。

完成品のイメージとしては


↑これのような大気圧潜水服に外付けでエアーシリンダーが複数くっついた感じを想像して下さい。

動力は圧縮空気。パワーアシスト・増力機構も考案済み。

必要に応じて(棘皮動物のキャッチ結合組織のように)関節がロックされることで、エネルギー消費を抑えるものになる予定。

設計図全図(ラクガキ段階)

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ページ毎データ

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概念実証装置群

股関節・肩関節の試作品

要改良。このままでは動きづらそう。

腕部、脚部向けの関節の試作品

過負荷で外れて中身の腕、足を切断……とならないよう対策が必要。

腰部用ひねり動作可能な蛇腹関節の試作品

腹肉挟みそう。要改善。

関節ロック機構の試作品

搭乗者が力を入れていない場合に関節をロックしたい(とっさにバランスを取りづらくなると予想される。足部に転倒防止機構の併用が必要?)。中腰での作業が楽になる?

肩部前後動作(案)

人間の肩部の構造は複雑で興味深いです。

胴体部(案)

意図せず昔懐かしいデザインに。そういえばかつてのロボットアニメでは蛇腹関節が多用されていました。

増力・倍力機構の試作品

上部アームと下部アームの角度差に応じてスピードコントローラーが開閉し、適宜下部アームを増力するしかけです。

動作の反転

こちらは動く半身を動力として動かない(動きづらい)半身を外部から動作補助する、半身麻痺者向け義肢/リハビリ装置の概念実証機。こちらも CC BY-SA 4.0 でどうぞ。

動作の拡大・縮小

プライマリ・レプリカ方式の搭乗型ロボにつかえるかも。 フルメタル・パニック! アーム・スレイブの「バイラテラル角」指定のような使い方が思いつきます。シリンダの直径比が 1:1 なら遠隔同期動作。色々応用出来そうです。

内装その他のアイデアメモ

要検証

既存の特許とのバッティングをチェックし、必要に応じて迂回技術を開発すること。

特許検索ポータルサイト | 経済産業省 特許庁
https://www.jpo.go.jp/support/general/searchportal/index.html

ライセンス / License

クリエイティブ・コモンズ・ライセンス
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完成品の構成素材には軽さから、ナノセルロースが良いかな?と考えています。それを塗装等で難燃化処理。

それまでの繋ぎとして、試作機の制作時はセルロースで繊維強化プラスチックっぽいことをしたいと考えています。複雑な構造のパーツも紙粘土をベースに樹脂で固めてしまえばそれっぽく作れるはず。概念実証向け装置で多用しているボイド管も、樹脂で固めれば濡れてふやける心配もなくなりそう。

課題は硬化時の発熱と、硬化の度合いです。燃えるのは危ないですし、硬すぎればもろくなって本末転倒ですから。

蛇足ですが、こちらは用意していたティザーサイトっぽいもの。オタク性を全面に出しました。

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私も開発を進めていきますが、本設計は CC BY-SA ですので、興味のある方はどんどん派生させて、いい感じのパワードスーツを作って下されば幸いです。

そっらっをじゆうにっ、とっびたっいなあああああ!!!

失礼しました。

パワードスーツにオートジャイロを組み込んで飛行型としたもの。
模型を作って飛ばして細部を整えて、いずれ実機へ。

オートジャイロを選択したのは 趣味 軽量化、簡素化をする上で有利との判断から。

参考文献

オートジャイロ - Wikipedia
ジェット・パック - Wikipedia
パラモーター - Wikipedia
Jetman in Dubai | Jetman UAE | Flying Jetman - Jetman Loft
Official Website - JetCat

ライセンス
CC BY-SA