論文 - 竹村　研治郎

Experimental Study on ECF-jet for ECF driven Micro Fingers

J. Inoue, S. Yokota, K. Takemura, K. Edamura

Proc. The 13th International Conference on Mechatronics Technology    CD-ROM 2009年10月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 査読有り

Theorerical Modeling of Electro-conjugate Fluid Flow

Hideki Yamamoto, Kenjiro Takemura, Shinichi Yokota, Kazuya Edamura, James R. Friend, Leslie Y. Yeo

Proc. The 13th International Conference on Mechatronics Technology    CD-ROM 2009年10月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 責任著者, 査読有り

Robotic Earthworm using Electro-conjugate Fluid - Confirmation of fundamental principle -

Kenichiro Tokida, Kenjiro Takemura, Shinichi Yokota, Kazuya Edamura

Proc. The 13th International Conference on Mechatronics Technology    CD-ROM 2009年10月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 責任著者, 査読有り

A multi-purpose Micro Fluid Power Component using Ultrasonic Vibration

Jun Gomi, Kenjiro Takemura

Proc. The 13th International Conference on Mechatronics Technology    CD-ROM 2009年10月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 最終著者, 責任著者, 査読有り

A Dual-Axis Liquid Rate Micro Gyroscope using Electro-conjugate Fluid

Yoshitsugu Ogawa, Shinichi Yokota, Kazuya Edamura, Kenjiro Takemura

Proc. The 13th International Conference on Mechatronics Technology    CD-ROM 2009年10月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 査読有り

Robotic Earthworm using Electro-conjugate Fluid

Kenichiro Tokida, Kenjiro Takemura, Shinichi Yokota, Kazuya Edamura

Proc. The 14th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics    633 - 634 2009年09月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 責任著者, 査読有り

ECF Liquid Rate Gyroscope

Shinichi Yokota, Mitsutoshi Hongo, Kenjiro Takemura, Kazuya Edamura, Tsunehiko Imamura, Hideo Kumagai

Proc. The 14th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics 13   625 - 626 2009年09月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 査読有り,  ISSN  1343-2869

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An electro-conjugate fluid (ECF) is a kind of functional fluid, which generates a powerful jet flow (ECF jet) when subjected to a high DC voltage. This study applies the ECF on a novel liquid rate gyroscope. The gyroscope has a liquid flow inside generated by the ECF jet When a rate is applied to the gyroscope, the flow drifts due to the Coliolis force. The gyroscope senses this drift by using hotwires to detect the applied rate. A prototype could successfully detect the applied rate with appropriate response.

Electrokinetic Actuation of Low Conductivity Dielectric Liquids

R.V. Raghavan, J. Qin, L.Y. Yeo, J.R. Friend, K. Takemura, S. Yokota, K. Edamura

Sensors & Actuators B （ELSEVIER）  140 （ 1 ） 287 - 294 2009年06月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  0925-4005

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There has been some amount of confusion over the origin of electrohydrodynamic phenomena responsible for the actuation of dielectric fluids in the presence of an electric field. Previous studies have accounted for the possibility of conduction pumping, ion drag pumping and induction pumping as driving mechanisms but have ignored the possibility of Maxwell (electric) pressure driven flow. Until recently, this mechanism has been poorly understood and as a result has often been overlooked. This paper demonstrates how a Maxwell pressure gradient can induce flow in dielectric liquids in the presence of a non-uniform field. We derive, from first principles using lubrication theory, an expression for the flow velocity which exhibits a quadratic dependence on the applied voltage and also proportionality to the ratio of the permittivity and viscosity. The theoretical predictions are supported by experimental results. Although we have examined the phenomenon for a particular class of dielectric liquids, it is believed that this mechanism could well be responsible for the actuation of other low conductivity dielectric fluids previously attributed to conduction or ion drag pumping. In any case, we discuss ways to identify the dominant mechanism by comparing the salient features for a given type of flow.

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電界共役流体を用いたマイクロ液体レートジャイロの研究

横田眞一，今村恒彦，鈴木守，竹村研治郎，枝村一弥，熊谷秀夫

日本機械学会論文集（C編） （Japan Society of Mechanical Engineers）  75 （ 750 ） 496 - 502 2009年02月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  0387-5024

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電界共役流体に発生するジェット流に角速度が加わるとコリオリ力により偏流する．しかし，ジェット流の偏流をホットワイヤにより直接センシングするとノイズが大きい．そこで，ノズルとジェット発生部を分離した新たな構造を提案し，レート検出におけるSN比を大幅に向上した．

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A Liquid Rate Gyroscope using Electro-conjugate Fluid

Kenjiro Takemura, Shinichi Yokota, Mamoru Suzuki, Kazuya Edamura, Hideo Kumagai, Tsunehiko Imamura

Sensors & Actuators A 149 （ 2 ） 173 - 179 2009年02月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 筆頭著者, 責任著者, 査読有り

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電界共役流体に発生するジェット流に角速度が加わるとコリオリ力により偏流する．この偏流量をホットワイヤの抵抗値の変化として検出する液体レートジャイロを開発した．

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ECF-jet Driven Micro Artificial Muscle Actuators and its Application to an ECF Micro Hand

Shinichi Yokota, Fumiya Yajima, Kenjiro Takemura, Kazuya Edamura

Proc. The Seventh International Conference on Fluid Power Transmission and Control （WORLD PUBLISHING CORPORATION）     33 - 37 2009年

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著

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We proposed a novel micro hand in which three kinds of soft actuators driven by ECF jet. The electro-conjugate fluid (ECF) Is, a dielectric fluid that works as a functional fluid, generating a powerful jet flow (ECF jet) when Subjected to high DC voltage. First, we have proposed an ECF micro artificial muscle Cell using ECF and integrated the cells. Second, we newly proposed and fabricated an ECF micro artificial antagonistic muscle, which consist of a pair of sleeve-type artificial muscles like. a McKibben type and a common tube. Finally, we proposed an ECF micro finger which is composed of two Fiber-reinforced soft tubes. The main advantage of the ECF soft actuator is tank and power source built-in.

Practical Design of a Liquid Rate Gyroscope using Electro-conjugate Fluid

Kenjiro Takemura, Shinichi Yokota, Tsunehiko Imamura, Kazuya Edamura, Hideo Kumagai

Journal of Systems and Control Engineering, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I （PROFESSIONAL ENGINEERING PUBLISHING LTD）  223 （ 6 ） 727 - 736 2009年

研究論文（学術雑誌）, 共著, 筆頭著者, 査読有り,  ISSN  0959-6518

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An electro-conjugate fluid (ECF) is a kind of dielectric fluid that works as a functional/smart fluid generating a powerful jet flow (ECF jet) when subjected to a high d.c. voltage. The authors previously proposed the first liquid rate gyroscope in the world using ECF. The ECF liquid rate gyroscope proposed uses the drift of the ECF jet due to the Coriolis force when an angular motion is applied. The contribution of the proposed concept to gyroscope technology is that it provides the possibility of a low-cost micro gyroscope with inherent robustness to external impact. To move beyond a mere laboratory curiosity, the present paper describes the practical design of an ECF liquid rate gyroscope and characterizes the prototype. The ECF liquid rate gyroscope developed in this study has a scale factor, range of detection, resolution, and linearity of 32 mV/(degrees/s), +/-400 degrees/s, 0.04 degrees/s, and 2 per cent of full scale (with a range of +/-60 degrees/s), respectively. These results show that the ECF liquid rate gyroscope could possibly become the next generation standard of micro gyroscopes.

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A Liquid Rate Gyroscope using Electro-conjugate Fluid

Shinichi Yokota, Tsunehiko Imamura, Kenjiro Takemura, Kazuya Edamura, Hideo Kumagai

Proc. The Fourth International Conference on Intelligent Sensors, Sensor Networks and Information Processing    CD-ROM 2008年12月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 査読有り

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電界共役流体を流動の圧力源として，ノズルにより生成されるジェット流に角速度が加わった際に生じる偏流を検出するレートジャイロを開発し，実験的に特性を明らかにした．また，アラン分散解析によってジャイロのドリフト特性を明らかにし，次世代マイクロジャイロのスタンダードとしての可能性を示した．

A Cell-integrated ECF-jet driven Artificial Muscle Actuator

Fumiya Yajima, Kenjiro Takemura, Shinichi Yokota, Kazuya Edamura

Proc. The 12th International Conference on Mechatronics Technology    CD-ROM 2008年10月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 査読有り

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電界共役流体を利用して，液圧駆動でありながらポンプ，アクチュエータ部，タンクを一体化した人工筋を開発し，これを複数個集積化した際の駆動とくしを明らかにした．

A Liquid Rate Gyroscope using Electro-conjugate Fluid - Practical Design and Characterization -

Shinichi Yokota, Kenjiro Takemura, Mamoru Suzuki, Kazuya Edamura, Hideo Kumagai and Tsunehiko Imamuras

Proc. IEEE/RSJ 2008 International Conference on Intelligent Robots and Systems    CD-ROM 2008年09月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 査読有り

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電界共役流体を流動の圧力源として，ノズルにより生成されるジェット流に角速度が加わった際に生じる偏流を検出するレートジャイロを開発し，実験的に特性を明らかにした．

Earthworm type Robot driven by Electro-conjugate Fluid

Kenjiro Takemura, Young-Pyo Hong, Kazuya Edamura, Shinichi Yokota

Proc. 17th CISM-IFToMM Symposium on Robot Design, Dynamics, and Control    85 - 92 2008年07月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 筆頭著者, 査読有り

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電界共役流体を用いてミミズの運動パターンおよび構造的柔軟性を模倣した新たな移動ロボットを開発し，駆動特性を実験的に明らかにした．

Integration of Micro Artificial Muscle Cells using Electro-conjugate Fluid

Kenjiro Takemura, Fumiya Yajima, Shinichi Yokota, Kazuya Edamura

Sensors & Actuators A （ELSEVIER SCIENCE SA）  144 （ 2 ） 348 - 352 2008年06月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 筆頭著者, 責任著者, 査読有り,  ISSN  0924-4247

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軸方向に繊維強化したゴムチューブの内圧を，電界共役流体に発生する流動により制御したマイクロ人工筋を複数個集積化し，このときのた駆動特性を明らかにした．

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Electrokinetic Actuation of Low Conductivity Dielectric Fluids

Rohan Raghavan, Jason Qin, Leslie Y. Yeo, James R. Friend, Kenjiro Takemura, Kazuya Edamura, Shinichi Yokota

Proc. ASME the Sixth International Conference of Nanochannels, Microchannels and Minichannels    CD-ROM(ICNMM2008-62239) 2008年06月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 査読有り

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電界共役流体に発生する流動は工学的に有効なパワー源と成りうるもののその流動メカニズムは不明であった．本研究ではマクスウェル応力を流体の基礎式に導入し，電界共役流体の流動モデルを提案し，実験と比較した．

Concept of a Liquid Rate Gyroscope using an Electro-conjugate Fluid

Shinichi Yokota, Mamoru Suzuki, Kenjiro Takemura, Kazuya Edamura, Hideo Kumagai, and Tunehiko Imamura

Proc. IEEE International Conference on Robotics and Automation （IEEE）     317 - 322 2008年05月

研究論文（国際会議プロシーディングス）, 共著, 査読有り,  ISSN  1050-4729

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電界共役流体に発生するジェット流に角速度が加わるとコリオリ力により偏流する．この偏流量をホットワイヤの抵抗値の変化として検出する液体レートジャイロを開発した．

Control of multi-dof ultrasonic actuator for dexterous surgical instrument

Kenjiro Takemura, Shinsuk Park, Takashi Maeno

Journal of Sound and Vibration （ACADEMIC PRESS LTD- ELSEVIER SCIENCE LTD）  311 （ 3-5 ） 652 - 666 2008年04月

研究論文（学術雑誌）, 共著, 筆頭著者, 査読有り,  ISSN  0022-460X

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球状回転子に直交3軸回りの多自由度回転を生成し得る多自由度超音波モータを用いて，鉗子先端に手首のような多自由度運動を実現する多自由度鉗子のプロトタイプを制作し，その駆動制御を実現した．

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