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J-GLOBAL ID：201802247365265821   整理番号：18A1255559

生物学的細胞マイクロマニピュレーションのための屈曲ベースの一定力ステージの設計と試験【JST・京大機械翻訳】

Design and Testing of a Flexure-Based Constant-Force Stage for Biological Cell Micromanipulation

著者 (2件)： Wang Piyu (Department of Electromechanical Engineering, Faculty of Science and Technology, University of Macau, Macau, China) ,  Xu Qingsong (Department of Electromechanical Engineering, Faculty of Science and Technology, University of Macau, Macau, China)
資料名： IEEE Transactions on Automation Science and Engineering  (IEEE Transactions on Automation Science and Engineering)
巻： 15  号： 3  ページ： 1114-1126  発行年： 2018年 
JST資料番号： W1406A  ISSN： 1545-5955  CODEN： ITASC7  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本論文は,生物学的細胞微小操作のための一定出力力を有する新しい屈曲ベース精密位置決めステージの設計を提示した。提案した設計の一つの一意性は,力制御器を用いずに一定の力を生成することである。運動制御だけが一定出力力を生成するために必要であり,それはシステム設計プロセスを著しく簡素化する。ステージは変位増幅器を通して圧電アクチュエータによって駆動される。変位増幅器とゼロ剛性構造の解析モデルを確立し,有限要素解析シミュレーションにより検証した。構造パラメータを,出力力,運動範囲,および物理的サイズに関する要求を保証するために,最適に設計した。プロトタイプステージを三次元印刷プロセスにより作製し,一連の実験を行った。実験結果は,開発した位置決めステージが,138μmの到達可能な一定力運動範囲におけるわずかな変動によって,ほぼ一定の出力力を提供することを示した。生物学的細胞操作における開発した一定力段階の応用を実験的研究により実証した。力制御を用いることなく一定の出力力を得ることができる。それは生物学的マイクロ操作にとって魅力的である。本論文は,新しい一定力たわみステージの設計と試験を提示した。一定力は機構に対してゼロ剛性を示した。段階機構を,正剛性構造を達成するために,修正葉屈曲(MLF)を用いて考案した。双安定梁を用いて,座屈後特性を用いて負剛性構造を設計した。2つの双安定梁と2つのMLFを結合して,ゼロ剛性構造を構築した。比較研究のために従来の段階も作製した。提案した一定力ステージの性能をシミュレーションと実験研究により検証した。結果は,開発した段階システムが,駆動力の低減,運動範囲の増加,および力の変動の低減に関して,従来のものよりも優れた優位性を有することを示した。バイオ-マイクロ操作の実験的実証を示し,その潜在的応用を明らかにした。Copyright 2018 The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： シミュレーション ,  運動制御 ,  *剛性 ,  たわみ ,  力制御 ,  増幅器 ,  位置決め ,  双安定性 ,  解析モデル ,  簡素化 ,  駆動力
準シソーラス用語： 負剛性 ,  有限要素解析 ,  圧電アクチュエータ ,  精密位置決め , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (4件)： 細胞学一般  (EF01000A) ,  制御機器一般  (IC02010N) ,  細胞生理一般  (EF02010S) ,  ロボットの設計・製造・構造要素  (IC04013A)

タイトルに関連する用語 (7件)： 生物学 ,  細胞 ,  マイクロマニピュレーション ,  屈曲 ,  ステージ ,  設計 ,  試験