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バッテリー、内燃機関不要! 熱だけで歩きつづけられるロボット

2016.07.10  | 
WRITER:
あずさゆみ
 

今日はバイメタルを使ったユニークなロボットをご紹介します。

バイメタル(Bimetal)は、読んで字のごとく2種類(bi)の金属(metal)を組みあわせたもの。膨張率の異なる金属を重ね合わせたものです。ぱっと思いつくのは、サーモスタットでしょうか。
バイメタル・サーモスタットは、熱が加わると熱膨張係数の大きな金属がより伸びるため、熱膨張係数の低い金属の側に曲がっていくしくみを利用して接点を開閉し、電源のOn-Offをコントロールしています。

バイメタル・サーモスタットのしくみ

バイメタル・サーモスタットのしくみ

そんな、膨張率の違いによって生じるバイメタルの変形を利用して移動するロボットが、今回ご紹介するサーモボット(Thermobot)。つまり、熱駆動ロボットですね。


この動画は、2015年にドイツのハンブルクで開催されたロボットの国際会議、IRSO で発表されたもの。
発表者は東京大学・先端メカトロニクス研究室の山本晃生准教授と根本健氏です。

電磁モーターや圧電アクチュエータというものは、高温下では性能が落ちますし、キュリー点を超えるとまったく機能しなくなってしまいます。このロボットは、超高温環境でも使用可能なアクチュエータ研究の一環なんですね。

バイメタルを熱して推力に変えるしくみは、こんな感じ。

熱駆動アクチュエータ

熱駆動アクチュエータのしくみ

ふむふむ。接地面のバイメタルを変形させて、重心を変化させているんですね。

でもこのしくみ、接触面だけが高音であることが条件です。環境温が高いとバイメタルを冷やせないので、変形→元に戻る→変形というサイクルが作れないんですね。
このアクチュエータは電気炉内での使用を想定いるそうで、表面だけを加熱することが容易なのだとか。

動画では、摂氏77度に熱したフライパンの上を歩いているそうです。室温はマイナス3度です。
77度の鉄の上に置かれたら、バイメタルじゃなくても歩き(跳ね)そう(あちちっ!)。ちょっとかわいそうになってきました。
えっちらおっちら歩く姿がかわいいので、ついつい感情移入してしまいます。

熱だけで推進力を生むしくみ、今後の展開が楽しみです。
画像・ソース
IEEE

東京大学・先端メカトロニクス研究室

HVAC

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