先端部が定姿勢直進運動をするロボットア-ムの研究

• Project/Area Number: 02650113
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 機械要素
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 森田 信義 静岡大学, 工学部, 教授 (70022233)
• Project Period (FY): 1990
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1990)
• Budget Amount: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 1990: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: ロボットア-ム / 回転形ア-ム / 機構 / 定姿勢直進運動 / エンドエフェクタ

Research Abstract

本研究におけるロボットア-ムは、ア-ムが回転運動をしても、ア-ム先端は定姿勢で直進運動をする。このア-ムは1自由度であるので、サ-ボモ-タもコントロラ-も1個でよい。また先端部に取り付けられるエンドエフェクタの運動はア-ムの回転に影響されない独立運動となり、独立制御ができる。本研究はこのような新しい機構のア-ムを実際に設計・製作し、ア-ムの直進性,安定性,精度などに関し、理論計算と測定実験を行い、このア-ムの工業的な実用性について検討した。理論および実験より得られた結果と今後の研究の展開を以下に示す。
(1)試作機のア-ム先端の直進性を測定するため、ア-ムの先端にレ-ザ-変位計のセンサを取り付け、試作機の基部である定盤までの距離を測定した。この結果ア-ム先端の直進誤差は移動距離の0.15%程度であることがわかり、この機構が定姿勢・直進運動をすることが確められた。
(2)ア-ムが回転しても先端部が直進運動をするよう、差動機構にピッチ円半径が1:2の2枚のピニオンギヤを用いたが、ア-ム先端部の直進性の誤差はこのピニオンギヤのバックラッシが主な原因となっていることが実験および誤差計算の両方から確められた。
(3)ア-ム先端の定姿勢直進運動の性能は機構の精度によって決まるため、誤差の少ない機構にするための工作精度と組立精度が出せる設計方法の確立が、本ロボットア-ムの実用化において大切であることがわかった。
(4)現在このロボットに組込み、実用化の検討を行っている。