把握力振動式グリッパの試作研究

• Project/Area Number: 05750241
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Intelligent mechanics/Mechanical systems
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 本田 智 東京理科大学, 基礎工学部・電子応用工学科, 助手 (90219238)
• Project Period (FY): 1993
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1993)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1993: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: グリッパ / 三角把握力 / 最適把握力 / すべり覚センサ

Research Abstract

把握力振動式グリッパを試作するためには、
(1)把握力を三角波形で振動させるための小型高性能の把握力発生機構を必要とした。そこで、1ステップ角度が小さい(0.18o )ステッピングモータの回転角をピッチの細かい(0.5mmピッチ)ボールスクリューネジで直線運動に変換し、このボールスクリューネジ上に加圧指を構成して加圧指を前後に微小振動させ、三角把握力を得るようにした。これは、パルスをステッピングモータに入力するだけでモータの回転角が階段状に変化し、パルスの方向を逆転するだけで容易に三角形状の角度変化が得られるからである。また、圧電素子を加圧指とボールスクリヨ-ネジの間に挿入し、階段状の把握力を滑らかな三角波形に補償する回路を追加した。さらに、ステッピングモータに与えるパルスの周波数・右左切り変え時刻を制御するCPU基板を試作して最高振動数20Hz,最大振幅20Nの三角把握力発生機構を得ることができた。
(2)物体が滑り始めた時刻とクランプした時刻を正確に検出する必要があった。そこで物体が滑り始めたときやクランプされたときに生じる停滞や振動を考慮に入れた検出アルゴリズムを考案し、試作したCPU(V25-16MHz)基板に搭載してこれを正確に検出できるようになった。研究では、実用的なグリッパを完全させるまでには至らなかったが、その構成要素を設計試作することができた。今後これらを組み合わせてグリッパを完成させる予定である。