• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

可変形態移動機構のコンプライアンス制御に関する研究

Research Project

Project/Area Number 16650036
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Perception information processing/Intelligent robotics
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

村田 智  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (10334533)

Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2004: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Keywords剛性分布制御 / 可変剛性関節 / 非円形歯車 / 集団的最急降下法 / 動力学シミュレーション / 閉リンクロボット / 可変形態移動機構 / コンプライアンス制御 / 可変剛性ばね / クローラー / 自律分散制御
Research Abstract

前年度に製作したモジュラークローラロボットに対する剛性分布制御に対し,閉リンク機構の運動学・動力学を解くことなく,剛性の目標値を直接指示する剛性分布制御の最適化アルゴリズムを開発した.この方法は,走行時,停止時などの異なる要求に対し,各関節の目標剛性値を新たに考案した集団的最急降下法により最適化するものである.動力学シミュレータをもちいた最適化シミュレーションにより,きわめて滑らかで効率の良い走行のための剛性分布および急峻な停止運動を実現する剛性分布などを求めることができた.
また,ロボットの可変剛性関節として,前年度は板バネの支持点を制御する方式の関節を設計試作したが,擦動摩擦が多い,特性の予測が難しい,剛性の可変範囲がせまい,などの欠点があったため,これを克服するべく,別の方式の開発をおこなった.すなわち,ヒトが拮抗筋構造により剛性制御を可能にしていることに着目し,非線形弾性特性を持つ機構系を二つ用いて,それらを直接拮抗させ接続することにより,男性可変な関節を設計製作した.非線形弾性特性を持つ要素が二つあればよいため,原理的には容易に可変剛性関節を構成できる.しかしながら設定可能な剛性範囲を幅広く取るためには,非線形性が強い弾性要素が必要であり,単一の機械要素(特殊なバネなど)によってこれを実現することは難しい.実際にこれまでにもさまざまな研究がなされているが,試作レベルを超えることができないのが現状である.そこで本研究では,非円形歯車の利用によりこの問題の解決を図る.非円形歯車とはピッチ曲線を任意の曲線とすることで,簡潔な機構で任意の不等速回転を得ることのできる要素である.これを任意の弾性要素の変位の非線形伝達に利用することで,小型で摩擦が少なくかつ幅広い特性変化範囲を持つ非線形弾性要素を作り出すことができた.

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2006 2005 2004

All Journal Article (4 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] 剛性分布制御? 可変軟性を備えたリンク系ロボットの運動生成2006

    • Author(s)
      松田壮史, 村田智
    • Journal Title

      第18回自律分散システムシンポジウム資料

      Pages: 117-122

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Stiffness Distribution Control for Closed Link Robot with Mechanical Softness2006

    • Author(s)
      Takeshi Matsuda, Satoshi Murata
    • Journal Title

      Proc.IEEE International Conference on Robotics and Automation (Accepted)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 非円形歯車を用いた拮抗駆動型可変剛性関節機構2005

    • Author(s)
      松田壮史, 村田智
    • Journal Title

      第23回日本ロボット学会学術講演会講演概要集

      Pages: 208-208

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] メカニカルソフトネスを持つクローラの開発とコンプライアンス分布による制御2004

    • Author(s)
      松田壮史, 村田 智
    • Journal Title

      第22回日本ロボット学会学術講演会予稿集 (CD-ROM)

      Pages: 1-2

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 非円形歯車を用いる非線形弾性要素2005

    • Inventor(s)
      村田 智, 松田 壮史
    • Industrial Property Rights Holder
      東京工業大学
    • Industrial Property Number
      2005-264676
    • Filing Date
      2005-09-15
    • Related Report
      2005 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi