ゲルとワイヤ駆動機構により超多関節構造を実現する軽量柔軟ロボットハンドの開発
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19K04297
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
山野 光裕 滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (70323178)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
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| Keywords | ロボットハンド / ソフトロボティクス / 形状記憶ゲル / ワイヤ駆動 / 腱駆動 / 多指ハンド / ゲルロボット / ソフトロボット / ロボット制御 |
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| Outline of Research at the Start |
形状記憶ゲルという素材とワイヤ駆動機構を組み合わせ，軽量・柔軟で器用な動きが可能なロボットハンドとその制御方法を開発する．ロボットハンドについては，形状記憶ゲルを牽引用糸製ワイヤと組み合わせることで，多くの可動箇所を持つ指を，軽量に設計できるようにする．制御方法については，指の細かい位置決めも可能になるようにする．様々な対象物を把持する実験を行い，開発したロボットハンドの有効性を確かめる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究最終年度の主な内容は，前年度までに構造等を考案してきたロボット指の動作フォームの生成と，新型多関節ロボット指の設計・製作である．
本研究のロボット指は構造や動作手順が他の一般的なロボット指と大きく異なるため，本研究のロボット指に適した動作フォームの計算方法を考案した．ロボット指の動作フォーム生成法は，ロボット指の構造によって大きく異なり，全関節にそれぞれモータが備わっている構造の場合は，全関節を同時に曲げて望みの指先位置等を実現するための種々の計算方法が確立している．また，１モータで多関節すべてを連動させて動かすロボット指の場合は，1モータの回転のみの計算で済む．本研究のロボット指のように少数のモータで多関節を選択的に動かす場合は，選択肢の多さ等により複雑となり，研究例も少ない．本研究で開発したロボット指は関節数がモータ数より多く，形状記憶ゲルを軟化させて曲げる関節を選択してから，腱駆動用糸を適切な長さだけ牽引して指を動作させる．各指で複数の関節を異なるタイミングで曲げる場合は，どの関節を先に曲げるか等についても適切に選択する必要がある． このような条件を満たしながら，様々な直径の円柱等を3指ロボットハンドで把持する際の動作フォームの計算方法を考案し，その方法で得られた動作フォームを，3次元マルチボディシミュレーションが可能なソフトウェアを使って評価した．
新型多関節ロボット指は，全関節が同一仕様であった前年度までのロボット指とは異なり，関節毎にその場所に合った仕様にしたものである．その基本的な考え方は前年度までに発表済みであったが，実際にそれを応用して設計，製作した．
研究期間全体においては，主に数種のロボット指，ロボットハンドの設計，試作，基礎実験による機能の確認を行うことができた．さらに，独自の指構造に合った動作フォームの生成も行うことができた．
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Report
(5 results)
Research Products
(6 results)
