3自由度球面機構を用いた多自由度アクチュエータの開発と試作
| Project/Area Number |
20H00911
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
2140:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, fluid engineering, thermal engineering, mechanical dynamics, robotics, and related fields
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
Fukumaru Hirofumi 九州工業大学, 飯塚キャンパス技術部, 技術専門職員
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 –
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥480,000 (Direct Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥480,000 (Direct Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 3自由度球面機構 / パラレルリンク機構 / 多自由度アクチュエータ |
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| Outline of Research at the Start |
複数のサーボモータを直列に繋ぐシリアルリンク機構は、手先(効果器)の作業領域を広く確保できる反面、剛性・位置決め精度が問題となる。一方、効果器を複数のリンクで支持するパラレルリンク機構は、作業領域に問題はあるが、高出力・高精度・省スペース化を図ることができ、ロボットの肩関節のような多自由度アクチュエータへの利用が期待できる。本研究では、パラレルリンク機構の一つである3自由度球面機構を多関節アクチュエータに適用するため、その動作解析と実機の試作を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
エンドプレートを複数のアームで支えるパラレルリンク機構は，多くの産業用ロボットで利用されるシリアルリンク機構よりも可動範囲に制限はあるが、高剛性、高精度、省スペース化が期待できる。本研究では、パラレルリンク機構の一つで全ての関節の回転軸が、ある1点で交わり、エンドプレートが折れ、旋回、回転の運動をする3自由度球面機構を対象とする。本研究では、本機構の逆運動学計算を提案し、CAD上でその妥当性を確認した。また、アームの配置、本数が異なる実機を試作し、動作させ、多自由度アクチュエータへの適用の可能性について確認した。
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究において、今回、3自由度球面機構を制御するための逆運動学計算について、CAD上で、その妥当性と特異姿勢について確認した。そして、アームの本数および配置が異なる3自由度球面機構を試作し、その動作確認を行った。アームの干渉や特異姿勢を避ける制御は必要はあるが、アームを等角度配置とする必要はないことを実機により確認した。これにより、ロボットの様々な部位の関節に本機構を利用することが期待できる。
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Report
(2 results)
Research Products
(1 results)
