Development of mechanical regulator to adjust gradual transition of dynamical interaction between human operator and robot

• Project/Area Number: 24560312
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Intelligent mechanics/Mechanical systems
• Research Institution: Doshisha University
• Principal Investigator: TSUMUGIWA Toru 同志社大学, 生命医科学部, 准教授 (90362912)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2013: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2012: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: ロボット / 人間－機械協調系 / ロボットの運動制御 / マンマシンインターフェース / インピーダンス制御 / 人間とロボットの協調作業

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to develop a mechanical device to regulate gradually the magnitude of interference of the dynamic characteristic of a human operator and a robot under the human-robot cooperative task. The experimental results show that the proposed mechanical device enables a gradual transition of interference of the dynamical interaction between the human operator and the robot. To investigate the effectiveness of the proposed control strategy, a quantitative analysis method for evaluating the human-robot cooperative task is developed. The results of this study are published in the internal/international conferences and journals of the mechanical engineering and the robotics.

Research Products

• [Journal Article] Development of variable control mechanism to amplify operating range of end-effector of wearable haptic device (Proposal and evaluation of force feedback system in wide operating range) (2014)
  • Author(s): 森川 翔太, 積際 徹, 横川 隆一
  • Journal Title: Transactions of the JSME (in Japanese) Volume: 80 Issue: 816 Pages: DR0234-DR0234
  • DOI: 10.1299/transjsme.2014dr0234
  • NAID: 130004684645
  • ISSN: 2187-9761
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Development of variable control mechanism to amplify operating range of end-effector of wearable haptic device (Design of the variable control mechanism and evaluation of haptic states) (2014)
  • Author(s): 衣川 卓志, 森川 翔太, 積際 徹, 横川 隆一
  • Journal Title: Transactions of the JSME (in Japanese) Volume: 80 Issue: 817 Pages: DR0265-DR0265
  • DOI: 10.1299/transjsme.2014dr0265
  • NAID: 130004692198
  • ISSN: 2187-9761
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Compliance measurement for the Mitsubishi PA-10 robot (2014)
  • Author(s): Toru Tsumugiwa, Yasuhiro Fukui, Ryuichi Yokogawa
  • Journal Title: Advanced Robotics Volume: Volume 28, Issue 14 Issue: 14 Pages: 919-928
  • DOI: 10.1080/01691864.2014.899159
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 拘束空間におけるインピーダンス制御の安定化を実現する動特性調節器の設計・開発 (2013)
  • Author(s): 入野 功輔，積際 徹，横川 隆一
  • Journal Title: 日本機械学会論文集C編 Volume: 79 Pages: 2048-2061
  • NAID: 130003375085
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 人とロボットの協調位置決め作業における人の運動習熟に関する一考察 (2013)
  • Author(s): 岡本 健太郎，積際 徹，横川 隆一
  • Journal Title: 日本機械学会論文集C編 Volume: 79 Pages: 2394-2407
  • NAID: 130003375114
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 人間とロボットの協調作業系における作業動特性の干渉制御を実現する動特性調節器の開発および評価 (2013)
  • Author(s): 木下 敦之，積際 徹，横川 隆一
  • Journal Title: 日本機械学会論文集C編 Volume: 79 Pages: 4705-4720
  • NAID: 130003386527
  • Peer Reviewed
• [Presentation] The Motion Control of Adjustment Mechanism of Transferred Force Rates for Human-Robot Cooperative Tasks (2014)
  • Author(s): Soga, Yusuke, Tsumugiwa, Toru, Yokogawa, Ryuichi
  • Organizer: SICE Annual Conference 2014
  • Place of Presentation: Sappro
  • Year and Date: 2014-09-11
• [Presentation] Investigation for Motor Skill of Operators During Human-Robot Cooperative Work (2014)
  • Author(s): Ikuta, Ryo, Tsumugiwa, Toru, Yokogawa, Ryuichi
  • Organizer: SICE Annual Conference 2014
  • Place of Presentation: Sappro
  • Year and Date: 2014-09-10
• [Presentation] 拘束空間におけるインピーダンス制御の安定化を実現するデバイスの開発及び評価 (2012)
  • Author(s): 木下敦之、積際徹、横川隆一
  • Organizer: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2012
  • Place of Presentation: アクトシティ浜松
• [Presentation] 拘束空間におけるインピーダンス制御の安定化を実現するデバイスの設計・開発 (2012)
  • Author(s): 入野功輔、積際徹、横川隆一
  • Organizer: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2012
  • Place of Presentation: アクトシティ浜松
• [Presentation] 人間－ロボット協調作業系におけるエアシリンダを用いた接触力制御機構の開発
  • Author(s): 井上嵩之，積際徹，横川隆一
  • Organizer: 第57回システム制御情報学会研究発表講演会(SCI'13)
  • Place of Presentation: 兵庫県民会館
• [Presentation] インピーダンス制御されたロボットアームに搭載する空気圧アクチュエータを用いた接触力制御システムの構築
  • Author(s): 尾形麻里子，積際徹，横川隆一
  • Organizer: 第57回システム制御情報学会研究発表講演会(SCI'13)
  • Place of Presentation: 兵庫県民会館
• [Presentation] 人間とロボットの協調作業における力伝達量調節機構の設計
  • Author(s): 横溝秀一，積際徹，横川隆一
  • Organizer: 計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会(SSI2013)
  • Place of Presentation: ピアザ淡海 滋賀県立県民交流センター
• [Presentation] 人とロボットの協調作業における力伝達量調節機構の運動制御
  • Author(s): 曽我祐介，積際徹，横川隆一
  • Organizer: 計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会(SSI2013)
  • Place of Presentation: ピアザ淡海 滋賀県立県民交流センター
• [Presentation] インピーダンス制御されたロボットアーム手先に搭載する高剛性環境との接触機構
  • Author(s): 児玉宜彦，積際徹，横川隆一
  • Organizer: 計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会(SSI2013)
  • Place of Presentation: ピアザ淡海 滋賀県立県民交流センター