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Analysis of an External-Force-Dissipating Property Derived by Preserving Redundant Degrees of Freedom and Establishment of a Robot-Motion-Control Methodology with the Property

Research Project

Project/Area Number 24760202
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

Sekimoto Masahiro  富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 講師 (40454516)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2014: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2013: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywordsロボットアーム / 自由度 / 制御 / 接触 / 適応 / ロボティクス / マニピュレーション / 人間機械協調システム / 冗長自由度 / 作業座標制御 / 外力作用 / 関節粘性 / 運動制御 / 作業座標フィードバック制御 / 倣い動作 / 衝突緩衝 / 作業座標フィードバック / 遠隔作業 / 作業座標フィードック制御
Outline of Final Research Achievements

In control of multi-joint robots, redundant degrees of freedom which are derived by task-space feedback control possess a property that the state transits along external forces in energy dissipation. We analyzed the external-force-dissipating property and built and evaluated a motion control methodology combining the potential mechanical function and the task-fulfilled function. The property was formulated in equations of motion of a robot on task variables and their null-space variables. Based on the result, we investigated the task accuracy during external-force dissipative motions in the cases that a motion control method with the external-force dissipation function was incorporated in endpoint manipulations, bilateral tele-operations, and serving tasks. The investigations concluded that the control method allows a robot to adaptively cope with an unexpected external force and continue a task without force sensors.

Report

(5 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Research-status Report
  • 2013 Research-status Report
  • 2012 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2015 2014 2013 2012

All Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] Endpoint tracking accuracy of a redundant manipulator controlled in task-space feedback during reactions to external forces2015

    • Author(s)
      Masahiro Sekimoto, Kyogo Fujimoto, Ji-Hun Bae, and Hiroyuki Kimura
    • Organizer
      The 6th International Conference on Advanced Mechatronics (ICAM2015)
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都・新宿区)
    • Year and Date
      2015-12-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 冗長自由度ロボットアームの力覚センサレス外力順応における手先精度2015

    • Author(s)
      関本昌紘,藤本京吾,Ji-Hun Bae
    • Organizer
      第33回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      東京電機大学(東京都・足立区)
    • Year and Date
      2015-09-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 手先位置制御のみによる6関節ロボットアームのツールへの手先姿勢順応2015

    • Author(s)
      関本昌紘,吉田俊輔,川村貞夫
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
    • Place of Presentation
      みやこめっせ(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2015-05-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 冗長自由度温存と力覚センサ利用によるロボットアームの外力順応の違いに関する実験的検討2015

    • Author(s)
      浜田恭輔, 関本昌紘
    • Organizer
      日本機械学会北陸信越支部学生会第44回学生員卒業研究発表講演会
    • Place of Presentation
      新潟工科大学(新潟県・柏崎市)
    • Year and Date
      2015-03-06
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 冗長自由度を利用した探索ロボットの手先姿勢制御なしでの瓦礫支持実現2015

    • Author(s)
      吉田俊輔, 関本昌紘, 川村貞夫
    • Organizer
      日本機械学会北陸信越支部学生会第44回学生員卒業研究発表講演会
    • Place of Presentation
      新潟工科大学(新潟県・柏崎市)
    • Year and Date
      2015-03-06
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 食器運搬ロボットの手先水平維持時における手先力・モーメント荷重および途中リンク部外力への対応2014

    • Author(s)
      簗場大典, 関本昌紘, 木村弘之
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2014
    • Place of Presentation
      富山市総合体育館(富山県・富山市)
    • Year and Date
      2014-05-25 – 2014-05-29
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] サーバロボットの運搬作業時におけるリグレッサを用いた未知荷重への適応と外力に対するなじみの両立2013

    • Author(s)
      簗場大典,関本昌紘,木村弘之
    • Organizer
      第31回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      首都大学東京
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 作業座標繰返し学習制御によるアーム本体部障害物接触時の手先作業精度の向上2013

    • Author(s)
      長橋光之,関本昌紘
    • Organizer
      第31回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      首都大学東京
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 作業座標PIDフィードバック制御によるサーバロボットの手先負荷支持とアーム部外力へのなじみ対応の同時実現2012

    • Author(s)
      簗場大典, 関本昌紘, 木村弘之
    • Organizer
      平成24年度電気関係学会北陸支部連合大会
    • Place of Presentation
      富山
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 6関節ロボットアームの手先姿勢維持における冗長自由度を利用した外力適応2012

    • Author(s)
      簗場大典, 関本昌紘, 安井貴信, 木村弘之
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2012
    • Place of Presentation
      静岡
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 6関節遠隔操作ロボットの手先位置制御における冗長自由度温存による障害物適応2012

    • Author(s)
      安井貴信, 関本昌紘, 簗場大典, 木村弘之
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2012
    • Place of Presentation
      静岡
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 冗長自由度温存による接触順応能力を有する6関節遠隔ロボットの開発2012

    • Author(s)
      安井貴信, 関本昌紘, 簗場大典, 木村弘之
    • Organizer
      第24回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム
    • Place of Presentation
      富山
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 冗長自由度を利用した外力適応と手先姿勢保持を両立する6関節ロボットシステムの開発2012

    • Author(s)
      簗場大典, 関本昌紘, 安井貴信, 木村弘之
    • Organizer
      第24回電磁力関連のダイナミクスシンポジウム
    • Place of Presentation
      富山
    • Related Report
      2012 Research-status Report

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Published: 2013-05-31   Modified: 2019-07-29  

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