1996 Fiscal Year Annual Research Report
皮膚の機械的変形特性を利用した情報処理に基づく触覚センサ
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07650313
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Shizuoka Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
大岡 昌博 静岡理工科大学, 理工学部, 助教授 (50233044)
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| Keywords | ロボット工学 / 触覚センサ / 光導波路 / ピラミッドアレイ / 三軸力検出 / 接触変形解析 / マニピュレータ係数 / 段差識別 |
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| Research Abstract |
ロボットがヒト並の知能的な作業を行う上で有効な触覚センサを開発することを目的として,前年度に引き続き光導波形触覚センサの高機能化と高精度化を行った.センサの設計技術を確立するため,三次元接触変形解析を行い,前年度実施した二次元接触変形解析の結果と比較検討した.また,マニピュレータ搭載形三軸触覚センサを新しく開発し,複合負荷を加える実験を実施した.以下に本年度の成果をまとめる.
1.一つのピラミッド触子とゴムシ-が三次元接触する接触問題を解析した.その結果,二次元の解析結果に修正係数を掛けると三次元の解析結果と一致した.したがって,今後計算コストの高い三次元の接触解析を実施する代わりに二次元の接触解析で十分であることがわかった.
2.本センサをマニピュレータに搭載して実用性を検証するために,マニピュレータ搭載型触覚センサを開発し,一つのセンサ素子に複合負荷を加える実験を実証した.その結果,拡大モデルで予測されたセンサの感度が得られた.
3.垂直荷重の増加に伴って,水平分力の検出特性がわずかに変化する現象が認められた.このメカニズムを解明するために構造モデルを考案した.このモデルにより垂直荷重によるモーメントの腕の長さの減少が原因であることがわかった.
4.上述の3で述べた感度変動の効果を補正するために,接触面積から三軸力を算出するための関係式に垂直方向和面積の項を新しく追加した.この補正によって,接触面積から精度良く三軸力が算出できることを実験によって確かめた.
5.光導波路に光を導入する際生じる漏れ光があるために,接触面積を算出する際に使用するしきい値の大きさによってセンサの感度が変動することがわかった.このため最適しきい値を算定する手法を考案した.
6.マニピュレータに触覚センサを搭載して実験を行った結果,本センサによって0.05〜0.2mmの段差と摩擦係数が検出できることがわかった.
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[Publications] 大岡昌博: "光導波形三軸触覚センサシステムの試作" 日本機械学会論文集(C編). 62巻・598号. 2250-2256 (1996)
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[Publications] 大岡昌博: "ピラミッドアレイ状光導波形触覚センサによる機械-情報変換法" 第1回知能メカトロニクスワークショップ講演論文集. Vol.B. 143-148 (1996)
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[Publications] 大岡昌博: "ピラミットアレイ状光導波形触覚センサ" 日本機械学会第74期全国大会講演論文集. Vol.IV. 209-210 (1996)
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[Publications] M.Ohka: "Date Conversion Copability of Opticel Tactile Sensor Featuring an Array of Pyramidal Projections" Proc. of 1996 IEEE/SICE/RSJ Int. Conf. on Multisensor Fusion and Integration for Intelligerd Systems. 573-580 (1996)
