マスタスレーブ一体型ツールによるマイクロオペレーション

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07750290
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 佐野 明人 名古屋工業大学, 工学部, 講師 (80196295)
• Keywords: ロボット / マイクロマニピュレーション / マスタスレーブシステム / 磁気浮上系 / バイラテラル制御 / 医療応用 / メカトロニクス

Research Abstract

本研究では,従来なかったマスタとスレーブの一体性を重視した独創的な微細作業支援システムを開発した.提案した操作スタイルは,人間の自然な微細作業スタイルを踏襲したものである.マスタ側の駆動力として電磁石による吸引力を用い,ツール自身を浮上させることで操作性を高めた.操作者は,このツールを握り対象物の操作を行う.磁気浮上系を安定浮上させるために,制御対象のパラメタ変動に対するロバスト性を2次安定性で保証し,同時に低感度特性を周波数重み関数によって指定する2次安定化混合感度問題を適用した.本ツールは,操作力が加えられても,安定に浮上し続けなければならない.そこで,操作力を等価的に浮上体の質量変化と考え,質量変化を構造的不確かさとしてモデル化した.以下に得られた結果をまとめる.
1 道具を使った人間の自然な作業スタイルを変えずに微細作業が行なえる,小型の道具をイメージした新しいタイプのマスタスレーブシステムを開発した.マスタとして,ガタや摩擦のない磁気浮上系を採用することで操作性を高めた.
2 また,磁気浮上系の安定化制御のために,2次安定化手法を適用し,さらに低感度特性を考慮した混合感度問題により制御系設計を行なった.
3 プロトタイプのマスタスレーブ一体型ツールを用いて,力と位置の増幅率を考慮したバイラテラル制御に関して実験的検討を行ない,指定通りの増幅率で操作できた.

Research Products

• [Publications] 佐野明人: "マスタスレーブ一体型ツールのH∞周波数分離制御" 第5回インテリジェントFAシンポジウム講演論文集. 1. 43-44 (1995)
• [Publications] 佐野明人: "マイクロマニピュレーション用マスタスレーブ一体型ツールの開発" 第5回インテリジェントFAシンポジウム講演論文集. 1. 78-68 (1995)
• [Publications] 佐野明人: "マスタスレーブ一体型ツールによるマイクロマニピュレーション(バイラテラル制御)" 第4回運動と振動の制御シンポジウム講演論文集. 1. 190-193 (1995)
• [Publications] 佐野明人: "マスタスレーブ一体型微細作業ツールの開発" 第13回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 1. 829-830 (1995)