アームを有する2台の移動ロボットによる協調作業に関する研究

1998 Fiscal Year Final Research Report Summary

• Project/Area Number: 08455120
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Intelligent mechanics/Mechanical systems
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 梶谷 誠 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (10017379)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金森 哉吏 電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (50233862) ; 明 愛国 電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (50239456)
• Project Period (FY): 1996 – 1998
• Keywords: 移動マニピュレータ / 協調作業 / 能動 / 受動切替え関節 / 人間・ロボット協調 / 位置決め誤差吸収

Research Abstract

1台のロボットでできない作業は複数のロボットで協調して行う必要がある.本研究は,2台の移動ロボットにより長尺パイプを設置された状態から取り外し,所定の経路を通って指定の場所まで搬送し,指定された位置に取り付けるという一連の具体的作業を設定し,その実現に必要なさまざまな問題を解決することを目的とし,以下の結果を得ている.
(1) 2台の移動ロボットにより一連の作業(取り外し,搬送と取り付け)を行うシステムの概念設計を行った.まず一連の作業について解析を行い,2台の移動ロボットによる協調作業を前提としたマニピュレーション機能,移動機能を検討した.そして,各機能を実現でき,かつ簡単なシステムとして2輪独立駆動式の移動部と能動/受動切り替え可能な関節を有するマニピュレータからなる移動マニピュレータシステムを提案し,協調制御を考慮してマニピュレータの自由度の数と関節配置方法を決めた.
(2) 5自由度の能動/受動切り替え可能な関節を有するマニピュレータと2輪独立駆動式の移動部からなる移動マニピュレータを設計し,試作した.能動/受動切り替え関節において,電磁クラッチを用いて切り替えを行い,受動時にも各関節の各位置を知るために関節軸にエンコーダも取り付けている.
(3) 開発した1台の移動マニピュレータと人間の協調により,本研究で設定した一連の作業実験を行った.新たに開発した運動計画ソフトウエアにより移動マニピュレータの軌道を生成し,これらの作業を行う.受動関節により各作業中の位置誤差を吸収し,受動関節の変位に基づき移動マニピュレータの軌道修正を行う制御アルゴリズムを提案した.これらにより,人間との協調によりこの一連の作業を簡単な制御方法で成功させた.
今後,以上の成果に基づき2台の移動マニピュレータによる作業実験を行っていく予定である.