軽量マニピュレータの開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08456126
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 飯田 訓久 京都大学, 農学研究科, 助教授 (50232129)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村主 勝彦 京都大学, 農学研究科, 助手 (10226483) ; 梅田 幹雄 京都大学, 農学研究科, 教授 (60201357)
• Keywords: 軽量マニピュレータ / 移動ロボット / 油圧駆動 / 閉リンク機構

Research Abstract

本研究は,農業用ロボットのための軽量マニピュレータを開発することを目的としている。ほ場で管理作業や収穫作業を行う農作業ロボットは,多様な作業をこなすため,大出力かつ軽量であるマニピュレータが望まれる。さらに,マニピュレータに取り付けるハンドの軽量化も考慮する必要がある。ハンドについては,制御と駆動機構の構造を簡略化すると共に制御に要するアクチュエータをなるべく少なくして軽量化をはかるため,受動型ハンドとした。次にハンドの動的な特性の計測を行うため,受動型ハンドのアーム取り付け部分に設備品で購入した6軸力覚センサを取り付け,重量野菜であるスイカ果実の標準的な形状に近いボーリングボールを把持するときの力の変動を計測した。この計測データを昨年度購入のパーソナルコンピュータを用いて解析した。マニピュレータは,昨年度行った計算結果から機構の見直しを行った。一般に、開リンク機構のマニピュレータは片持ち梁となるため、アームの剛性、特に曲げ剛性が低く、アクチュエータと減速機の質量もリンクの質量に加算されて慣性負荷となる。このため、マニピュレータの質量に対して可搬荷重が低い。したがって,閉リンク機構,ロバ-バル機構及び油圧駆動を組み合わせて、マニピュレータの高剛性化と可搬荷重の増大を行った。さらに,従来の試作機で問題となった,カウンタバランスによる慣性の影響も考慮した軽量マニピュレータの設計を行い,試作を開始した。