パラレルワイヤ機構によるリコンフィギュラブルマシンの研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650243
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 田所 諭 神戸大学, 工学部, 助教授 (40171730)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山崎 義治 神戸大学, 工学部, 教務職員(教育職) (90174648) ; 前田 潔 海技大学校, 機関科, 助教授 ; 服部 元史 神戸大学, 工学部, 助手 (00252792) ; 木村 哲也 大阪府立大学, 工学部, 助手 (70273802) ; 高森 年 神戸大学, 工学部, 教授 (10031098)
• Keywords: パラレルロボット / ワイヤ駆動 / ケーブル駆動 / 再構成可能 / リコンフィギュラブル / マニピュレーター / 老人ケア / 災害救助

Research Abstract

本研究は、パラレルワイヤメカニズムにより構造を自由に再構成できるマニピュレータ機構を開発することを目的としている。すなわち、オンサイトで作業に適する構造に迅速に組み立て、作業進行に伴ってその都度構造を最適なものに変更でき、不要時には迅速に撤去できることが従来のマニピュレータに対する新規な点である。これらの特長は、老人ケア、運輸現場、災害救助など、従来型のマニピュレータの適用が困難なフィールドのロボット化に結び付くと考えている。
本年度は次の研究成果が得られた。
1. 多くのワイヤパラレル機構を統一的に表現できる方法を考案した。
ただし、本年度は可能な磯構すべてを統一表現するにはまだ至っていない。
2. 統一的表現に基づく力学的定式化を行った。
3. 釣り合い位置と安定性を求めるための理論的解析を行った。
ポテンシャルを用いて解析を行った。
4. ハンドに置ける発生力と剛性に関して解析を行った。
発生力の範囲と、ポテンシャルから得られる剛性を求めた。
5. 自己構造同定法
オンサイトで迅速にアクチュエータウインチユニットの位置を同定できる手法を開発し、シミュレーションで有効性を確認した。また、誤差解析を行い、誤差の推定アルゴリズムを考案した。
6. アクチュエータウインチユニットの設計と試作を行った。
CPUを持つ可搬型のアクチュエータユニットを設計、試作した。現在単体での制御実験を進行中であり、これを複数個組合わせることによってパラレルワイヤ機構を構成する。

Research Products

• [Publications] 田所諭: "可搬型レスキューマニピュレータと不定環境に設置するための運動学的同定問題" 第4回ロボティクスシンポジア. (1999)
• [Publications] Kiyoshi Maeda: "On design of a redundant wire-driven parallel robot WARP manipulator" Proc.IEEE Conf.on Robotics and Automation. (1999)