1999 Fiscal Year Annual Research Report
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
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10650243
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
田所 諭 神戸大学, 工学部, 助教授 (40171730)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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)
高森 年 神戸大学, 工学部, 教授 (10031098)
山崎 義治 神戸大学, 工学部, 教務職員(教育職) (90174648)
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| 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 / 老人ケア / 災害救助 |
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| 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。
研究期間内に、主として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力学表現できる方法を考案した。
統一的表現によって、構成方程式と2つの制約方程式により一般表現できることが明らかになった。
2.一般構造に対する最適構成への再構成の方法を考案した。
ポテンシャルを用いたり釣り合い位置、安定性、発生力、剛性に関する解析を行った。それに基づき、再構成のための最適変更法を計算する方法を明らかにした。
3.一般構造に対する制御法の検討を行った。
非拘束系と拘束系の間でのシステムの挙動の違いを明らかにし、完全拘束系でも非拘束状態になりうることを示した。それに基づき、非拘束系におけるポテンシャルをベースとした制御法、拘束系における張力をベースとした制御法を提案した。
4.自己構造同定法
オンサイトで迅速にアクチュエータウィ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。
5.アクチュエータウィ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、実験した。
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[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. 240-245 (1999)
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[Publications] Kiyoshi Maeda: "On design of a redundant wire-driven parallel robot WARP manipulator"Proc.IEEE Cinf.on Robotics and Automation. 895-900 (1999)
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[Publications] Satoshi Tadokoro: "A portable parallel manipulator for search and rescue at large-scale urban earthquakes"Proc.IEEE/RSJ Intl.Clnf.on Intelligent Robots and Systems. 1222-1227 (1999)
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[Publications] Satoshi Tadokoro: "Design of a parallel robot driven by redundant cables:WARP manipulator"Proc.Colloquium on Advances in Multivody Systems and Mechatronics. (1999)
