2004 Fiscal Year Annual Research Report
パラレルワイヤ機構を用いた人間・機械協調型リフティングシステムの開発
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15560196
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| Research Institution | National University Corporation Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
田川 泰敬 国立大学法人東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 教授 (20216807)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鎌田 崇義 国立大学法人東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 助教授 (60262119)
早津 昌樹 日立プラント建設(株), 研究開発本部事業開発部技術センタ, センタ長(研究職)
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| Keywords | パラレルワイヤ機構 / 人間・機械協調型リフティングシステム / パワーアシスト / ヤコビ行列逐次同定 / 準静的 / 速度制御 / 移動速度フィードバック / 並進移動速度推定 |
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| Research Abstract |
建設作業現場における機材等の搬送作業は複数の作業員の人手と高度な技能によるところが大きいため,作業簡素化を図るシステムの開発が課題となっている.本研究では重量物の搬送作業を一人または少人数で効率よく行うことが可能なシステムとして「パラレルワイヤ機構を用いた人間・機械協調型リフティングシステム」を提案し,その開発を主な目的とする。
本システムは複数のワイヤの巻取り速度を同時に制御することで制御対象に目的の動作を与える「パラレルワイヤ機構」と,操作者が対象物を運搬する際に加えた力の推定量を基に最適なアクチュエータの出力を決定して人間の動作をアシストする「人間・機械協調型リフティングシステム」を組み合わせたもので,操作者は人間のもつ優れた感覚を生かしながら機械と協調して重量物を搬送することができる.
本研究は現有装置に即した水平・鉛直・回転の3自由度を有する2次元平面モデルを対象とし,平成16年度は下記の知見を得た.
1.平成15年度にヤコビ行列の逐次更新を利用した対象物移動制御手法を提案したが,更新したヤコビ行列と実際の値には誤差が生じ,これに起因して操作者の意図する移動(目標移動)と実際の移動に差が見られた.
2.上記1の誤差を補償し,目標と一致した対象物移動を実現するため,移動速度をフィードバックする制御手法を提案した.また本システムでは制御対象の並進方向移動速度は取得困難なため,幾何学計算により並進速度を推定する手法を提案した.
3.上記2の制御手法を用いた対象物移動シミュレーションを行ったところ,目標移動と実際の移動が一致する結果が得られ,本手法の実現可能性を確認した.
4.現有装置においてワイヤ3本で対象物モデルを吊った場合に本手法を適用し,対象物移動実験を行ったところ,目標とほぼ一致した対象物移動が観測され,本手法の有効性を確認した.
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