2005 Fiscal Year Annual Research Report
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15560225
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| Research Institution | SCHOOL OF SCIENCE AND TECHNOLOGY, MEIJI UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
小林 博明 明治大学, 理工学部, 教授 (60130811)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 純夫 明治大学, 理工学部, 講師 (40287884)
兵頭 和人 神奈川工科大学, 工学部, 助教授 (10271371)
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| Keywords | 位置・力ハイブリット制御 / ニューラルネットワーク制御 / 関節剛性 / 腱駆動2足歩行ロボット / 腰軌道の生成 / 非線形弾性テンショナー / 強度計算 / FPGA |
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| Research Abstract |
本年度は理論的考察としては(1)腱駆動アームによる位置・力ハイブリッド制御時における力軌道誤差の関節剛性調整による補償、および(2)腱駆動2足歩行ロボットの腰軌道の生成と関節剛性の最適化を行った。(1)については、昨年度は全てのパラメータが正確に分かるという状況で、関節剛性による補償が有効であることを示したが、本年度はそれをANNコントーラに拡張した。(2)に関しては、腱駆動機構を用いると関節が柔らかくなるためZMPを極力足首関節にあわせる必要がある。そこで、遊脚の軌道は固定し、学習によって腰軌道の微調整を行う手法を示した。すなわち、腰の修正加速度を三角関数の線形和で表し、その結合係数を最急降下法を用いて学習した。さらに、歩行に適した関節剛性を獲得するためにバイアス張力ベクトルの時間軌道を、GAを用いて学習し、単脚支持期には遊脚の関節剛'性をできるだけ小さくし、両脚支持期に両足の剛性が入れ替わるなど、合理的な結果を得た。
ハード面では昨年までの構造解析に基づいて強度計算を行い、機構の軽量化を行った。すなわち、腿および脛部の強度計算を汎用有限要素解析ソフトANSYSを用いて行い、腱張力を考慮に入れて再計算し、十分な強度と剛性を保ちながら全体で約0.64kg(約2.6%)の軽量化が可能であることが分かった。また、新型の端末型非線形弾性テンショナーの開発を行った。これは従来型とほぼ同等のサイズおよび剛性を維持しながら、その最大伸び量を2倍としており、また、5層構造を取ることで製造および保守を簡単にしている。システム面では各種インターフェースの作成、FPGAのプログラミングを行った。
なお、1年間で10回のミーティングを行った。
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