2017 Fiscal Year Annual Research Report
Expansion of passive dynamic control theory and its application to power assist systems
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15K01229
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| Research Institution | The University of Kitakyushu |
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Principal Investigator |
清田 高徳 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (00195405)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
南山 靖博 久留米工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (20549688)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 制御工学 / パワーアシスト / 安全工学 / 空気圧人工筋 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度の成果：上下方向パワーアシスト装置は、モータ変更などの改良を行うことで、操作性の向上を実現した。さらに、巻きばねを用いるシステムとコイルばねを用いるシステムの比較評価を行った。パワーアシスト台車は、試作機の評価検証と改良設計を行った。安全な制御理論の展開に関しては、パッシブダイナミック制御（ＰＤＣ）と本質安全制御に関する考察を行った。さらに、空気圧ゴム人工筋マニピュレータに関しては、アーム先端におもりを取り付けた状態での円軌道追従制御実験により、良好な結果を得た。
計画に対する期間中全体の成果
１）ＰＤＣを包含する安全な制御に関する理論の構築： 本質的安全設計の考え方を制御に取り入れることで安全な制御を実現しようとするパッシブダイナミック制御（ＰＤＣ）と本質安全制御について考察を行い、パワーアシストシステムへの適用について検討した。2リンク空気圧ゴム人工筋マニピュレータに対し、ＰＤＣの適用を広げる成果を上げた。
２）鉛直上下方向パワーアシストシステムの開発と評価： 重量物に直接手で力を加えることで上下方向の移動を実現するダイレクトハンドリング可能なパワーアシストシステムを開発し、変位センサを用いることで力センサを用いるシステムよりも安全性が高いことを実証した。さらに、２タイプのシステムを開発し、改良を検討した。
３）パワーアシストシステムの搬送装置への応用： パワーアシストシステムの上下方向の移動メカニズムを水平方向にも対応できるように検討した。そして、傾斜の増加に伴う負荷増加の分だけをばねとモータによって補償し、傾角が変わっても平坦な水平面と同程度の操作力で操作できるパワーアシスト台車を提案し、試作機を開発した。基礎実験により、基本原理の有効性を確認した。
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