2015 Fiscal Year Research-status Report
力覚提示が可能な微細作業用マニピュレータのための液圧駆動による把持機構の開発
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15K05891
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
笹木 亮 富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 准教授 (00262501)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 精密機械システム / 微細作業 / マイクロハンドリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マニピュレータが対象を把持した手応えをオペレータに伝えるシステムを実現するため，液圧駆動を用いた把持機構を試作した．本機構はベローズを駆動機構とし，ベローズに水を供給・吸引することで鉗子等を動かすことができ，かつベローズ内の内圧変化を測定することにより，外力を検知することができるセンシング機能を有するアクチュエータである．さらに試作した把持機構を用いて基本的な動作の確認と，液圧駆動の位置および検知する力の精度向上を確認した．試作機の評価によって，ベローズの伸張動作方向により把持力の検知精度に差異があることを明らかにした．また把持部の開閉時にかかる慣性モーメントの違いにより，ベローズ内の液圧変動に変化が生じることを確認した．これより機構のパラメータに液圧変動を最大化する最適値があることが判明した．改良の結果，従来よりも50%程度，把持力の検出値を高めることができ，より高精度に把持力を検出する機構を完成させた．今後は模擬血管等を用いて生体に近い対象物を把持した際の評価実験を行うと共に，力覚フィードバックを行うマニピュレートシステムの構築を進める予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成27年度で予定していた把持機構の改良について，従来手法よりも高精度に把持力を検出することができ，目標を満たすことができた．平成28年度に予定しているマニピュレートシステムの構築に既に着手しており，今後も目標とする進捗度を達成するための目途を付けている．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は試作した把持部を用いて，オペレータに把持する際の力覚を提示するマニピュレートシステムの開発を行う．先行研究において開発した関節の屈曲に関する抵抗力をフィードバックするインタフェースシステムの原理を基に，把持機構に合わせた操作システムと力検知のための反力の提示方法について検討を行う．また，生体組織を把持する際に，把持力と把持対象の変形量を推定することで，対象の粘弾性モデルを同定する．このモデル構築により把持対象の機械的特性を記録できるほか，力覚提示に粘弾性モデルを適用することで，より正確な手応えをオペレータに提示することができる．このようなプロセスに従い，当初の計画通り課題を推進する予定である．
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| Causes of Carryover |
購入した装置や材料費が当初の見積もりよりも安く購入することができたため，残額が生じた．この額を翌年度分に加えることで，購入予算が増額し，研究計画をより充実させることができる．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
マニピュレートシステムの評価実験に必要な模擬血管等の把持実験試料を，予定より多く購入する予定である．
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