2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K05909
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
小金澤 鋼一 東海大学, 工学部, 教授 (10178246)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 多関節グリッパ / 関節剛性可変機能 / 包み込み把持 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
自然環境下，極限環境下で作業を行うロボットのエンドエフェクタは把持対象の形状や硬さなどの情報が未知の状況においても柔軟で効率的な物体の把持を安定して行えることが求められる. 本研究の目的は，自然環境下や極限環境下での動作を想定したエンドエフェクタとして，物体の形状に沿って巻き付く様に把持をする包み込み把持形式の多関節グリッパ（Multi-joint gripper 以降MJGと称す）の開発である．包み込み把持方式は対象との間に多数の接触点を持つため安定した把持が可能である．また，多点接触をするため接触力は分散され物体のやわらかい把持が期待できる．本研究の指針となった研究として，東京工業大学の広瀬らによるSoft Gripper（以降SGと称す）がある．SGは多関節構造をしており，ワイヤとプーリを用いた機構である．しかし，SGは関節剛性を調節できない．自然環境下での作業を想定する場合，物体の柔らかさや状況に合わせた関節剛性の調整機能，物体と非接触時に安定して駆動することや，ロボットの姿勢によっては関節に自重が作用しながら安定に駆動することが求められる．以上より，本研究では次の項目を満たしたMJGの開発を行うことが目的である．
（1）物体と接触・非接触時における安定した駆動ができる．
（2）関節剛性の調節ができる．
本研究では，MJGを多指化することによる把持機能拡張を行っている．多指化することにより，以前までのMJGでは行えなかったピンチング等の把持パターンを獲得，平面でしか行えなかった把持が三次元的に行うことができるようになる．製作したMJGを使用し，拡張された新たな把持パターンの検証と，二指によるバネ定数によって変化するMJGの接触点数と接触力，把持動作の変化について実験を行う．そして，実験から得られた結果を踏まえた，MJGの新たな機能についての提案を行う．
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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
４関節を有する多関節指３本で校正される多関節グリッパを製作した．実験により，安定した包み込み把持が可能であることを確認した．さらに，各関節の関節剛性を決定する各関節ごとのバネのバネ定数の選定の仕方により，把持力分布が変化することを確認し，均等な把持力分布を実現するバネ定数配置を決定した．
指先で物体をピンチングした後，物体を引き込み，包み込み把持に移行するための機構を考案し，搭載して実験を行った．これは，関節を駆動するモータの回転をそのまま利用するものであり，モータ数の増加を伴わず，簡便に搭載できるものである．実験により，ピンチングした物体を安定的に引き込み，包み込み把持に移行できるととを確認した．
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| Strategy for Future Research Activity |
東海大学海洋学部で開発を行っている海底探査ロボットのマニピュレータとしての応用を進める．以下の課題がある．①小型化，②駆動部の防水対策．５月中に設計を終え，６月に部品の発注，製作を行う．７月に組立を行う．９月以降に動作試験，水中における駆動実験を行った後，海底探査ロボットに搭載し，実験を行う．
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| Causes of Carryover |
若干の未使用額が生じているが，今年度分に合算し研究を進めていく．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
前年度と同様に，加工依頼費，機構部品の購入などに充当する．
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