2016 Fiscal Year Research-status Report
伸縮・角度可変な爪機構により超人的把持動作を実現するロボットハンドの基礎研究
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15K13903
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
多田隈 理一郎 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (50520813)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
多田隈 建二郎 東北大学, 大学院情報科学研究科, 准教授 (30508833)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ロボットハンド / マニピュレーション / 把持戦略 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２８年度においては、伸縮・回転が可能な爪機構の新しい試作機の設計・製作と並行して、爪機構を指先端に固定して、様々な物体のすくい取り動作の検証実験を行うためのロボットハンドの指機構の設計・製作を進めた。
ロボットハンドの指関節を駆動するために、前年度まで使用していた２重連動関節よりも可動範囲が大きく、動力伝達効率が高い「球状歯車」を新たに開発して用いた。
この球状歯車は、当該研究グループがこれまで開発してきた「全方向駆動歯車」を、直交する2方向に曲率を有する「球面」に新たに適用したものであり、爪機構の直交する２軸方向の回転を、同一曲面上で実現するためにも使用することが可能である。爪機構に用いる場合には、スラスト荷重による振動やエネルギー損失が問題となりやすい傘歯車を用いた差動歯車機構よりも、滑らかで動力伝達効率が大きい爪構造の駆動が可能であることを確認した。
平成２９年度においては、共同研究を行っている「ソフトマターロボティクスコンソーシアム」の各研究グループの要素技術を応用して、爪機構の滑らかな表面に触覚センサ・温度センサ・非接触型障害物センサの電子回路を塗布したり、爪構造を形状記憶ゲルで構成して、把持対象物の形状・表面特性や環境の変化に柔軟に対応して爪形状を変化させ、高度なハンドリング作業を行ったり出来るような、より高機能を有する爪機構として発展させてゆく予定である。
また、球状歯車以外の、自由曲面に対応した全方向駆動歯車も、爪機構や、爪機構を指先端に有するロボットハンドの関節部分に利用してゆく。
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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
伸縮・回転が可能な可動式の爪機構の改良を進め、爪に使用する材料も複数種類吟味すると共に、爪機構の滑らかな駆動に必要な新型球状歯車の機構も、複数種類製作して、パシフィコ横浜で開催された展示会「ET2016」などに試作品を展示し、日本ロボット学会学術講演会での発表も行った。これにより、次年度以降の研究がスムーズに執り行えることが確実な情勢となったため、順調に研究が進捗していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の今後の推進方策としては、球状歯車を爪機構の駆動やロボットハンドの指関節の駆動に用いて、ロボットハンドも含めた「高機能マニピュレーション機構」の製作・改良を進め、従来型のロボットハンド・ロボットアームとの様々な環境における高度マニピュレーション作業の効率・精度を比較する実験を行う。可動爪部分の材料や形状の最適化も、様々な作業実験・把持実験を通じて、引き続き行う。
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| Causes of Carryover |
2016年度に行った様々な作業実験で収集したデータに基づいて設計を行った、爪駆動用・指関節駆動用の球状歯車の材質の再選定と、使用される関節箇所に合わせた設計の改良・最適化を行う必要が生じ、そのための予算を確保しておかなければならなくなったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本研究グループが研究開発した、爪駆動用・指関節駆動用の球状歯車を、それが使用される箇所に応じて材質・形状の最適化を行った上で設計・製作し、可動式爪機構を有する高機能ロボットハンドによる様々な作業実験を行い、従来型のロボットハンド・ロボットアームより作業の効率や精度の面で優れていることを定量的に証明することを目指した実験を行う。
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[Presentation] 情報呈示装置「盲導盤」の研究2016
Author(s)
加藤寛昭, 福島悠也, 木村匠之助, Gichane Michael Mureithi, 多田隈建二郎, 多田隈理一郎
Organizer
第34回日本ロボット学会学術講演会
Place of Presentation
山形県山形市 山形大学小白川キャンパス
Year and Date
2016-09-07 – 2016-09-09
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