2016 Fiscal Year Research-status Report
スキルアシストシステムのための6自由度ハイブリッドパラレル機構の開発
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16K06048
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| Research Institution | Nippon Institute of Technology |
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Principal Investigator |
樋口 勝 日本工業大学, 工学部, 教授 (40293039)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | パラレルメカニズム / 2自由度球面機構 / 三重ユニバーサル関節 / ワイヤ駆動機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
三つの同一中心を有するリンクとワイヤからなるハイブリッド２自由度球面パラレル機構を入力とする６自由度パラレルリンク機構の提案と、その設計方法を提案するために、以下のことを行った。
１．リンク・ワイヤを組合せたハイブリッド球面パラレル機構を提案した。この機構では、１本のリンクを2本の長さをアクチュエータにより制御するワイヤと、低荷重ばねにより駆動する。これにより、ワイヤパラレル機構でありながら冗長駆動を必要としない機構としている。この機構を３つ組合せる必要があることと、ワイヤ・低荷重ばね・リンクの干渉を避けるために、低荷重ばねは静止節に接続せず、3つの機構のリンクに互いに接続することを提案した。
２．中心の一致する三重ユニバーサル関節として、円弧スライダを用いた関節を提案した。円弧スライダは転がり接触とするために、円錐ローラを用いているが、円錐ローラの先端と底面側の速度が異なるために、レールとローラとの間に滑りが発生する。そのため、摩擦抵抗が発生することが考えられる。そのために、試作機を設計・製作し、作業領域を確認するだけでなく、円弧スライダの精度、剛性、摩擦特性を測定するための装置を設計・製作した。
３．2自由度球面パラレル機構として、取りうる全ての対偶の組合せとそれらの運動伝達性を評価し、実作業領域の広い機構として、入力対偶を一致させた機構と、全ての節が90°の機構の2種類の機構を提案した。
４．全ての節が90°の2自由度球面パラレル機構を入力とする6自由度パラレルリンク機構の試作機を設計・製作し、広い作業領域を有することを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
球面パラレル機構の運動伝達性解析は順調であったが、その試作機の設計・製作に時間がかかってしまい、その後に行う予定であった６自由度機構全体としての設計を行うことができていない。
また、円弧スライダの性能を評価するために、当初は円弧スライダを試作するだけで評価できると考えていたが、性能評価するための専用の実験装置が必要となり、その設計・製作に時間がかかってしまい、性能評価を十分に行えていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画では、高機構透明性、高剛性の駆動機構の開発、スキルアシスト法の評価、人の動作観察を行う予定である。
しかし、機構設計法の提案がまだ終わっていないために、29年度の前半は機構設計法の提案と、これを用いた試作機の設計・製作を行う。
その後に、研究計画を行う。ただし、時間的に遅れているため、駆動機構の開発の部分を、上述の機構設計法の提案と、試作機の設計・製作と同時に行う。この開発は、従来開発してきたワイヤパラレル機構の駆動機構をベースにその問題点を解決する方法を取ることで、時間の短縮を図る。
スキルアシスト法の評価は計画通り行う。
そして、人の動作観察については、別の研究で、人の動作を計測するシステムを開発しており、それを用いることができる為、観察に必要な準備の時間を短縮することができると考える。
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| Causes of Carryover |
6自由度機構全体の設計が終了せず、試作機を製作することができなかったため、試作機を製作するための材料費が次年度使用額として残った。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成２９年度は、6自由度機構の試作機を製作するので、これを製作するための材料費として使用する予定である。
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