2018 Fiscal Year Annual Research Report
A Study on Control of Powered Lower-limb Prostheses and Orthoses with Antagonistic Bi-articular Muscles
| Project/Area Number |
16K06431
|
|---|
| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
村尾 俊幸 金沢工業大学, 工学部, 講師 (00447038)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 制御工学 / 電動大腿義足 / 二関節筋 / 電動長下肢装具 / 機械力学・制御 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，電動大腿義足などに代表される大腿部に対する電動義肢装具に対して，二関節筋構造を考慮した制御手法を提案することを目的としている．
今年度は前年度製作した電動短下肢装具を改良し，電動長下肢装具を新たに設計し，試作機を製作した．機構面では内側広筋と前頸骨筋を模した一関節筋ワイヤーと腓腹筋を模した二関節筋ワイヤーをモータにより巻き取ることで関節を曲げることになる．装具の足裏部分に取り付けた圧力センサにより，足の地面への接地状態を測り，足の蹴り出し動作を補助できるように，接地状態に応じた装具の関節角度の制御を試みた．健常者に装具を装着させ，蹴り出し動作に関する検証実験を行った．
一方で，これまでに導出していた二関節筋を有する2自由度の下肢モデルに対して，力制御則の提案をおこなった．歩行を考慮した電動装具へ制御手法の適用をおこなう場合に，地面の設置面に対する力出力をその目標値へ一致させることは重要となる．はじめに，接触力を考慮した2自由度マニピュレータダイナミクスをもとに，二関節筋を有する接触力を考慮したマニピュレータダイナミクスを導出した．さらに接触面への射影行列を定義し，受動性に基づく制御則を提案し，閉ループ系の安定性解析をおこなった．
現在，提案したロボットの力制御の実験検証のためのシステム構築に取り組んでいる．電動装具への適用の前に，まずは制御手法の検証のために，ロボットシステムに対して制御則を適用する予定である．今後も引き続き研究を継続していき，二関節筋構造を有する電動装具に対する有効性も，実験検証を通して確認する予定である．
|
Research Products
(4 results)
