2018 Fiscal Year Annual Research Report

Total Planning of Alignment Strategy and Grasping Configuration For Improving Feasibility of Assembly Tasks by Versatile Robotic Hand

Research Project

Project/Area Number	16K21485
Research Institution	Wakayama University
Principal Investigator	土橋宏規和歌山大学, システム工学部, 講師 (50634490)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	汎用ハンド / 平行スティック指 / ぐらつき / 許容運動集合 / シミュレーション / 実機実験 / 指配置問題 / 幾何的解法
Outline of Annual Research Achievements	本研究では，製造業における工業製品の組立作業において，平行なスティック指を複数本有する低自由度機構の汎用的なロボットハンド（以下，汎用ハンド）により，冶具などを用いずに非整列状態で作業台面上に供給された多種多様な形状の部品を，アライメント（整列）操作によってその初期位置・姿勢の不確かさを吸収して精確に把持し，組立作業を実現できるようなアライメント操作戦略，および把持形態を総合的に計画するための手法を構築することを目的としている．アライメント操作を行う際，指と対象部品との接触位置によっては部品がぐらついてしまう恐れがあり，そのような場合にはアライメント操作が失敗してしまう可能性がある．このような状況を回避するため，部品がぐらつかずに確実にアライメントできるような操作戦略を見出すことが必要となる．平成30年度には，平成29年度に構築した指と対象部品とが接触する際の運動学的拘束条件下での部品の許容運動集合を算出するシミュレータと，平成28年度に提案した対象部品のぐらつきが生じ得るかどうかを判定するアルゴリズムを改良した上で連携させ，対象部品のぐらつきにくさの定量的評価を自動化した．また，例題に対するシミュレーションを行うことで，シミュレータの動作ならびに計算結果の妥当性の確認を行った．さらに，平成29年度に構築したロボットアームとロボットハンドを用いて部品のぐらつきにくさを検証する実機実験を行い，シミュレーション結果が実環境においても妥当であることを確認した．加えて，低自由度の汎用ハンドの把持形態の計画に向けて，平行スティック指を有する1自由度ハンドを対象とした，把持対象部品表面への指配置問題を幾何的に解く効率的なアルゴリズムを提案し，これを実装したシミュレータを構築するとともに，複数形状部品を対象とした指配置問題の解析をシミュレータを用いて行い，提案するアルゴリズムの有用性を確認した．
Remarks	第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会での本研究の成果発表について，優秀講演賞を受賞した．