2019 Fiscal Year Annual Research Report
ロボットの能動的接触による表面分布インピーダンスの可視化とその利用
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17H04698
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
仲田 佳弘 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (80720664)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 一体構造空電ハイブリッド直動アクチュエータ / 能動的接触 / インピーダンス / 物理的インタラクション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ロボットが周囲の人や物体と安全に接触するためには，接触対象の変形方向や硬さの認識が不可欠である．そのために，人が未知対象に対して行う触探索のような機能の実現が重要であると考えられる．本研究課題では，ロボティックアームの先端に広い範囲で緻密に力を制御可能な一体構造空電ハイブリッド直動アクチュエータを搭載し，ロボットが本アクチュエータを介して能動的接触を行うことで，接触対象の表面の分布インピーダンスを計測・可視化できるスキャンシステムの開発と評価を行う．
本年度は，ロボティックアームの先端に一体構造空電ハイブリッド直動アクチュエータを搭載し，制御機器と統合してスキャンシステムを開発した．本システムが環境と接触する際の接触力を一定に保つ実験を行った．アクチュエータが鉛直下向きになるようにロボティックアームの姿勢を調整した．ここでアクチュエータを降下させると，可動部先端が床に接触する．この時，接触力が一定になるように制御した．具体的には，空気圧で所望の力を発生するようにバルブを制御し，動摩擦によって生じる接触力の偏差を電磁力で補償するようにした．実験中，接触力は可動子先端に取り付けたロードセルで計測した．この状態で，アクチュエータの固定部分をロボティックアームで上下に振動させた．その結果，最大速度20mm/sまでは，一定の接触力が維持できた．今回は動摩擦のみを考慮したが，電気的な特性もモデルとして取り入れることで，高速度条件でも接触力を一定に保つことが期待される．
また，ハイブリッド駆動の性能を確認するため，空気圧のみで駆動した場合とハイブリッド駆動の場合の接触力の誤差を比較する実験も行った．ハイブリッド駆動では，空気圧のみで駆動する場合と比べて接触力の誤差が小さく，二乗平均平方根誤差を計算すると1N程度となった．現在，この結果を論文にまとめ，海外学術雑誌への投稿を準備中である．
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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