2022 Fiscal Year Annual Research Report
Fundamental study of joint elasticity mechanism and control for buffering of space robots
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17K06119
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
西田 信一郎 鳥取大学, 工学研究科, 特任教授 (50358529)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ロボット / 力制御 / 画像計測 / 直列弾性機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
宇宙デブリを除去するための軌道上での捕獲においては、宇宙デブリに３次元の回転運動が残留し、取っ手を持たない非協力ターゲットである宇宙デブリとの力学干渉により、動的な荷重の発生が避けられない。このため、捕獲するロボットアームには、荷重の緩衝機能および制動力の印加により対象の運動を徐々に停止させる制動動作機能が必要である。このため、本研究では、新規の半円型弾性機構方式の関節弾性機構を構成し、アーム先端部での大きな弾性変形ストロークを確保するとともに、関節のトルクセンサによる関節インピーダンス制御の発展形態の（仮想デプス）制御を適用し、センサとアクチュエータのコロケーションによりアーム構造共振を制御ループ外に位置付けることで高い制御応答性を確保し、これらにより、良好な緩衝性能を実現することを目指して以下の３つのステップにより、本基盤研究を進めた。
a.弾性要求設計手法検討：制御系解析、動力学解析、統計処理による特性配分手法の検討、b.弾性機構構成検討：解析・試作・試験による機構構成方式の確立および設計手法構築、c.システム特性確認：捕獲作業に対する水平２関節アームテストベッド構築し、制御有効性を確認。宇宙デブリの捕獲作業関しては、ターゲットの位置姿勢を計測し、運動を推定し、追従するための画像計測方式の考案、詳細設計、ソフトウエア試作、CGシミュレーション解析・評価を実施した。また、水平２関節アームについては、重力補償装置や位置計測装置などの試験支援装置や計測系も製作した。さらに弾性機構を応用した探査ロボットの操舵系の試作・試験・評価を実施した。これらの成果については、ロボティクスメカトロニクス講演会、宇宙科学技術連合講演会、スペースデブリワークショップ2022、ISTVS講演会、日本機械学会中国四国支部総会講演会などで報告した。
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Research Products
(5 results)
