2020 Fiscal Year Research-status Report
制御目標値削減による多関節ロボットの操作物接触順応法の開発
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17K06256
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
関本 昌紘 富山大学, 学術研究部工学系, 講師 (40454516)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | マニピュレーション / 接触作業 / 適応 / 作業座標制御 / 冗長自由度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ロボットアームによるバルブ開閉作業では，ねじピッチの不確かさによる制御目標値と実際の送り量の不一致が，ロボットに過度の駆動力を生じさせる．本研究は，このような接触操作時の位置誤差制御問題に対し，制御目標値の一部を削減し，零空間内のアーム姿勢（冗長自由度）の動的遷移を用いた解決法の確立を目的とする．本年度の研究実績を以下に示す．
１．逆可動性の高いロボットアームは，外力順応を得やすくなる反面，冗長姿勢の動作（自己運動）が大きくなり，意図しない振る舞いを招きやすくなる．昨年度に開発した，手先幾何拘束・モータ動特性を考慮した７関節ロボットアームのねじクランク回し動力学シミュレータを用い，比較的小さな関節粘性において，想定した範囲の自己運動で接触順応を効果的に発揮する動作解が存在しうることを確認した．
２．力覚センサを有さない遠隔ロボットアームの隙間（壁穴）内作業において，外力順応が効果的に機能することを実証した．壁穴にロボットの腕を伸ばし，その先で作業を行う状況を想定した．ロボットは壁穴の空間情報を正確に取得できず，ロボット本体部が壁穴と接触し，手先作業を妨げる．操作者がこれを回避し，ロボットの手先を目標地点に導くことは難しい．このような状況において，手先位置姿勢６変数の制御から手先位置３変数のみの制御に切り替えることで壁穴と接触順応し，手先を目標地点に到達できることを確認した．接触順応時の手先操作力は非接触時とほとんど変わらず，壁穴との接触力も1N程度と小さく，操作者は接触に煩わされずに手先作業を継続できた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度に追加検討することにした，接触順応の効果的な発揮を期待できる関節柔軟化手法について，十分な実機検証を行えなかったため．
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| Strategy for Future Research Activity |
追加テーマの実機検証実施後，当初の研究計画の残りを推進する．具体的には，逆可動性を高めたときに望ましい挙動を得る適切な関節粘性，手先接触力への影響の調査，逆可動性を高めた順応実験，および提案手法による接触順応動作の動力学的な安定性解析を行う．
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| Causes of Carryover |
接触順応実験・研究成果発表に遅れが生じたため，費用に残りが生じた．これらの実施に使用する．
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