摩擦を動的に変更可能なロボット指先の開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K06282
• Research Institution: Kyushu Sangyo University
• Principal Investigator: 村上 剛司 九州産業大学, 理工学部, 教授 (80380682)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ロボティクス / ロボットハンド / マニピュレーション

Outline of Annual Research Achievements

本申請研究では，ロボットハンドの作業能力向上を目指し，指先と物体が接触した状態から指先を微小振動させることにより接触物体との摩擦係数を動的に変更可能なロボット指先を開発する．
令和２年度までに，振動子を平行２指ロボットハンドの指部に組み込み，指先で振動を発生させることにより，把持物体の表面ですべりを発生させうることを確認した．令和３年度は，摩擦の調整によるすべり操作を実現するため，振動する際の力が大きい圧電アクチュエータを振動子として用いたロボット指先を3Dプリンタで製作した．実験では，圧電アクチュエータの振動数，時間，振幅の値を変えてその摩擦係数の影響を比較した．ロボットハンドに物体をはさみ込み把持させ，安定に把持して十分な時間が経過した後，圧電アクチュエータを駆動して振動を与えたときに物体と指先の間の摩擦に変化が生じるかを物体がすべるかどうかで確認した．結果から振動数の変化は摩擦係数に大きな影響はなかったが，時間と振幅の変化は摩擦係数に影響があることを確認した．この実験結果を踏まえて，圧電アクチュエータをオンオフすることで把持物体のすべり距離を調節できるか実験を行い，オンオフ時間を制御することですべり距離をある程度調節できることを確認した．これにより従来の平行２指ロボットハンドでは作業中に持ち替えが必要であった接触位置の変更をすべり動作により実行できるようになるため，ロボットハンドの器用さ向上が期待できる．一方，圧電アクチュエータの振動方向について，これまでは把持力に平行な方向へ加えていたが把持力に垂直な方向に振動を加えることで摩擦係数の調節幅を拡大できる可能性がある．
最終年度となる次年度は，圧電アクチュエータの振動方向による摩擦係数の調節機能の影響を調査する．この結果を取りまとめて，接触物体との摩擦係数を動的に変更可能なロボット指先を実現することを目指す．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の目的である振動による摩擦調節について，ロボットハンドを用いた実験によりその妥当性と実現可能性を確認できているため．

Strategy for Future Research Activity

最終年度として，これまでの成果のとりまとめを行い発表する．

Causes of Carryover

コロナ禍による学会参加の見送りがあったため計画に変更が生じた．次年度は可能な限り学会に参加し，その旅費に充てる予定である．