非線形バネ機構ロボットの開発と実環境適応型モーション制御システムの実現

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18560430
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 駒田 諭 Mie University, 大学院・工学研究科, 准教授 (10215387)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 弓場井 一裕 三重大学, 大学院・工学研究科, 助教 (10324542) ; 白井 達也 鈴鹿工業高等専門学校, 機械工学科, 講師 (20342503)
• Keywords: 非線形バネ機構 / ロボット / 関節剛性 / 環境適応 / モーションコントロール / 位置決め / 非干渉化 / 腱駆動

Research Abstract

1.SATを用いたロボットの解析(担当:白井) 運動解析ソフトウェアMSC.Adamsを用いて,自由落下する重量物の柔軟三関節ロボットアームによるキャッチングモデルの解析を行った。初期姿勢(Preshape)と関節粘弾性による受動的なキャッチングの成否を数値解析的に調べ,安全にキャッチングできる範囲の探索を行った。この数値解析より得られた知見を元にして実機による検証を行うために,昨年度製作した水平三関節ロボットを垂直方向でのキャッチング動作を可能とするための改造の設計を行った。また,柔軟三関節ロポットを制御するための6軸サーボモータドライバを収納するためのドライバユニットの設計を行った。
2.SATを用いたマニピュレータの制御(担当:弓場井) 従来の非線形バネを用いた腱駆動機構の制御は,位置と剛性制御にはお互いに干渉が存在する。そこで和と差の機能座標により非干渉化する方法を提案し,それをSATを用いたマニピュレータに応用し,有効性を確認した。
3.学習による環境適応能力の獲得(担当:駒田) 非線形バネを用いた腱駆動機構の制御系のコントローラゲインや剛性指令値を自律的に獲得する方法を提案した。ここでは,制御性能等の評価を定めることで,試行を繰り返すことでより良いコントローラゲインや剛性指令値を獲得できることを確認した。また,本コントローラを実現するにあたり,反力推定オブザーバを用いてセンサレスで腱張力を推定する方法を用いている。