2020 Fiscal Year Annual Research Report
Real haptics system without any sensors at slave side
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18H01433
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
大西 公平 慶應義塾大学, グローバルリサーチインスティテュート(三田), 特任教授 (80137984)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ハプティクス / センサレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在、モーションコントロールやメカトロニクスにおいてエンコーダなどの位置検出器やストレインゲージを用いたトルクセンサなどの力（トルク）検出器なしに位置制御あるいは力制御を行うことは劣悪環境における作業に欠かせなくなってきている。さらに、深海中、真空内、高放射線下などの極限作業現場でも力触覚を伝送しバイラテラル制御を行うことが求められている。劣悪環境下のみならず医療用あるいは精密検査用などでは狭いスペースでの作業が要求されるためエンコーダの占める体積を出来るだけ減らしたいという要求があり、本技術の応用分野の一つになる。しかしながら、センサを使わずにバイラテラル制御を行う技術は実用化の段階に至っておらず早急な実用化が求められている。特に、現在最も多用されているブラシレスＤＣモータ（BLモータ）に対しては、位置や力の検出器を用いない力覚伝送技術の確立が大変重要である。
バイラテラル制御システムにおいてセンサを省いても力覚伝送性能を維持しなくてはならないが、最大の問題点は速度や力の推定精度ではなく時間遅れによるインピーダンス精度の低下である。インピーダンスは速度と力の周波数領域における比であり、両者の同時性が課題である。これまで、BLモータの場合は回転型でもリニア型でも一軸制御においては良好な結果を得た。例えば、256P/Rのエンコーダを実装した場合に比べて、定常状態では位置制御、力制御ともに誤差はなく、過渡状態では位置制御における瞬時最大誤差が1.5倍程度、トルク制御における瞬時最大誤差が1.2倍程度になり通常の使用法では問題ない性能を得た。さらに時間遅れに関する予備実験も行い、推定計算の工夫により実用上その影響が無いことも確認した。多軸システムの場合について新たに実験を試み、実用に供せられる性能が得られるかどうかを検証する。
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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