2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Origami Printer which can store the real models compactly
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18K03900
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
篠田 淳一 明治大学, 研究・知財戦略機構(中野), 研究推進員 (60266880)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ディアゴ ルイス・アリエル 明治大学, 研究・知財戦略機構(中野), 研究推進員 (20467020)
奈良 知惠 明治大学, 研究・知財戦略機構(中野), 研究推進員(客員研究員) (40147898)
サブチェンコ マリア 明治大学, 研究・知財戦略機構(中野), 研究推進員(共同研究員) (40599304) [Withdrawn]
萩原 一郎 明治大学, 研究・知財戦略機構(中野), 特任教授 (50282843)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | リバースエンジニアリング / 積層型3Dプリンタ / 折紙ロボット / 2Dパターン / 木構造 / 簡略化技術 / 結合技術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①構造の特徴を保持しながら、展開図の木構造を開構造化する条件下で最大限形状を簡略化する簡略化アルゴリズムを構築した。②糊付けによる接合方式では、一旦組み立ててしまうと、目的の構造物が大きな場合持ち運びや保管が容易ではない。この問題を解決するため、差し込み方式を採用した。ロボットによる操作をしやすくすべく差し込み部と本体が重ならないという条件のもとで差し込み部を最大にする制約条件を加えたアルゴリズムを開発した。③上述の内容をロボットで実現するため、まず、シミュレーションベースの方法を検討した。すなわち、折り畳みシステムの幾何学的シミュレーション及び構造工学的シミュレーションを通じて、最適な折り畳み条件やロボットマニピュレータの操作シーケンスを導出するアルゴリズムを構築した。④そのため、折紙構造とロボットシステムのモデリングに含まれる、折り畳みパターン上のロボットの指先部分の配置、折り畳みとその保持力、ロボットアームの幾何学的パラメータについての条件を、１．概略設計ステージ、２．数値シミュレーションステージ、３．詳細設計ステージ、に分けて検討した。⑤概略設計ステージは、薄い紙に対するロボットの設計に関するもので、文献[1]の拡張が得られた。数値シミュレーションステージに関しては、0.1mm以下の紙やその他の材質に対する折り畳みのシミュレーションを行い、材料の機械的特性、境界条件、制約条件、材料とロボットのグリッパ/ホルダの接触やその他シミュレーションに必要なパラメータを明確化した。詳細設計ステージでは、厚紙等に適用するため、グリッパの適切な位置及びその向きと力の大きさ、そして適切な折畳み操作のシーケンスを導出するアルゴリズムを構築した。⑥既に開発済のレゴベースのロボット及び外注による強度を中心に増強したロボットを用いて妥当性の確認をした。
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