2022 Fiscal Year Research-status Report
ゲルとワイヤ駆動機構により超多関節構造を実現する軽量柔軟ロボットハンドの開発
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19K04297
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
山野 光裕 滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (70323178)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ロボットハンド / ソフトロボティクス / 形状記憶ゲル / ワイヤ駆動 / 腱駆動 / 多指ハンド / ゲルロボット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究全体の計画では，形状記憶ゲルとワイヤ駆動機構（腱駆動機構）を組み合わせ，軽量で多関節を持つ多指ロボットハンドおよびその制御方法を実現することを目指している．
形状記憶ゲルは，温度により硬軟の切り替えができる性質を持つゲルであり，より詳しい説明は初年度の実施状況報告書に記載している．
これまで開発したロボットハンドについて，指の腱を駆動する際の摩擦が大きいという問題があり，本年度はその改善に取り組んだ．1個のモータで多関節を駆動できるロボット指について，従来型では腱駆動の糸が動く際に滑り摩擦を生じ，とくに指の先端に近い関節を曲げる時は，滑り摩擦を生じる区間が長くなっていた．そこで，糸の動きに連動して回転可能なプーリを各関節部に用いた改良型の指を設計・製作した．
本年度に試作したロボットハンドの指では，指の先端に近い関節を曲げる場合でも，糸が動く区間のプーリが連動して回るため，滑り摩擦が生じる箇所を非常に短くすることができた．また，この指は，1個のモータで腱駆動の糸の送り出しと巻き取りを同時に行うが，各関節のプーリは，送り出される糸と巻き取られる糸の両方と連動して回転するため，どちらの糸ともほとんど滑り摩擦を生じない．さらに糸の経路を工夫することで，糸同士の接触を避けつつ，各関節が深く曲がることができる構造にすることができた．
また，前年度実績に記載したユニバーサルジョイントを用いた指の機構の改良にも取り組んだ．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
ロボットハンドを駆動する際の内部の摩擦の問題を改善するために改良型の機構の開発に取り組んだが，その際，大幅な設計変更を伴う改良を行ったため，設計・製作に想定以上の時間を要した．そのため，遅れが生じ，製作したロボットハンドで行う予定であった動作計画や把持実験をほとんど行うことができなかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
ロボットハンドの機構の改良は大きく進んだので，基礎的な評価実験で機構の性能等を確認し，必要に応じて小規模な改良を行う．
開発したロボットハンドの制御方法については，様々な形状・寸法の物体を把持する際の各指の動作フォームの生成を中心に取り組み，物体把持実験により評価する．このロボットハンドは，駆動関節と非駆動関節を切り替えながら共通のモータで駆動する方式で動作させるため，このロボットハンドに適した動作フォームの生成法を開発し，評価する．
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| Causes of Carryover |
ロボットハンドの機構の改良に想定以上の時間を要し，研究全体に遅れが生じたため，支出が予定よりも少なくなった．そのため，研究期間を1年延長し，次年度使用額を使って研究を進める．開発や実験，計算を行うための機材やソフトウェア等の追加購入および学会参加等のために使用する予定である．
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