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2020 Fiscal Year Research-status Report

Tilt-rotor Based Master-Slave Telemanipulation with Force Feedback

Research Project

Project/Area Number 19K04327
Research InstitutionMie University

Principal Investigator

矢代 大祐  三重大学, 工学研究科, 助教 (60607323)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 駒田 諭  三重大学, 工学研究科, 教授 (10215387)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywordsモーションコントロール
Outline of Annual Research Achievements

「マスタロボット(多関節マニピュレータ)の変位にスレーブロボット(マルチロータ)の速度が比例し、かつ作業対象物からスレーブに加えられる反作用力とマスタに人が加える作用力が一致するマスタ・スレーブ型遠隔操作の実現」を本研究課題の目的としている。2020年度は[課題A-2]可変ゲイン制御を用いた接触力制御、[課題A-3]可変ティルト角を用いた接触力制御、[課題B-2]低剛性能動多関節の接触力制御、に取り組んだ。
課題A-2については、ロータ角速度と対気速度の計測値に基づき制御器をゲインスケジューリングすることでプロペラ推力制御性能が向上することを実験的に示した。
課題A-3については、可変ティルト角の方が固定ティルト角よりも地面方向の接触力制御性能が向上することをシミュレーションにより確認した。
課題B-2については、フレキシブルアームを用いた6自由度パラレルメカニズムを対象に、アームのねじりトルクを制御器に用いることで振動が抑えられることを実験的に確認した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

2020年度の目標は概ね達成できた。[課題A-3]で検討している仮説については、実験的な裏付けが取れていないため、引き続き検討していく。[課題B-2]で検討している仮説については、実験に妥当性が示されつつあるが、数学的な裏付けが十分取れていないため、引き続き検討していく。

Strategy for Future Research Activity

2021年度は予定通り[課題C-3]ティルトロータ機のバイラテラル制御、に着手する。ただし、[課題A-3][課題B-2]についても検討の余地が残るため、引き続き検討していく。

Causes of Carryover

[課題B-2]低剛性能動多関節の接触力制御、の検証を研究代表者が現有する6自由度パラレルメカニズムで代用し、経費を節約したためである。ただ、本実験装置はリンク部の剛性が低いため手先効果器の位置決め精度に改善の余地が残る。そこで次年度使用額により本実験装置の改良を行う計画である。

  • Research Products

    (10 results)

All 2021 2020 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Contact Force Control of Quadrotor using Rotor Angular Velocity2020

    • Author(s)
      Hayashi Yuki、Yashiro Daisuke、Yubai Kazuhiro、Komada Satoshi
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Industry Applications

      Volume: 140 Pages: 662~672

    • DOI

      10.1541/ieejias.140.662

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Force Control of Propeller-Driven Systems Using Rotor Angular Velocity2021

    • Author(s)
      Daisuke Yashiro
    • Organizer
      Proceedings of 7th IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Estimation and Compensation of Airframe's Disturbance Force using Rotor Angular Velocity for Propeller-driven Systems2021

    • Author(s)
      Yuki Nishii, Daisuke Yashiro, Kazuhiro Yubai, and Satoshi Komada
    • Organizer
      Proceedings of IEEE International Conference on Mechatronics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Load Torque Control of an Electromagnetic Motor with a Reduction Gear, a Spring, and Motor/Load-Side Encoders2021

    • Author(s)
      Daichi Kondo, Daisuke Yashiro, Kazuhiro Yubai, and Satoshi Komada
    • Organizer
      Proceedings of IEEE International Conference on Mechatronics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Design of a Gain-scheduled Rotor Thrust Controller Using Wind Velocity and Rotor Angular Velocity2021

    • Author(s)
      Yuki Kato, Daisuke Yashiro, Kazuhiro Yubai, and Satoshi Komada
    • Organizer
      Proceedings of the 7th IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Design of Gain Scheduled Rotor Thrust Controller Using Airspeed and Rotor Angular Velocity2020

    • Author(s)
      Yuki kato, Daisuke Yashiro, Kazuhiro Yubai, and Satoshi Komada
    • Organizer
      Proceedings of the 46th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Load Torque Control of Electromagnetic Motor with Reduction Gear and Motor/Load-Side Encoders2020

    • Author(s)
      Daichi Kondo, Daisuke Yashiro, Kazuhiro Yubai, and Satoshi Komada
    • Organizer
      Proceedings of the 46th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Design of a Contact Force Controller Including State Feedback Controllers for Propeller-Driven Systems2020

    • Author(s)
      Yuki Nishii, Daisuke Yashiro, Kazuhiro Yubai, and Satoshi Komada
    • Organizer
      Proceedings of the 46th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Design of Adaptive Controller for Bilateral Control Systems Including a Propeller Driven System2020

    • Author(s)
      Masaya Inukai, Daisuke Yashiro, Kazuhiro Yubai, and Satoshi Komada
    • Organizer
      Proceedings of the 46th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] Yashiro Research Group

    • URL

      https://www.cc.mie-u.ac.jp/~yashiro/

URL: 

Published: 2021-12-27  

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