多方向送り動作機構による物体操作が行える平行２指ロボットハンドの開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K03988
• Research Institution: Kyushu Sangyo University
• Principal Investigator: 村上 剛司 九州産業大学, 理工学部, 教授 (80380682)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: ロボティクス / ロボットハンド

Outline of Annual Research Achievements

本申請研究では把持を保ちながら物体の位置姿勢を操作できる平行2指ロボットハンドを開発することでロボットハンドの作業能力の向上を図る．
令和３年度は，指先に送り機構を持つ平行2指ロボットハンドによる任意方向への物体操作を行う手法を提案し，その妥当性を実験を通して確認した．提案手法では，ハンドの指先部に振動子による多方向への物体送り動作機構を付加することで，把持機能に影響を与えることなく把持物体の位置姿勢操作を実現する．本年度はロボット指先に装着する振動子として圧電アクチュエータを採用した．圧電アクチュエータは軽量で大きな力を発生でき，視覚的には確認できない微小な振動を繰り返し行う．この振動を機械機構により特定方向の推進力へ変換する．複数方向への推進力を発生できるよう複数の圧電アクチュエータを組み合わせて駆動することで，把持物体の並進操作を行う．
提案手法の妥当性を確認するため，上下左右の4方向への推進力を発生できるよう4つの圧電アクチュエータを装着したロボット指を2本対向させた構成を持つ平行2指ロボットハンドを開発した．このロボットハンドにより挟み込み把持を行っている物体に対して，圧電アクチュエータが振動を加えることにより把持物体の並進操作が可能であるかを実験で確認した．アクリル製で直径40mmの円柱を対象物体として操作実験を行い，駆動する圧電アクチュエータを切り替えることで，把持を保ったまま上下左右の4方向への並進操作を行えることを確認した．
本年度の結果を踏まえて，来年度は圧電アクチュエータの数や配置位置を調整することで，より多方向への物体操作や回転転操作を実現することを目指す．

Current Status of Research Progress

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

Reason

提案手法に基づく物体送り機構の基本動作について実験を通してその妥当性を確認できたため．

Strategy for Future Research Activity

本年度の実験結果を踏まえて，来年度はロボット指に配置する圧電アクチュエータの数や位置を調整することで，より多方向への物体操作や回転転操作を実現することを目指す．

Causes of Carryover

圧電アクチュエータを駆動するための高電圧電源について本年度の運用結果を踏まえて十分に検討してから機種選定を行うこととしたためであり，次年度に購入する予定である．また，コロナの影響から学会参加を見送ったため．