Wideband Load-side Acceleration Control for General Purpose Robot in Life Space

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04020
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21010:Power engineering-related
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: Yokokura Yuki 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (70622364)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大石 潔 長岡技術科学大学, 工学研究科, 産学官連携研究員 (40185187)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 負荷側加速度制御 / ねじれトルク制御 / 電流制御 / 2慣性共振系 / 産業用ロボット / トルクセンサ / 力制御 / パワーエレクトロニクス

Outline of Final Research Achievements

In this research project, we aim for industrial robots that will be newly applied to general-purpose robots in human life space. Such a robot should be based on both very wideband position and force controllers, which need "Load-side Acceleration Control(LAC)." This project developed super fast current control, direct torsion torque control, and low-latency torsion torque sensor to achieve the wideband LAC. In addition, we carried out the theoretical analysis and experimental validations.

Free Research Field

モーションコントロール

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

普段、自宅や職場で身の回りを見渡してみても、人間の生活領域で物理的な接触作業を代替可能な多関節ロボットは未だに見当たらない。その主たる原因は、従来の産業用ロボットの「力制御帯域の低さ」にあり、産業界で活躍中の位置制御のみに特化したロボットをそのまま生活領域汎用ロボットとしては適用できないことにある。そこで本研究では、位置制御と力制御との双方が広帯域に亘り可能な「負荷側加速度制御」に基づき、従来の産業用ロボットを生活領域汎用ロボットへと変生させることを目指す。