2012 Fiscal Year Research-status Report
バーチャル力学に基づく多脚ロボットの全身位置・姿勢・力・モーメントの知的歩行制御
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23560254
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| Research Institution | Kogakuin University |
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Principal Investigator |
黄 慶九 工学院大学, 工学部, 准教授 (20361785)
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| Keywords | 機械力学・制御 / 制御・システム工学 |
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| Research Abstract |
本研究の目的を達成するためには，機構の創出と解析モデルの完成，脚の柔軟化と対地適応，胴体の柔軟化と外乱適応という三段階の研究計画，及び研究成果の踏まえ，研究調査，既存実験装置の活用，理論解析と実験検証の研究方法によって，研究計画の通り，下記の機構の創出と解析モデルの完成および脚の柔軟化と対地適応に関する研究開発を進めた．
１．全身柔軟性を持つ6脚歩行ロボットの機構の創出： 研究代表者のいままでの２足歩行ロボットの受動能動融合型アクチュエータ及びゼロトルクフィードバック制御の開発成果を踏まえて，ひずみを増大させる十字バネ構造を駆動部と出力部の間に挟み込むようなトルク検出機構を開発した．開発した十字バネ検出機構を６足ロボットの各関節に装着して，検出した関節トルクを用い，ゼロトルクフィードバック制御を行うことによって，全身柔軟性を持つ6脚歩行ロボットの機構を設計した．
２．各関節の回転位置・トルクと各支持脚との力の釣り合い関係の解明： 動力学解析によって，各関節の回転位置・トルクと各支持脚との力の釣り合い関係を解明し，バーチャル力学に基づく脚先の力制御を行うことを可能にした．
３．位置と力のハイブリッド制御：解明した各関節の回転位置・トルクと各支持脚の力の釣り合い関係に基づいて、各支持脚の力を算出することによって，脚先の位置と力のハイブリッド制御を行った．
４．胴体の位置，姿勢，力，モーメントと支持脚の力の釣り合い関係の解明：動力学回解析によって，胴体の位置，姿勢，力，モーメントを実現するための各支持脚の力を算出して、運動学を含んだ各物理量の力学的な釣り合い関係を解明した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、機構設計を行い、CADモデルベースでの解析を計画通りで実行できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．位置と力のハイブリッド制御： 前年度の研究成果，すなわち解明した各関節の回転位置・トルクと脚の力の釣り合い関係に基づいて、各支持脚の力を算出することによって，脚先の位置と力のハイブリッド制御を行う．
２．未知不整地歩行： 脚の位置と力のハイブリッド制御によって，未知不整地歩行を実現する．
３．脚に未知障害物の乗越え又は回避： 各関節の十字バネトルクの検出機構を用いて脚に当たる障害物を検出して，脚をリフトして乗り越えるような位置と力のハブリッド制御を行う．障害物を乗り越えない場合には，障害物との接触力に順応するようなコンプライ
アンス制御を行い，障害物を回避する．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
１．十字バネトルク検出機構を持つ６脚歩行ロボットの試験機の製作費を計上する．
２．各関節の駆動系の動特性測定，制御系設計，制御実験に必要なコンピュータ，エンコーダー，AD/DA/DIOボード，アクチュエータアンプなどの制御と測定類を購入する．
３．研究成果の発表，山地での試験などのための旅費を計上する．
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