複数アームによる曲げ・ねじり剛性を有する線状柔軟物のマニピュレーション技術の確立

2012 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23700227
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 姜 欣 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30451537)
• Keywords: 柔軟物ハンドリング / 組立自動化 / 知能ロボット

Research Abstract

平成24年度において，申請書の通りに線状柔軟物を取り扱うためのグリッパーの設計・開発に着手した．効率よくワイヤーのような線状柔軟物を操作するグリッパ―には他の把持用ハンドのない特殊な機能が必要となる．また，産業への応用からグリッパ―の設計には高信頼性，低コストが要求されている．こちらの考えと昨年度の結果を踏まえ，なぞり動作による線状柔軟物の組付け方法を提案した．ワイヤーのような線状柔軟物の組付け作業になぞり作業を導入することにより複雑なセンシングやシステムを用いる必要がなくなると考えられる．また、ワイヤーをなぞりながら，組付け用クランプを辿る方法は信頼性の向上に有利と判断した．そこで、グリッパ―の設計・開発はこのアイデアの実現を目的に行われた．
具体的設計に入る前に検証実験を行った．この実験において，現在使用しているグリッパ―を使って，剛性の大きい太い紐と柔らかい細い紐のなぞり作業を様々の条件下で行った．この実験で取ったデータから具体設計にかかわ仕様を以下のように決めた．1．表面の凹凸に依らずに掴むことができる．2．なぞり作業の途中で線状柔軟物を径が変化しても掴むことができる．3．なぞる方向に対してある程度受動的にグリッパーの向きが変化する．
以上の設計仕様に基づいてローラ機構を用いた具体的設計案を完成した．この案には以下の特徴を持つ．1．グリッパーにワイヤーをなぞるためのローラ機構を組み込んでいる．ローラ部分は中央部の径が小さくなっているため，柔軟物が外れにくくなっている．2．ローラを支えるシャフト部分にばね機構が取り付けられている．また，シャフト全体が回転できるため，なぞりの方向に対してローラが常に垂直になり，挟み込みの成功率向上を図れる．
来年度以降，この設計案の製作とそれを用いたデモを行う予定である．

Current Status of Research Progress

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

Reason

計画した通り，研究の二年目に本研究は柔軟物組付け用ロボットグリッパ―の設計・開発に展開した．この一年を通して，概念考案から具体的な設計まで進んできたので，予定通りに研究が進んでいる．

Strategy for Future Research Activity

来年度では，グリッパ―の製作および新しいグリッパ―を用いたデモの実現が予定されている．また、新しいグリッパ―による線状柔軟物の組付操作は今までのない作業計画方法を必要とする，この課題にも取りこむ予定である．

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

今年度では，グりッパーの設計案にめぐって，検討が繰り返し行われたため，年度中に部品の発注ができなかった．そのため，製作に使う予定の予算を次年度に繰り越した．残った経費を平成25年度請求額と合わせて，平成25年度研究遂行に使用する予定である．