2012 Fiscal Year Research-status Report
空気圧式剛性可変フィンガを有するバルーン駆動型ロボットハンドの開発
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23760246
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| Research Institution | Ryukoku University |
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Principal Investigator |
永瀬 純也 龍谷大学, 理工学部, 助教 (70582245)
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| Keywords | 剛性可変 / 表面剛性 / 腱駆動 / ロボットハンド / バルーン / 予測機能制御 |
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| Research Abstract |
本研究は，操り動作と柔軟把持動作，および摩擦力を利用した動作と滑り動作に対してそれぞれ存在する，相反する要求仕様の問題を解決するために、フィンガの表面剛性をタスクに応じてアクティブに変化させることのできる表面剛性可変型ロボットハンドの開発を目的とする。当該年度は以下の研究を実施した．
1.空気圧バルーン型腱駆動フィンガの把持力制御系の開発：空気圧バルーンアクチュエータを用いた1リンクフィンガを製作し，本フィンガの把持力制御系の開発と評価を行った．制御系には予測機能制御を適用し，定値制御特性および追従制御特性の評価を行った．実験の結果，両特性ともにPID制御を適用した場合と比較して良好な制御性能が得られ，特に追従性能において顕著な差が見られた．
2.表面剛性可変型腱駆動フィンガの把持力制御系の開発：空気圧バルーンアクチュエータを用いたフィンガのフィンガ部を3リンクの表面剛性可変型フィンガで構成し，フィンガの表面剛性が把持力制御特性に及ぼす影響を実験により検証した．実験の結果，定値制御特性については，フィンガ表面の剛性を変化させても制御特性への影響はほとんど見受けられず，本制御系が高いロバスト安定性を有することが確認できた．また，ロボットハンドによる操り動作を想定した，sine波を目標値として与えたときの特性については，目標値の立ち上がり時に若干の遅れが見受けられるものの，フィンガの表面剛性に関わらず全体的に比較的良好な追従性能を示した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の現在までの計画は，「ロボットハンドの設計と試作評価」であったが，当該年度の成果としては，「ロボットハンドの設計と試作評価」および「フィンガの把持力制御系の開発」まで終了しているため，当初の計画以上に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，ロボットハンドによる表面剛性に応じた把持・操り制御の技術開発を行う．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本年度は411,197円の未使用額が発生したが，これは当初予定していた学会発表が次年度に変更になったためと，センサや樹脂材料の購入のタイミングが遅れてしまったためである。
次年度は，ロボットハンドの改良に必要なポリアセタール樹脂，ABS樹脂および圧力センサを購入する．また，ロボットハンドの把持実験に必要な力センサ，ポテンショメータ，試験治具，その他消耗品，およびアクチュエータ製作に必要なシリコーンチューブを購入する． また、論文投稿に必要な，英文校正料，論文投稿料，別刷料および学会発表に必要な交通費・宿泊費・参加料などにも使用する．
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