2014 Fiscal Year Annual Research Report
非対称構造と冗長駆動を用いた広可動域高精度・空間３自由度パラレルメカニズムの開発
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24560314
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| Research Institution | Kinki University |
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Principal Investigator |
原田 孝 近畿大学, 理工学部, 教授 (80434851)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ロボティクス / パラレルメカニズム / 非対称構造 / 冗長自由度 / モード変化 / 広可動範囲 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，ロボットや工作機械への応用が期待される３自由度並進運動を行うパラレルメカニズムに関して，（目的１）従来の２倍以上の動作領域を有し，（目的２）ＮＣ工作機械と同等の運動精度を有するシステムを開発することを目的とする．運動自由度数より多いモータを用いた冗長駆動と，非対称に設計したリンク機構を用いることで動作中の特異姿勢を排除し，ベースに設けた中空部を介してメカニズムが反転して動作領域を拡張することが特徴である．平成２４年度は，メカニズムの機構解析，詳細設計と機構部の試作を完了させた．平成２５年度は，リニアモータを組み込み，当研究室で開発した制御装置と接続して基本動作の確認を行った．円運動試験装置を購入し試験装置単体の動作テストを実施した．平成２６年度の成果は下記のとおりである．
１．円運動試験装置に対して，機構キャリブレーションに有効となる球面運動の計測を行うようにデータ取得および解析方法を拡張した．
２．非対象冗長駆動メカニズムにより，メカニズムが反転して動作領域を拡張するアセンブリーモード変化（順運動学解の間の状態遷移）中に遭遇する特異姿勢と，動作モード変化（逆運動学解の間の状態遷移）中に遭遇する特異姿勢を回避することを理論的に裏付けした．成果は雑誌論文に採択されて印刷中である．
３．平面３自由度非対称冗長駆動パラレルメカニズムに対して，特異姿勢を回避するモード変化方法を提案し，制御装置に実装して動作検証を行った．２０１４年１２月の国際学会にて講演を行い，優秀論文賞を受賞した．２，３により，本研究の（目的１）である従来の２倍以上の動作領域を有するパラレルメカニズムの開発を完成させた．
４．本研究の（目的２）である高精度化に関しては，冗長駆動によるセルフキャリブレーションと球面運動計測を併用したハイブリッドキャリブレーションを着想したが，最終的な実機検証までには至らなかった．
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[Presentation] 冗長駆動パラレルロボット2014
Author(s)
原田 孝
Organizer
日本機械学会機素潤滑設計部門講演会
Place of Presentation
信州松代ロイヤルホテル(長野市)
Year and Date
2014-04-21 – 2014-04-22
Invited
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