2015 Fiscal Year Annual Research Report
抗重力・閉空間で移動作業可能な腕脚統合型ロボットに関する研究
| Project/Area Number |
25280094
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
新井 健生 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (90301275)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小嶋 勝 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00533647)
前 泰志 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50304027)
大原 賢一 名城大学, 理工学部, 准教授 (50517886)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 腕脚統合型ロボット / 作業移動 / 動作計画 / センシング / アクチュエーション |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，壁面・天井（抗重力空間）やパイプなどの内部（閉空間）での移動およびそれらの過程でのメンテナンスといった作業が可能な腕脚統合型ロボットを開発するものである．具体的には，従来研究として取り組んできた「腕脚統合型ロボットの3次元環境作業移動」の研究を発展させ，一般的な抗重力・閉空間での移動作業の実現を目指し,抗重力環境下において自重を支えることができる脚先のデザイン，作業のためのエンドエフェクタおよび脚の機構開発を行う．さらに，柔軟かつロバスト性の高い移動を実現する制御手法の確立も目指す.以上の課題を克服し，点検や保守作業に適用することで，本研究成果の有用性を検証にも取り組む．
本目的に対し，２７年度では，閉空間での作業点検を行うために必要なハンド機能・カメラ機能・力センサ機能を統合した多機能脚先の開発を行った．脚先にはワイヤにより開閉するハンド内部に目視点検用画像撮影を行うカメラを搭載し，本カメラによる光学的な計測により脚先に加わる力を計測可能にした．更に，開発した多機能脚先を実機に実装し評価を行った．また，新たに抗重力下での移動を実現する電磁石を用いた脚先を設計し，金属壁面上での抗重力状況における移動の実現に取り組み，天井にとりついた状態での移動を実現した．更に，CPGを応用した脚の故障に対してロバスト性の高い歩容の設計，マスター・スレーブによる教示が可能なインターフェースとしての小型ロボットを設計・作製を行った．以上の様に研究開発・評価を行い，抗重力・閉空間における移動作業実現に必要な各種要素技術を確立した．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は，抗重力・閉空間での作業移動の実現を目指し，多機能脚先の実機への実装・評価を行い，その有用性を確認し，更に柔軟な操作性を実現するインターフェースとシステムの開発を行った．これまで開発してきたハンド機能・カメラ機能・力センサ機能を統合した多機能脚先を実機に実装し，各種機能の評価を行った．更に，抗重力下での移動を実現する電磁石を用いた脚先も新たに設計し，金属壁面上での抗重力移動に取り組んだ．まずは天井にとりついた状態における磁力制御と連動した移動モーションを構築し，実機による検証を行った結果，天井にとりついた状態での基礎的な移動を実現した．また，開発したシミュレータを用いて，閉空間での作業移動におけるロバスト性の向上を目的として，CPGを応用した歩容の設計を行った．本歩容により作業時に脚が故障した場合にも安定して歩行が可能になることをシミュレーションにおいて確認した．更に，抗重力・閉空間における作業の教示用インターフェスとして利用を想定した小型ロボットを設計・作製も行った．以上のように，抗重力・閉空間における移動作業という目的に対し，これを可能にする脚先の開発及び実機への実装を考慮した移動モーションの生成・検証という計画が順調に進行している．
|
| Strategy for Future Research Activity |
２８年度は新しいアクチュエータ用に再設計した脚ロボットの胴体部及び脚を開発し，多機能脚先を搭載した脚ロボットの有用性検証を行う．特に，金属壁面に対応した電磁石を用いた脚先に関して，脚先機構・モーションの最適化を行い，金属壁面上での抗重力下での多彩な移動・作業の実現に取り組む．また，脚先に搭載されているセンサ情報を用いてロバスト性の高い最適な歩容を生成するアルゴリズムについて，実環境での検証を進める．更に，これまでは単純な環境を想定してきたが，より複雑な環境下でも移動が可能とするため，短時間で動作生成可能な小型ロボットを用いた教示用インターフェスシステムの評価を行う．
|
| Causes of Carryover |
必要な機能を十分に持たせるために，腕脚統合型ロボットの作製に使用するアクチュエータの仕様変更が生じた．これにより，新型アクチュエータへの交換，アクチュエータに対応したパーツの設計変更・作製を行う必要が生じたため．
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
新型アクチュエータの購入及び変更した設計を基にした各種パーツの作製に使用する．
|
Research Products
(8 results)
-
-
-
-
-
[Presentation] Inspection Robot In Complicated 3D Environments2015
Author(s)
Tatsuo Arai; Kazuto Kamiyama; Pakpoom Kriengkomol; Yasushi Mae; Masaru Kojima;
Organizer
32nd International Symposium on Automation and Robotics and Mining
Place of Presentation
University of Oulu, Oulu, Finland
Year and Date
2015-06-15 – 2015-06-18
Int'l Joint Research
-
-
-
