2015 Fiscal Year Annual Research Report
産業用ヒト型双腕ロボットの巧妙なプレート操り動作による転がりボールの運動制御
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25420075
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
廣垣 俊樹 同志社大学, 理工学部, 教授 (80275172)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ロボット / 自動化 / 制御工学 / 機械力学 / 運動精度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に続いて，産業用の双腕ロボットの両腕で作業プレートを支持する姿勢を研究の対象とした．鉛直軸をZ軸とし作業プレート水平面を構成するX軸およびY軸回りの２軸の旋回運動の組み合わせ動作に着目して研究を進めた．すなわち作業プレートの操り動作として，ロールおよびピッチ運動を対象とした．ヒトが同プレートを両手で操る動作をプレート上にジャイロセンサーを設置して計測し，両運動を分析と比較しながらティーチングプレイバック方式でその再現を試みた．プレート上にボールを置き，プレートの傾きによるボールの動きの制御運動が高度で巧妙な動作の1つとなることが判明している．そこで作業プレートとしてアクリル板を用い，プレート上（600×450mm程度）にボール（直径20mm程度の鋼球）を配置して，２軸の旋回運動の組み合わせでボールに等速転がり円運動（周期1～5s，転がり円直径200mm）を遂行する場合からスタートし，前年度はボールの転がりだ円運動および転がりラメ閉曲線運動の教示を試みた．その結果，転がりだ円運動やラメ閉曲線運動ではプレイバック時に高い周波数帯までの周波数応答特性の改善が不可欠であることが判明した．そこで本年度は，それらを高精度に達成するために等速転がり円運動の高い周波数帯（周期が短い）におけるプレイバック運動精度の向上について検討した．その結果，産業用ロボットの場合はその構造上，ロールとピッチ運動における周波数応答の特性差が大きく，それらを同期させるためには振幅だけでなく，位相情報の特性を考慮することが重要であることが判明した．すなわち位相補償とそのフィードフォワード的な制御方法を導入する手法が有効であることが判明した．
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