2013 Fiscal Year Research-status Report
摩擦を利用した把持・操りの接触力の不確定性に対する安定性解析とその判別法の確立
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25420209
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
相山 康道 筑波大学, システム情報系, 准教授 (60272374)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | マニピュレーション / 位置制御 / 接触力 / 不静定問題 / ロボット |
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| Research Abstract |
位置制御マニピュレータによる環境接触作業時に対象物や環境，手首部のフリージョイント機構に働く力を計測するための計測システムの構築を行った．6軸の力・トルクセンサを環境や手首部に導入するほか，フリージョイント部にはロードセルを組み込めるようにしている．今後実験を行い，検証を進め，その結果に応じてモデルの再構成を行う可能性もある．
またグリッパによる対象物の把持を研究の対象とし，エアーシリンダなどシンプルな開閉構造のグリッパが対象物をつかみにいく際に，対象物の位置姿勢誤差が最終的な把持時の位置姿勢にどのような影響を与えるか，モデル化を行い，検証を行った．これはまさに環境接触作業の解析と同様のモデルとなる．画像処理を用いた検証実験によりおおむね良好な結果を得ている．
これまでは2次元空間を対象としていたが，現実の世界においては3次元を対象とする必要がある．これまでの2次元モデルを3次元に拡張する場合に検討が必要な事項として，以下の3項目を考慮する必要がある．1つ目は，2次元空間においては，摩擦を含めた接触力の表現が摩擦円錐の稜線2本の正の線形和として表現できたが，3次元では円錐の多角錐近似を行うのが一般的であるが，円錐の近似として適用可能と思われる6角錐近似の場合には，力の表現が冗長となり，正の線形和で表す，という条件が使えない恐れがある．2つ目は運動の表現の問題で，2次元空間では，右に滑る，左に滑る，等現象を離散的に区分して解析を行えたが，3次元空間においては，離散的な区分が不可能な連続空間表現となるため，異なる表現方法が必要となる．3つ目は，実機における検証を行う際に，2次元空間における3自由度運動空間の代わりに，3次元空間における6自由度運動空間を扱う必要がある．このような多自由度の機構をマニピュレータの手首部に導入するためには，機構の小型化などの工夫が必要となってくる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
交付申請書に示した「能動拘束の取り扱いの検討」が未だ進められておらず，この点に関して遅れていると判断せざるを得ない．他の部分についてはほぼ予定通りに進んでいる，と考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度の進捗のように各モデル化作業をさらに進めることと，25年度において残ってしまっていた「能動拘束の取り扱いの検討」を本格化させる．また，計測システムを用いた実機実験を進め，モデル見直しの必要性の判断を早めに行えるようにする予定である．
また，3次元化に必要となる項目の検討を進め，上記で挙げた3点について一つ一つ方式を決定していく．
以上，基本的に大きな計画の変更はなく遂行できる予定である．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
計測システムの構築（実際の実験にとりかかるのは26年度の予定）が年度末までかかり，支払いが年度末までに完了しなかったものがあるため．また，一部は更新も考慮し，予定よりも安価なものでまずは試してみることとしたため．
実験システムの多くは構築できており，実験を進めながら必要な物品の購入を進めていく．また，25年度の研究成果の発表を口頭発表や雑誌論文への投稿を予定している．
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