2015 Fiscal Year Annual Research 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 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, 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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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は最終年度として，3次元における安定性判別手法の確認と，本手法を応用した，平行グリッパによる把持時の対象物に残りうる位置姿勢誤差解析手法の定式化とじっけによる検証を行った．
3次元における安定性判別手法については，実機による検証実験までは実施していないが，摩擦力表現の確定とそれに基づく安定性判別手法の確定を行った．2次元空間では摩擦円錐は三角形となるため，その中に含まれる接触力は2本の稜線ベクトルを基底とし，非負のパラメータによる線形和で表せる．しかし，3次元空間では摩擦円錐を3本の基底の非負線形和で表すことはできない．三角錐による近似では形状が大きく異なってしまい，推定精度が落ちてしまう．六角錐，八角錐など，線形独立でない稜線ベクトルの和で表現することが望まれるが，その中に含まれる接触力の表現が一意ではなくなるため，解析は困難となる．しかし，本研究により，2次元の際と同様の条件を満たすような解の候補が一つ以上あれば，安定に静止可能であることを明らかにし，アルゴリズムを確定した．
摩擦による物体の安定状態は，場合によっては設計者の意図と異なる望まない状態での静止を表す場合がある．例えば平行グリッパで長方形物体を把持する場合，設計者の意図としては，グリッパのツメの面と長方形の面がぴったりと合わさることを想定するが，摩擦が存在する場合には，ぴったりと合わさらず，角度がついた2点接触（2本のツメのそれぞれのエッジでの接触）の状態で対象物が安定してしまう可能性がある．特に平行グリッパの場合にはそのようなずれを修正する動きができないことからどのような安定状態が存在するか確認することが重要となる．そこで本研究では平行グリッパによる把持における安定状態の判定を行い，把持対象物に残りうる位置姿勢誤差の解析に利用する手法を構築した．
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