把握形エンドエフェクタによる移動物体の衝撃緩衝捕捉および放出

Research Project

Project/Area Number	12750112
Research Category	Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	設計工学・機械要素・トライボロジー
Research Institution	University of Tsukuba (2001) Tokyo Institute of Technology (2000)
Principal Investigator	小池関也 (2001) 筑波大学, 体育科学系, 講師 (50272670) 小池関也 (2000) 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (09450066)
Project Period (FY)	2000 – 2001
Project Status	Completed (Fiscal Year 2001)
Budget Amount *help	¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000) Fiscal Year 2001: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000) Fiscal Year 2000: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords	衝撃緩衝 / ワイヤ / 屈曲形指節 / 物体作用力制御 / 移動物体 / 関節剛性 / 機構総合
Research Abstract	本研究は受動的および能動的緩衝性能向上を実現させるロボットハンドの総合法について,主に機構面から検討を行った.以下に得られた結果を示す. 1.緩衝捕捉時の最大物体作用力の低減に必要な捕捉ストロークを増大するための機構的方策として,従来1節であった指節を平行四辺形リンク機構および反転・減速を可能とする歯車減速器を用いた屈曲可能な構造とすることにより,約40パーセントのストローク増大を可能とし,これにより目標作用力の最大値の低減が可能となった. 2.捕捉機構の機構関節部の弾性を実験同定する手法を示し,これによい精度を高めたモデル化および捕捉シミュレーションを可能とした.これにより実際の機構の特性を考慮に入れた機構のモデル化を実現した. 3.機構関節部の弾性を考慮した目標速比の算出を可能とするために,関節部弾性の影響をワイヤの非線形剛性値に置き換え,これを目標作用力実現のための運動伝達機構の速比算出法に用いる方法を提案した. 4.算出された速比を目標速比として,4節リンク機構を運動伝達機構とした機構総合を行う際,目標速比の全領域に渡る近似は困難であることを考慮して,良好な応答を実現するために必要な条件を満たすように機構の総合を行った. 5.物体質量1kg,物体速度1m/sを設定値とした捕捉機構を総合し,受動的緩衝シミュレーションおよび実験を行った結果,物体作用力の最大値は,約18.6Nとなり,従来の6節2指形捕捉機構の23Nに対し,約19%の作用力低減を実現した. 6.提案した機構によって,物体作用力制御に基づく能動的緩衝捕捉を行い,機構総合時に設定した目標物体作用力に対して高い追従性を有することをシミュレーションおよび実験により確認した.