| Project/Area Number |
19K21940
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 20:Mechanical dynamics, robotics, and related fields
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小俣 透 東京工業大学, 工学院, 教授 (10262312)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 知能機械システム / 知能機械 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，弦振動を利用した力センシングを組み込んだワイヤ駆動多自由度鉗子を開発する．屈曲関節を駆動するワイヤを利用し，ワイヤに弦振動を発生させ，音の周波数からワイヤ張力を計測することを提案する．空間的制約のある多自由度鉗子にどのように実装するかが研究のポイントである．ワイヤ径よりわずかに大きな単純な穴が固定端になることを利用し，弦加振部を実装する．弦加振部を鉗子先端部と体腔外側に設置する二つの案に関して実機を開発する．鉗子の径はまずda Vinciに採用された8 mmとし，次により細い5 mmとする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
ワイヤ駆動２自由度鉗子の弦振動を利用した力センシングに取り組んだ．今年度は外径をda Vinciに採用された8 mmとし，実装が比較的容易になるサイズとした．２つの屈曲関節を駆動するために張られたワイヤの張力を弦振動により計測することにより，2次元の力計測が可能になる．また，グリッパを駆動するワイヤの弦振動による張力計測により，把持力の計測も可能になる．
屈曲関節のプーリを片側の固定端とし，もう片側の固定端をワイヤ径よりわずかに大きな穴とすることにより，弦加振部を鉗子先端側に実装することができた．このような穴により固定端になることはすでに確認していたが，改めて固定端になることを実験により確認した．固定端部材は穴が開いただけの円筒部材であり，鉗子シャフトとの接合材にもなるため，実装も容易であった．また，この方式には，ワイヤが穴と接触しても，その摩擦は張力計測の誤差にはならないという利点もある．
回転シャフトに取り付けたピンにより複数の同心円状のワイヤを弾き，それらの振動周波数の計測を行った．このためには，次のワイヤを弾く前に，信号処理を終わらせ振動周波数を特定する必要がある．その信号処理方法を考案し実装した． また，この力センシング法に適した２自由度屈曲部とグリッパの構造を考え，その設計製作を行った．
一方，柔軟要素により起歪体を構成し，アクチュエータでは駆動しない計測専用のワイヤを独立に張ることによっても，力計測が可能になると考えられる．この方式を実現するための設計を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
8 mm鉗子に関して順調に進んでいる．これまでに2自由度の鉗子とその弦加振部を製作し，実験により2自由度の力センシングができる見通しを得た．
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| Strategy for Future Research Activity |
2自由度の力センシングを完成させるとともに，3自由度の力センシングと5mm鉗子の力センシングに挑戦する．
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)
