| Project/Area Number |
22K14223
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
Heya Akira 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (80911297)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | ハイブリッドアクチュエータ / 柔軟マニピュレータ / モータ / 空圧アクチュエータ / 協働ロボット / アクチュエータ / マニピュレータ / 多自由度アクチュエータ |
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| Outline of Research at the Start |
人のいる環境で組立等の作業を行う協働ロボットの駆動機構には，作業遂行のための高出力・高精度な動作と安全な接触のための柔軟性が求められる。しかし，既存の多自由度機構は多数のモータ・減速機を組み合わせて構成されるため，各モータの制御誤差と機械要素の機械的誤差が累積し，精度低下を招くとともに接触剛性が高く柔軟性に欠ける。そこで本研究では，出力密度が高く空気粘弾性による柔軟性を持った空圧力駆動と俊敏かつ高精度な電磁力駆動のハイブリッド化により，高出力・高精度かつ柔軟動作が可能なな新しい多自由度アクチュエータを開発する。そして，提案アクチュエータを組み合わせた高出力柔軟マニピュレータを実現する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we propose a pneumatic-electromagnetic hybrid two-degree-of-freedom actuator aimed at developing a high-power and flexible manipulator, which combines high output generated by pneumatic force with high-precision motion enabled by electromagnetic force. A posture control method for the proposed actuator is also presented, and the feasibility of achieving both high power and high precision through hybrid actuation is theoretically demonstrated. Furthermore, a hybrid manipulator composed of three of the proposed actuators was prototyped, and its operation was experimentally validated.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
人の周囲で組立・搬送などの作業を行う協働ロボットの駆動機構には高出力・高精度な動作特性と予期せぬ接触時の安全性のための柔軟性が求められる。本研究において提案した空電ハイブリッド2自由度アクチュエータは異なる2つの駆動源を活用することで高出力・高精度かつ空圧による柔軟性を有するものであり，協働ロボットの新たな駆動源としての活用が期待できる。また，多自由度回転可能なハイブリッドアクチュエータの駆動原理・制御法は本研究で初めて提示されたものであり，その概念および駆動理論に学術的意義がある。
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