| 研究概要 |
将来,人間の居住環境で動作する高性能な超多自由度ロボットである網構造ロボットについて,その「網構造モジュールベース制御」を提案し,運動制御のシミュレーションおよび試作ロボットによる運動制御実験によりその有用性を検討した.本研究で得られた主な結果は以下の通りである.
(1)3種類の網構造モジュールの順運動学解析式とモジュール代表点を出力運動とする逆運動学解析式を導出して,ロボットの出力点目標変位から各モジュールの代表点目標変位を与えてモジュールの逆運動学,ロボットの順運動学解析を行って実際の出力変位と目標変位との偏差が収束するまで繰り返し演算を行う逆運動学解析手法を提案した.
(2)12自由度13アクチュエータの平面網構造ロボットに,前項の逆運動学解析に基づく「モジュールベース制御」を適用し,そのCP制御の運動制御実験を行った結果,ロボットは直線軌道ならびにだ円軌道などの所望の軌道を実現した.
(3)モジュールベース制御により,複数の出力点をもつ平面網構造ロボットの多点同時精密位置決め制御に成功した.さらに,多重対偶を有する過アクチュエータ平面網構造ロボットの自由度の解析手法、運動学解析手法を明らかにし,精密位置決め制御が可能であることを示した.
(4)リニアアクチュエータと多対偶素節を,回転対偶,円筒対偶,球対偶を介して接続して得られる空間網構造ロボットを得るために,空間網構造モジュールの数の総合を行った.その中から得られた二つのモジュールを組み合わせて,5自由度空間網構造ロボットの数の総合を行った.
(5)5自由度空間網構造ロボットの順運動学解析および特異姿勢解析を行い,特異姿勢を回避できるロボットの量の総合を行った.総合されたロボットを試作し,各アクチュエータの比例制御による位置決め制御実験を行い,ロボットが特異姿勢に陥ることなく運動制御が可能であることを確認した.
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