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多自由度クレーン型マニピュレータに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 12750223
研究種目

奨励研究(A)

配分区分補助金
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関九州大学

研究代表者

山本 元司  九州大学, 工学研究院, 助教授 (90202390)

研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2001年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2000年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードクレーン型マニピュレータ / 動作制御 / ワイヤ懸垂機構 / 逆動力学補償 / 状態フィードバック / 位置決め機構 / 順動力学 / 逆動力学 / 振動抑制 / 位置・姿勢制御 / ワイヤ懸垂系
研究概要

本研究では複数のワイヤにより一つの吊り荷を懸垂し,吊り荷の3次元位置・姿勢制御を可能とする"多自由度クレーン型マニピュレータ"の開発とその制御手法の検討を目的とした.本年度は,このうち風などの外乱が存在する場合でも懸垂系に揺れを生じない動作制御手法の開発に焦点をあて,以下の2つの研究をおこなった.
1)複数ワイヤによる懸垂型位置決め機構の構成原理の確立
申請者らはすでに3本ワイヤによる3次元位置・姿勢制御可能な一つの機構を提案しているが,その他のワイヤ懸垂機構で同様な機能が実現できないか,また,このようなワイヤ懸垂機構の一般的な力学的性質については明らかでなかった.そこで,ワイヤ懸垂系の一般的な動力学モデルを導出し,この力学釣合式における解の存在条件に基づいた,位置決め機構成立条件を導いた.この研究は裏面の論文"非完全拘束型パラレルワイヤ懸垂機構の逆運動学解析と順運動学計算法"において公表している.
2)逆動力学補償による状態フィードバックを用いた動作制御手法の確立
前年度の研究では,多自由度クレーン型マニピュレータの動作制御手法として,システムの逆動力学計算による非線形特性の補償と状態フィードバックにより,外乱が存在する場合にも有効な,懸垂系に揺れを生じない制御則を提案し,シミュレーションによりその有効性を確認した.本年は多自由度クレーン実験装置を開発し,実験により有効性を確認した.このとき,状態フィードバックにおいては懸垂系の位置と速度を測定する必要があるが,この状態量を得るためにワイヤの引き出し角度をエンコーダで検出し,状態量を推定する手法を開発した.この技術は裏面の論文"逆動力学計算に基づくクレーンのフィードバック制御"において公表している.

報告書

(2件)
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (7件)

  • [文献書誌] 山本元司, 柳井法貴, 毛利彰: "非完全拘束型パラレルワイヤ懸垂機構の逆運動学解析と順運動学計算法"日本ロボット学会誌. 20巻1号. 107-115 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 柳井法貴, 山本元司, 毛利彰: "逆動力学計算に基づくクレーンのフィードバック制御"計測自動制御学会論文集. 37巻11号. 1048-1055 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] N, Yanai, M.Yamamoto, A.Mohri: "Feed-Back Control of Crane Based on Inverse Dynamics Calculation"Proc. of the 2001 IEEE/RSJ Int. Conf. On Intelligent Robots and Systems. Vol.1. 482-487 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] N, Yanai, M.Yamamoto, A.Mohri: "Inverse Dynamics Analysis and Trajectory Generation of Incompletely Restrained Wire-Suspended Mechanism"Proc. of the 2001 IEEE Int. Conf. On Robotics and Automation. Vol.2. 3489-3495 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Motoji Yamamoto and Akira Mohri: "Inverse Kinematics Analysis for Incompletely Restrained Parallel Wire Mechanisms"Proc.of the 2000 IEEE/RSJ Int.Conf.on Intelligent Robots and Systems. Vol.1. 108-114 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 柳井法貴,山本元司,毛利彰: "走行型クレーンの振動抑制のための実時間目標軌道修正"第18回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 105-106 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 柳井法貴,山本元司,毛利彰: "逆動力学計算に基づく天井走行クレーンのフィードバック制御"日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2001予稿集. (発表予定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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