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水中における多関節構造体のパラメータ推定を用いないダイナミクス解析

研究課題

研究課題/領域番号 13450107
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関立命館大学

研究代表者

川村 貞夫  立命館大学, 理工学部, 教授 (20186141)

研究分担者 櫟 弘明  奈良工業高等専門学校, 助手 (40300602)
木野 仁  福岡工業大学, 工学部, 講師 (50293816)
伊坂 忠夫  立命館大学, 理工学部, 助教授 (30247811)
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
13,800千円 (直接経費: 13,800千円)
2002年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
2001年度: 9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
キーワード水中運動 / 学習制御 / 時間軸変換 / 身体トルク / パラレルワイヤシステム
研究概要

本研究ではパラメータ推定を用いないダイナミクス解析法を提案し,その実現を行った得られた成果は以下に要約される.
[1]水中ロボットアームの学習制御
1自由度および3自由度の水中ロボットアームについて,水中での学習制御の有効性を実験的に検証した.その結果,空中での学習制御で得られた結果と同様の精度で,目標値に収束できることが確認された.
[2]水中ロボットアームダイナミクスの時間軸変換による解析
学習制御で得られたトルク波形に非線形の時間軸変換を行い,浮力などの流体項の分離に成功した.その結果,パラメータ推定を行わずに,流体項を時系列信号として求めることができるようになった.さらに,任意の時間での流体から受けるトルクを簡単な計算によって,既存のトルク波形から合成できることを確認した.
[3]パラレルワイヤ駆動による空中での身体のトルク計測
パラレルワイヤ駆動システムによって,空中での人間の駆動トルクを推定するシステムを実現した.この結果,肘と肩のトルクを0.2[Nm]の精度で計測できることが示された.
[4]パラレルワイヤ駆動における学習制御
パラレルワイヤ駆動システム学習制御について,誤差の収束性を関節角座標系と作業座標系の両方で理論的に証明し,実験によって目標軌道に手先運動が収束することを実験とシミュレーションによって確認した.
[5]任意の運動での人間のトルク計測
人間に装着したパラレルワイヤ駆動システムを用いて,任意の運動パターンを学習制御によって実現した.その結果,任意の運動パターンについての関節角トルクの計測が可能となった.
[6]水中での人間のトルク計測
水中で人間に装着したパラレルワイヤ駆動システムを用いることにより,水中運動時の関節角トルクを計測可能となった.また,空中と同じ運動パターンを学習制御によって達成することにより,流体から腕が受ける付加慣性,流体抗力,浮力などが時系列信号として得られた.

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (78件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (78件)

  • [文献書誌] 木野 仁, 矢部 茂, 古谷了, 川村 貞夫: "シリアルリンク機構/パラレルワイヤ駆動システムによる力覚提示装置の開発"日本バーチャルリアリティ学会誌. 7巻, 1号. 3-8 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sadao Kawamura, Norimitsu Sakagami: "Analysis on Dynamics of Underwater Robot Manipulators basing on Iterative Learning Control and Time-Scale Transformation"IEEE International Conference on Robotics and Automation 2002. Vol.2. 1088-1094 (2002)

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  • [文献書誌] Hitoshi Kino, Sadao Kawamura: "Development of A Serial Link Structure / Parallel Wire System for A Force Display"IEEE International Conference on Robotics and Automation 2002. Vol.1. 829-834 (2002)

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  • [文献書誌] Norimitsu Sakagami, Manabu Inoue, Sadao Kawamura: "Theoretical and experimental studies on iterative learning control for underwater robots"International Society of Offshore and Polar Engineering. Vol.2. 295-300 (2002)

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  • [文献書誌] Norimitsu Sakagami, Sadao Kawamura: "Analysis on dynamics of 3-DOF underwater robot manipulators based on time-scale transformation"JAPAN-USA Symposium on Flexible Automation. Vol.3. 1139-1145 (2002)

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  • [文献書誌] H.Kino, S.Yabe, S.Kawamura: "Sensor Feedback positioning control for a robot with serial-link structure driven by parallel-wire mechanism"JAPAN-USA Symposium on Flexible Automation. Vol.3. 1133-1138 (2002)

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  • [文献書誌] 坂上 憲光, 井上 学, 川村 貞夫: "水中ロボットマニピュレータの繰返し学習制御に関する理論的考察と実験的検証"日本造船学会論文集. 193号. 411-417 (2002)

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  • [文献書誌] Norimitsu Sakagami, Manabu Inoue, Sadao Kawamura: "Theoretical and Experimental Studies on Iterative Learning Control for Underwater Robots"International Journal of Offshore and Polar Engineering. Vol.13, No.2. 120-127 (2003)

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  • [文献書誌] 坂上 憲光, 川村 貞夫: "時間軸変換を利用した水中ロボットマニピュレータのフィードフォワード入力生成"日本ロボット学会誌. Vol.21, No.5. 562-568 (2003)

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  • [文献書誌] Norimitsu Sakagami, Sadao Kawamura: "Time Optimal Control for Underwater Robot Manipulators Based on Iterative Learning Control and Time-Scale Transformation"Proceedings of OCEANS 03 Conference. 1180-1186 (2003)

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  • [文献書誌] H.Kino, S.Yabe, N.Honjo, S.Kawamura: "Sensor-Actuator Map for Organization of Position Sensor Feedback Control for Multiple Links Structure/Wire Driven System"Proceedings of International Conference on Advanced Information Networking and Applications. (印刷中). (2003)

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  • [文献書誌] 坂上 憲光, 石原 厚志, 長澤 伸之介, 中原 義光, 太田 悟司, 川村 貞夫: "アームを有する小型潜水ロボットの高機能化"ロボティクス・メカトロニクス講演会'01講演論文集. 1P1-L4 (2001)

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  • [文献書誌] 木野 仁, 矢部 茂, 川村 貞夫: "シリアルリンク機構/パラレルワイヤ駆動システムによる力覚提示装置の開発"第19回日本ロボット学会学術講演会. 1E14 (2001)

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  • [文献書誌] 坂上 憲光, 井上 学, 吉崎 武史, 川村 貞夫: "水中ロボットマニピュレータの流体ダイナミクス解析"第19回日本ロボット学会学術講演会. 1N35 (2001)

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  • [文献書誌] 坂上 憲光, 井上 学, 吉崎 武史, 川村 貞夫: "繰り返し学習制御と時間軸変換を利用した3自由度水中マニピュレータのダイナミクス解析"ロボティクス・メカトロニクス講演会'02講演論文集. 1A1-A09 (2002)

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  • [文献書誌] 木野 仁, 矢部 茂, 本荘 直樹, 川村 貞夫: "シリアルリンク機構/パラレルワイヤ駆動ロボットの位置センサフィードバック制御-PID位置制御について-"ロボティクス・メカトロニクス講演会 02講演論文集. 1A1-H08 (2002)

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  • [文献書誌] 櫟 弘明, 山田 昌弘, 川村 貞夫: "2自由度平行リンク型ロボットを用いた学習制御による対象物の力制御"ロボティクス・メカトロニクス講演会'02講演論文集. 1A1-I12 (2002)

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  • [文献書誌] 重歳 憲治, 川村 貞夫, 木野 仁, 金岡 克弥, 谷口 祥平, 石橋 良太, 植村 充典: "パラレルワイヤと学習制御を利用した水中での人間トルク計測構想"第23回バイオメカニズム学会講演会予稿集. 2B101 (2002)

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  • [文献書誌] 谷口 祥平, 石橋 良太, 植村 充典, 重歳 憲治, 木野 仁, 金岡 克弥, 川村 貞夫: "パラレルワイヤによる人間の関節トルク計測"第23回バイオメカニズム学会講演会予稿集. 2B102 (2002)

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  • [文献書誌] 武村 史朗, 三宅 聡行, 伊坂 忠夫, 川村 貞夫: "超音波画像処理を用いた筋・腱の運動解析に関する基礎研究"第23回バイオメカニズム学会講演会予稿集. 2D101 (2002)

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  • [文献書誌] 坂上 憲光, 川村 貞夫: "水中ロボットマニピュレータの運動解析と制御"日本機械学会2002年度年次大会講演資料集. 444-445 (2002)

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  • [文献書誌] 川村 貞夫, 谷口 祥平, 木野 仁, 金岡 克弥, 石橋 良太, 植村 充典, 重歳 憲治: "パラレルワイヤ駆動システムの学習制御を利用した水中環境における人体の関節トルク解析"第8回ロボティクスシンポジア. 12C4 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 坂上 憲光, 金岡 克弥, 川村 貞夫: "永中ロボットマニピュレータの学習制御と時間軸変換を利用した運動計画の実現手法"ロボティクス・メカトロニクス講演会'03講演論文集. 2P1-2F-A7 (2003)

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  • [文献書誌] 井上 学, 坂上 憲光, 生田 義和, 川村 貞夫: "三次元多自由度マニピュレータを搭載した水中ロボットによる作業の実現"ロボティクス・メカトロニクス講演会'03講演論文集. 2P1-2F-A8 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 重歳 憲治, 森野 友介, 武村 史朗, 伊坂 忠夫, 川村 貞夫: "超音波画像処理を用いた筋・腱活動のリアルタイム計測へのアプローチ"日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2003. 231 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 谷口 祥平, 木野 仁, 川村 貞夫: "パラレルワイヤ駆動システムによる学習制御法の考察"第21回日本ロボット学会学術講演会. 2C18 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 木野 仁, 矢部 茂, 本荘 直樹, 川村 貞夫: "多リンク構造体ワイヤ駆動システムにおける位置センサフィードバック制御の整理"第21回日本ロボット学会学術講演会. 2C28 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 坂上 憲光, 川村 貞夫: "時間軸変換と繰り返し学習制御を利用した水中ロボットマニピュレータの最短時間制御"第21回日本ロボット学会学術講演会. 2D24 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hitoshi Kino, Shigeru Yabe, Ryo Furutani, Sadao Kawamra: "Development of Force Display System using Serial-link Structure driven by Parallel-wire Mechanism (Japanese)"Transaction of Virtual Reality Society of Japan. vol.7, no.1. 3-8 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sadao Kawamura, Norimitsu Sakagami: "Analysis on Dynamics of Underwater Robot Manipulators basing on Iterative Learning Control and Time-Scale Transformation"IEEE International Conference on Robotics and Automation2002. VoL.2. 1088-1094 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hitoshi Kino, Sadao Kawamura: "Development of A Serial Link Structure/Parallel Wire System for A Force Display"IEEE International Conference on Robotics and Automation2002. Vol.1. 829-834 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Norimitsu Sakagami, Manabu Inoue, Sadao Kawamura: "Theoretical and experimental studies on iterative learning control for underwater robots"International Society of Offshore and Polar Engineering. VoL.2. 295-300 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Norimitsu Sakagami, Sadao Kawamura: "Analysis on dynamics of 3-DOF underwater robot manipulators based on time-scale transformation"Proc. of JAPAN-USA Symposium on Flexible Automation. Vol.3. 1139-1145 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kino, S.Yabe, S.Kawamura: "Sensor Feedback positioning control for a robot with serial-link structure driven by parallel-wire mechanism"Proc. of JAPAN-USA Symposium on Flexible Automation. Vol.3. 1133-1138 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Norimitsu Sakagami, Manabu Inoue, Sadao Kawamura: "Theoretical and experimental studies on iterative learning control of underwater robot manipulators (Japanese)"Journal of the Society of Naval Architects of Japan. Vol.193. 411-417 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Norimitsu Sakagami, Manabu Inoue, Sadao Kawamura: "Theoretical and Experimental Studies on Iterative Learning Control for Underwater Robots"International Journal of Offshore and Polar Engineering. Vol.13, No.2. 120-127 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Norimitsu Sakagami, Sadao Kawamura: "Formation of Feedforward Inputs based on Time-Scale Transformation for Underwater Robot Manipulators (Japanese)"Journal of the Robotics Society of Japan. Vol.21, No.5. 562-568 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Norimitsu Sakagami, Sadao Kawamura: "Time Optimal Control for Underwater Robot Manipulators Based on Iterative Learning Control and Time-Scale Transformation"Proc. of OCEANS 03 Conference. 1180-1186 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kino, S.Yabe, N.Honjo, S.Kawamura: "Sensor-Actuator Map for Organization of Position Sensor Feedback Control for Multiple Links Structure/Wire Driven System"Proc. of International Conference on Advanced Information Networking and Applications. (to appear). (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Norimitsu Sakagami, Atsushi Ishihara, Shinnosuke Nagasawa, Yoshimitsu Nakahara, Satoshi Ota, Sadao Kawamura: "Improvement of performance of a small underwater robot with an arm (Japanese)"JSME Conference on Robotics and Mechatronics. 1P1-L4. (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hitoshi Kino, Shigeru Yabe, Sadao Kawamura: "Development of Force Display System using Serial Link Structure driven by Parallel Wire Mechanism (Japanese)"The 19th Annual Conference of the Robotics Society of Japan. 1E14. (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Norimitsu Sakagami, Manabu Inoue, Takeshi Yoshizaki, Sadao Kawamura: "Analysis of Dynamics for Underwater Robot Manipulators (Japanese)"The 19th Annual Conference of the Robotics Society of Japan. 1N35. (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Norimitsu Sakagami, Manabu Inoue, Takeshi Yoshizaki, Sadao Kawamura: "Dynamics Analysis of 3DOF Underwater Robot Manipulators based on Iterative Learning Control and Time-Scale Transformation (Japanese)"JSME Conference on Robotics and Mechatronics. 1A1-A09. (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hitoshi Kino, Shigeru Yabe, Naoki Honjo, Sadao Kawamura: "Position Sensor Feedback for a Robot with a Serial-Link Structure driven by Parallel-Wire Mechanism (Japanese)"JSME Conference on Robotics and Mechatronics. 1A1-HO8. (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroaki Ichii, Masahiro Yamada, Sadao Kawaniura: "Force control between the object and 2 d.o.f paralleogram-type robots based on a learning law (Japanese)"JSME Conference on Robotics and Mechatronics. 1A1-I12. (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sadao Kawamura, Kenji Shigetoshi, Hitoshi Kino, Katsuya Kanaoka, Shohei Taniguchi, Ryota Ishibashi, Mitsunori Uemura: "Measurement of Joint Torques of Human Motions in Underwater Environment Using Learning Control and Parallel Wire Driven Systems (Japanese)"The 23th Annual Conference of the Society of Biomechanisms. 2B101. (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shohei Taniguchi, Ryota Ishibashi, Mitsunori Uemura, Kenji Shigetoshi, Hitoshi Kino, Katsuya Kanaoka, Sadao Kawamura: "Measurement of Joint Torques of Human Motions Using Parallel Wire Driven Systems (Japanese)"The 23th Annual Conference of the Society of Biomechanisms. 2B102. (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shiro Takemura, Satoyuki Miyake, Tadao Isaka, Sadao Kawamura: "Basic research on Motion Analysis of muscles and tendons using ultrasonic image processing (Japanese)"The 23th Annual Conference of the Society of Biomechanisms. 2D101. (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Norimitsu Sakagami, Sadao Kawamura: "Motion Analysis and Control of Underwater Robot Manipulators (Japanese)"Mechanical Engineering Congress. 444-446 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sadao Kawamura, Shohei Taniguchi, Hitoshi Kino, Katsuya Kanaoka, Ryota Ishibashi, Mitsunori Uemura, Kenji Shigetoshi: "Analysis on Joint Torques of Human Motions in Underwater Environment Using a Learning Control for Parallel Wire Driven Systems (Japanese)"Robotics Symposia. 12C4. (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Norimitsu Sakagami, Katsuya Kanaoka, Sadao Kawamura: "Motion Planning for Underwater Robot Manipulators Based on Time-Scale Transformation and Iterative Learning Control (Japanese)"JSME Conference on Robotics and Mechatronics. 2P1-2F-A7. (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Manabu Inoue, Norimitsu Sakagami, Yoshikazu Ikuta, Sadao Kawamura: "Realization of Works by 3-Dimensional Manipulator Mounted on a Underwater Robot (Japanese)"JSME Conference on Robotics and Mechatronics. 2P1-2F-A8. (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kenji Shigetoshi, Yuusuke Morino, Shiro Takemura, Tadao Isaka, Sadao Kawamura: "The approach to real-time measurement of the activity of muscles and tendons using ultrasonic image processing (Japanese)"Dynamics and Design Conference. 231 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shohei Taniguchi, Hitoshi Kino, Sadao Kawamura: "Consideration of Learning Control for Paralell Wire Driven Systems (Japanese)"The 21st Annual Conference of the Robotics Society of Japan. 2C18. (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hitoshi Kino, Shigeru Yabe, Naoki Honjo, Sadao Kawamura: "Organization of Position Sensor Feedback Control for Multiple Links Structure/Wire Driven System (Japanese)"The 21st Annual Conference of the Robotics Society of Japan. 2C28. (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Norimitsu Sakagami, Sadao Kawamura: "Time Optimal Control for Underwater Robot Manipulators based on Time-Scale Transformation and Iterative Learning Control (Japanese)"The 21st Annual Conference of the Robotics Society of Japan. 2D24. (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 木野仁, 矢部茂, 古谷了, 川村貞夫: "シリアルリンク機構/パラレルワイヤ駆動システムによる力覚提示装置の開発"日本バーチャルリアリティ学会誌. 7巻,1号. 3-8 (2002)

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      2002 実績報告書
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  • [文献書誌] Norimitsu Sakagami, Manabu Inoue Sadao Kawamura: "Theoretical and experimental studies on iterative learning control for underwater robots"International Society of Offshore and Polar Engineering. Vol.2. 295-300 (2002)

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  • [文献書誌] Norimitsu Sakagami, Sadao Kawamura: "Analysis on dynamics of 3-DOF underwater robot manipulators based on time-scale transformation"JAPAN-USA Symposium on Flexible Automation. Vol.3. 1139-1145 (2002)

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  • [文献書誌] H.Kino, S.Yabe, S.Kawamura: "Sensor Feedback positioning control for a robot with serial-link structure driven by parallel-wire mechanism"JAPAN-USA Symposium on Flexible Automation. Vol.3. 1133-1138 (2002)

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  • [文献書誌] 坂上憲光, 井上学, 川村貞夫: "水中ロボットマニピュレータの繰り返し学習制御に関する理論的考察と実験的検証"日本造船学会論文集. 193号. 411-417 (2002)

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  • [文献書誌] Norimitsu Sakagami, Manabu Inoue, Sadao Kawamura: "Theoretical and Experimental Studies on Iterative Learning Control for Underwater Robots"International Journal of Offshore and Polar Engineering Conference. (ページ未確定). (2003)

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  • [文献書誌] 坂上憲光, 川村貞夫: "水中ロボットマニピュレータの運動解析と制御"日本機械学会2002年度年次大会講演資料集. 444-445 (2002)

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  • [文献書誌] 川村貞夫, 谷口祥平, 木野 仁, 金岡克弥, 石橋良太, 植村充典, 重歳憲治: "パラレルワイヤ駆動システムの学習制御を利用した水中環境における人体の関節トルク解析"第8回ロボティクス・シンポジア. (ページ未確定). (2003)

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  • [文献書誌] Hitoshi Kino, Sadao Kawamura: "Development of A Serial Link Structure / Parallel Wire System for A Force Disiplay"IEEE Internatinal Conference on Robotics and Automation2002. (2002)

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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