| 研究概要 |
冗長過アクチュエータ機構である網構造ロボットの冗長自由度を活用した運動を実現するために,弾性要素を付与した網構造ロボットの総合手法ならびに力学条件も考慮した運動学解析手法を明らかにして最適運動制御手法を確立した.得られた主な結果は以下のとおりである.
(1)弾性要素を有する平面網構造ロボットの総合
直動ばねを直列接続した直動アクチュエータと多対偶素節を相互に接続した連鎖の最小単位である弾性平面網構造モジュールの形式の総合を行い,それらを相互に連結することで,大規模な弾性平面網構造ロボット機構の総合を行った.
(2)平面弾性網構造ロボットの順運動学解析
弾性アクチュエータユニットと平面弾性網構造ロボットの出力自由度および姿勢決定パラメータを定義したうえで,機構にかかる静的な力の釣合と幾何学的拘束条件の双方を考慮した弾性入出力変位方程式の一般的な導出法を示し,順運動学解析を可能にした.
(3)平面弾性網構造ロボットの最適逆運動学解析
提案した順運動学解析法と勾配射影法を利用し,出力節のコンプライアンスを目的関数として与えた冗長自由度を活用した最適逆運動学解析手法を提案し,その手法により冗長自由度を有効に利用し,コンプライアンスを改善した逆運動学解が得られた.
(4)平面弾性網構造ロボットの最適CP運動制御実験
閉ループ連鎖を持つ4自由度5入力弾性網構造ロボットを試作して,最適逆運動学解析に基づくCP運動制御実験を行い,ロボットが出力剛性を維持しつつ目標出力運動を実現できることを明らかにした.
(5)パラレル機構ユニットを直列接続した空間マニピュレータの総合と制御
将来の超多自由度空間弾性網構造ロボットのために,3自由度空間パラレル機構ユニットを直列接続した空間マニピュレータを提案し,その順運動学解析と冗長自由度を活用する逆運動学解析手法を定式化して試作マニピュレータのCP制御の運動制御を実現した.
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