| 研究課題/領域番号 |
15560225
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
知能機械学・機械システム
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| 研究機関 | 明治大学 |
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研究代表者 |
小林 博明 明治大学, 理工学部, 教授 (60130811)
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| 研究分担者 |
田中 純夫 明治大学, 理工学部, 講師 (40287884)
兵頭 和人 神奈川工科大学, 工学部, 助教授 (10271371)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2005年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2004年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2003年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
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| キーワード | 腱駆動 / 位置・力ハイブリッド制御 / ニュートラルネットワーク制御 / GA / 関節剛性 / 二足歩行ロボット / 構造解析 / FPGA / 位置・力ハイブリット制御 / ニューラルネットワーク制御 / 腱駆動2足歩行ロボット / 腰軌道の生成 / 非線形弾性テンショナー / 強度計算 / 位置。力ハイブリッド制御 / 厳密な入出力線形化 / 適応制御 / 機構解析 / 腱駆動ロボット機構 / 関節空間直交化法 / 厳密な入出力線形化法 / ZMP制御 |
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| 研究概要 |
理論面では(A)腱駆動制御系の安定化の研究と(B)バイアス調整の最適化についての研究を行った。(A)に関して、腱駆動ロボットアームによる位置・カハイブリッド非適応型制御器およびANN制御器を構成し、その安定性について検討した。また、単脚腱駆動機構の重心位置制御を行うため、厳密な入出力線形化に基づいたANN制御器を設計し、シミュレーションによってその有効性を示した。(B)については、目標共振周波数を実現するように腱駆動ロボットアームの関節剛性を自動的に調整する適応型インピーダンス剛性調整器の実現、腱駆動ロボットアームのボール打撃時および受け取り時の最適関節剛性軌道の獲得のための相続値を用いた新GA手法の提案、位置・カハイブリット制御時の力誤差の関節剛性最適化による補償、腱駆動2足歩行ロボットの歩行時の腰軌道、遊脚および支持脚の最適関節剛性のGAによる獲得、等の研究を行った(担当:小林)。
また、腱駆動2足歩行ロボットの設計・製作を行った。衝撃を受ける膝および足首関節は腱駆動機構とし、3関節に対して6本の腱を用いることとした。また、膝関節は伸展方向に大きなトルクを発生できる非対称駆動方式を採用した。シミュレーション結果から得られた動作条件を元にモータの選定、各リンクの応力計算・強度設計を行ってリンク構造を決定した。構造解析ソフトを用いた脛部・腿部などの強度の確認と軽量化の検討、機構解析ソフトを用いたリンクモデルとソリッドモデルでの歩行軌道と各種反力・脚各部間の干渉の確認、大きな剛性と伸び量を持つ新型の端末型非線形弾性テンショナーの開発などを行った。システム面では各種インターフェースの作成、FPGAのプログラミングを行った。(担当:田中、兵頭)
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