運動学的冗長性と駆動冗長性を合わせ持つ２アーム６自由度パラレルロボットの開発

• 研究課題/領域番号: 15K05918
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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: 近畿大学
• 研究代表者: 原田 孝 近畿大学, 理工学部, 教授 (80434851)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 知能機械 / パラレルメカニズム / 冗長ロボット / 機構解析 / 機械設計 / 最適化

研究成果の概要

運動学的冗長性と駆動冗長性を有する新しい2アーム6自由度8アクチュエータ駆動であるフルパラレルロボットを開発した．機構解析に基づいた設計試作と，冗長性を利用した制御方法を確立し，数値解析と試作機によりその有効性を検証した．駆動冗長性を有する第1サブシステムと運動学的冗長性を有する第2サブシステムに分ける機構解析を行った．第１サブシステムでは機構内力によりロボット対偶部のガタを取り除き機構剛性を大きくし，第2サブシステムでは衝突回避や特異姿勢回避などにより動作領域を拡張する．研究遂行中の新たな知見として，新形状の差動ネジ駆動システムおよび差動ベルト駆動パラレルロボットを提案した．

研究成果

• [雑誌論文] How to Expand the Workspace of Parallel Robots (2018)
  • 著者名/発表者名: Takashi Harada
  • 雑誌名: Kinematics, IntechOpen 巻: - ページ: 95-111
  • DOI: 10.5772/intechopen.71407
  • ISBN: 9789535136873, 9789535136880
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] From the McGill Pepper-Mill Carrier to the Kindai Atarigi Carrier, A novel two limbs six-dof parallel robot with kinematic and actuation redundancy (2017)
  • 著者名/発表者名: Takashi Harada and Jorge Angeles
  • 雑誌名: Proceedings of the 2017 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics 巻: - ページ: 1900-1905
  • DOI: 10.1109/robio.2017.8324601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geometry of Gaudi-inspired Screw and Nut for Differential Drive Mechanism (2017)
  • 著者名/発表者名: Kengo Fujii and Takashi Harada
  • 雑誌名: Proceedings of the 2017 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics 巻: - ページ: 1900-1905
  • DOI: 10.1109/robio.2017.8324696
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enlargement of the Translational and Rotational Workspace of Parallel Robots (2017)
  • 著者名/発表者名: Takashi Harada
  • 雑誌名: ICCMA 2017 Proceedings of the 201The 5th International Conference on Control, Mechatronics and Automation 巻: - ページ: 18-22
  • DOI: 10.1145/3149827.3149848
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] パラレルロボットの動作範囲の拡張 (2017)
  • 著者名/発表者名: 原田孝
  • 雑誌名: 機械の研究 巻: 69(3) ページ: 203-211
  • NAID: 40021118283
• [雑誌論文] Geometry of Gaudi-inspired screw for differential drive mechanism (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Harada and Kengo Fujii
  • 雑誌名: Proc. of ICCMA 2016 巻: - ページ: 104-106
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cable collision avoidance of a pulley embedded cable-driven parallel robot by kinematic redundancy (2016)
  • 著者名/発表者名: Toru Makino and Takashi Harada
  • 雑誌名: Proc. of ICCMA 2016 巻: - ページ: 117-120
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Design and Control of a Parallel Robot for Mold Polishing (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Harada
  • 雑誌名: MATEC Web of Conferences 巻: 42 ページ: 03003-03003
  • DOI: 10.1051/matecconf/20164203003
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mode Changes of a Planar 3 DOF Redunduntly Actuated Parallel Robot (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Harada
  • 雑誌名: International Journal of materials, Mechanics and Manufacturing 巻: 4(2) 号: 2 ページ: 123-126
  • DOI: 10.7763/ijmmm.2016.v4.238
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mode changes of redundantly actuated asymmetric parallel mechanism (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Harada
  • 雑誌名: Journal of Mechanical Engineering Science 巻: 230(3) 号: 3 ページ: 454-462
  • DOI: 10.1177/0954406215588479
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 差動ネジ駆動機構の力学的な分類と統合 (2017)
  • 著者名/発表者名: 原田孝, 中村悠人, 藤井賢吾
  • 学会等名: 日本機械学会2017年度年次大会
• [学会発表] Gaudi-inspired差動ネジ駆動機構の研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤井賢吾, 原田孝
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門講演会2017
• [学会発表] 運動学的冗長性と駆動冗長性を有するパラレルロボットの 冗長性を利用したモーションコントロール (2017)
  • 著者名/発表者名: 原田孝
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門講演会2017
• [学会発表] Enlargement of the Translational and Rotational Workspace of Parallel Robots (2017)
  • 著者名/発表者名: Takashi Harada
  • 学会等名: ICCMA2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 理学療法士の訓練のためのエンドフィール提示ロボット (2016)
  • 著者名/発表者名: 有元 公平, 原田 孝, 河村 廣幸, 福田 寛二, 池田 篤俊
  • 学会等名: 第17回 公益社団法人 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会 SI2016
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター (札幌市)
  • 年月日: 2016-12-15
• [学会発表] Geometry of Gaudi-inspired screw for differential drive mechanism (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Harada and Kengo Fujii
  • 学会等名: 2016 The 4th International conference on Control, Mechatronics and Automation
  • 発表場所: H10 Casanova Hotel (Barcelona)
  • 年月日: 2016-12-07
  • 国際学会
• [学会発表] 運動学的冗長性を用いたケーブル駆動パラレルロボットのケーブル姿勢制御方法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 牧野 達, 原田 孝
  • 学会等名: 本機械学会2016年度年次大会
  • 発表場所: 九州大学 (福岡市)
  • 年月日: 2016-09-11
• [学会発表] 差動ネジ対偶と差動ベルト駆動を用いたXYZθパラレルロボットの提案 (2016)
  • 著者名/発表者名: 原田 孝, 牧野 達
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門講演会2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜 (横浜市)
  • 年月日: 2016-06-09
• [学会発表] 6自由度8ケーブル駆動パラレルロボットの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 牧野 達, 原田 孝
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門講演会2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜 (横浜市)
  • 年月日: 2016-06-08
• [学会発表] Design and Control of a Parallel Robot for Mold Polishing (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Harada
  • 学会等名: The 4th International conference on Control, Mechatronics and Automation
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2015-12-21
  • 国際学会
• [学会発表] Kinematics of a Novel 6 dof Parallel Robot for Haptic Device (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi Harada and Toru Makino
  • 学会等名: 12th International Conference on Ubiquitous Healthcare
  • 発表場所: Kindai University, Higashiosaka
  • 年月日: 2015-11-30
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a Cable-Driven Parallel Robot for Force Display (2015)
  • 著者名/発表者名: Toru Makino and Takashi Harada
  • 学会等名: 12th International Conference on Ubiquitous Healthcare
  • 発表場所: Kindai University, Higashiosaka
  • 年月日: 2015-11-30
  • 国際学会
• [学会発表] 運動学的冗長性と駆動冗長性を合わせ持つ6 自由度パラレルメカニズムの運動学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 原田孝，牧野達
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 北海道大学, 札幌市
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] 運動学的冗長性と駆動冗長性を合わせ持つ２アーム６自由度パラレルロボットの提案 (2015)
  • 著者名/発表者名: 原田孝
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門講演会
  • 発表場所: 京都市勧業館, 京都市
  • 年月日: 2015-05-17
• [図書] 大学課程 機構学 (2016)
  • 著者名/発表者名: 稲田 重男, 森田 鈞, 長瀬 亮, 原田 孝
  • 総ページ数: 224
  • 出版者: オーム社
• [備考] 原田孝 研究内容
  • URL: https://sites.google.com/site/parallelmech/ja/research
• [備考] 原田孝 研究内容
  • URL: https://sites.google.com/site/parallelmech/ja/research
• [備考] Dr. Takashi Harada ホームページ
  • URL: https://sites.google.com/site/parallelmech/ja