| 研究概要 |
柔軟劣駆動マニピュレータの運動制御法の確立を目標にして,研究を行った.マニピュレータの柔軟性は梁モデルを用いて表し,自重で座屈する程度の柔軟性を持つ場合(ベッセル関数で固有モードが表される場合)と自重で座屈しない程度の柔軟性を持つ場合(三角関数や双曲線関数で固有モードが表される場合)とに分けて,運動制御法を構築した.高周波で変位加振を境界に加えると,加振振幅および加振周波数に依存して,ピッチフォーク分岐が発生し,安定な平衡点が自明な位置とは異なる位置に発生することを理論的に示した.さらに重力方向と加振方向との相対角度を変えることにより,様々な位置へ安定な平衡点を移動できることを明らかにした.理論的アプローチには,多重尺度法を利用したが,その際高周波加振の影響を適切に取り込むことができる,オーダ評価法を確立し,平均化方程式を導くことに成功した.そして,平衡点の位置と安定性が上記のパラメータ値に依存してどのように変化するかを大域的かつ解析的に示した.このようにして明らかになった安定な平衡点の変化を利用することにより,柔軟劣駆動マニピュレータの運動制御法を理論的に提案した.
さらに模型実験装置を製作して,提案した運動制御法の有効性を確認した.また,重力がほとんど存在しない宇宙空間での利用を念頭においた制御法を理論的ならびに実験的に提案した.すなわち,宇宙機のスピンによる遠心力を利用し,分岐現象の摂動を作り出し,重力が存在する場合と同様な運動制御が可能であることを明らかにした.
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