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ワイヤのたるみモデルを用いた懸垂型パラレルワイヤ機構の動的制御手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K14629
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関日本大学

研究代表者

遠藤 央  日本大学, 工学部, 講師 (50547825)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードパラレルワイヤ機構 / 懸垂型パラレルワイヤ機構 / マニピュレーション / ロボット / 位置決め制御 / モデルベース制御 / ワイヤリール機構 / 並行ワイヤ機構 / 動的操り / パラレルワイヤマニピュレータ / ワイヤの動的解析 / 懸垂式パラレルワイヤ機構 / ワイヤリール機構開発 / 張力制御 / パッシブ位置決め制御 / 動的位置決め制御 / カテナリ曲線に基づくワイヤモデル / ワイヤにおけるクロージャ / ワイヤのたるみ / 物体の操り
研究成果の概要

本研究では作業や工場などで用いられる懸垂型パラレルワイヤ機構に着目し,ワイヤのたるみを含んだ設計論・制御理論の構築を目的とし,ワイヤたるみのモデル化,および,それを能動的に活用した制御手法の研究に取り組んだ.研究期間内に,力学的/幾何学的なワイヤたるみの発生条件についてのモデルを構築した.また,ワイヤたるみの動的モデルを構築し,それを利用した制御手法を提案,シミュレーションにより有効性を確認した.加えて,この制御手法を実機で実現するためのワイヤリール機構を設計・製作した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来研究では,高剛性,高精度かつ作業範囲が広い,過拘束型と呼ばれる物体を四方八方からワイヤで拘束する機構を主に対象としている.しかし,現実の作業や工場では物体をワイヤで過拘束することは少なく,上部から複数のワイヤで懸垂する懸垂型が一般的である.本申請課題では,例の少ない懸垂型機構の理論を構築したことに学術的かつ社会的に意義がある.また,従来のパラレルワイヤ機構で一般的であった物体の幾何学的位置決めではなく,力の釣り合いに着目した新しい力学的動的位置決め手法は,従来のパラレルワイヤ機構の制御の根本的概念から違う新しい手法であり,学術的意義が大きい.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 学会発表 (7件) 備考 (2件)

  • [学会発表] 力学的平衡状態に着目したパラレルワイヤマニピュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      吉澤汐理,遠藤央,菅原雄介
    • 学会等名
      第20回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
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 機械的平衡点に着目したパラレルワイヤ機構による物体の位置決め2018

    • 著者名/発表者名
      遠藤央,菅原雄介,武藤伸洋,柿崎隆夫
    • 学会等名
      第18回機素潤滑設計部門講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 市販電動リールを活用したトルク調整式高出力ワイヤリールロボット2018

    • 著者名/発表者名
      谷沢蒼太郎,相樂森,渡辺敦士,遠藤央,菅原雄介,武藤伸洋,柿崎隆夫
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 懸垂型パラレルワイヤ機構における力の釣り合いと弛みの発生条件の実験的検討2017

    • 著者名/発表者名
      相樂森,遠藤央,菅原雄介,柿崎隆夫,武藤伸洋
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 市販電動リールを活用したパラレルワイヤシステムのための複数協調型ワイヤ巻取りロボットの設計2017

    • 著者名/発表者名
      相樂森,渡辺敦士,遠藤央,菅原雄介,柿崎隆夫,武藤伸洋
    • 学会等名
      日本設計工学会2017年度秋季大会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 懸垂型パラレルワイヤ機構による位置決めに関する研究, -ワイヤのたるみに着目した物体の状態判別-2017

    • 著者名/発表者名
      相樂森,遠藤央,菅原雄介,武藤伸洋,柿崎隆夫
    • 学会等名
      第18回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
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 懸垂型パラレルワイヤ機構による位置決めに関する研究, -過拘束型/懸垂型の構成が変更可能なパラレルワイヤ実験装置-2017

    • 著者名/発表者名
      谷沢蒼太郎,遠藤央,菅原雄介,武藤伸洋,柿崎隆夫
    • 学会等名
      第18回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
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 日本大学工学部サステナブルシステムズデザイン研究室

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 研究紹介 | 日本大学工学部サステナブルシステムズデザイン研究室

    • URL

      http://sslab-nu.com/research/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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