| 研究課題/領域番号 |
19K04153
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18040:機械要素およびトライボロジー関連
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| 研究機関 | 日本工業大学 |
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研究代表者 |
樋口 勝 日本工業大学, 先進工学部, 教授 (40293039)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 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)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | パラレル機構 / ワイヤ駆動機構 / 機構設計 / パラレルワイヤ駆動機構 / パラレルメカニズム / ワイヤ駆動 / デルタロボット |
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| 研究開始時の研究の概要 |
中小企業のスマートファクトリー化を可能とする安価でティーチングが容易な広い作業領域を有するロボットとして、空間3自由度デルタロボットをベースとしたワイヤ駆動パラレル機構を開発する。
低価格化と運用の容易さを実現するために、ワイヤ駆動機構とステッピングモータを組み合わせた機構、ティーチングが容易な特異点が少ない機構を実現するためのプーリとタイミングベルトを用いた平行リンク機構、ワイヤ張力を制御するためのバネを用いた力制御システムを提案し、これらを利用したダイレクトティーチングを行えるシステムを構築する。またこれらの設計に必要な評価指標と設計方法を明らかとする。
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| 研究成果の概要 |
中小企業のスマートファクトリー化を目的とした、導入費用が安く、ティーチングが容易なロボットとして、デルタ型パラレルワイヤ駆動機構を開発している。まず、パラレル機構で問題となる特異点を少ない機構を実現するために、チルト機構とプーリを組み合わせたワイヤ巻取り機構を２種類提案している。次に、広い実作業領域を有するデルタ型パラレルワイヤ駆動機構を設計するための評価指標として、従来提案されている運動伝達指数をデルタ型にも適用できるように修正した指数を提案し、これを用いて試作機を設計・製作した。そして、修正運動伝達指数と位置繰り返し精度の関係を実験で把握し、提案した指標に有効性について検討している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
提案したパラレルワイヤ駆動機構は、ロボットのコスト増につながる高減速比の減速機を必要とせず、ワイヤを用いて駆動できるので、大きな作業領域のロボットを実現する場合においては、特に安価にロボットを製作でき、また、高減速比の減速機を用いないので、バックドライブ性を有しており、手先に特別な機構やセンサを取り付けることなくダイレクトティーチングを実現できると考える。これにより、従来困難であった中小企業でのロボットの導入および活用が容易になると考えられる。
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