| 研究課題/領域番号 |
19K04291
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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20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
関 啓明 金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (20270887)
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| 研究分担者 |
辻 徳生 金沢大学, フロンティア工学系, 准教授 (30403588)
平光 立拓 金沢大学, フロンティア工学系, 助教 (70845536)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 油圧駆動 / ２段変速 / 双腕ロボットアーム / 油圧源シリンダ / 開栓作業 / ロボットアーム / 位置制御 / 損失 / 変速 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
介護ロボットやレスキューロボットなどには、状況により高速に動く動作(高速駆動) と大きな力を出す動作(高圧駆動) が求められるが、その両立は困難である。本研究では、そのような人間共存型ロボットアーム用のスマートな油圧駆動機構を提案し実証する。アイデアとしては、制御性の良い油圧源として、モータとボールネジで駆動される油圧シリンダを持ち、そのピストンの両側間の油の移動を弁で切替えることで、送り出す油の流量と圧力を2段階に変えて大きく変速させる。さらに、低損失の油圧源を目指してこのシリンダロッドを回転させながら直動させることや、人との接触を考慮して、油圧回路に可変な柔軟性を付加することを考える。
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| 研究成果の概要 |
介護ロボットやレスキューロボットなどには、状況により高速に動く動作（高速駆動）と大きな力を出す動作（高圧駆動）が求められるが、その両立はなかなか困難である。本研究では、そのような人間共存型ロボットアーム用のスマートな油圧駆動機構を提案し、試作した双腕ロボットアームで実証した。アイデアとしては、制御性の良い油圧源として、モータやボールネジで駆動される油圧シリンダを持ち、そのピストンの両側間のオイルの移動を弁で切り替えることで、送り出すオイルの流量と圧力を２段階に変えて大きく変速させる。損失等の検討、複数シリンダの位置制御、油圧源の並列化に取り組んだ後、開栓作業のデモを行って有用性を確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
油圧駆動は古くからの技術であり、建設機械等には普通に採用されているシステムである。しかしながら、油圧駆動ロボットの研究開発は、ロボット研究の黎明期に検討されていたものの、重くて損失が大きく制御性が悪く、オイルが漏れやすいというデメリットから、少なくとも、屋内で動作するロボットにはあまり採用されてこなかった。ところが、油圧の要素技術や部品が進歩してきたことから、近年、ロボットにも用いられることが増えてきた。本研究は、これらの油圧駆動システムをさらに高機能化するものである。大きな力を出す動作と高速な動作を簡単に切り替えられるという点が新しく、人間共存型ロボットの新たな駆動機構として貢献できる。
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