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ゲルとワイヤ駆動機構により超多関節構造を実現する軽量柔軟ロボットハンドの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K04297
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
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
研究機関滋賀県立大学

研究代表者

山野 光裕  滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (70323178)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワードロボットハンド / ソフトロボット / ソフトロボティクス / ワイヤ駆動機構 / 形状記憶ゲル / ワイヤ駆動 / 腱駆動 / 多指ハンド / ゲルロボット / ロボット制御
研究開始時の研究の概要

形状記憶ゲルという素材とワイヤ駆動機構を組み合わせ,軽量・柔軟で器用な動きが可能なロボットハンドとその制御方法を開発する.ロボットハンドについては,形状記憶ゲルを牽引用糸製ワイヤと組み合わせることで,多くの可動箇所を持つ指を,軽量に設計できるようにする.制御方法については,指の細かい位置決めも可能になるようにする.様々な対象物を把持する実験を行い,開発したロボットハンドの有効性を確かめる.

研究成果の概要

形状記憶ゲルとワイヤ駆動機構を用い,軽量な多関節ロボットハンドを数種,開発した.一般に,多関節のロボットハンドは,多くの作業に対応しやすいが,重量が大きくなりやすい.温度による硬軟の切り替えが可能な素材である形状記憶ゲルとワイヤ駆動機構を用いた設計により,軽さと関節の多さを両立させることができた.試作したロボット指やロボットハンドを用いて基礎的な実験を行い,有効性を示した. 開発したロボットハンドの構造に合った動作フォームの計算も行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

工場や物流施設等における省力化や人手不足解消のため,ロボットハンド技術の向上が近年,強く求められている.また,人と共同で作業できるロボットも望まれているが,人の近くで利用するロボットは,万一の衝突時の安全性確保のため,軽量であることが望ましい.本研究では,低コストで製造可能な軽量多関節ロボットハンドを開発しており,ロボットハンド技術の向上に寄与すると考えている.

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Development and motion analysis of a light and many-joint robot finger using shape memory gel and tendon-driven mechanism with arc route2022

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Yamano; Naoya Hanabata; Akira Okamoto; Toshihiko Yasuda; Yasutaka Nishioka; M.D. Nahin Islam Shiblee; Kazunari Yoshida; Hidemitsu Furukawa; Riichiro Tadakuma
    • 雑誌名

      International Journal of Mechatronics and Automation (a revised and expanded version of 2021 IEEE ICMA Proceedings paper)

      巻: Vol.9, No.2 号: 2 ページ: 99-111

    • DOI

      10.1504/ijma.2022.122325

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Robot Finger with Many Joints Driven by One Motor Using Shape Memory Gel and Tendon-Driven Mechanism2021

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Yamano, Naoya Hanabata, Akira Okamoto, Toshihiko Yasuda, Yasutaka Nishioka, MD Nahin Islam Shiblee, Kazunari Yoshida, Hidemitsu Furukawa, Riichiro Tadakuma
    • 雑誌名

      Proceedings of 2021 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA)

      巻: - ページ: 1472-1477

    • DOI

      10.1109/icma52036.2021.9512604

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prototype of 32-Joint Robot Hand Using Shape Memory Gel and Tendon-Driven Mechanism2021

    • 著者名/発表者名
      Yamano Mitsuhiro、Okamoto Akira、Miyoshi Ryuhei、Yasuda Toshihiko、Nishioka Yasutaka、Islam Shiblee MD Nahin、Yoshida Kazunari、Furukawa Hidemitsu、Tadakuma Riichiro
    • 雑誌名

      Proceedings of 2021 IEEE International Conference on Mechatronics (ICM)

      巻: - ページ: 1-6

    • DOI

      10.1109/icm46511.2021.9385678

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 形状記憶ゲルとユニバーサルジョイントを用いた多関節ロボット指の開発2023

    • 著者名/発表者名
      下條紘輝,山野光裕,西岡靖貴,シブリ エムディ ナヒン イスラム,渡邉洋輔,吉田一也,古川英光,多田隈理一郎,片山仁志
    • 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2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 形状記憶ゲルと腱駆動機構を用いて1モータで 駆動される多関節ロボット指の摩擦力低減のための改良2022

    • 著者名/発表者名
      花畑 直哉,山野 光裕,安田 寿彦,西岡 靖貴,シブリ エムディ ナヒン イスラム,吉田 一也,古川 英光,多田隈 理一郎
    • 学会等名
      第40回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 形状記憶ゲルとユニバーサルジョイント骨格を用いた腱駆動型ロボット指の開発2022

    • 著者名/発表者名
      岡本曜,柴田大雅,山野光裕,安田寿彦,西岡靖貴,シブリ エムディ ナヒン イスラム,吉田一也, 古川英光,多田隈理一郎
    • 学会等名
      2021年度 計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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