• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

協調ロボットの安全性、作業性向上のための近接覚・触覚センサモジュールの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K14952
研究種目

若手研究

配分区分基金
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
研究機関福岡大学

研究代表者

辻 聡史  福岡大学, 工学部, 助教 (40632021)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード協働ロボット / 触覚センサ / 近接覚センサ / 近接覚・触覚センサ / ToFセンサ / 自己容量センサ / 安全対策 / 静電容量センサ / センサモジュール / 協調ロボット / 近接センサ
研究開始時の研究の概要

現在、人と同じ場所で人と協調して作業する協調ロボットが注目されている。これらが安全、確実に作業するためには、ロボットの皮膚となる触覚センサや対象を接触前に検出する近接(非接触)センサが重要な役割を果たす。しかしながら、触覚センサ及び近接センサの標準デバイスは、まだ確立されていない。本研究では、これまで提案した手法を発展させ、これまでの近接における対象の検知と接触における接触状態の取得に加え、非接触における広範囲の距離情報の取得が可能な近接覚・触覚センサモジュールを開発する。それにより協調ロボットの安全性、作業性の向上のための近接覚・触覚センサとして実用化を目指す。

研究成果の概要

協調ロボット(協働ロボット)の安全対策として、ロボットの皮膚となり、非接触及び接触測定が可能な近接覚・触覚センサの開発を行った。本研究では主に、(1)ToF・自己容量近接覚・接触センサ、(2)ToF・自己容量近接覚・触覚センサ、(3)エンドエフェクタのためのライトカーテンを考案した。試作したセンサをロボットアームに実装し、非接触及び接触測定が可能であり、得た情報によりロボットアームを制御可能であることを実験により示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、人と同じ場所で、人と協働して作業できる協働ロボットが注目されている。これらのロボットが安全に作業するには、ロボットと人との衝突を避けることが重要であり、ロボット周囲の状態を常に測定する必要がある。更に安全、確実に作業するためには、対象との接触状態を検出し、その情報をフィードバックさせロボットを操作することも重要である。そのためのセンサの一つとして、ロボット表面を覆う触覚センサや近接覚センサがあげられる。本研究で提案した近接覚・触覚センサは、協働ロボットの安全対策の一つになりえると考える。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Sensor Module Combining Time-of-Flight With Self-Capacitance Proximity and Tactile Sensors for Robot2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuji Satoshi、Kohama Teruhiko
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Journal

      巻: 22 号: 1 ページ: 858-866

    • DOI

      10.1109/jsen.2021.3130230

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 複数のToFセンサを用いたToF・自己容量複合近接覚・接触センサ2021

    • 著者名/発表者名
      辻聡史、小浜輝彦
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 141 号: 6 ページ: 197-204

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.141.197

    • NAID

      130008046596

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 年月日
      2021-06-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-Capacitance Proximity and Tactile Skin Sensor With Shock-Absorbing Structure for a Collaborative Robot2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuji Satoshi、Kohama Teruhiko
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Journal

      巻: 20 号: 24 ページ: 15075-15084

    • DOI

      10.1109/jsen.2020.3011701

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A General‐Purpose Safety Light Curtain Using ToF Sensor for End Effector on Human Collaborative Robot2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuji Satoshi、Kohama Teruhiko
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 15 号: 12 ページ: 1868-1874

    • DOI

      10.1002/tee.23258

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proximity and Contact Sensor for Human Cooperative Robot by Combining Time-of-Flight and Self-Capacitance Sensors2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuji Satoshi、Kohama Teruhiko
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Journal

      巻: 20 号: 10 ページ: 5519-5526

    • DOI

      10.1109/jsen.2020.2969653

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 協働ロボットのためのToF・自己容量近接覚・触覚センサの提案2021

    • 著者名/発表者名
      辻聡史、小浜輝彦
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会'21
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 複数のToFセンサを用いたToF・自己容量複合近接覚センサの提案2020

    • 著者名/発表者名
      辻聡史, 小浜輝彦
    • 学会等名
      第37回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム(センサ・マイクロマシン部門大会)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 協働ロボットのエンドエフェクタのためのToFセンサを用いたライトカーテンの提案2020

    • 著者名/発表者名
      辻聡史, 小浜輝彦
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会'20
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Expandable Self-Capacitive Proximity and Tactile Sensor Module2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Tsuji, Rei Nakamura, Teruhiko Kohama
    • 学会等名
      The 7th IIAE International Conference on Intelligent Systems and Image Processing 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 近接測定のためのToF・静電容量複合センサの提案2019

    • 著者名/発表者名
      辻聡史, 小浜輝彦
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会'19
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 福岡大学研究者情報

    • URL

      https://resweb2.jhk.adm.fukuoka-u.ac.jp/FukuokaUnivHtml/info/5889/R110J.html?P=1617684327042

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi