ウェアラブル力覚センサを用いたワイヤ懸架式パワーアシストシステムの研究

• 研究課題/領域番号: 21560239
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械力学・制御
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 三好 孝典 豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10345952)
• 研究分担者: 寺嶋 一彦 豊橋技術科学大学, 工学研究科, 教授 (60159043)
• 連携研究者: 木村 哲也 長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (70273802)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2011年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2010年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2009年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 制御機器 / パワーアシスト / ウェアラブル / バイオメカニクス / オブザーバ / ウェラブルセンサ / 3軸力覚センサ

研究概要

超高齢化社会を迎え,シルバー世代の就業を如何に確保するかは日本において差し迫った課題である.そこで我々は人の小さな力をアシストし,高齢者においても重量物を軽々と取り扱うことのできるパワーアシストシステムの構築を目指した.
まず,研究者らは,人体を13リンクの剛体運動と仮定し,両腕,両脚,胴体,頭などの加速度を計測することで,手先が外部環境に及ぼす力を最大20N程度の誤差で推定するヒューマンフォースオブザーバを構築した.次に,免震構造に用いられる積層ゴムを使用した垂直抗力とせん断力を測定可能な床反力センサを研究・開発した.最終的にこれらの技術を組み合わせ,天井クレーン装置を用いて,推定された操作力から質量60kgの荷物をパワーアシストにより移動させることに成功した.

研究成果

• [雑誌論文] Development of industry Oriented Power-assisted System and comparison with Conventional Machine (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Miyoshi, A. Niinuma, K. Terashima, Y. Miyashita
  • 雑誌名: International Journal of Automation Technology 巻: 3(6) ページ: 692-699
  • 査読あり
• [雑誌論文] 21世紀の鋳造工場に必要な革新的オートメーション技術 (2009)
  • 著者名/発表者名: 寺嶋一彦, 三好孝典, 野田善之
  • 雑誌名: 鋳造工学会誌 巻: 81(8) ページ: 400-408
  • NAID: 10025191394
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuro-Fuzzy Control of Power-Assist Omnidirectional Wheelchair Using Human-Friendly Touch Panel (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kitagawa, K. Terashima, T. Miyoshi, S. Kitamura, J. Urbano
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 21(3) ページ: 427-434
  • 査読あり
• [雑誌論文] 21世紀の鋳造にとって革新的な自動化技術とIT技術の応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 寺嶋一彦, 三好孝典, 野田善之
  • 雑誌名: 鋳造工学 81(8) ページ: 1-10
  • 査読あり
• [学会発表] パワーアシストシステムのための床反力による操作力推定手法の提案 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高森和博,三好孝典,寺嶋一彦
  • 学会等名: 第17回ロボティクスシンポジア
  • 発表場所: 萩市・山口県
• [学会発表] Estimation of Applied Force by Using Human Body Dynamics Model (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Takamori, Takanori Miyoshi, Kazuhiko Terashima
  • 学会等名: SICE annual conference 2011
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] Development of 5 DOF Wire Suspension Power-Assisted system Using Linear Cylinders (2011)
  • 著者名/発表者名: Takanori Miyoshi, Kenji Suzuki, Kazuhiko Terashima
  • 学会等名: The 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2011)
  • 発表場所: 上海・中国
  • 年月日: 2011-05-10
• [学会発表] Estimation of Applied Force by Using Human Body Dynamics Model (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Takamori, Takanori Miyoshi, Kazuhiko Terashima
  • 学会等名: SICE Annual conference
• [学会発表] Development of 5 DOF Wire Suspension Power-Assisted system Using Linear Cylinders (2011)
  • 著者名/発表者名: Takanori Miyoshi, Kenji Suzuki, Kazuhiko Terashima
  • 学会等名: The 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation(ICRA 2011)
  • 発表場所: 上海・中国
• [学会発表] Robust Rebound Suppression Control for Push-pull Solenoid Considering the Characteristic Change During Operation (2010)
  • 著者名/発表者名: Hokuto Mizutani, Yoshiyuki Noda, Takanori Miyoshi, Kazuhiko Terashima
  • 学会等名: SICE Annual Conference 2010
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
• [学会発表] Sway Suppression Control to Passenger with Muscle Weakness on Electrical Wheelchair (2010)
  • 著者名/発表者名: Koumei Yamashita, Yoshiyuki Noda, Takanori Miyoshi, Kazuhiko Terashima
  • 学会等名: SICE Annual Conference 2010
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
• [学会発表] Modeling and Control on Passenger Posture Behavior Considering Seat Angle of Electrical Wheelchair (2010)
  • 著者名/発表者名: Masaya Yamada, Yoshiyuki Noda, Takanori Miyoshi, Kazuhiko Terashima
  • 学会等名: SICE Annual Conference 2010
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
• [学会発表] Influence of Lift Walker for Human Walk and Suggestion of Walker Device with Power Assistance (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Kubo, T.Miyoshi, K.Terashima
  • 学会等名: 2009 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS2009)
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2009-11-10
• [学会発表] Influence of Lift Walker for Human Walk and Suggestion of Walker Device with Power Assistance (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Kubo, T. Miyoshi, K. Terashima
  • 学会等名: 2009 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science(MHS2009)
  • 発表場所: Nagoya, Japan
• [学会発表] Improvement of walking motion with power assisted walker (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Kubo, T. Miyoshi, K. Terashima
  • 学会等名: 2009 International Conference on Mechatronics and Information Technology
  • 発表場所: Gwangju, Korea
• [学会発表] Study of Power-assisted Attitude Control with Direct Manipulation for Four DOF (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Sawano, H. Kojima, T. Miyoshi, K. Terashima
  • 学会等名: ICROS-SICE International Joint Conference 2009
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
• [学会発表] Evaluation of Effectiveness of a Power-Assisted Wire Suspension System Compared to Conventional Machine (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Niinuma, T. Miyoshi, K. Terashima and Y. Miyashita
  • 学会等名: IEEE International Conference on Mechatronics and Automation
  • 発表場所: Changchun, China
• [備考]
  • URL: http://www.syscon.me.tut.ac.jp
• [備考]
  • URL: http://www.sycon.me.tut.ac.jp
• [備考]
  • URL: http://www.syscon.me.tut.ac.jp
• [備考]
• [産業財産権] Control system for a lifting device (2012)
  • 発明者名: 三好孝典,寺嶋一彦
  • 権利者名: 豊橋技術科学大学,新東工業(株)
  • 取得年月日: 2012-02-28
  • 外国
• [産業財産権] 搬送装置および搬送装置の制御システム (2009)
  • 発明者名: 三好孝典,寺嶋一彦
  • 権利者名: 豊橋技術科学大学,新東工業(株)
  • 出願年月日: 2009-12-22
• [産業財産権] 搬送装置および搬送装置の制御システム (2009)
  • 発明者名: 三好孝典
  • 権利者名: 豊橋技術科学大学
  • 産業財産権番号: 2009-291485
  • 出願年月日: 2009-12-22