ロボット関節剛性を高速に調節する機構の開発とその制御の基づく動的器用さの実現

• 研究課題/領域番号: 21560268
• 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: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 東北学院大学
• 研究代表者: 梶川 伸哉 東北学院大学, 工学部, 教授 (80290691)
• 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: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2010年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2009年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 人間機械システム / 剛性可変関節 / ロボットハンド / 物体投射 / 関節剛性 / 手指関節 / 投げ上げ / 関節剛性可変機構 / 投げ上げ動作

研究概要

本研究では、まず、任意方向へ関節性を高速に調節する機構の検討し、シリコーンゴム製の弾性体を関節内の運動伝達部に挿入し、その変形を制御することで高速に任意方向への剛性調節を実現した。また、その関節機構を搭載した4本指ロボットハンドの製作を行い、基本性能の評価を行った。これと並行して、ハンドの応用を目的として、物体投射作業を取り上げ、ハンド関節の運動および剛性制御アルゴリズムを構築するため、人間の手指関節の制御方策について解析を行い、各関節の役割、制御方策を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Robot Finger Module With Multidirectional Adjustable Joint Stiffness (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kajikawa and K. Abe
  • 雑誌名: IEEE/ASME Transaction on Mechatronics 巻: Vol.17, No.1 ページ: 128-135
  • 査読あり
• [雑誌論文] Robot Finger Module With Multidirectional Adjustable Joint Stiffness (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Kajikawa, K.Abe
  • 雑誌名: IEEE/ASME Trans.on Mechatronics 巻: 17 号: 1 ページ: 128-135
  • DOI: 10.1109/tmech.2010.2090895
  • 査読あり
• [雑誌論文] 物体投げ上げ運動における手指関節運動の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 梶川伸哉、門間好功、佐藤友昭、長谷秀之介
  • 雑誌名: 人間工学 巻: Vol.46 ページ: 282-285
  • 査読あり
• [雑誌論文] 物体投げ上げ運動における手指関節運動の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 梶川伸哉, 門間好功, 他
  • 雑誌名: 人間工学 巻: 46 ページ: 282-285
  • 査読あり
• [学会発表] 福祉ロボット用可変剛性関節の特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長谷秀之介、梶川伸哉
  • 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(Robomec2011)
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター(岡山県)
• [学会発表] 投げ上げ運動における手指運動の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 門間好功, 柴田裕規, 八木亮輔, 梶川伸哉
  • 学会等名: 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス
• [学会発表] Development of Human-friendly Robot Arm with Adjustable Joint Compliance (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Kajikawa, M. Nasuno and K, Hayasaka
  • 学会等名: 11th International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision
  • 発表場所: Grand Copthorne Water Front Hotel, Singapore
• [学会発表] Joint Mechanism with a Multi-directional Stiffness Adjuster (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Kajikawa and Y. Yonemoto
  • 学会等名: IEEE/RSJ 2010 International Conference on Intelligent Robots and Systems
  • 発表場所: Taipei International Convention Center
• [学会発表] 空気圧クッションを利用した剛性可変関節を搭載したロボットフィンガ (2010)
  • 著者名/発表者名: 阿部啓, 梶川伸哉
  • 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(Robomec2010)
  • 発表場所: 旭川大雪アリーナ
• [学会発表] 空気圧クッションを利用した剛性可変関節を搭載したロボットフィンガ (2010)
  • 著者名/発表者名: 阿部啓, 梶川伸哉
  • 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(Robomec2010)
  • 発表場所: 旭川大雪アリーナ(北海道)
• [学会発表] Basic performance of a joint mechanism with multi-directional adjustable stiffness (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Kajikawa, M.Nasuno, K.Hayasaka
  • 学会等名: SICE Annual Conference 2010
  • 発表場所: Grand Hotel (Taipei)
• [学会発表] Development of Human-friendly Robot Arm with Adjustable Joint Compliance (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Kajikawa, M.Nasuno, K.Hayasaka
  • 学会等名: 11^<th> International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision
  • 発表場所: Grand Copthorne Water Front Hotel, Singapore
• [学会発表] 剛性可変関節を有するロボットハンドの基本性能 (2010)
  • 著者名/発表者名: 阿部啓, 櫻井雄志, 佐藤智矢, 梶川伸哉
  • 学会等名: 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス(宮城県)
• [学会発表] 投げ上げ運動における手指運動の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 門間好功, 柴田裕規, 八木亮輔, 梶川伸哉
  • 学会等名: 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス(宮城県)
• [学会発表] 物体投げ上げ動作における手指運動の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 門間好功, 佐藤友昭, 長谷秀之介, 梶川伸哉
  • 学会等名: 計測自動制御学会東北支部第254回研究集会
  • 発表場所: 東北学院大学多賀城キャンパス
  • 年月日: 2009-12-17
• [学会発表] 物体投げ上げ動作における手指運動の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 門間好功, 佐藤友昭, 長谷秀之介, 梶川伸哉
  • 学会等名: 計測自動制御学会東北支部第254回研究集会
  • 発表場所: 東北学院大学多賀城キャンパス(宮城県)
  • 年月日: 2009-12-17
• [学会発表] 剛性を調節できるロボットフィンガ支持機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿部啓, 梶川伸哉
  • 学会等名: 計測自動制御学会システムインテグレーション部門学術講演会(SI2009)
  • 発表場所: 芝浦工業大学豊洲キャンパス,東京
• [学会発表] Development of robot hand aiming at nursing care services to humans (2009)
  • 著者名/発表者名: Shinya Kajikawa
  • 学会等名: 2009 IEEE Int.Conf. on Robotics and Automation
  • 発表場所: Kobe international conference center(兵庫県)
• [学会発表] トス運動時の手指関節運動の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 門間好功, 梶川伸哉
  • 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(Robomec2009)
  • 発表場所: 福岡国際センター(福岡県)
• [学会発表] 剛性を調節できるロボットフィンガ支持機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿部啓, 梶川伸哉
  • 学会等名: 計測自動制御学会システムインテグレーション部門学術講演会(SI2009)
  • 発表場所: 芝浦工業大学豊洲キャンパス(東京都)
• [備考]
  • URL: http://www.mech.tohoku-gakuin.ac.jp/kaji-lab/
• [備考]
  • URL: http://www.mech.tohoku-gakuin.ac.jp/kaji-lab/
• [備考]
  • URL: http://www.mech.tohoku-gakuin.ac.jp/kaji-lab/