| 研究課題/領域番号 |
21K03987
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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 | 近畿大学 |
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研究代表者 |
原田 孝 近畿大学, 理工学部, 教授 (80434851)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
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| キーワード | パラレルロボット / 機構設計 / 機構解析 / スクリュー理論 / マルチボディダイナミクス / 差動ネジ機構 / パラレルメカニズム / ミニチュアロボット / 動作範囲の拡大 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
顕微鏡下手術や航空機エンジン内部の点検保守などの狭い環境内で動作する，極小サイズで動作範囲の広い空間6自由度(位置3自由度+姿勢3自由度)ミニチュアパラレルロボットの開発を目的とし，以下をその方法として具体的な研究目標を設定する．
(1) 研究のブレークスルーとして，軸径(D)1mm以下，リード6mm（進み角62度）以上，ネジ長さ(L)18mm以上の極小径・超長リード・大アスペクト比(L/D)差動ネジ機構を開発する．
(2) 上記差動ネジ機構を搭載し，並進動作範囲±5mm，旋回角度範囲±45度，回転角度範囲±180度を実現する親指サイズの広可動域6自由度ミニチュアパラレルロボットを開発する．
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| 研究成果の概要 |
顕微鏡下手術や航空機エンジン内部の点検保守などの狭い環境内で動作する極小サイズで動作範囲の広い空間6自由度ミニチュアパラレルの開発を目的とする．2組のパラレルロボットの出力節間に差動ネジ機構などの付加回転機構を搭載し，ミニチュア化のために出力節そのものを傾斜させて全ての受動対偶を球面対偶とするロボット機構を考案した．直径2mmの極小径差動ネジ機構の設計試作，出力節傾斜機構を有するパラレルロボットの機構解析，設計試作および制御に取り組み，特許出願を行うと共に，IEEE ROBIO2023 Robotica Best Paper Award，日本機械学会ROBOMECH表彰などを受賞した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発したパラレルロボットの新しい機構は広く産業界にて活用できるように特許公開まで行なっている．本研究では，パラレルロボットの機構解析において国内では研究事例が少ないスクリュー理論やマルチボディダイナミクスを用いており，その学術的な成果が評価され，日本機械学会やIEEEにて権威ある賞を受賞している．これらの研究は基礎的かつ学術的な研究であり，今後の国内のロボットの機構設計，解析，制御の研究の発展に大いに寄与するものと考える．
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