| 研究課題/領域番号 |
21K04020
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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21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
横倉 勇希 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (70622364)
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| 研究分担者 |
大石 潔 長岡技術科学大学, 工学研究科, 産学官連携研究員 (40185187)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 負荷側加速度制御 / ねじれトルク制御 / 電流制御 / 2慣性共振系 / 産業用ロボット / トルクセンサ / 力制御 / パワーエレクトロニクス / モーションコントロール / モータドライブ / 加速度制御 / 共振振動抑制制御 / ロボティクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
自宅や職場で身の回りを見渡してみても，生活領域において物理的な接触作業を代替できるロボットは未だに無い。その理由は力制御帯域の低さにあり，位置制御のみに特化したロボットをそのまま生活領域汎用ロボットとしては適用できないことにある。力制御帯域とはロボットに加わる外力をどの周波数まで制御可能かを示す指標であり，産業用ロボットの力制御帯域を低下させている要因として加速度次元の共振振動・永久磁石同期モータの遅い電流制御・遅いねじれトルク制御がある。そこで本研究では，位置・力制御の双方が広帯域に亘り可能な「負荷側加速度制御」を実現することで産業用ロボットを生活領域汎用ロボットへと変生させることを目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、位置制御と力制御との双方が広帯域に亘って可能な「負荷側加速度制御」を実現させることで、従来の産業用ロボットを生活領域汎用ロボットへと変生させることを目指しており、そのための「ねじれトルク制御」の高応答化を達成する手段となる非積分型の構造を持つ高速電流制御系、インバータの適切な電圧ベクトルを直接的に導き出す直接ねじれトルク制御系、および検出遅れを極小化できる低レイテンシねじれトルクセンサを開発し、その理論検証と実機実証を実施した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
普段、自宅や職場で身の回りを見渡してみても、人間の生活領域で物理的な接触作業を代替可能な多関節ロボットは未だに見当たらない。その主たる原因は、従来の産業用ロボットの「力制御帯域の低さ」にあり、産業界で活躍中の位置制御のみに特化したロボットをそのまま生活領域汎用ロボットとしては適用できないことにある。そこで本研究では、位置制御と力制御との双方が広帯域に亘り可能な「負荷側加速度制御」に基づき、従来の産業用ロボットを生活領域汎用ロボットへと変生させることを目指す。
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