研究課題/領域番号 |
22K04166
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研究種目 |
基盤研究(C)
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配分区分 | 基金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分21040:制御およびシステム工学関連
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研究機関 | 三重大学 |
研究代表者 |
駒田 諭 三重大学, 工学研究科, 教授 (10215387)
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研究分担者 |
矢代 大祐 三重大学, 工学研究科, 助教 (60607323)
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研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022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)
2024年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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キーワード | ロボットアーム / 腱駆動 / 非線形バネ / 関節剛性 / ビジュアルサーボ / 視覚 / 力制御 / 座標変換 |
研究開始時の研究の概要 |
これまで研究を続けてきた非線形バネを用いた腱駆動アームは、非線形バネにより腱剛性を調節することで任意の作業空間剛性を実現できる。人間の空間知覚に関係した視空から腱空間までの座標変換を分割簡易化しており、画像・関節角度・力等の各種センサ値の任意の空間でのフィードバックが可能である。 本課題では、これまでに開発してきた上記システムに対して、複数のセンサとそれらをフィードバック・フィードフォワード補償する座標系の関係を検討することで、画像による制御を行いつつ、位置/力制御を行うシステムを開発し、人間環境で安全に様々なタスクを実行可能なロボットの実現に貢献する。
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研究実績の概要 |
ヒューマノイドロボットのための視空間を用いたビジュアルサーボに関しては、視空間を用いた位置ベースと特徴ベースを組合わせたハイブリッドビジュアルサーボを提案し、位置ベースビジュアルサーボと特徴ベースビジュアルサーボをシミュレーションによって比較を行った。視空間を利用した提案手法は、位置ベースと特徴ベース単一の制御器と比較すると整定時間は他の2つより短く、オーバーシュート量も小さくなることをシミュレーションによって示した。応答速度が速いもののオーバーシュート量が多く収束に時間のかかる視空間を用いた位置ベース法と応答速度は遅いがオーバーシュート量が小さく安定した動作が行える特徴ベースビジュアルサーボの利点を活かした切り替え制御により制御性能が向上した。 産業用ロボットや協調型ロボットでは、軽量化や力制御性能の向上を目的として、モータ出力軸や減速機出力軸の先端を低剛性の機構部品で構成することがある。しかし、機械共振周波数が低くなり、高速運転時に振動が発生しやすくなるという問題がある。この問題を解決するために、剛性の低い機械部品のねじりトルクをフィードバックして振動を抑える方法があるが、定常運転では角度偏差が発生する。そこで、本研究ではハイパスフィルタをねじりトルク推定器として使用することにより、定常状態の角度偏差を低減することを目的としています。本論文では,提案手法の有効性をシミュレーションと実験により検証した。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
シミュレーションや実験により研究成果を示し、国際会議にも研究成果を発表している。
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今後の研究の推進方策 |
剛性可変腱駆動機構のモデルを用いてシミュレーションを作成し、解析を行う。それを用いて関節剛性の変化に対応できる制御パラメータ設計手法を開発し、その有効性を実験的に確認する。その手法の多自由度への適用法を考案する。
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