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大規模ケーブルロボットにおける懸垂系動力学計算と高精度位置姿勢制御

研究課題

研究課題/領域番号 23560290
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関九州大学

研究代表者

山本 元司  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90202390)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2012年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードケーブルロボット / ワイヤ弛み / 懸垂物振動 / 位置姿勢制御 / ロボット / ワイヤ拘束機構 / ワイヤたわみ / 高精度制御 / 動力学モデル / 懸垂物位置姿勢推定 / 慣性センサ / ケーブル張力 / ケーブル撓み / カテナリー曲線 / ケーブル運動
研究概要

大規模ケーブルロボットは,大空間での重量物の搬送や懸垂物の位置決めが,比較的簡単な機構で実現できることから,近年,競技場でのアクティブカメラや大型天文台の懸垂機構として利用されている.しかし大規模ケーブルロボットでは,ワイヤ自重による撓(たわ)みと振動により懸垂物の正確な位置姿勢制御が困難となる.そこで本研究ではこれまでのケーブルロボットでは検討されていなかった,ケーブルの撓みや振動を表現できる懸垂系の動力学計算手法を検討し,これを制御装置に組み込むことで大規模ケーブルロボットにおける高い精度の位置姿勢制御が実現できることを示した.

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (17件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Characteristic analysis of an air cell for active air mattress of prevention for pressure ulcer2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Takashimaa, Akitsugu Misakib, Shin-ichiro Takasugic and Motoji Yamamoto
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: Vol. 28, No. 7 号: 7 ページ: 497-504

    • DOI

      10.1080/01691864.2013.876937

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Differential Algebraic Method to Approximate Nonsmooth Mechanical Systems by Ordinary Differential Equations2013

    • 著者名/発表者名
      Xiaogang Xiong, Ryo Kikuuwe, Motoji Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mathematics

      巻: vol.2013, Article ID 320276 ページ: 13-13

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 三次元高精度姿勢推定のための慣性センサの線形・非線形特性分離に基づいた相補フィルタ2013

    • 著者名/発表者名
      杉原知道,舛屋賢,山本元司
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: Vol.31, No.3 ページ: 37-48

    • NAID

      10031162050

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A Differential Algebraic Method to Approximate Nonsmooth Mechanical Systems by Ordinary Differential Equations2013

    • 著者名/発表者名
      Xiaogang Xiong, Ryo Kikuuwe, and Motoji Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mathematics

      巻: vol. 2013, Article ID 320276 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1155/2013/320276

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Multistate Friction Model Described by Continuous Differential Equations2013

    • 著者名/発表者名
      Xiaogang Xiong,Ryo Kikuuwe,Motoji Yamamoto
    • 雑誌名

      Tribol Lett

      巻: 51 号: 3 ページ: 513-523

    • DOI

      10.1007/s11249-013-0187-x

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Realtime quadratic sliding mode filter for removing noise2012

    • 著者名/発表者名
      Shanhai Jin, Ryo Kikuuwe and Motoji Yamamoto
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: vol.26, no.8-9 ページ: 877-896

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Parameter selection guidelines for a parabolic slidong mode filter based on frequency and time domain characteristics2012

    • 著者名/発表者名
      Shanhai Jin, Ryo Kikuuwe and Motoji Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Control Science and Engineering

      巻: Vol.2012, article ID 923679 ページ: 13-13

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 汚れ検出センサを搭載した壁面移動ロボットによる確実な窓ガラス清掃動作2012

    • 著者名/発表者名
      香月良夫, 池田毅, 山本元司
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C 編)

      巻: Vol.78, No.786 ページ: 557-566

    • NAID

      130002051323

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Finger-Mounted Tactile Sensor for Evaluating Surfaces2012

    • 著者名/発表者名
      Ryo Kikuuwe, Kenta Nakamura, and Motoji Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: Vol.25 No.1 ページ: 430-440

    • NAID

      130002051260

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Realtime quadratic sliding mode filter for emoving noise2012

    • 著者名/発表者名
      Shanhai Jin, Ryo Kikuuwe and Motoji Yamamoto
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: vol.26, no.8-9 ページ: 877-896

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 無段変速機構を有する逆可動性の高いパラレルマニピュレータ2012

    • 著者名/発表者名
      田原健二,岩佐信吾,那波修,山本元司
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: Vol.30 ページ: 99-106

    • NAID

      10030208997

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 汚れ検出センサを搭載した壁面移動ロボットによる確実な窓ガラス清掃動作2012

    • 著者名/発表者名
      香月良夫, 池田毅, 山本元司
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編

      巻: Vol.78 ページ: 557-566

    • NAID

      130002051323

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 天井裏配線作業ロボットのための柔軟スポーク車輪の段差乗り越え性能2011

    • 著者名/発表者名
      山本元司, 高朋飛, 池田毅
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編

      巻: Vol.77 ページ: 2343-2350

    • NAID

      130000873671

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ワイヤの弛みと懸垂物の揺れを考慮した2本ペア型パラレルワイヤ懸垂型ロボットの動力学計算と動作実験2013

    • 著者名/発表者名
      高橋宏輔,山本元司
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクスメカトロニクス部門学術講演会(ROBOMEC'13)
    • 発表場所
      つくば市
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] むだ時間を含む視覚フィードバックと筋内力フィードフォワードの組み合わせによる位置制御2013

    • 著者名/発表者名
      松谷祐希,田原健二,木野仁,越智裕章,山本元司
    • 学会等名
      第31回日本ロボット学会学術講演会RSJ2013
    • 発表場所
      東京都
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] ワイヤの弛みと懸垂物の揺れを考慮した2本ペア型パラレルワイヤ懸垂型ロボットの動力学計算と動作実験2013

    • 著者名/発表者名
      山本元司
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクスメカトロニクス部門学術講演会(ROBOMEC'13)
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 筋骨格型ロボットの筋内力フィードフォワード位置制御における関節トルクに基づく筋配置設計法2013

    • 著者名/発表者名
      松谷祐希(越智裕章,木野仁,石橋良太,田原健二,山本元司)
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクスメカトロニクス部門学術講演会(ROBOMEC'13)
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] むだ時間を含む視覚フィードバックと筋内力フィードフォワードの組み合わせによる位置制御2013

    • 著者名/発表者名
      松谷祐希(田原健二,木野仁,越智裕章,山本元司)
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会RSJ2013
    • 発表場所
      首都大学東京 南大沢キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 摩擦接触を伴う柔軟体の変形シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      岡文香(菊植亮,山本元司)
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会RSJ2013
    • 発表場所
      首都大学東京 南大沢キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Design of Complementary Filter for High-fidelity Attitude Estimation based on Sensor Dynamics Compensation with Decoupled Properties2012

    • 著者名/発表者名
      Ken Masuya, Tomomichi Sugihara and Motoji Yamamoto
    • 学会等名
      2012 IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 発表場所
      Saint Paul, Minnesota, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Externally Sensorless Dynamic Regrasping and Manipulation by a Triple-Fingered Robotic Hand with Torsional Fingertip Joints2012

    • 著者名/発表者名
      Kenji Tahara, Keigo Maruta, Akihiro Kawamura and Motoji Yamamoto
    • 学会等名
      2012 IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 発表場所
      Saint Paul, Minnesota, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] An Adaptive Windowing Parabolic Sliding Mode Filter for Improving Velocity Feedback for Position Control2012

    • 著者名/発表者名
      Shanhai Jin, Ryo Kikuuwe and Motoji Yamamoto
    • 学会等名
      第30回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌市札幌コンベンションセンター
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Discrete-Time velocity estimator based on sliding mode and adaptive windowing2012

    • 著者名/発表者名
      Shanhai Jin, Ryo Kikuuwe and Motoji Yamamoto
    • 学会等名
      2012 IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • 発表場所
      福岡市 九州大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] カテナリー曲線に基づく大規模パラレルワイヤ懸垂機構の運動表現2011

    • 著者名/発表者名
      武田弘太郎,山本元司
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部第64期総会講演会
    • 発表場所
      福岡市
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] カテナリー曲線と懸垂物の動力学に基づく大規模パラレルワイヤ懸垂機構の運動表現2011

    • 著者名/発表者名
      武田弘太郎,山本元司
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクスメカトロニクス部門学術講演会(ROBOMEC'11)
    • 発表場所
      岡山市
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] On the Percussion Center of Flexible Links2011

    • 著者名/発表者名
      Mikhail Svinin, Makoto Kaneko, Motoji Yamamoto
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] High-Backdrivable Parallel-Link Manipulator with Continuously Variable Transmission2011

    • 著者名/発表者名
      Kenji Tahara, Shingo Iwasa, Shu Naba and Motoji Yamamoto
    • 学会等名
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robot and Systems
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] カテナリー曲線と懸垂物の動力学に基づく大規模パラレルワイヤ懸垂機構の運動表現2011

    • 著者名/発表者名
      武田弘太郎,山本元司
    • 学会等名
      2011年日本機械学会ロボティクスメカトロニクス部門学術講演会
    • 発表場所
      岡山市,岡山コンベンションセンター
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] High-Backdrivable Parallel-Link Manipulator with Continuously Variable Transmission2011

    • 著者名/発表者名
      Kenji Tahara, Shingo Iwasa, Shu Naba and Motoji Yamamoto
    • 学会等名
      2011 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robot and
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 動的特性補償した慣性センサと磁気センサの相補的利用による高精度三次元姿勢推定2011

    • 著者名/発表者名
      舛屋賢,杉原知道,山本元司
    • 学会等名
      第29回日本ロボット学会学術講演会RSJ2011
    • 発表場所
      芝浦工業大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://sc.mech.kyushu-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [産業財産権] 関節運動補助具2013

    • 発明者名
      山本元司
    • 権利者名
      山本元司
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2011-057470
    • 出願年月日
      2013-12-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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