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2関節拮抗駆動回転機で再現する脚歩行のための高速高精度位置力同時制御

研究課題

研究課題/領域番号 26420225
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 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

宮崎 敏昌  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (90321413)

研究分担者 大石 潔  長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (40185187)
横倉 勇希  長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (70622364)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード2関節筋 / 遊星歯車機構 / レッグロボット / 2関節同時駆動機構 / 4脚ロボット / 機能別実効筋 / 電気機器 / ロボット / 筋肉モデル
研究成果の概要

脚歩行機構は、人間の生活環境の中で動作する補助ロボットの移動手段としてその応用が期待されている。本研究では、新たに2関節拮抗駆動回転機を用いて脚機構モデルを作成し、その蹴り足動作、着地動作等の力・位置同時制御系をより高精度に構築し、動力学シミュレーション及び実験から提案手法の可能性を評価するとともに、有効性を確立する。蹴り足動作では、2関節拮抗駆動回転機の動作特性を活かして、スリップ抑制と蹴り足力制御の両立を行なった。また、着地動作時においては、自重を支えつつ本体を自由にモーション制御するために必要な動力学を考慮した位置力同時制御手法を提案し、その有効性を実験により確認した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Stable Force Control of Industrial Robot Based on Spring Ratio and Instantaneous State Observer2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yoshioka, Akinori Yabuki, Yuki Yokokura, Kiyoshi Ohishi, Toshimasa Miyazaki, Thao Tran Phuong
    • 雑誌名

      IEEJ Journal of Industry Applications

      巻: 5 ページ: 132-140

    • NAID

      130005133139

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Balance Optimization Torque Distribution Control Method for considering Transmission Loss in Bi-articular Actuators Mechanism2017

    • 著者名/発表者名
      Ngo Mnh Tan、Toshimasa Miyazaki, Kiyoshi Ohishi
    • 学会等名
      third IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON2017)
    • 発表場所
      長岡技術科学大学
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Sensorless Force Control System Using Friction-Free First Order Disturbance Observer2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nakamura, Kiyoshi Ohishi, Yuki Yokokura, Toshimasa Miyazaki,Akifumi Tsukamoto
    • 学会等名
      third IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON2017)
    • 発表場所
      長岡技術科学大学
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Vibration Suppression Control System Based on State Feedback Using Approximation Model of Two- Inertia System for Three-Inertia System2017

    • 著者名/発表者名
      Akirnori Yabuki, Kiyoshi Ohishi, Toshimasa Miyazaki, Yuki Yokokura
    • 学会等名
      third IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON2017)
    • 発表場所
      長岡技術科学大学
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] アクティブな操作アシスト制御を行う手押し式電動耕耘機の開発2016

    • 著者名/発表者名
      加藤航,多田武流,中沢拓未,宮崎敏昌,大石潔
    • 学会等名
      自動制御連合講演会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 異なる長さを持つ2リンクアームに対する生体の筋特性を模擬したコンプライアンス制御2016

    • 著者名/発表者名
      陶山 泰裕,宮崎 敏昌,大石 潔
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学小白川キャンパス
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ニ関節筋を用いたロボットアームの遊星歯車機構の自己分伝達損失トルク補償法2016

    • 著者名/発表者名
      Minh Tan Ngo, 宮崎敏昌, 大石潔
    • 学会等名
      日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学小白川キャンパス
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 負荷イナーシャ同定機構による2 慣性共振系における共振比制御の精度向上2016

    • 著者名/発表者名
      中島翼,宮崎敏昌,金沢正治
    • 学会等名
      電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      群馬大学荒牧キャンパス
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 電動耕耘機制御のための定置センサと加速度センサを用いた速度推定法2016

    • 著者名/発表者名
      加藤航,宮崎敏昌,大石潔
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Transmission Torque Linearization of Quadruped Robot with a Two-joint Simultaneous Drive Mechanism for Gravity Compensation2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ueda; T. Miyazaki; K. Ohishi
    • 学会等名
      IECON 2015 - 41th Annual Conference of the IEEE in Industrial Electronics Society
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2015-11-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二関節同時駆動アクチュエータを備えた四脚ロボットの重力補償用二関節筋伝達トルク線形化2015

    • 著者名/発表者名
      上田圭祐,宮崎敏昌,大石潔
    • 学会等名
      平成27年度電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      大分大学 旦野原キャンパス
    • 年月日
      2015-09-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 星歯車機構を用いた二関節同時駆動型レッグロボットのトルク伝達損失補償2015

    • 著者名/発表者名
      宮崎敏昌,上田圭祐,佐藤情,大石潔
    • 学会等名
      平成27年度電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      大分大学 旦野原キャンパス
    • 年月日
      2015-09-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 二関節同時駆動型アクチュエータを備えた四脚歩行ロボットの歩行制御に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      上田圭祐,宮崎敏昌,大石潔
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2015 in Kyoto
    • 発表場所
      京都市勧業館「みやこめっせ」
    • 年月日
      2015-05-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体の四肢先端コンプライアンス特性を再現したロボットアームの位置制御2015

    • 著者名/発表者名
      陶山 泰裕,宮崎 敏昌,大石 潔
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2015 in Kyoto
    • 発表場所
      京都市勧業館「みやこめっせ」
    • 年月日
      2015-05-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 二関節筋特性を再現したアーム先端コンプライアンス特性の関節空間での制御2015

    • 著者名/発表者名
      陶山 泰裕,宮崎 敏昌,大石 潔
    • 学会等名
      電気学会 全国大会
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 年月日
      2015-03-24 – 2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Anti-slip Control Using Monoarticular Torque in Kicking Phase for Two-link Robot with Biarticular Leg2015

    • 著者名/発表者名
      J.Satoh , T.Miyazaki ,K.Ooishi
    • 学会等名
      IEE Japan International Workshop on Sensing , Actation, and Motion Control
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2015-03-09 – 2015-03-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Attitude Control of Quadruped Robot by Using Combination of Mono-and Bi-articular Muscles2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ueda, Y. Sato, T. Miyazaki, K. Ohishi
    • 学会等名
      2015 IEEE International Conference on Mechatronics (ICM)
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2015-03-06 – 2015-03-08
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 絶対座標系二関節筋ロボットの蹴り出し時のスリップ抑制制御2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤情,宮崎敏昌,大石潔
    • 学会等名
      電気学会 メカトロニクス制御研究会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2014-10-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 遊星歯車機構を用いた二関節同時駆動型ロボットアームのトルク伝達損失補償2014

    • 著者名/発表者名
      上田圭祐,宮崎敏昌,大石潔
    • 学会等名
      平成26年度電気学会産業応用部門大会
    • 発表場所
      東京電機大学
    • 年月日
      2014-08-26 – 2014-08-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 「トルク伝達損失補償を用いた二関節同時駆動型ロボットアームの先端力制御法2014

    • 著者名/発表者名
      上田圭祐,宮崎敏昌, 大石潔
    • 学会等名
      電気学会 メカトロニクス制御研究会
    • 発表場所
      長岡技術科学大学
    • 年月日
      2014-07-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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