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平成4年度に、進行波型超音波モータを位相制御してトルクと回転速度をゼロから正負の最大値まで自由に調節する技術を開発した。また、この技術を応用して運動インピーダンスを自由に調節できるアクチュエータシステムを実現した。さらに、このアクチュエータシステムを実装して垂直2軸SCARA型ダイレクトドライブ・マニピュレータを製作した。
平成5年度は、製作したダイレクト・ドライブ・マニピュレータによるコンプライアンス制御の実験を行い、当初の目的を達成した。このマニピュレータは、関節における等価的なコンプライアンスの調節に加えダンピングファクターも調節できるので、動特性の適応制御が可能で、起動時の即応性と停止時の安定性を同時に満足できた。また、コンプライアンス制御によって、逆運動学の面倒な計算なしで接触作業を実現した。本研究の目標を垂直2軸マニピュレータとしたことからくる構造上の制約から水平面内に限られるが、いかなる形状の作業対象物に対しても柔軟な接触作業を実現した。さらに、クランク回し運動を実行させたところ、比較的滑らかに回転できる粘性負荷特性をもつクランクはもとより、ぎくしゃくした回転になりがちな無負荷クランクでも滑らかな回転を得た。
進行波型超音波モータは、いまのところ12Kg-cm程度のトルクしか発生できないので大型のマニピュレータにはトルク不足だが、本研究で開発した程度の小型ダイレクト・ドライブ・マニピュレータのアクチュエータとしては十充実用になるとの結論を得た。
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