| 研究概要 |
1.単腕フレキシブルマニピュレータの衝突を含む位置と力の制御については,
(1).衝突時の手先速度と力積の関係から,マニピュレータの手先に力を加えて加速度を発生させたときに,この手先速度ベクトルを手先作用力ベクトルに変換する行列を算出した.さらに,この関係を2次形式表現した等価質量楕円を提案し,この楕円によって衝突時のコンフギュレーションを適切に選択することにより衝突の影響を受動的に低減できることを示した.
(2).フレキシブルマニピュレータが環境と衝突する場合の系を線形モデル化し,力偏差の最適な目標手先速度変換方向が衝突時の手先速度に依存すること,およびこの方向と従来の静的コンプライアンスに基づく変換方向とは一致しないことを明らかにした.
(3).衝突直後の慣性力が大きい時間帯には加速度を考慮した速度のフィードバック制御を行い,定常状態に近づくにつれて静的コンプライアンスを考慮した力制御則に移行させるという2段制御則を提案し,逆動力学演算に基づく力制御を行わずに衝突の影響を低減できることをシミュレーションおよび実験により確認した.
環境が平坦面ではなく円柱面のような曲面であっても,角弾性節のたわみ角度速度を考慮することにより,単腕フレキシブルマニピュレータによる位置と力の制御時の手先位置応答を大幅に改善することができ,また双腕フレキシブルマニピュレータによる協調制御時の対象物位置応答および対象物姿勢角応答が改善できることをシミュレーションによって確認した.
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