フレキシブル双腕ロボットの協調制御に間する研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07455416
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 内山 勝 東北大学, 工学部, 教授 (30125504)
• 研究分担者: 阿部 幸勇 東北大学, 工学部, 教務職員 (80261600) ; DRAGOMIR Ne 東北大学, 工学部, 助教授 (80270809)
• キーワード: フレキシブルロボット / 双腕協調制御 / 力制御 / 振動抑制制御

研究概要

この研究では、フレキシブルロボットの実作業への応用を考え、これまでの研究成果である振動抑制制御や力制御をもとに、双腕フレキシブルマニピュレータを協調制御することにより、対象物を把持、搬送することを目的とする。
実験装置としては、これまで当研究室で所有していた片腕7自由度のフレキシブルロボットを2台用いる。このマニピュレータの各関節はDCサーボモータにより駆動し、手先には力覚センサを取り付けている。また、双腕フレキシブルマニピュレータで力制御および協調制御を行うためには、多くの計算を必要とするため、処理が高速なパーソナルコンピュータ(NEC ; PC9821Xt16/R16)を新たにコントローラとして導入し、制御系を構築した。
これまでの成果に基づいて、双腕フレキシブルマニピュレータの運動方程式を導出し、双腕の振動抑制制御を考案した。これに、対象物に加える力と対象物の位置を制御する、位置と力のハイブリッド制御を組み合わせた制御則を構成し、実験機に適用している。
実験では、片腕6自由度を用いて、両腕で把持した軽量な対象物を3次元空間内で搬送する作業を行い、対象物に加える力を一定に保ち、振動を抑制しながら対象物を目標位置に追従させることに成功している。

研究成果

• [文献書誌] Y. Q. Dai,他: "A New Iterative Approach to Solving Inverse Flexible-Link Manipulator Kinematics" Proc. of the 35th Conf. on Decision and Control. 2493-2494 (1996)
• [文献書誌] Atsushi Konno, Masaru Uchiyama: "Modeling of a Flexible Manipulator Dynamics Based upon Holzer′s Model" IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems. 223-229 (1996)
• [文献書誌] Jin-Soo Kim,他: "Force Control of a Flexible Manipulator Based on the Measurement of Link Deflections" IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems. 238-245 (1996)
• [文献書誌] 金鎮秀、近野敦、内山勝: "フレキシブルマニピュレータ動力学の高精度集中定数モデリング" 日本機械学会論文集(C編). 62. 4005-4011 (1996)
• [文献書誌] M. Uchiyama and A. Konno: "Modeling, Controllability and Vibration Suppression of 3D Flexible Robots" Robotics Research, The Seventh Int. Symp. Springer. 90-99 (1996)
• [文献書誌] Jin-Soo Kim,他: "Force Control of Constrained Flexible Manipulators" Proc. of the 1996 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation. 635-640 (1996)