フレキシブル双腕ロボットの協調制御に間する研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07455416
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 内山 勝 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30125504)
• 研究分担者: 阿部 幸勇 東北大学, 工学部, 教務職員 (80261600) ; NENCHEY Drag 新潟大学, 工学部, 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。
これまで軽量な対象物を搬送する基礎的な実験を行なってきたが、対象物の質量が無視できないほど大きい場合に対応できなかった。そこで、対象物の質量を考慮した動力学モデルに基づいた振動抑制制御を適用し、実験によりその効果を確かめた。
また、対象物の質量を考慮した双腕フレキシブルマニピュレータの集中定数系によるモデリング法を適用し、実際の双腕フレキシブルマニピュレータに対して、集中定数系によるモデリング法が十分妥当であることをシュミレーションと実験の結果を比較することにより確かめた。
さらに、フレキシブルマニピュレータの振動抑制に冗長性を活用する方法について研究し、位置制御に疑似逆行列を用いることで振動抑制の効果があることを実験により確かめた。
また、実験装置のコントローラについて、これまで使用してきたシングルタスクのOSであるMS-DOSを搭載した、NECのPC9800シリーズのパーソナルコンピュータにかえて、PC/AT互換機のパーソナルコンピュータを導入し、リアルタイムOSであるVxWorksを利用したシステムとした。これにより、従来のシステムでは困難であったマルチタスクの制御やネットワークを介した通信などが容易になり、より複雑高度な制御や他のコンピュータ上で動作するアプリケーションとの連係、GUI機能を備えた他のコンピュータからネットワークを介して指令を与えることなどが可能になった。

研究成果

• [文献書誌] 山野光裕、他: "3次元フレキシブルマニピュレータのコンプライアンス制御実験" 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会. (1998)
• [文献書誌] Jin-SooKim, 他: "Lumped-Parameter Modeling for Cooperative Control of Two Flexible Manipulators" Asia-Pacific Vibration Conference. 120-125 (1997)
• [文献書誌] Mitsuhiro Yamano, 他: "Experiments on Cooperative Control of Two Flexible Manipulators Working in 3D space" Asia-Pacific Vibration Conference. 274-279 (1997)
• [文献書誌] 桂島 航、他: "フレキシブル冗長マニピュレータの疑似逆行列を用いた位置制御及び振動抑制効果" 第15回日本ロボット学会学術講演会. 9-10 (1997)
• [文献書誌] 山野光裕, 金鎮 秀, 内山 勝: "双腕フレキシブルマニピュレータの協調作業における振動抑制制御" 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会. 199-202 (1997)
• [文献書誌] Jin-SooKim, 他: "Vibration Suppression Control of Constrained Flexible Manipulators" IEEE/RSJ Int.Conf.on Intelligent Robots and Systems. 2381-2837 (1997)