6自由度超高速パラレルロボットの試作研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08555062
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 応募区分: 試験
• 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: 渋川 哲郎 豊田工機(株), 技術研究所, 課長(研究職) ; 阿部 幸勇 東北大学, 工学部, 教務職員 (80261600) ; 妻木 勇一 東北大学, 工学部, 助手 (50270814) ; DRAGOMIR Nen 東北大学, 工学部, 助教授 (80270809)
• キーワード: パラレルロボット / 超高速ロボット / 操作性解析 / 最適設計

研究概要

この研究では、HEXA機構を持つパラレルロボットの実用化を目指し、現在、本研究グループで所有する現有機の2倍以上の高速性能の達成を目指す超高速HEXAロボットの試作を目標としている。
今年度は、新型HEXAロボットの仕様を決定し、設計・製作および制御実験のための諸準備を行った。
まず、パラレル機構の操作性の評価と機構解析を行い、現在HEXAロボットの構造上の問題点を明らかにした。目的の高速、高加速度運動を達成するためのアクチュエータの選定(NSK ; SSB045)、構造部品の強度計算、制御用パーソナルコンピュータおよび各種インターフェースボードのマッチングなど必要部品の仕様を決定した。
新型HEXAの機構としては,現有機の構成を大きく変えず、高速運動とサーボモータの重量を考慮して、現有機の吊り下げ型から上向き型とした。運動性能に大きく影響するロッドおよびアームの長さの比は大きく変えず、現有機の欠点であるエンドエフェクタのねじり方向の剛性を上げるためにリンク幅を広く取っている。また、HEXAロボット本体を取り付けるフレームは、将来現有機との間で協調作業を行わせることを考慮し、上部に現有機が取り付け可能となっている。さらに、研究の遂行段階で変更が生じた時のことを考え、各アクチュエータ取り付け部をユニット化し、組立て性を向上させている。

研究成果

• [文献書誌] D. N. Nenchev, M. Uchiyama: "Dynamic Analysis of Parallel-Link Manipulators Under the Singularity-Consistent Formulation" Proc. of the 1996 IEEE/RSJ Int, Conf. on Intelligent Robots and Systems. 1227-1233 (1996)
• [文献書誌] S. Bhattacharya, M. Uchiyama: "A Recursive Formula for the Inverse of the Inertia Matrix of a Parallel Manipulator" 第14回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 791-792 (1996)
• [文献書誌] 内山勝、他: "コンプライアンス制御パラレルロボットによる技量の実現" 日本機械学会[No. 96-2]ロボティクス・メカトロニクス講演会'96講演論文集. 51-54 (1996)
• [文献書誌] M.UCHIYAMA,他: "A VERY FAST PARALLEL ROBOT TO BE APPLIED TO DEXTEROUS MOTION" Proc. of the World Automation Congress VOL. 3, ROBOTIC AND MANUFACTURING SYSTEMS. 753-758 (1996)
• [文献書誌] D. N. Nenchev, M. Uchiyama: "Singularity-Consistent Path Planning and Control of Parallel Robot Motion Through Instantaneous-Self-Motion Type Singularities" Proc. of the 1996 IEEE Int, Conf. on Robotics and Automation. 1864-1870 (1996)
• [文献書誌] 田中淳一,他: "高速パラレル機構を用いた無重力シミュレータ" 日本航空宇宙学会北部支部1996年講演会および第6回ラム/スクラムジェットシンポジウム講演論文集. 57-61 (1996)