| 研究課題/領域番号 |
08650305
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
知能機械学・機械システム
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
中野 栄二 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (90198151)
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| 研究分担者 |
佐々木 裕之 鶴岡工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (30290703)
王 志東 東北大学, 工学部, 助手 (40272017)
大久保 宏樹 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (00250689)
高橋 隆行 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 講師 (70197151)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1997
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| キーワード | 移動マニピュレータ / 全方向移動 / ドア開閉作業 / 受動関節 / 運動学 / 車輪型移動ロボット / 屋内作業 / メッセンジャロボット |
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| 研究概要 |
1.ドア開閉動作の可能性と実験による検証 本研究の基本的なアイデアは、次のようなものである。すなわち、ドアのノブをハンドが掴んだ後に、マニピュレータの手首およびベース部の関節をフリーにし、さらに肘などの中間関節をブレーキ等で固定することにより、両端に自由関節を有する剛体棒とみなせるような状態にする。すると、ドアの開閉時の系は、ドアの取り付け部の壁をベースとし、さらにドアの蝶番および剛体棒(マニピュレータ)の両端点をそれぞれ自由関節とする3リンク機構とみなすことができるようになる。この機構の先端リンクが全方向に自由にうごけるとすると、不要な内力を生じさせることなくドアの開閉を行うことができる。もちろん、マニピュレータにかかる力を計測する必要は全くない。まずこの可能性をシミュレーションにより確認し、次いで、移動体として研究代表者等の研究室で開発した全方向への移動能力を有する台車を用い、実験的にも有効であることを確認した。
2.移動体の経路に関する検討 上記の動作を行うために、全方向移動台車がとるべき軌道について考察を行った。台車の軌道は、(1)力学的拘束、(2)幾何学的拘束、(3)運動学的拘束、の3つの条件に支配される。(1)はドアの負荷と移動体の駆動力により決まる条件であり、以下、ドアと他の障害物および移動体の一関係により決まる条件、移動体が非ホロノミック拘束を有する車輪型台車であることによる条件である。この軌道を、センサ情報に基づき実時間で生成しなければならない。そこでドア周囲の障害物配置状況について3種類設定し、それぞれについて自動的な軌道生成を試みた。設定した環境は、ドアの左右および後側の3辺のうち2辺に壁状の障害物があると仮定したものである。結果として、軌道を中間目標位置を設定して二つに分けることにより、目的とする軌道が生成できることを確認した。
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