| 研究概要 |
ロボット・マニピュレータも多くの電力を使用しているので,地球温暖化防止のためにマニピュレータの省エネルギー化は急務な課題である。PTP制御におけるマニピュレータの消費エネルギーは,軌道に強く依存して変わるから,消費エネルギーを最小にする空間経路や動作時間を求めることを研究した。
マニピュレータの関節の可動範囲に制限を付けないで,最適軌道を大域的に探索した結果,リンクを重力方向へ始動し,かつ反重力方向へ制動停止する空間経路を選べば,大幅に消費エネルギーを節約できることが明らかになった。この空間経路を2点境界値問題の初期値として最適軌道を求め,いろいろな場所への物体搬送のシミュレーションをした結果,従来軌道に比べて消費エネルギーが 1/30〜1/14 に低減できた。
また,2点境界値問題は多くの計算時間を必要とする欠点があるので,PTP制御における準最適動作時間を簡便に求める方法を考案した。これによって,リンク数の多いマニピュレータでも簡単に準最適軌道が求められるようになった。この場合,最適軌道に比べて消費エネルギーは少し増加するが,従来軌道に比べれば非常に省エネルギー効果があった。
提案した最適軌道を実現するために,2自由度のダイレクト・ドライブ・マニピュレータの第1と第2リンクがそれぞれ360度以上自由に回転できるように改造した。
今後,DSP(Digital Signal Processor)システムを用いたコントローラでシミュレーションで得られた結果を実験機で確認する。
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