|
従来のロボット・マニピュレータでは、物体をがっちり掴み、物体をエンドエフェクタに固定した後、エンドエフェクタの位置姿勢を操作することにより作業を実行する。この方法には次のような欠点や限界がある。(1)潰れやすい等の理由で掴むことが困難な物体を扱うことができない。(2)グリッパの開き巾以上に大きい物体は扱えない。(3)物体の持ち替え動作に時間がかかる。(4)小さな物体の小さな動き(回転等)を実現するのに、ロボットの大きな動きを以てする等動作効率が悪い。そこで本研究では、エンドエフェクタとしてグリッパの代りに掌型の操作板を用い、物体を掴むことなしに、掌上でハンドリングする方法を提案し、そのシステム化を図った。具体的な作業として、マニピュレーション作業の中で、特に基本的で重要なクラスであるピックアンドプレイス(Pick&Place)作業を取り上げ、それに必要な動作プリミティブを開発した。詳細は次の通り。
まず、「差し込み」により、物体の下に操作板を差し込むメカニズムを解析した。また「回転動作」を上下に振ることで操作板と物体間の摩擦力を調整し、それと同期して操作板を時計方向、反時計方向に回転することで実現するための理論的方法を構築した。つぎに「表裏反転動作」として、操作板上の物体を空中に放り投げ、反転後キャッチする方法の理論を構築した。さらに「滑り下ろし」により、物体をテーブル上に移行するメカニズムを解析した。
次に、つぎのシステム構築を行った。
・エンドエフェクタとして掌状の操作板を装着した6自由度ロボットマニピュレータの開発。
・実時間OS搭載コンピュータを用いたアーム制御装置とその基本ソフトウエアの開発。
最後に、「差し込み」「並進動作」「回転動作」「表裏反転動作」「滑り下ろし」等について動作プログラムを作成し、動作実験を行い、提案したコンセプトの実現可能性と有効性を示すことができた。
|
