| 研究概要 |
1)新式生体関節力学機能解析ロボットシステムの開発
生体関節力学試験用ロボットシステムの開発のため,既設の6軸アクチュエータ(現有設備)を用い,6軸力センサの信号を取り込むハードウエア及びソフトウエアを構築した.制御システムの構築においてOSにリアルタイムリナックスを搭載したコンピュータシステムを開発し,軸のトルク制御を数msec以下で繰り返す,クローズド制御ループを持った制御ソフトウエアを開発した.さらに,力制御をベースとした位置制御を開発し,各軸に対して位置制御と力制御のどちらかを選択できる,位置/力のハイブリッド制御機構を構築した.これらのソフトウエア開発にあたって,関節の機構記述あるいは力関係の記述については,本研究代表者の過去の論文を参考にした.
2)予備実験・システムの特性評価
関節試験を行う前に,ロボットシステムそのものの静的特性を評価した.曲面形状を有する,固定された金属板上をロボット先端に取り付けられたプローブが力一定でなぞる作業を行わせた.その際に,曲面の法線方向を力データのみから求め,その情報を元にプローブの方向を微調整するアルゴリズムを構築した.
試験の結果,力及びモーメントは目標値から10%以内に収まっていることを確認した.しかし,単純なP制御では制御値の誤差が無視できず,実際の試験で問題となることが予想された.そこで,微分および積分要素を備えたPID制御アルゴリズムの開発を行った.
動物膝を用いて,制御システムの基本性能を調べた.少なくとも,マニピュレータの剛性等には問題のないことを確認した.
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