| 研究課題/領域番号 |
15K13903
|
|---|
| 研究機関 | 山形大学 |
|---|
研究代表者 |
多田隈 理一郎 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (50520813)
|
|---|
| 研究分担者 |
多田隈 建二郎 東北大学, 大学院情報科学研究科, 准教授 (30508833)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| キーワード | 歯車 / ロボットハンド / 形状記憶ゲル |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究においては、ロボットハンドの指の先端に配置する爪機構を、双方向に伸縮・回転させるためのアクチュエータ機構として、従来技術である差動歯車とラック機構の組合せよりも小型・軽量にその動作を実現するための機構として、曲率ゼロの平面と正の曲率を有する「凸円弧型」の曲面との組み合わせとしての「J型」の全方向駆動歯車を作製した。これにより、爪機構の伸縮・回転の動作を、１つの歯車機構で行うことが可能となり、部品点数を減らして小型・軽量の構造で爪機構全体を構成できた。また爪機構の可動範囲を差動歯車とラック機構の組合せを用いた場合よりも広くすることが可能となった。
ロボットハンドの指関節に用いる予定であった２重連動関節については、既存の２重連動関節を改良した関節機構の試作を進めるのと同時に、それよりもさらに小型・軽量の機構により、逆向きにも曲がる指関節を実現するための新規の機構として、「球状全方向駆動歯車」を開発し、１点で直交した２つの回転関節を球状の歯車1個のみで実現し、既存の２重連動関節より広い可動範囲を、それぞれの回転関節軸周りに実現した。この球状全方向駆動歯車については、５段階以上の個別の試作を繰り返すと共に、可動式の爪機構を先端に取り付けるためのロボットハンドの指機構も３個の球状全方向駆動歯車を用いて実際に製作し、既存の２重連動関節より広い可動範囲を、各関節が有していることを実験的に確認した。
指先端の爪機構については、従来の金属式の機構に加えて、滋賀県立大学の山野光裕准教授との共同研究で、温度により硬度を制御可能な形状記憶ゲルを利用した機構を製作し、把持する物体や障害物の形状に指先が適応しやすくなるようにした。実際のロボットハンド機構やロボットアーム機構を用いた各種の実験により、様々な狭隘空間で環境に爪を馴染ませて、把持動作を行うことが可能であることを確認した。
|
| 備考 |
ロボットハンドの爪機構駆動用のJ型全方向駆動歯車については、パシフィコ横浜で開催されたET2015(Embedded Technology 2015)において展示とデモンストレーションを行い、ロボットハンドの指関節機構駆動用の球状全方向駆動歯車については、同じくET2016において展示とデモンストレーションを行った。
|
