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2018 年度 実績報告書

スキルアシストシステムのための6自由度ハイブリッドパラレル機構の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06048
研究機関日本工業大学

研究代表者

樋口 勝  日本工業大学, 先進工学部, 教授 (40293039)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードパラレルメカニズム / 機構設計 / ワイヤ駆動機構 / 運動計画
研究実績の概要

デスクトップサイズの機構の開発:人の精緻な作業をアシストするための、作業対象や人と干渉せず、更に、人の作業における視界の妨げにならないデスクトップサイズの機構の設計を行った。まず、平成29年度までに開発した機構を干渉や視界の妨げを防ぐために小型化を行った。特に、昨年度開発が終わらなかったACサーボモータと小径プーリを用いたワイヤ駆動機構は、従来よりも小型で大トルクの市販DDモータを採用し、プーリの径を大きくすることで、小径プーリの問題である、ワイヤとプーリの接触距離の問題を解決し、小型の駆動機構の設計を可能とした。これにより、ワイヤ駆動機構とワイヤ・リンクとが干渉しにくくなり、昨年度設計した機構の寸法比を大きく変更することなく、デスクトップサイズの機構の設計を可能とした。そして、必要なアクチュエータ、機能要素・機械要素の選定および詳細設計を終了した。

人の精緻な作業の観察による精緻さと運動の関係の把握:昨年度は計測装置の作業領域が設計したものより小さく、多くのデータを取得することができず、人の作業の精緻さと運動の関係の把握が困難であった。そのため、広い作業領域を有するように計測装置の改良を行った。これを用いて熟練作業者を含む様々な人の運動計測を行い、熟練作業者の運動の特徴を把握した。

スキルアシスト運動の計画:スキルアシストを行うためには、人の精緻な運動をロボットで行える必要があるが、人の腕とロボットの自由度の違いにより、人の運動をそのままロボットに行わせることが困難になる場面(特異点に入ってしまい運動させることができない場面)が多々あった。この問題を解決するために、人の運動を目的や運動方向に着目して分類してパターン化し、それぞれのパターンで特異点を避ける運動を作成したうえで、これを組み合わせることでアシスト運動を計画する方法を開発した。

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公開日: 2019-12-27  

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