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2018 年度 実績報告書

マニピュレータを持つ浮遊型水中ロボット(UVMS)に対する力制御法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06186
研究機関九州工業大学

研究代表者

相良 慎一  九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (50235199)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード水中ロボット / マニピュレータ / 位置制御 / 力制御 / インピーダンス制御
研究実績の概要

本研究は,腕に力覚センサを設置した3リンク双腕水中ロボットを研究対象とし,マニピュレータを持つ浮遊型水中ロボット(UVMS; Underwater Vehicle-Manipulator Systems) の力制御法開発を,実験を通して行うことを目的として実施した.H30年度は,前年度製作の防水力覚センサユニットを搭載した水中ロボットを用いて,マニピュレータ手先が水中固定壁を押す力制御実験を実施した.
まず,前年度までに開発した,ロボット本体とマニピュレータ手先の位置制御が可能なUVMS用分解加速度制御法にインピーダンス制御法を付加した力制御法の実験を行った.浮遊状態における実験では,マニピュレータ手先は十分な力を発生できないことを確認した.一方,水中固定物体を片手把持した場合の制御実験では,マニピュレータ手先発生力の増加とともに,ロボット本体の位置制御性能向上に伴い,力制御性能も向上することを確認した.
さて,上記制御法は力ベースインピーダンス制御法を用いた方法である.そこで,もう一つの代表的な制御法である位置ベースインピーダンス制御法を適用した実験も行った.位置ベースインピーダンス制御法は,所望の力を発生するための手先位置目標値を求める方法である.実験結果より力制御ベースの方法と同様な制御性能が得られることを確認した.
また,浮遊型水中ロボットによる力制御実現のためには,ロボット本体とマニピュレータ手先の位置制御が必要である.そこで,研究代表者らが提案している分解加速度制御法と,UVMSの基本制御法である計算トルク法とロバスト性を有するスライディングモード制御法を対象としてUVMS用位置制御法の比較検討も行った.計算トルク法とスライディングモード制御法は,手先位置偏差が残ることを示し,UVMSの力制御を実現するためには研究代表者らの提案法が有用であることを明らかにした.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] Universiti Tun Hussein Onn Malaysia(マレーシア)

    • 国名
      マレーシア
    • 外国機関名
      Universiti Tun Hussein Onn Malaysia
  • [学会発表] Force control of a dual arm underwater vehicle-manipulator system2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Seki, Yuichiro Taira, Shinichi Sagara, Radzi Ambar
    • 学会等名
      24th International Symposium on Artificial Life and Robotics
    • 国際学会
  • [学会発表] Resolved acceleration control and sliding mode control of a dual arm underwater vehicle-manipulator system2019

    • 著者名/発表者名
      Hikari Nakano, Shinichi Sagara, Radzi Ambar
    • 学会等名
      24th International Symposium on Artificial Life and Robotics
    • 国際学会
  • [学会発表] UVMS 用分解加速度制御法を用いた3 リンク双腕水中ロボットの位置および力制御実験 -固定物体を片手把持した場合-2019

    • 著者名/発表者名
      川口貴之,山本伸吾,関優,相良慎一,武村史朗
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
  • [学会発表] 固定物体を片手把持した浮遊型3リンク双腕水中ロボットの分解加速度制御2018

    • 著者名/発表者名
      山本伸吾, 川口貴之, 相良慎一, 武村史朗
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
  • [学会発表] 浮遊型双腕ロボットに搭載した3リンクアームのインピーダンス制御2018

    • 著者名/発表者名
      関優, 相良慎一, 武村史朗
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
  • [学会発表] Impedance Control of Dual-Arm 3-link Underwater Robot - In the Case of Grasping a Fixed Object Lightly with One Hand -2018

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Seki, Shinichi Sagara, Radzi Ambar
    • 学会等名
      International Conference on Information and Communication Technology-Robotics (ICT-ROBOT2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Resolved Acceleration Control (RAC) of Dual-Arm 3-Link Underwater Robot - Comparison of Control Performance between RAC Method and Computed Torque Method -2018

    • 著者名/発表者名
      Hikari Nakano, Shinichi Sagara, Radzi Ambar
    • 学会等名
      International Conference on Information and Communication Technology-Robotics (ICT-ROBOT2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] UVMS用位置制御法の比較検討2018

    • 著者名/発表者名
      山本伸吾, 川口貴之, 相良慎一
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部北九州講演会
  • [学会発表] UVMS用位置姿勢制御法の比較検討2018

    • 著者名/発表者名
      相良慎一, 武村史朗
    • 学会等名
      第19回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会

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公開日: 2019-12-27  

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