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2007 年度 実績報告書

波動歩行機械の機構設計と制御方法の実験的検証

研究課題

研究課題/領域番号 19560238
研究機関青山学院大学

研究代表者

山口 博明  青山学院大学, 理工学部, 准教授 (10360182)

キーワード機械力学・制御 / 制御工学 / ロボティックス / 運動制御 / 波動歩行
研究概要

平成19年度においては、波動歩行機械の1つであるステアリングを持つ3叉移動機構を設計し、その実験機を開発し、その機構設計と制御方法の有効性を実験的に検証した。具体的には、(a)研究代表者である山口博明が、3叉移動機構の運動学的方程式を微分幾何学に基づいて正準系であるChained Formへ変換し、このChained Formに基づいて直線経路への追従を達成するフィードバック制御法を、多様な条件設定(パラメータ設定、初期条件設定)において評価することができるシミュレータを開発した。また、(b)研究協力者である青山学院大学理工学部情報テクノロジー学科学部4年森永拓哉、渡辺正記、関泰士らと共に、開発したシミュレータを用いて直線経路への追従を達成するフィードバック制御法の評価を行った。そして、(c)シミュレータ上における評価から、3叉移動機構の関節の駆動、ステアリングの操舵に必要なトルク、関節角の測定、ステアリング角の測定に必要なセンサの測定精度を算出し、これらに基づいて、機構の設計、アクチュエータ(モータ)の選定、センサ(エンコーダ、ポテンショメータ)の選定を行った。それから、(d)機構部品の製作を行った。さらに、(e)波動歩行機械の走行実験を行うための広さ4.0m×4.0mのフィールドを新たに設け、このフィールド上の高さ3.0mの天井に取り付けた定点カメラによりその運動を計測するためのビジョンシステムを開発し、直線経路への追従を達成するビジュアルフィードバック制御系を構成し、その機構設計と制御方法の有効性を実験的に確認した。特に、実験値が理論値に非常に良く一致していることから、設計した運動性能をこの3叉移動機構が十分に実現していることを確認した。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2007 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] ステアリングをもつ3叉移動機構の経路追従フィードバック制御法2007

    • 著者名/発表者名
      山口 博明
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 43

      ページ: 562-571

    • 査読あり
  • [学会発表] ステアリングをもつ3叉移動機構の経路追従フィードバック制御法2007

    • 著者名/発表者名
      森永 拓哉、渡辺 正記、関 泰士、山口博明
    • 学会等名
      先端ロボット工学合同ワークショップ
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2007-11-07
  • [備考]

    • URL

      http://www-robotics.it.aoyama.ac.jp/undulatory_locomotion.html

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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