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2022 年度 実施状況報告書

剛性可変腱駆動アームの作業実現のための視空間ビジュアルサーボ下での位置/力制御

研究課題

研究課題/領域番号 22K04166
研究機関三重大学

研究代表者

駒田 諭  三重大学, 工学研究科, 教授 (10215387)

研究分担者 矢代 大祐  三重大学, 工学研究科, 助教 (60607323)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードロボットアーム / 腱駆動 / 非線形バネ / 関節剛性 / ビジュアルサーボ / 視覚
研究実績の概要

ヒューマノイドロボットのための視空間を用いたビジュアルサーボに関しては、視空間を用いた位置ベースと特徴ベースを組合わせたハイブリッドビジュアルサーボを提案し、位置ベースビジュアルサーボと特徴ベースビジュアルサーボをシミュレーションによって比較を行った。視空間を利用した提案手法は、位置ベースと特徴ベース単一の制御器と比較すると整定時間は他の2つより短く、オーバーシュート量も小さくなることをシミュレーションによって示した。応答速度が速いもののオーバーシュート量が多く収束に時間のかかる視空間を用いた位置ベース法と応答速度は遅いがオーバーシュート量が小さく安定した動作が行える特徴ベースビジュアルサーボの利点を活かした切り替え制御により制御性能が向上した。
産業用ロボットや協調型ロボットでは、軽量化や力制御性能の向上を目的として、モータ出力軸や減速機出力軸の先端を低剛性の機構部品で構成することがある。しかし、機械共振周波数が低くなり、高速運転時に振動が発生しやすくなるという問題がある。この問題を解決するために、剛性の低い機械部品のねじりトルクをフィードバックして振動を抑える方法があるが、定常運転では角度偏差が発生する。そこで、本研究ではハイパスフィルタをねじりトルク推定器として使用することにより、定常状態の角度偏差を低減することを目的としています。本論文では,提案手法の有効性をシミュレーションと実験により検証した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

シミュレーションや実験により研究成果を示し、国際会議にも研究成果を発表している。

今後の研究の推進方策

剛性可変腱駆動機構のモデルを用いてシミュレーションを作成し、解析を行う。それを用いて関節剛性の変化に対応できる制御パラメータ設計手法を開発し、その有効性を実験的に確認する。その手法の多自由度への適用法を考案する。

次年度使用額が生じた理由

研究成果を中国の国際会議に発表したが、渡航が困難でオンラインで発表を行った。今後は海外出張、大会参加費や研究装置の製作等で使用する。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Load Side Angle Control Using HPF with Backlash Model for Torsional Torque Estimation of Electromagnetic Motor with Reduction Gear with Drive and Load Side Encoders2023

    • 著者名/発表者名
      IKEDA Yuto, YASHIRO Daisuke, YUBAI Kazuhiro, KOMADA Satoshi
    • 雑誌名

      Proceeding of IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization

      巻: 2023 ページ: 662-667

    • 査読あり
  • [備考] 人間環境で活躍できるロボットと下肢の運動機能で社会に貢献

    • URL

      https://seeds.mie-u.ac.jp/seeds/1164.html

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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