大規模ケーブルロボットにおける懸垂系動力学計算と高精度位置姿勢制御

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560290
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 山本 元司 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90202390)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: ケーブルロボット / ワイヤ弛み / 懸垂物振動 / 位置姿勢制御

研究概要

大規模ケーブルロボットは，大空間での重量物の搬送や懸垂物の位置決めが，比較的簡単な機構で実現できることから，近年，競技場でのアクティブカメラや大型天文台の懸垂機構として利用されている．しかし大規模ケーブルロボットでは，ワイヤ自重による撓(たわ)みと振動により懸垂物の正確な位置姿勢制御が困難となる．そこで本研究ではこれまでのケーブルロボットでは検討されていなかった，ケーブルの撓みや振動を表現できる懸垂系の動力学計算手法を検討し，これを制御装置に組み込むことで大規模ケーブルロボットにおける高い精度の位置姿勢制御が実現できることを示した．

研究成果

• [雑誌論文] A Differential Algebraic Method to Approximate Nonsmooth Mechanical Systems by Ordinary Differential Equations (2013)
  • 著者名/発表者名: Xiaogang Xiong, Ryo Kikuuwe, Motoji Yamamoto
  • 雑誌名: Journal of Applied Mathematics 巻: vol.2013, Article ID 320276 ページ: 13
• [雑誌論文] 三次元高精度姿勢推定のための慣性センサの線形・非線形特性分離に基づいた相補フィルタ (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉原知道,舛屋賢,山本元司
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 巻: Vol.31, No.3 ページ: 37-48
• [雑誌論文] Realtime quadratic sliding mode filter for removing noise (2012)
  • 著者名/発表者名: Shanhai Jin, Ryo Kikuuwe and Motoji Yamamoto
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: vol.26, no.8-9 ページ: 877-896
• [雑誌論文] Parameter selection guidelines for a parabolic slidong mode filter based on frequency and time domain characteristics (2012)
  • 著者名/発表者名: Shanhai Jin, Ryo Kikuuwe and Motoji Yamamoto
  • 雑誌名: Journal of Control Science and Engineering 巻: Vol.2012, article ID 923679 ページ: 13
• [学会発表] ワイヤの弛みと懸垂物の揺れを考慮した2本ペア型パラレルワイヤ懸垂型ロボットの動力学計算と動作実験 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋宏輔,山本元司
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクスメカトロニクス部門学術講演会(ROBOMEC'13)
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] むだ時間を含む視覚フィードバックと筋内力フィードフォワードの組み合わせによる位置制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松谷祐希,田原健二,木野仁,越智裕章,山本元司
  • 学会等名: 第31回日本ロボット学会学術講演会RSJ2013
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] カテナリー曲線に基づく大規模パラレルワイヤ懸垂機構の運動表現 (2011)
  • 著者名/発表者名: 武田弘太郎,山本元司
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部第64期総会講演会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] カテナリー曲線と懸垂物の動力学に基づく大規模パラレルワイヤ懸垂機構の運動表現 (2011)
  • 著者名/発表者名: 武田弘太郎,山本元司
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクスメカトロニクス部門学術講演会(ROBOMEC'11)
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] On the Percussion Center of Flexible Links (2011)
  • 著者名/発表者名: Mikhail Svinin, Makoto Kaneko, Motoji Yamamoto
  • 学会等名: IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] High-Backdrivable Parallel-Link Manipulator with Continuously Variable Transmission (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenji Tahara, Shingo Iwasa, Shu Naba and Motoji Yamamoto
  • 学会等名: IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robot and Systems
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 20110000
• [備考]
  • URL: http://sc.mech.kyushu-u.ac.jp