二関節筋と並列弾性要素を有する大出力油圧脚機構の研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23760219
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 神永 拓 東京大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (90571571)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: ロボットアクチュエータ / 力制御 / バックドライバビリティ / 電気静油圧アクチュエータ / 二関節筋 / エネルギ蓄積

研究概要

二脚ロボットを実用化する上での最も大きな本質的課題のひとつである駆動系の問題を解決するために，高パワー密度，バックドライバビリティ，エネルギ蓄積能力，制御性の向上を実現する駆動形を脚構造に適用する設計論を展開した．弾性を有する電気静油圧アクチュエータ(EHA)を並列に配置するEHA-PEを提案し，この概念に則って大出力EHA，エネルギ蓄積アキュムレータを開発．二関節筋脚構造の最適設計を行ったほか，バックドライバビリティの力感受性に与える影響を調査し力制御則を提案した．開発した駆動系は，最大推力1.5kN，制御帯域2.5Hzを発揮し，実用的大出力二脚ロボットを構成するための知見を得た．

研究成果

• [雑誌論文] 高バックドライバビリティを実現する油圧駆動システム (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村仁彦,神永拓
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 巻: 第31巻,6号
  • 査読あり
• [学会発表] モータの速度制御を用いた電気静油圧アクチュエータの力制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 神永拓,康天毅,中村仁彦
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会, 1A1-I04
  • 発表場所: 富山総合体育館
  • 年月日: 20140526-28
• [学会発表] 足首関節機構のための直動型電気静油圧アクチュエータの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大月智史,神永拓,中村仁彦
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会,1P1-I06
  • 発表場所: 富山総合体育館
  • 年月日: 20140526-28
• [学会発表] Evaluations on Contribution of Backdrivability and Force Measurement Performance on Force Sensitivity of Actuators (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kaminaga, K. Odanaka, Y. Ando, S. Otsuki, and Y. Nakamura
  • 学会等名: Proceedings of International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp.4472-4477(査読有)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20131103-07
• [学会発表] Design of an Ankle-Knee Joint System of a Humanoid Robot with a Linear Electro-Hydrostatic Actuator Driven Parallel Ankle Mechanism and Redundant Biarticular Actuators (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kaminaga, S. Otsuki, and Y. Nakamura
  • 学会等名: Proceedings of International Conference on Humanoid Robots, pp.384-389(査読有)
  • 発表場所: Atlanta, U.S.A.
  • 年月日: 20131015-17
• [学会発表] 出力軸トルクセンサを用いたバックドライバブル静油圧アクチュエータの力感応制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 神永拓,安藤雄太,大月智史,小田中浩平,中村仁彦
  • 学会等名: ロボティクスシンポジア講演予稿集, pp.28-34(査読有)
  • 発表場所: かみのやま温泉
  • 年月日: 20130314-15
• [学会発表] 直動型電気静油圧アクチュエータの二関節駆動方式を採用した脚機構の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大月智史,神永拓,中村仁彦
  • 学会等名: ロボティクスシンポジア講演予稿集,pp.355-360(査読有)
  • 発表場所: かみのやま温泉
  • 年月日: 20130314-15
• [学会発表] エネルギ蓄積のための差動アキュムレータを備えた電気静油圧アクチュエータ (2012)
  • 著者名/発表者名: 神永拓,安藤雄太,田中宏和,中村仁彦
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会, 2A1-E11
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 20120527-29
• [学会発表] Viscous Pump for Highly Backdrivable Electro-Hydrostatic Actuator (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kaminaga, H. Tanaka, K. Yasuda, and Y. Nakamura
  • 学会等名: Proceedings of International Conference of Robotics and Automation, pp.3751-3756(査読有)
  • 発表場所: St. Paul, USA.
  • 年月日: 20120514-18
• [備考]
  • URL: http://www.ynl.t.u-tokyo.ac.jp/~kaminaga/index.html