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2015 年度 実績報告書

弾性ジョイントからなる並進・回転運動分離形5自由度パラレルロボットの設計法

研究課題

研究課題/領域番号 25289020
研究機関東京工業大学

研究代表者

武田 行生  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (20216914)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード機械設計 / ロボット工学 / 機構学 / 弾性ジョイント / パラレルマニピュレータ
研究実績の概要

本研究では,広い作業領域を有し,スムーズ,低発塵,高精度かつ長時間の安定した動作が可能な,弾性回転ジョイントからなる5自由度の並進・回転運動分離形パラレルロボットを開発することを目的とし,本年度は,弾性ジョントの特性改善,試作パラレルロボットの駆動実験および特性評価を行った.まず,本研究で提案する弾性回転ジョイントの特性実験の結果,その挙動に不安定性があることから,これを改善するための板ばねの材質および配置方法を理論解析・有限要素解析および試作・実験により検討した.具体的には,低弾性率の材料からなる板ばねを用いて弾性ジョイントを試作して,回転軸まわりの抵抗モーメントを計測した.その結果,絶対値が小さく変動の小さい抵抗モーメントで回転可能であることが明らかとなった.また,回転変位に伴う弾性エネルギーに着目した板ばねの新たな配置法を提案し,試作を行ったところ,従来採用していた材質の板ばねであっても従来よりも安定した回転挙動を示す弾性回転ジョイントが実現できること,今回採用した材質の板ばねと提案した板ばね配置をともに適用することにより,より安定した挙動を有する大変位の弾性回転ジョイントが実現できることを示すことができた.さらに,これらの成果を踏まえ,アクリル製のフレームからなる弾性ジョイントを試作し,より軽量で実用的な回転弾性ジョイントが開発できることを示すとともに,弾性回転ジョイントを組み込んだ5自由度パラレルロボットの実現に近づくことができた.一方,パラレルロボットについては,機構としての基本特性を把握するために,転がり軸受からなる並進3自由度+回転2自由度の運動を出力運動とするパラレルロボット試作機について,並進運動時の姿勢誤差および回転運動時の回転中心位置誤差の測定を行い,良好な並進・回転運動の分離特性があることを実験的に確認した.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2015

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 回転/並進運動完全分離型空間5自由度パラレル機構の駆動・拘束特性を考慮した最適設計2015

    • 著者名/発表者名
      寺本正倫,武田行生,松浦大輔
    • 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2015
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-05-17 – 2015-05-19
  • [学会発表] Kinematic Design of a Spherical Parallel Mechanism with Variable Target Point Having a Large Practical Workspace2015

    • 著者名/発表者名
      Yukio Takeda, Masanori Teramoto, Daisuke Matsuura
    • 学会等名
      6th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2015-04-22 – 2015-04-25
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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