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2015 年度 実施状況報告書

組合せが可能なロボットアーム・ハンド教材の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26350212
研究機関大阪府立大学工業高等専門学校

研究代表者

金田 忠裕  大阪府立大学工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (80259895)

研究分担者 藪 厚生  大阪府立大学工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (90413806)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードエンドフェクタ / 平行グリッパ型 / 二つ爪型 / 三つ爪型 / 巻き付け型
研究実績の概要

平成27年度は、平成26年度に作成した組み合わせ可能なロボットアームユニットの先に取り付けるエンドエフェクタの開発をおこなうことを目的とした。平行グリッパ型、二つ爪型、三つ爪型、巻き付け型の計4種類のエンドエフェクタを選定し製作をおこなった。平行グリッパ型はラックピニオン機構を用いて横からと上からのどちらかも把持が可能である。リンク機構を用いた二つ爪型は横からと上からの両方から把持が可能である。カム機構を用いた三つ爪型は、物を掴んだ時にモータがロックしない工夫をしている。いずれもロボットアームユニットに使用しているサーボモータを利用している。巻き付け型は象の鼻やタコの足にヒントを得て、物にらせん状に巻き付くことができるように中心軸をずらしたリンクを作成し、ワイヤで引っ張るためにDCモータを利用した。エンドエフェクタのほとんどのパーツは購入した3Dプリンタにより製作をおこなった。
また昨年度製作したロボットアームのユニットについては、サーボモータからの電気的接続方法を検討し、はめ込み方式による接続からネオジウム磁石を用いた接続に変更し改良をおこなった。

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

ロボットアームに接続する4種類のエンドエフェクタ(平行グリッパ型、三つ爪型、二つ爪型、巻き付け型)を製作し、その動作性能を調べた。これにより当初の目的は達成できている。ロボットアームユニットの改良については、選定した磁石では、ある程度保持が可能であるが、もう少し磁力を高いものに変更する必要がある。

今後の研究の推進方策

ロボットアームユニットについては磁力が高いものに変更して再度接続状況を検討していく。エンドフェクタとして製作した巻き付け型については、把持特性を十分に検討していないために引き続き検討をおこなう。また平成28年度は、ロボットアームの制御方法としてPTP制御及びCP制御について学習することができるようにプログラム作成をおこなう。そして実際に4種類のロボットアームをパソコン制御で動作させ、その評価実験をおこなう。さらに学習指導書について整理してまとめる。

次年度使用額が生じた理由

ロボットアームの先端に接続するエンドエフェクタとして4種類を製作した。それを支えるロボットアームのユニットの接続を、はめ込み式から磁石方式に変更した。はめ込み式は3Dプリンタの精度がかなり要求されることと、製作後にかなりの研磨作業が生じることから磁石方式に変更した。磁石方式によりユニット間の接続は簡単に行えたが、ロボットアームとして動作させると保持力が不足していることがわかった。実験では補強に養生テープをはって実施したが、もっと強力な磁石に取り替える必要がある。配線もそれに従って変更をするために、ユニットの更なる改良が必要となる。またエンドエフェクタとして巻き付け型については他のエンドエフェクタに比べて、保持方法についてもう少し検討する必要がある。

次年度使用額の使用計画

次年度は、製作してきたロボットアームとエンドエフェクタの制御方法について検討する予定である。これに加えて、ユニットを接続する磁石などの変更により、ユニットを成形する材料を追加で購入する必要がある。また巻き付け型については保持方法を検討するためにこちらも追加で材料を購入する予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] 巻き付け型ロボットハンドの製作2015

    • 著者名/発表者名
      新井涼太,金田忠裕,藪厚生,三宅淳
    • 学会等名
      計測自動制御学会第15回システムインテグレーション部門学術講演会(SICE SI2015)講演論文集
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-12-16
  • [学会発表] 組合せ可能なロボットアーム教材のエンドエフェクタの製作2015

    • 著者名/発表者名
      金田忠裕,中村薫人,安藤太一,大崎純平,藪厚生,川崎直哉,
    • 学会等名
      計測自動制御学会第15回システインテグレーション部門学術講演会(SICE SI2015)講演論文集
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-12-15
  • [学会発表] 組合せ可能なロボットアーム教材の制御ソフトウェア開発2015

    • 著者名/発表者名
      大崎純平,安藤太一,深津将生,金田忠裕,藪厚生,川崎直哉
    • 学会等名
      第34回数理科学講演会
    • 発表場所
      首都大学東京秋葉原キャンパス
    • 年月日
      2015-08-30
  • [学会発表] 組合せ可能なロボットアーム教材の製作2015

    • 著者名/発表者名
      安藤太一,大崎純平,横山智彰,金田忠裕,藪厚生
    • 学会等名
      日本高専学会第21回年会講演会講演論文集
    • 発表場所
      徳山高専
    • 年月日
      2015-08-29

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公開日: 2017-01-06  

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