| 研究課題/領域番号 |
61850041
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| 研究種目 |
試験研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
機械力学・制御工学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
三浦 宏文 東京大学, 工学部, 教授 (50010682)
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| 研究分担者 |
小松 督 東芝, 機械研究所, 主事
飯倉 省一 東芝, 機械研究所, 主任研究員
下山 勲 東京大学, 工学部, 助教授 (60154332)
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| 研究期間 (年度) |
1986 – 1988
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| キーワード | 宇宙用マニピュレータ / フレキシブルマニピュレータ / 弾性マニピュレータ / ロボットシミュレータ / 弾性アーム |
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| 研究概要 |
宇宙空間で種々の作業に用いられるマニピュレータは、地球から打ち上げられる際にはペイロードになるためできるだけ軽く設計され、また、微小重力環境では、重力を支える必要がないので、細いアームでも、ゆっくりした速度でよければ、どんな大きな質量をも扱えることなどを理由として、地上のロボットのように大きな剛性をもったものではなく、柔軟な構造をもつことになる。
おそらく、実際には、マスター・スレイブ方式でマニピュレータは操作されると考えられるが、この際に、剛なマスタで柔軟なスレーブを操作することは非常に困難な仕事である。従って、宇宙でマニピュレータを操作する宇宙飛行士は、地上においてこの操作に十分習熟しておく必要がある。そのためには、訓練用システムが必要となる。本研究は、この装置を作成して、問題点を検討することである。
操作性をよくするには、マスターとスレイブの間に制振機能をもつインテリジェンスを介在させることである。本研究の理論的な部分は、この振動制御理論の構築が殆どをしめている。この理論に基づき、十分な制振機能をもたせるには、曲げとねじりを独立に制振する必要性が指摘でき、実際に、ひとつの関節に3つのアクチュエータ(曲げについて2つ、ねじりについて1つ)をそなえたスレーブマニピュレータを試作し、実験したところ、理論の正しさが実証された。制振理論の部分では、柔軟アームのモデリングが重要な問題となるが、本研究では準動的モデルが提唱され、リアルタイムの制御において非常に有効であることが実験でも示された。このモデルではアームの変形が、質量のない梁の静的な変位曲線であると仮定するもので、空間的に柔軟アームを取り扱う具体的な方法としては、世界で始めて提案されたものである。
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