2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of next-generation robot with force sense by replacing mechanical functions with electrical functions
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15K05871
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| Research Institution | Kochi University of Technology |
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Principal Investigator |
立花 邦彦 高知工科大学, 総合研究所, 助教 (10747794)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 喜雄 高知工科大学, 総合研究所, 教授 (50299369)
岡 宏一 高知工科大学, システム工学群, 教授 (10160649)
渡橋 和政 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 教授 (70204295)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | モーションコントロール / マスタ・スレーブ / 力覚 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
機械的機能を電気的機能に置き換え、力覚を有する次世代型ロボットの基礎技術を創出するため、機械式減速機を使用せず製作した手術支援ロボットを模擬した試作機を用いて、力覚を得られることの確認を行った。具体的には、鉗子の移動量の拡大や縮小を任意に変更可能な事、力覚の感度や鉗子先端の位置制御確度についてのデータを取得した。
鉗子の移動量の可変に関しては、制御プログラムのパラメータを変更することにより、マスタ側の移動量に対してスレーブの移動量を、任意に拡大および縮小できることを確認した。ただし、移動量の測定にエンコーダを使用していることによる最小分解能と、制御でデジタル処理をしているため演算上ので丸め誤差が生じることにより、小数点以下の倍率については、連続的に変更できないことが判明した。しかし、整数倍率であれば、任意に倍率を変更出来る事が確認できた。
力覚に関しては、機械式減速機を使用しない駆動機構を採用したことから、接触や物を挟んだ時の感覚は、手動鉗子による場合に近い感覚が得られるようになった。制御パラメータにより感度を上げることは出来るが、制御パラメータをある値以上にすると、駆動系で発振を起こしてしまうため、力覚の感度向上は出来たものの、試作機では限界があることが判明した。
また、機構の質量や慣性モーメントの影響を、殆ど受けない作動範囲と大きく受ける作動範囲があることが分かったが、これらの影響を完全に排除することができる制御は出来ていない。影響を受けない作動範囲では、適正な力覚を得ることができ、力覚を変更可能であることも確認できている。
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