人間の把持力制御操作分析と空気圧駆動フィンガへの適用

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16560220
• Research Institution: Hachinohe National College of Technology
• Principal Investigator: 佐藤 勝俊 八戸工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (30108576)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村山 和裕 八戸工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (50210068) ; 黒沢 忠輝 八戸工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (40259792)
• Keywords: 力制御 / 把持力 / フィンガ / 空気圧 / サーボ / グローブスキャン / サーボ弁 / 柔軟性

Research Abstract

本研究では過負荷にも柔軟で安全である,清潔であるなどの優れた特徴を持つ空気圧技術を水産物の加工装置に積極的に利用するために,人間の把持動作を調べ,その結果を空気圧サーボによるフィンガの力制御に適用し高精度化することを目指している.把持対象物としてはアルミ缶やスチール缶や軟式テニスボール、公式テニスボールなど硬いものから柔らかいものを把持したとき、またそれらを上下に振ったときの力のかけ具合の変化を調べた。実験では、人間の把持力を同時に測定できる把持力分布測定システムのグローブスキャンを購入し使用した.物体をつかんだときの5本指の各部に加わる力および手のひらの各部の力分布を検出し,把持する対象物による違いや形状と,寸法,硬さの違いにより人間がどのように把持力を変えているか,また指の力の分布の違い等について調べた.硬い物体を把持するときには、把持対象物に接触したとき、必要な把持力の数倍もの衝撃力が発生することがわかった.このグローブスキャンのシステム構成は,センサーシート,カフユニット,レシーバボード,解析ソフトからなるが、16箇所の力検出部の校正が必要である。このため、グローブスキャンのセンサー各部に均等な力を加え検出圧力を校正する装置を製作した.また、グローブスキャンだけでは力のかけ具合の時間的変化を分析することができない。このため、グローブスキャンとともにサーボ弁の圧力も同時にモニターできるようにVisual C++を言語としてAD変換ボード制御プログラムを作成した.また、実験に使用する空気圧駆動フィンガは,現在のところ人差し指と中指に相当する部分しか動かせない。今年度は親指も駆動できるように構造を改良して3本の指を動かせるように設計変更の検討した.