2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development and control of a new haptic system that brings dexterity to hydraulically driven manipulators
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20H02135
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
野崎 貴裕 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (20734479)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 力制御 / アドミッタンス制御 / バックドライバビリティ / ロボット / マニピュレータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では基礎部において力情報を取得するという本手法の有用性を新たに開発する油圧駆動マニピュレータに実装したのち、把持操り作業を伴う実タスクを対象とした実証実験を実施し、その実用性を明らかにする。本研究期間ではこれまでに培ってきたロボットアームの制御技術と油圧駆動建設重機の制御技術とを基盤として、新たに提案する接触部位および接触力の測定手法を統合し、高減速駆動マニピュレータならびに油圧駆動マニピュレータの柔軟な力制御を実現する。本研究目的を確実に達成するため、本研究では四年間の研究期間を三つの小期間に分割するとともに各期間に小目的を設定し研究を遂行する。
本年度は研究計画第一期 (2020年4月～2022年3月)に該当し、「Ａ. 接触部位/接触力算出の基本原理の確立」に取り組んだ。外部の負荷力がマニピュレータに印加されると、基礎部に搭載された多軸力センサではx、y、z軸の各軸方向の力および各軸まわりのモーメントが観測される。各軸方向の力とモーメントとの比率より、接触部位の算出が可能となるが、マニピュレータの自重ならびにダイナミクスが力応答値に悪影響を及ぼすことが予想される。そのため本研究計画第一期ではそれらの影響を測定し検証するとともに、接触部位の算出精度向上手法を検討した。特に2021年度では、実証実験においてマニピュレータに対し所望の外力を印加するための外力印加装置の開発を完了した。また各リンクの長さおよび重量よりマニピュレータのモデルを構築し、2021年度第三四半期に自重補償の実装を行い、2021年度第四四半期に動力学的な補償の導入を行った。さらに市販の6自由度マニピュレータに提案手法を実装し、接触位置および接触力に関する情報の取得が可能であることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
市販の6自由度マニピュレータを用いて提案手法の有用性を確認できており、当初の計画を上回る進捗状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度前期に反力推定精度を検証するための力センサの設置を行い、2022年度前期後半から後期にかけて反力推定により得られる力情報との統合に取り組む。その後、2023年度第一四半期に力制御系の設計と実装を行い、2023年度第二および第三四半期に把持制御系の構築および、操り制御系の構築を完了させる。また、2023年度第四四半期に実タスクを対象とした実証実験を実施し、本手法の有用性を確認する。
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