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Highly efficient transportation and sports movements utilizing the in-body storage of mechanical energy in humanoid robots

利用人形机器人体内储存的机械能进行高效的运输和运动

基本信息

批准号：
21H05055
负责人：
高西淳夫
金额：
$ 121.47万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-05 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H05055/
关键词：
ロボティクスヒューマノイド関節弾性脱力スポーツ科学

项目摘要

低エネルギー消費運動生成法については、計画通り、運動生成法の開発とシミュレーションによる検証などを進めた。ロボットの身体各部のエネルギーを算出し、身体各部エネルギー式をこれまでに開発していた運動量制御法に加えることで、ロボット全体の安定性も考慮しながら低エネルギー消費運動を生成できることを確認した。脱力も可能な関節機構開発については計画通り、理論検証のための関節機構を開発しその性能を検証した。従来の機構では、クラッチ機構や高トルクを伝達可能なツースクラッチを用いてアクチュエータからの動力を遮断し脱力を実現するものが多いが、高トルク発揮と両立するには強度を維持するため高重量になっていた。そこで、機械的接続を引き抜く方式とした。関節軸から伸びたビームをリンクフレームとソレノイドの先端についたベアリングで挟むことで固定し、アクチュエータから関節軸へ、関節軸からリンクフレームへと動力伝達を可能にしている。動力伝達機構・人間規範軽量四肢構造として、動力伝達機構を開発し、これを搭載した人型ロボット脚部を開発した。関節を跨ぎアクチュエータ動力を伝達するリンク機構と、跨いだ関節の回転と連動してアクチュエータ自身を回転させることで跨いだ関節の回転の影響を相殺するリンク機構を組み合わせている。これにより、開発した脚機構を用いた検証実験では、足首部を駆動するアクチュエータを大腿部に搭載し、膝関節を跨いで足首を駆動すること、膝関節を回転させた場合にも足首部は影響されず回転しない非干渉駆動が可能となった。スポーツフォームの違いによるエネルギー効率への影響検証については、跳躍運動や投球運動を対象に人体運動計測実験を進め、ロボット開発に用いるための運動データを収集した。これらのデータを元に、開発したエネルギー最適運動生成手法を人間の身体パラメータに適用する検討を進めた。

The method of low-cost cost reduction is to improve the performance of the system, the plan is available, and the method of motion generation is to improve the performance. All parts of the body are required to calculate, and all parts of the body are required to increase the system of motion and the stability of all parts of the body. It is possible to ask the organization to provide information on the planning, theory and practice of the organization to conduct a performance training program. In recent years, it is possible to use the mechanical force to prevent the loss of pressure, and to maintain the strength of the equipment to maintain the strength of the equipment. The way of receiving equipment and machinery is very important. It is possible that the front end is fixed, that is, the strength is reached, that is, the strength is not reached. According to the range of rules and regulations of the human body, the human body, the foot, the foot, the foot. Across the country, there is a cross-border relationship between the organization and the organization, and the cooperation between the organization and the organization. Do not use the vehicle, the foot, the foot, the thigh, the knee, the foot, the thigh, the thigh, the knee, the foot, the thigh, the thigh The speed of training, jumping, pitching, training, training, training and training. To improve the performance of the system, use the system to improve the performance of the system.

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Monopod robot prototype with reaction wheel for hopping and posture stabilisation

带反应轮的独脚机器人原型，用于跳跃和姿势稳定

DOI：
10.1504/ijma.2021.120383
发表时间：
2021
期刊：
International Journal of Mechatronics and Automation
影响因子：
0
作者：
Anzai Asahi;Doi Toshihide;Hashida Kazuki;Chen Xuechao;Han Lianqiang;Hashimoto Kenji
通讯作者：
Hashimoto Kenji

Development of Joint Mechanism that can Achieve Both Active Drive and Variable Joint Quasi-stiffness by Utilizing 4-Bar and 5-Bar Composite Linkage

利用4杆和5杆复合连杆开发可实现主动驱动和可变关节准刚度的关节机构

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hiroki Mineshita;Takuya Otani;Yuji Kuroiwa;Masanori Sakaguchi;Yasuo Kawakami;Hun-ok Lim;and Atsuo Takanishi
通讯作者：
and Atsuo Takanishi

深層強化学習を用いた節間協調の平面則に基づく2足ロボットの歩行運動生成

基于深度强化学习的节间协调平面规则的双足机器人行走运动生成

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hiroki Mineshita;Takuya Otani;Yuji Kuroiwa;Masanori Sakaguchi;Yasuo Kawakami;Hun-ok Lim;and Atsuo Takanishi;山野潤生，黒川真暉，橋本健二
通讯作者：
山野潤生，黒川真暉，橋本健二

人間の特徴に着目した投球ヒューマノイドロボットの開発(第2報:人間と同等の出力発揮が可能な前腕部および手部機構の開発)

开发关注人类特性的投球类人机器人（第二次报告：开发能够产生与人类同等输出的前臂和手部机构）