冗長マニピュレータ有する冗長性の動力学的利用のための動力学特性の解明

阐明冗余机械手动态使用冗余的动态特性

• 批准号: 20K14705
• 负责人: 岡部 弘佑
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Wakayama National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14705/
• 关键词: 冗長マニピュレータ; 動的可操作性多面体並進; 操作力多面体並進; 冗長性を利用した衝突検出; 動力学特性; 動的可操作性多面体

本研究課題は「運動学的冗長マニピュレータの有する冗長性の動力学利用のための動力学特性の導出とその検証」である．2021年度までに動的可操作性多面体並進の実機検証環境の構築と，冗長自由度1の操作力多面体並進理論の構築，冗長自由度1という条件下における冗長性を利用した衝突検出手法の提案を行ってきた．本研究課題3年目の昨年度は下記3点の成果を得た．１．操作力多面体並進理論について学術論文誌に論文を掲載２．冗長性を利用した衝突検出手法について理論を拡張し，実際のマニピュレータにおいて問題となる要素について考察“操作力多面体並進理論について学術論文誌に論文を掲載”では，2021年度までに冗長自由度１の操作力多面体の並進に関する解析を行ってきた．2022年度では実際のマニピュレータにおいて考慮すべき，関節とリンク間に存在する減速機のバネ要素や減速機内部で生じる摩擦抵抗について考察を行った．また，これらを1つの論文にまとめ日本ロボット学会誌に筆頭著者として掲載した．“冗長性を利用した衝突検出手法”については，2021年度までに冗長自由度１のマニピュレータに関する冗長性を利用した衝突検出手法の提案とシミュレーションによる有効性検証を行った．2022年度では衝突検出に用いる変数を内部力から内部力を生じさせる関節駆動トルクに変更することで，冗長自由度2以上のマニピュレータに対しても適応可能な手法に拡張した．また，実際のマニピュレータにおいて考慮すべき，関節とリンク間に存在する減速機のバネ要素や減速機内部で生じる摩擦抵抗，キャリブレーション誤差による実際の関節変位と計測された関節変位間の誤差について考察を行った．これらの研究成果が認められ2022年度はイギリスのScience Impact Ltd.が出版する学術雑誌“Impact”に研究紹介記事が掲載された．

This research topic is about the derivation and demonstration of dynamic characteristics of kinematic redundancy, the construction of practical demonstration environment for dynamic maneuverability polyhedron, the construction of theory of operation polyhedron with redundancy degree of freedom 1, and the proposal of conflict detection method for redundancy utilization with redundancy degree of freedom 1. 3. The achievements of this research project in the past three years are summarized as follows: 1. The theory of operation force polyhedron progress is published in academic papers; 2. The method of using redundancy to detect conflicts is published in academic papers; 3. The problem of actual operation force polyhedron progress is investigated. In 2021, the analysis of the operation force polyhedron with long degree of freedom 1 was carried out. In 2022, the actual operation force polyhedron was considered. The existence of joint space, the production elements of the reducer and the friction resistance generated inside the reducer were investigated. The author of this paper is a Japanese scholar. "Lengthy utilization of conflict detection techniques" in the year 2021, the length of freedom 1, the length of conflict detection techniques proposal, the length of conflict detection techniques, the number of internal forces generated, the joint movement, the number of internal forces generated, the number of internal forces generated. Long degree of freedom more than 2, the right to choose the right way to open The actual joint position measurement and the joint position error measurement are investigated by considering the existence of friction resistance in the gear reducer and friction resistance in the gear reducer. The research results of this project are recognized and published in the academic journal "Impact" of Science Impact Ltd. in 2022.

项目成果

手先作業中におけるアームの運動学的冗長性を利用したセンサレス衝突検出

手动作业期间使用手臂运动冗余进行无传感器碰撞检测

• 发表时间: 2022
• 作者: Soichiro Takata;Mikane Habashi;岡部弘佑
• 通讯作者: 岡部弘佑

Kinematic redundancy: Kinetics for use with redundant manipulators

运动冗余：与冗余操纵器一起使用的动力学

• DOI: 10.56367/oag-038-10675
• 发表时间: 2023
• 期刊: Open Access Government
• 作者: 松居 和寛;安藤 哲也;Gong Shuogang;永井 美和;平井 宏明;西川 敦;Okabe Kousuke
• 通讯作者: Okabe Kousuke

ロボットアームの動力学特性による操作力多面体の並進

由于机械臂动态特性引起的操作力多面体平移

• 发表时间: 2021
• 作者: 永井美和;松居和寛;厚海慶太;谷口和弘;平井宏明;西川敦;岡部弘佑
• 通讯作者: 岡部弘佑

Translating Manipulating Force Polytope by Dynamics on Kinematical Redundant Manipulators

运动冗余机械臂动力学变换操纵力多面体

• DOI: 10.7210/jrsj.41.303
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of the Robotics Society of Japan
• 作者: Atsushi Oosedo;Hiroaki Hattori;Ippei Yasui;and Kenya Harada;保井拓巳，奥井学，中村太郎;Soichiro Takata;Angela Faragasso;Okabe Kousuke
• 通讯作者: Okabe Kousuke

Elucidation of kinetics for use with redundant manipulators

阐明与冗余操纵器一起使用的动力学

• DOI: 10.21820/23987073.2022.1.15
• 发表时间: 2022
• 期刊: Impact
• 作者: 加藤 健太郎;高田 宗一朗;松居和寛;Angela Faragasso;Okabe Kousuke
• 通讯作者: Okabe Kousuke