弦振動を利用した多自由度鉗子の力センシング

利用弦振动对多自由度镊子进行力传感

• 批准号: 19K21940
• 负责人: 小俣 透
• 金额: $ 3.91万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-06-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K21940/
• 关键词: 知能機械; 知能機械システム

ワイヤ駆動２自由度鉗子（グリッパを含めれば３自由度）を対象として，ワイヤの弦振動を用いた力センシング法を組み込み，力計測をすることに取り組んだ．まず鉗子の外径を8 mmとし，手術ロボットda Vinciに採用されている鉗子の構造を参考にし，それに弦振動を用いた力センシングを組み込んだ鉗子を開発した．前年度に開発した装置では鉗子関節部の摩擦が大きかったので，それを低減するよう再設計した．また，力計測を行うためには，あらかじめ外力と発生する音の周波数の関係を求めておくキャリブレーションが必要である．鉗子シャフト部にたわみが生じると誤差要因になるので，たわみが生じても高精度な力計測が得られるキャリブレーション方法を考案した．外径5 mmのワイヤ駆動２自由度鉗子を対象として，ワイヤの弦振動を用いた力センシング法を組み込むことにも取り組んだ．外径が5 mmの場合，プーリを用いた関節構造では製作が難しく摩擦も大きくなるため，柔軟要素による関節を採用することとした．この場合，ワイヤの張力が小さくなることがあり，それが小さすぎると，弦振動が不安定になるという問題が発生するため，この問題を解決した弦振動発生方法を前年度までに考案していた．今年度は，これらを製作し外径5 mmのワイヤ駆動２自由度鉗子を開発した．開発した装置を用いて外力計測が行えることを確認した．

2 degrees of freedom for vibration of strings, including 3 degrees of freedom for vibration of strings, and force measurement for vibration of strings. The outer diameter of the forceps is 8 mm. The surgical forceps are used for reference. The string vibration is used for assembly. In the past year, the friction between the joint parts of the pliers has been greatly reduced and redesigned. The relationship between the number of cycles of sound and the force measurement is necessary. A study on the method of force measurement with high precision. The outer diameter of 5 mm is 2 degrees of freedom, and the string vibration is composed of two parts. When the outer diameter is 5 mm, the joint structure is difficult to manufacture, and the soft element is adopted. In this case, the tension of the string is small, the string vibration is unstable, the problem arises, the problem is solved, and the string vibration generation method is examined in the previous year. This year, the production of 5 mm outer diameter, 2 degrees of freedom pliers open. Open the device and measure the external force.

项目成果

ワイヤ駆動マニピュレータ装置

线驱动机械手装置

• 发表时间: 2021

弦振動を利用した屈曲鉗子の力覚センシング：固定端の実現方法

利用弦振动进行弯曲钳的力传感：如何实现固定端

• 发表时间: 2019
• 作者: Miyasato Ryo;Fujiwara Masazumi;Uragami Chiasa;Sato Haruyuki;Yano Toshihiro;Hashimoto Hideki;松尾洋平，小俣透
• 通讯作者: 松尾洋平，小俣透

弦振動を利用した屈曲鉗子の力覚センシング ―複数本のワイヤ張力の計測―

使用弦振动对弯曲钳进行力感测 - 测量多根线的张力 -

• 发表时间: 2020
• 作者: 藤田達之;牧輝弥;松葉悠真;大川雄輝;作田裕也;甲斐憲次;河合慶;眞塩麻彩実;長谷川浩;岩坂泰信;松尾洋平，小俣透
• 通讯作者: 松尾洋平，小俣透

弦振動を利用した手術鉗子の力センシング -鉗子パイプ内での信号計測-

使用弦振动对手术钳进行力感测 - 钳管内的信号测量 -

• 发表时间: 2021
• 作者: Y. Konno;K. Narita;M. Kato;T. Okabe;M. Shirota;松村 瑠太，名村 今日子，鈴木 基史;近藤健太郎，小俣透
• 通讯作者: 近藤健太郎，小俣透

弦振動を利用した力覚センシング機能を有する屈曲鉗子

具有利用弦振动进行力传感功能的柔性镊子

• 发表时间: 2021
• 作者: Xu Bin;Hung Shih-Wei;Hu Shiqian;Shao Cheng;Guo Rulei;Choi Junho;Kodama Takashi;Chen Fu-Rong;Shiomi Junichiro;Masazumi Fujiwara and Yutaka Shikano;楯 朋樹，名村 今日子，鈴木 基史;松尾洋平，近藤健太郎，小俣透
• 通讯作者: 松尾洋平，近藤健太郎，小俣透