Development of the Bunraku Robot Which can be Operated by One Person

开发单人操作的文乐机器人

基本信息

批准号：
19K12175
负责人：
山崎容次郎
金额：
$ 2.41万
依托单位：
Kagawa National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は，(1)文楽ロボットの分散統合制御システムの開発，(2)人形の脚動作の分析と文楽ロボット脚機構の制御，(3)移動機構と脚機構の協調制御，(4)左腕機構における曲率が反転する軌跡の生成，について取り組んだ。ロボコン経験のある学生の協力を仰ぎ，成果の一部は2023年2月開催の電気学会スマートシステムと制御技術シンポジウムで発表した。まず，(1)については，胴体，左腕，脚機構と移動機構を統合制御するメインマイコンを設け，計測・制御用マイコンやセンサについても見直しを図った。移動機構には実際の移動距離を計測できる計測輪を設け，動作切り替え用スイッチも一部増設した。下記に示すように，左腕を除いた全身の分散統合制御が実現できた。(2)については，徳島県立阿波十郎兵衛屋敷において阿波十郎兵衛座の協力も得て，定常歩行，足踏み，段差乗り越え，正座移行時の動画を改めて撮影し，ヒアリングも行った。そして，人形の足先の軌跡に近い歩行曲線を定式化した。さらに速度特性も検討し，歩行曲線の媒介変数の時間変化率を可変し，歩行速度を可変できる制御手法を考案した。(3)については，胴体機構に搭載したIMUセンサとロータリーエンコーダで計測した胴体のロール・ピッチ・ヨー角の偏差と全方向移動機構の指令速度に対してPID制御系を構築した。さらに移動機構の指令速度に応じて歩行曲線の時間変化率を可変させることにより，移動と歩行動作の協調制御を実現させ，操作者（主遣い）の意図に応じて前進・旋回ができることを計測輪の出力から確認した。(4)では，対数螺旋曲線の曲率を途中で反転させた手先軌跡の生成手法を検討した。定式化を見直しパラメータに応じて曲線を生成できるようになったが，パラメータが多い。そのため，任意の通過点を指定した後に最適化手法を用いて曲線を生成する方法を検討したが，計算が収束しない場合があり未完である。

今年，我们致力于（1）开发用于Bunraku机器人的分布式集成控制系统，（2）分析木偶的腿部运动并控制Bunraku机器人的腿部机制，（3）对移动机制和腿部机制的合作控制，以及（4）产生左臂机械曲线的轨迹。借助在robocon经验的学生的合作，在2023年2月举行的电气工程师协会的智能系统和控制技术研讨会上介绍了一些结果。首先，关于（1），已经安装了一个主要的微型计算机，以整合托斯，左臂，腿部机械机制和测度机制和控制型和控制的摩尔和控制仪和传感器和传感器和传感器和传感器和传感器和传感器的左臂，腿部机械机构和控制机构和控制型。移动机构具有一个测量轮，可以测量实际距离的实际距离，并增加了一些操作开关。如下所示，除左臂外，除了左臂外，分布式的集成控制。关于（2），随着Awa Jurobeiza在Tokushima省长Awa Jurobei豪宅上的合作，我们拍摄了一段固定的步行，口吃，克服台阶和移动的视频，并进行了听证会。然后，我们制定了一个步行曲线，该曲线接近娃娃脚趾的轨迹。此外，还检查了速度特性，并设计了一种控制方法，该方法允许步行曲线介导的变量和可变步行速度的变化时间变化率。关于（3），构建了一个PID控制系统，用于通过安装在机身机理上的IMU传感器和全向运动机构的指挥速度测量的机身的滚动，俯仰和偏航角。此外，通过根据移动机制的指挥速度变化行走曲线的时间变化率，实现了运动和步行运动的合作控制，并且测量轮的输出确认可以根据操作员（主要用户）进行进步和转动。在（4）中，我们研究了一种生成手动基因座的方法，其中对数螺旋曲线的曲率进行了逆转。现在已经修改了公式，并且可以根据参数生成曲线，但是有很多参数。因此，我们已经检查了一种在指定任意传递点后使用优化技术生成曲线的方法，但是计算可能不会收敛，并且不完整。