Multi-DOF soft robot hand with various grasping modes through underactuation

通过欠驱动实现多种抓取模式的多自由度软机器人手

• 批准号: 22K14220
• 负责人: 西村 斉寛
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14220/
• 关键词: ロボットハンド; ソフトロボット; 物体把持; 人工筋肉

本研究は，少数の駆動源でありながら，多自由度屈曲が可能な柔軟指・柔軟掌を有するソフトロボットハンドを具現化し，それによる多様な把持形態(持ち方)を実現することを目的とする．多自由度の屈曲動作を生成可能な柔軟アクチュエータを開発し，それを指部と掌部に用いることで上記ソフトロボットハンドの創生を目指している．柔軟アクチュエータの駆動には通電により伸縮する電気駆動式人工筋肉を用いることで動作自由度を増やしつつ，軽量・小型構造の達成が見込まれる．2022年度では，柔軟かつ薄型のポリプロピレンシート上に電気駆動式人工筋肉と導電布テープ製回路を配置することで多自由動作を実現する柔軟アクチュエータを開発した．この柔軟アクチュエータで指と掌を構成したソフトロボットハンドも具現化した．開発したロボットハンドは本体重量20g，厚さ3mmという超軽量・小型構造を達成している．開発したロボットハンドの制御手法の構築および性能評価も行った．電気駆動式人工筋肉には，1つの電源から導電布テープ製回路を通して通電のオンオフを切り替えることで動作を生成している．通電のオンオフをPWM制御を用いて制御することでアクチュエータ部の屈曲量・動作速度を制御可能であることを確認した．性能評価においては，本ロボットハンドの可搬重量を測定し，最大で200gの物体を保持可能であることを確認した．これはロボットハンド本体の重量に対して10倍の重量であり，大きな可搬重量を達成できている．把持実験を通して，5種類の把持形態も実現可能であることも確認している．

は this study, a few の 駆 dynamic source で あ り な が ら, multi-freedom buckling が may な, refers to the soft, soft palm を す る ソ フ ト ロ ボ ッ ト ハ ン ド を is し, そ れ に よ る many others な holding form (hold ち party) を be presently す る こ と を purpose と す る. Multi degree of freedom の buckling action を may generate な soft ア ク チ ュ エ ー タ を open 発 し, そ れ を refers to department と palm department に with い る こ と で written ソ フ ト ロ ボ ッ ト ハ ン ド の creation を refers し て い る. Soft ア ク チ ュ エ ー タ の 駆 dynamic に は electricity に よ り telescopic す る electric 気 駆 lift artificial brawn を with い る こ と で を degrees of freedom of action raised や し つ つ, 軽 quantity, small structure の reached が see 込 ま れ る. 2022 annual で は, soft か つ thin の ポ リ プ ロ ピ レ ン シ ー ト に on electric 気 駆 lift artificial brawn と conductive cloth テ ー プ を system circuit configuration す る こ と で more free action を be presently す る soft ア ク チ ュ エ ー タ を open 発 し た. The <s:1> <s:1> soft ア, チュエ, チュエ, タで fingers, と and palm を form the manifestation of the <s:1> たソフトロボットハ, <s:1>, ド, ド and た. Open 発 し た ロ ボ ッ ト ハ ン ド は body weight 20 g, 3 mm thick さ と い う ultra 軽 volume, small structure を reached し て い る. The development of たロボットハ, ド, ド, the construction of および, the performance evaluation of 価, and the conduct of った. Electric 気 駆 lift artificial brawn に は, 1 つ の power か ら conductive cloth テ ー プ system loop を tong し て electricity の オ ン オ フ を り cutting for え る こ と で action を generated し て い る. Electricity の オ ン オ フ royal を を PWM system with い て suppression す る こ と で ア ク チ ュ エ ー タ の buckling quantity, motor speed を suppression may で あ る こ と を confirm し た. Performance evaluation 価 に お い て は, this ロ ボ ッ ト ハ ン ド の can move the weight determination of を し, maximum で 200 g で の object を keep あ る こ と を confirm し た. こ れ は ロ ボ ッ ト ハ ン ド ontology の weight に し seaborne て 10 times の weight で あ り, big き を な can move weight reached で き て い る. The control experiment を through <s:1> て, the five types of <s:1> control forms <s:1> occurrence possibility である である と <s:1> confirm <s:1> て る る.

项目成果

掌の形状変形を活用した多様な把持形態を有する 薄型ソフトロボットハンド

利用手掌形状变形的多种抓取形式的薄型软机械手

• 发表时间: 2022
• 作者: Yaonan Zhu;Shukrullo Nazirjonov;Bingheng Jiang;Jacinto Colan;Tadayoshi Aoyama;Yasuhisa Hasegawa;Boris Belousov;Kay Hansel;Jan Peters;赤坂 啓輔， 西村 斉寛，鈴木 陽介，辻 徳生，渡辺 哲陽
• 通讯作者: 赤坂 啓輔， 西村 斉寛，鈴木 陽介，辻 徳生，渡辺 哲陽

超軽量薄型で多自由度を実現するソフトロボットハンドの 制御及び性能検証

超轻薄多自由度软体机械手控制及性能验证

• 发表时间: 2022
• 作者: Yaonan Zhu;Shukrullo Nazirjonov;Bingheng Jiang;Jacinto Colan;Tadayoshi Aoyama;Yasuhisa Hasegawa;Boris Belousov;Kay Hansel;Jan Peters;赤坂 啓輔， 西村 斉寛，鈴木 陽介，辻 徳生，渡辺 哲陽;赤坂 啓輔， 西村 斉寛，鈴木 陽介，辻 徳生，渡辺 哲陽
• 通讯作者: 赤坂 啓輔， 西村 斉寛，鈴木 陽介，辻 徳生，渡辺 哲陽