分散型ロボット要素群による知的物体操作の研究

点击翻译按钮获取中文摘要

近年,ロボットに対し様々な環境下での作業が求められており,作業環境によっては器用な人間の指に代わって単純な機能を持つ複数のロボットによる操作が有効になる場合がある.本研究では,単純な機構を持ったロボット群で物体を安定把持・操作を行うことを目的として,分散型ロボット要素群を製作した.このような物体把持・操作の応用例としてはマイクロマシンを想定している.一つ一つのロボット要素をマニピュレーションエレメント(ME)と呼ぶことにする.製作したMEは,DCサーボモータにより直進運動する指(プッシュロッド)と,ばね特性を持つ受動関節からなる.指先にかかる力は,サーボモータに与えている電流値から計算する.また,受動関節の回転角はポテンショメータで検出する.複数のMEを用いて一つの対象物を安定把持・操作する制御法を構築した.制御法を構築するに当たり,MEと対象物間の力学的解析,幾何学的解析を行い,安定把持の条件を求めた.対象物を操作するのに一つ一つMEが実現すべき力を求める問題を力分配問題という.今回この分配問題を,拘束条件付きの最適化問題として解く方法と一般化逆行列を用いて解く方法の二つの方法で解いた.製作した四つのMEを用いて,対象物の安定把持・製作実験を行った.実験では実時間制御を行うことを考慮し,力分配問題を一般化逆行列を解く方法を採用した.対象物の並進移動,及び回転移動の実験を行い,良好な結果を得た.今回の研究により,分散型ロボット要素群による知的物体操作の基礎を確立した.