Basic Study on Torque Sensor-less and Seal-less Amphibious Flexible Actuator

2022年度では，高分子材料エスベアを用いた無潤滑で高摺動性を持つ3-K型遊星歯車減速機に防錆処理を施したブラシレスDCモータと非接触磁気エンコーダを組み合わせて防水シールや潤滑油を用いない水没型ギアード電動サーボモータを開発した．このギアードモータを用いて2自由度アームを構成し，力／トルクセンサを用いない水中力制御を実現した．関節トルクやロボットに加わる外力はモータの電流から推定される．この精度が明らかでなかったため，陸上と水中の２つの環境で力の計測実験を行った．また，従来の波動歯車減速機のような低バックラッシュであるが摺動性の悪いギアを用いた場合との比較を行うため，本研究のものと従来型のものでセンサレス力制御の比較実験を行った．結果から，1リンク0.3ｍ程度のアームであれば手先力約5Nから制御可能であることが明らかとなった．これらの成果をまとめ，防水シールを用いない水没型ギアード電動サーボモータによる水中力制御について，日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 2022にて報告した．また，「潤滑油とシーリングを用いない水没型ギアード電動サーボモータの電流ベーストルク制御の性能評価」と題して第40回日本ロボット学会学術講演会にて発表した．さらに，本研究のギアードモータをエンドエフェクタにも応用し，水中の対象物をつかんで把持力制御可能なグリッパも開発した．農林水産業などでの利用を想定し，防水シールなしで水中の大根を把持することに成功した．その他，東京工業大学田中博人研究室で行われているペンギン型遊泳ロボットの羽部にも本方式のギアードモータが採用されている．これらの成果は2023年6月に愛知県名古屋市で開催される日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 2023にて報告予定である．

2022年度では，高分子材料エスベアを用いた無潤滑で高摺動性を持つ3-K型遊星歯車減速機に防錆処理を施したブラシレスDCモータと非接触磁気エンコーダを組み合わせて防水シールや潤滑油を用いない水没型ギアード電動サーボモータを開発した．このギアードモータを用いて2自由度アームを構成し，力／トルクセンサを用いない水中力制御を実現した．関節トルクやロボットに加わる外力はモータの電流から推定される．この精度が明らかでなかったため，陸上と水中の２つの環境で力の計測実験を行った．また，従来の波動歯車減速機のような低バックラッシュであるが摺動性の悪いギアを用いた場合との比較を行うため，本研究のものと従来型のものでセンサレス力制御の比較実験を行った．結果から，1リンク0.3ｍ程度のアームであれば手先力約5Nから制御可能であることが明らかとなった．これらの成果をまとめ，防水シールを用いない水没型ギアード電動サーボモータによる水中力制御について，日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 2022にて報告した．また，「潤滑油とシーリングを用いない水没型ギアード電動サーボモータの電流ベーストルク制御の性能評価」と題して第40回日本ロボット学会学術講演会にて発表した．さらに，本研究のギアードモータをエンドエフェクタにも応用し，水中の対象物をつかんで把持力制御可能なグリッパも開発した．農林水産業などでの利用を想定し，防水シールなしで水中の大根を把持することに成功した．その他，東京工業大学田中博人研究室で行われているペンギン型遊泳ロボットの羽部にも本方式のギアードモータが採用されている．これらの成果は2023年6月に愛知県名古屋市で開催される日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 2023にて報告予定である．