運動伝達性を考慮したパラレルマニピュレータの機構総合

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まず,従来その運動伝達性の評価方法が明らかにされていなかった出力節にモーメントが伝達されるパラレルマニピュレータ機構として,回転対偶のみからなる3自由度球面パラレルマニピュレータ機構をとりあげ,出力節へ伝達される動力に基づき運動伝達指数を定めた.この指数の有効性を,外力として力とモーメントが出力節に作用する場合の外力に対するリンクの弾性変形を考慮した対偶作用力・モーメントの大きさの観点から具体的に検討を加えた.その結果,出力節の回転中心部に球対偶を設置してこれを静止系に固定された十分な剛性を有する支柱に固定してリンクの弾性変形による出力節の回転中心部の変位を抑制する構造とすれば,本研究により定めた運動伝達指数によりこの機構の静力学特性が評価できることがわかった.つぎに,3自由度球面パラレルマニピュレータを小形で大きな作業領域を有ししかも高精度・高速・高負荷作業に適したロボット用肩および手首へ適用することを考え,運動伝達性に優れリンクの干渉が起こらない有効作業領域が大きな機構の諸元を探索した.その結果,連続した大きな有効作業領域をもつ機構が明らかになった.さらに,上で得られた結果に基づき3自由度球面パラレルマニピュレータを試作し,駆動実験を行った.具体的に,作業領域,絶対位置決め静度,繰返し位置決め精度,作動速度,発生力について,出力節の回転中心部の変位を抑制するための球対偶を設置する場合としない場合それぞれについて実験的検討を加え,試作機の変位・速度・力特性を明らかにするとともに,球対偶の設置が試作機の特性向上に効果があることを確認した.