力感覚呈示用流体グローブの研究

力觉呈现流体手套的研究

基本信息

批准号：
05750242
负责人：
田中豊
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Hosei University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

人間の遠隔操作で動く作業ロボットの高度化や知能化が進むにつれて、スレーブ側のロボットの把握動作などの仕事に応じて、操作側の人間の手に何らかの方法でロボットの作業感覚をフィードバックできる装置の必要性が指摘されている。本研究では、操作者の手に直接装着して、スレーブ側のロボットまたはコンピュータ内に構築された仮想世界からの情報に基づく力感覚を、流体(空気)の圧力を用いて抵抗力の形で操作者(マスター側)の手に伝え、臨場感のある操作支援を実現する力感覚呈示装置「流体グローブ」の開発と、この流体グローブを用いた仮想作業システムの実現を目的として、システムの試作と実験的検討を行う。本年度は流体グローブ本体と計測制御システムの試作を行った。流体グローブは、二重構造の手袋内の関節部分に配置されたエチレンプロピレン製チューブ(内径10mm、肉厚0.65mm)に、比較的高応答の圧力比例制御弁で1気圧程度の圧縮空気を送り込み、チューブ内の空気の圧力を制御することによりチューブに剛性抵抗を生じさせる構造をとる。流体グローブの装着者は、このチューブの剛性抵抗の変化により、手の曲げに対する拘束を受け、あたかも物体を把握しているような臨場感を得ることができた。また計測制御システムでは、手袋の表面に設置した曲げ検出用のセンサからの情報を用いて、圧力比例制御弁によりチューブ内の空気圧を制御した。以上の試作システムを使って、2種類の大きさの円筒容器を想定した仮想物体に対して、流体グローブを装着して操作者の力感覚の呈示の臨場感と再現性を実験的に確認した。

随着人类远程操作的工作机器人变得越来越复杂和聪明，有人指出，有必要以某种方式以人类操作员的手中向机器人的工作感觉反馈，这取决于诸如抓住机器人的奴隶方面的任务。在这项研究中，我们将开发一种称为“流体手套”的力感觉呈现装置，该设备由操作员的手直接佩戴，并根据来自奴隶机器人或计算机内在奴隶机器人或计算机内建立的信息的信息来传达力的感觉，以使用流体（空气）向操作员（MASTER）进行阻力的压力，我们还将使用该系统进行动力和实验，并实验实验，以实验性和实验，并实验实验，以实验性地进行实验，以实验实验，该实验的行动是实现的。手套。今年，我们进行了流体手套体和测量和控制系统的原型。通过使用相对较高的压力比例控制阀与乙烯丙烯管（内径为10毫米，壁厚0.65 mm）使用相对较高的压力比例控制阀，将液体手套配置为在约1个atm上泵送压缩空气。由于管子的刚性耐药性变化，因此限制了液体手套的佩戴者，不受手的弯曲，并能够获得一种现实感，就好像他在抓住一个物体一样。此外，在测量和控制系统中，使用装置在手套表面上的弯曲检测传感器的信息用于使用压力比例控制阀来控制管内的气压。使用上述原型系统，我们使用了旨在具有两个不同尺寸的圆柱容器的虚拟物体，通过戴上流体手套来实验确认操作员力呈现的现实性和可重复性。