ワイヤ干渉駆動型多関節ロボットアームの研究・開発

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ワイヤ干渉駆動型ロボットアームとは、ある関節を駆動するためのワイヤを根本側の節に設置したプ-リに巻架しながら基台部の駆動系に伝達するという機構を導入したアームであり、先端節駆動用のワイヤ張力を根本側の節に積極的に干渉させることで、従来よりわるかに大きな関節駆動力を根本側の節に発生しようとするものである。これは単純な機構で構成でき堅牢かつ安価に製作できる利点を持つ。本年度の研究において、このようなロボットの機械モデル(10自由度)を試作し、その基本制御システム(ワイヤ駆動サーボ制御系)を構築した。まず計算機シミュレーション実験を行なった。その結果、試作したワイヤ干渉駆動型ロボットは、従来の非干渉ワイヤ駆動機構より、30倍以上の可搬荷重を出せることが確認できた。さらにワイヤ張力分散化制御手法を提案し、計算機シミュレーション実験よりその有効性も示した。次にワイヤ干渉駆動型ロボットの機械モデルのための制御システム(ワイヤ駆動サーボ制御系)を構築し、計算機シミュレーションで得られた結果を基に、実際の機械モデルによる実験を行なった。実機による実験結果は計算結果との差があるものの、ほぼ期待通りのものになっていた。しかし、本研究ではロボットの動力学効果を考慮していない。よって本研究の制御法はロボットをゆっくり動かす場合に限って有効である。ロボットを高速化するには、その動力学を考慮した制御法の開発が不可欠である。今後、これについて検討していく。