両手協調動作のインピーダンス解析と双腕ロボット制御への応用

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本研究は、両手協調動作のインピーダンス解析と双腕ロボット制御への応用に関する研究であり、それに関連して以下の点を明らかにした。1)複数アーム、把持物体の間の力学的関係の記述2)閉リンク系の内力制御に基づく把持物体のインピーダンス調節法両手や双腕ロボットで物体を把持した場合、両アームと物体の間で閉リンク系が形成され、運動学的に冗長なシステムになる.このため、まず、冗長閉リンク機構における手先のインピーダンス・内力と間節トルク、関節インピーダンスとの関係を解析した。冗長性を利用して、閉リンク系の内力を制御すれば、把持物体が環境と接触する点における把持物体のコンプライアンスを調節できる可能性がある.ここでは、両アームの姿勢とその力学的特性との関連付けを行ないながらその調節法を解析した。上記の理論解析をもとに、双腕ロボットの協調制御法を開発し、この制御法をシミュレーションにより確認するとともに、実際に双腕ロボットを用いた実験を行い、その有効性を検証した。例として、双腕ロボットで持った棒を研削する作業を考えた。この場合、各ロボットから見た棒と研削道具との接触点が作業中に変化する。この接触点での研削道具から見た棒のコンプライアンスを各ロボットの関節コンプライアンスだけでなく、内力も積極的に利用して制御できることを確認した。