介護用空気圧ロボットアームの性能評価

气动护理机械臂性能评价

• 批准号: 13750193
• 负责人: 川嶋 健嗣
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750193/
• 关键词: 空気圧サーボシステム; 介護用ロボット; 流体制御; 圧縮性流体; 圧縮制流体

空気圧シリンダを用いたリハビリ支援用ロボットアームの性能評価をより一般化するために,スティフネス制御を用いて立ち上がり動作をアシストする実験を多くの被験者に対して行った.被験者の各関節の動きを画像計測し,膝で発生しているトルクを推定することで,アシスト力を定量的に評価した.また,ロボットの軽量化を図るために,アクチュエータに空気圧ゴム人工筋を用いたロボットアームを設計製作し,その制御を行った.その結果以下の知見を得た.1)被験者の体重差が1.5倍あると,同一の制御パラメータではアシストの割合が2倍程度異なることがわかった.体重が重いほど,同一の条件下ではアシスト率が小さくなる.2)上記の結果より,被験者の体重が既知である必要がある.地面に水平になるように制御されたアームに被験者がもたれかかった時,45kgから95kgの被験者に対して体重とシリンダにかかる力には多少のばらつきはあるもののほぼ比例関係にあることがわかったことから,シリンダの圧力差から体重を推定するシステムを構成した.3)チューブ自体に繊維が編みこまれた一体型となっている,新型の空気圧ゴム人工筋を用いたロボットアームを設計製作し,従来の空気圧シリンダを用いたロボットに比べ大幅に軽量化できることを示した.4)設計製作したロボットアームの制御系方法としては拮抗駆動する2本のゴム人工筋の内部圧力差を制御するPI圧力制御系のマイナーループと微分先行型PI-D位置制御系からなるカスケード制御系を構成し,良好な位置決め制御が可能なことを明らかにした.

The system is used to support the performance of the system. It is necessary to generalize the performance of the system, and to control the system with the command of the computer. Each of the victims is required to use the drawing plan, which is to be presumed and quantified in terms of strength and strength. In this paper, the equipment is used to quantify the mechanical properties, and the artificial tendons are used to control the mechanical properties of the equipment. The results were as follows: 1) the weight difference of the victim was 1.5 times higher than that of the control group, and the same control group had two times the weight difference. Under the same conditions, the rate of weight loss is small. 2) the results show that the weight of the victim is not known to be necessary. When the ground level is used to control the weight of the victim, the 45kg 95kg is required to determine the weight of the victim and the ratio of the weight of the victim to that of the victim. There is a difference in force, and the weight is presumed to be low. 3) self-assembly, self-editing, and so on. In recent years, the air-to-air system has been used to greatly quantify the performance of the system. 4) the system is designed to control the movement of the system. 2. In this system, the internal force difference of the PI system is the system system, the differential system, the differential system, the position system, the system. It is possible to have a good position to control the situation.

项目成果

N.NAKAMURA, M.SEKIGUCHI, K.KAWASHIMA et al.: "Developing a Robot Arm using Pneumatic Artificial Rubber Muscles"Power Transmission and Motion Control. 365-375 (2002)

N.NAKAMURA、M.SEKIGUCHI、K.KAWASHIMA 等人：“使用气动人造橡胶肌肉开发机器人手臂”动力传输和运动控制。

川嶋健嗣, 関口正人, 中村尚弘, 香川利春: "空気圧ゴム人工筋を用いたロボットアームの開発"フルードパワーシステムワークショップ講演論文集. 33-34 (2002)

Kenji Kawashima、Masato Sekiguchi、Naohiro Nakamura、Toshiharu Kakawa：“使用气动橡胶人工肌肉开发机器人手臂”流体动力系统研讨会论文集 33-34 (2002)。

K.Kawashima, N.Nakamura: "Pneumatic Artificial Rubber Muscles for Disaster Restoration"IEEE/SSRR2003 Poster Session. (2003)

K.Kawashima、N.Nakamura：“用于灾难恢复的气动人造橡胶肌肉”IEEE/SSRR2003 海报会议。

川嶋健嗣, 舩木達也: "リハビリ支援用空気圧ロボットアームの力制御の評価"日本フルードパワーシステム学会論文集. Vol.32, No.1. 8-13 (2003)

Kenji Kawashima、Tatsuya Funaki：“用于康复支持的气动机器人手臂的力控制评估”日本流体动力系统学会论文集第 32 卷，第 1 期（2003 年）。

Toshiharu KAGAWA, Kenji KAWASHIMA, Teruo TOYODA: "Application of Pneumatic Servo Manipulator in Disaster Recovery Remote Robotics"Power Transimission and Motion Control. (2001)

Toshiharu KAGAWA、Kenji KAWASHIMA、Teruo TOYODA：《气动伺服机械手在灾后恢复远程机器人中的应用》动力传输与运动控制。