筋座標系を基にしたロボットアームの機能的特性に関する研究

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従来からの我々の研究である四肢の筋配列を模倣した筋座標系を有した二関節リンクモデルにより,二関節筋を含めた三対6筋の特性とリンク先端の位置と力および剛性の関係が理論的および実験的に明らかにされ,受動的な接触負荷においても筋座標系を有するモデルは柔軟に負荷に対応し,リンク先端の位置を接触地点から滑ることなく,その位置を負荷方向に追従させることが可能であることが明らかになった.そこで,本研究ではこの特性が筋座標系における三対6筋の機構的特性であること,すなわち,第1関節の拮抗一関節駆動源ペア,第2関節の拮抗一関節駆動源ペアおよび第1,2関節に同時に関与する二関節同時駆動源ペアが存在することが非常に重要であり,リンク先端に発生する力は第2関節の一関節駆動要素,リンク先端の軌道と位置は第1関節の一関節駆動要素と二関節同時駆動要素により,三対6筋の機構内で分業していることが明らかになった.また,この機構的特性を有するロボットアームを製作し,能動的運動による接触負荷をリンク先端に与えたところ,リンク先端は滑ることなく,負荷を支えることができ,理論的および実験的に三対6筋の機構的特性の有効性を明らかにすることができた.