小型柔軟接触センサの開発と物体把持動作への応用

小型柔性接触传感器的研制及其在物体抓取运动中的应用

基本信息

批准号：
15700165
负责人：
齋藤直樹
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Akita Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

接触部に柔軟構造を有する小型接触力センサの開発において,次のことを行った.1.小型3次元接触力計測センサの接触部変形量の算出開発した小型3次元接触力計測センサは接触部が柔軟構造であるため,物体との接触によるセンサ接触部の変形量を実時間で算出した.変形量はセンサ接触部にかかる力の量を利用し,Castiglianoの定理に基づいて算出を行った.この結果から,実時間での変形量算出が可能であることを実験により確認した.2.接触対象物のインピーダンス特性の推定センサにより取得できる接触力と変形量から,物体把持対象物のインピーダンス特性の推定を実験で行った.この結果から,従来より使用されている高剛性の力センサを使った場合と比較して,接触対象物が高剛性特性を有する場合でも比較的安定的にインピーダンスの推定が可能であり,推定結果の収束も早いということがわかった.このことから,未知対象物の把持において,把持前に必要な情報の一つとして挙げられる把持対象物の硬さ特性を比較的精度よく,かつ素早く取得できることがいえ,器用な物体把持動作の実現が期待できる結果が得られた.3.接触センサ搭載型ロボットハンドの試作とセンサの実装本研究で開発しているセンサ実装型ロボットハンドの試作を行った結果,人間の指とほぼ同程度のサイズで指の試作ができた.センサの実装に関しては,センサ複数個利用を考慮して,センサ信号処理部をマイコンを使ってモジュール化し,ハンド制御系と切り離したシステムを構築した.

在开发一个小的接触力传感器时，在接触区域中具有柔性结构，进行了以下操作。1。计算小3D接触力测量传感器的接触部分变形量小3D接触力测量传感器具有柔性结构。由于与对象接触而导致的传感器接触部件的变形量是实时计算的。使用施加到传感器接触部件的力量计算变形量，并根据Castigliano定理计算。通过这个结果，通过实验证实了变形量可以实时计算2。基于接触力和变形量，传感器可以获得对象的阻抗对象的阻抗特性，以估计要接触的对象的阻抗特性。从这个结果中，与过去使用的高尺度力传感器的情况相比，估计了对象。已经发现，即使对象具有较高的刚度特性，也可以相对稳定地估计阻抗，并且估计结果也很快收敛。这意味着，在掌握未知对象时，可以以相对准确和快速的速度获得对象的硬度特性，这是抓住之前所需的信息之一，并且有望实现灵活的对象。3。机器人手的原型具有触点传感器和传感器的实现。由于在本研究中开发了带有传感器的机器人手的原型，因此，手指的原型与人手指的大小大致相同。关于传感器安装，考虑到多个传感器的使用，使用微型计算机对传感器信号处理部分进行了模块化，并建立了将手部控制系统分开的系统。