リニアモータを用いた力覚フィードバックを有するリハビリ支援ロボットの開発

使用线性电机开发具有力反馈的康复支持机器人

基本信息

批准号：
18760213
负责人：
桂誠一郎
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Nagaoka University 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：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

力覚の伝達と再現を扱う実世界ハプティクス技術は、将来の人間支援ロボットの実現にあたって必要不可欠な要素技術となっている。その中でも、アクチュエータに外乱オブザーバを適用した力覚フィードバック制御は、各個人の身体機能に適合した動作生成ならびに親和性の高い接触動作の実現において欠かすことのできない鍵技術となっている。本研究では、力覚フィードバック機能を有するリハビリ支援ロボットの開発を目標としており、本年度において次のような研究実績を得ることができた。1.力覚フィードバックを有する多自由度リハビリ支援ロボットの基本設計、試作昨年度に開発したセンサレス力覚推定技術をX-Yテーブル構造を有する多自由度リハビリ支援ロボットに実装した。また、マスタ・スレーブシステムの2台にリハビリ支援ロボットを拡張することにより、介助者による遠隔地からのトレーニングのアシスト動作を可能にした。2.自動負荷調整ユニットの評価昨年度に開発した位置・加速度統合型外乱オブザーバにより、人間の感じる周波数帯域すべてをカバーした力覚フィードバック制御に基づく自動負荷調整が可能になったため、本年度ではこれをヒューマンインタラクティブモーションに適用し、その評価を行った。具体的には、人間の上肢をモデル化することにより、トレーニング中に操作者の手首、肘、肩関節にかかるトルクをリアルタイムで推定する技術を開発した。このリアルタイムモニタリングに基づき、負荷トルクが個人ごとの閾値を超えた場合には自動的に負荷を減少させることで、安全なトレーニング動作が可能になることを各種試験により明らかにした。上記の研究成果は12件の査読付き論文に結実するとともに、5件の学会発表を行い、成果の普及に努めた。

涉及力意识传播和繁殖的现实世界触觉技术已成为实现未来人类支持机器人的基本元素技术。其中，使用外部干扰观察者对执行器的力传感反馈控制是一种必不可少的关键技术，用于生成适合每个人的物理功能并实现具有高亲和力的接触运动。这项研究旨在通过力量反馈功能开发康复支持机器人，我们今年能够获得以下研究结果。 1。具有力反馈的多度康复支持机器人的基本设计和原型，去年开发的无传感器力估计技术已在具有X-y桌子结构的多度康复支持机器人中实施。此外，通过将康复支持机器人扩展到两个大师和奴隶系统，护理人员有可能协助偏远地区的培训。 2。评估自动负载调整单元去年开发的集成位置和加速度干扰观察者允许基于力敏感的反馈控制自动调整，该反馈控制涵盖了人类感到的所有频段，今年我们将其应用于人类互动运动并评估它。具体来说，通过对人的上肢进行建模，我们开发了一项技术，该技术估计了在训练期间实时实时应用于操作员的手腕，肘部和肩关节的扭矩。基于此实时监控，各种测试表明，如果负载扭矩超过单个阈值，则将自动减少负载，从而进行安全训练操作。上述研究结果诞生于12份同行评审的论文中，并在学术会议上进行了五次演讲，并努力促进结果。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Bilateral Teleoperation with Different Configurations using Interaction Mode Control

使用交互模式控制的不同配置的双边遥控

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Proceedings of the 2007 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, ISIE '07-VIGO
影响因子：
0
作者：
Seiichiro Katsura;Toshiyuki Suzuyama;Kiyoshi Ohishi
通讯作者：
Kiyoshi Ohishi

Sensorless Interaction Force Control Based on Modal Space Design for Twin Belt-Driven System

基于模态空间设计的双皮带传动系统无传感器相互作用力控制