Dynamics Calculation and Precise Control of a Suspended Object for Large Scale Cable Robot

大型缆索机器人悬挂物体的动力学计算与精确控制

• 批准号: 23560290
• 负责人: YAMAMOTO Motoji
• 金额: $ 3.41万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23560290/
• 关键词: ケーブルロボット; ワイヤ弛み; 懸垂物振動; 位置姿勢制御; ロボット; ワイヤ拘束機構; ワイヤたわみ; 高精度制御; 動力学モデル; 懸垂物位置姿勢推定; 慣性センサ; ケーブル張力; ケーブル撓み; カテナリー曲線; ケーブル運動

Large scale cable robot is used as a simple positioning mechanism such as an active camera system in a stadium or a large telescope structure, because of its simple and light weight mechanism. However, the large scale cable robot has disadvantage of low rigidity which leads to cable's sag and cable's vibration. Those characteristics make difficult to realize precise positioning control of the suspended object for the cable robot. Therefore, this study firstly proposes a dynamical model which represents cable's sag and cable's vibration. Then the dynamical model is used as a compensator for a feedback controller of the large scale cable robot. To realize the feedback control system, measurement of the suspended object is also needed. Thus, the study also proposes the measurement and estimation method of the suspended object. The total control method shows an ability of precise control of the suspended object for the large scale cable robot.

大型缆索机器人由于其结构简单、重量轻，被用作体育场主动摄像系统或大型望远镜结构等简单定位机构。然而，大型缆索机器人存在刚度低的缺点，容易引起缆索的垂度和振动。这些特性使得缆索机器人难以实现悬挂物体的精确定位控制。因此，本研究首先提出一个能同时反映拉索垂度与拉索振动的动力学模型。然后将该动力学模型作为大型缆索机器人反馈控制器的补偿器。为了实现反馈控制系统，还需要对悬浮物体进行测量。因此，本研究亦提出悬浮物之量测与估测方法。整体控制方法显示了对大型缆索机器人悬浮物体精确控制的能力。

项目成果

三次元高精度姿勢推定のための慣性センサの線形・非線形特性分離に基づいた相補フィルタ

基于惯性传感器线性/非线性特征分离的互补滤波器进行3D高精度位姿估计

• 发表时间: 2013
• 期刊: 日本ロボット学会誌
• 作者: Tetsuya Kinugasa;Tetsuya Akagi;Takafumi Haji;Koji Yoshida;Hisanori Amano;Ryota Hayashi;Masatsugu Iribe;Kenichi Tokuda;Koichi Osuka;杉原知道,舛屋賢,山本元司
• 通讯作者: 杉原知道,舛屋賢,山本元司

動的特性補償した慣性センサと磁気センサの相補的利用による高精度三次元姿勢推定

惯性传感器与磁传感器动态特性补偿互补的高精度三维位姿估计

• 发表时间: 2011
• 作者: E. Cruz-Rivera;O. Vasilieva;M. Svinin;舛屋賢，杉原知道，山本元司
• 通讯作者: 舛屋賢，杉原知道，山本元司

摩擦接触を伴う柔軟体の変形シミュレーション

摩擦接触柔性体变形模拟

• 发表时间: 2013
• 作者: Xiaogang Xiong;Ryo Kikuuwe;and Motoji Yamamoto;野澤勇貴，菊植亮;東誠人，菊植亮;杉本正将，菊植亮;岡文香，菊植亮，山本元司
• 通讯作者: 岡文香，菊植亮，山本元司

Finger-Mounted Tactile Sensor for Evaluating Surfaces

• DOI: 10.20965/jrm.2012.p0430
• 发表时间: 2012-06-01
• 期刊: JOURNAL OF ROBOTICS AND MECHATRONICS
• 影响因子: 1.1
• 作者: Kikuuwe, Ryo;Nakamura, Kenta;Yamamoto, Motoji
• 通讯作者: Yamamoto, Motoji

無段変速機構を有する逆可動性の高いパラレルマニピュレータ

具有高反向机动性​​和无级变速机构的并联机械手

• 发表时间: 2012
• 期刊: 日本ロボット学会誌
• 作者: Shanhai Jin;Ryo Kikuuwe and Motoji Yamamoto;山岡善樹，中松祐介，横関厚，鈴木哲，朝尾隆文，小谷賢太郎;土師貴史，荒木辰一，土井恭平，衣笠哲也，吉田浩治，林良太，入部正継，徳田献一，天野久徳;田原健二，岩佐信吾，那波修，山本元司
• 通讯作者: 田原健二，岩佐信吾，那波修，山本元司