Passive Hard-Linkage Jamming Mechanism for Robust Grasping on Robot Hand and Foot

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本研究は，剛体リンクのみで構成された形状が，受動外圧により構造同士がかみあうことで，その形を保つようにロック（固形化）するような，新たな頑強なJammingの仕組みによる把持機構を提案するもので，具体的形状，把持力等の仕様を満たす設計方法，さらにロボットへの無介入で装着できる特性を生かした新たな応用を明らかにすることを目的としている．機構の構成方法として，プッシュロック型（体積の縮小で可動小片が互いに入り込みロックする），プッシュオープン型（一か所を押すことで全体が包み込むように構造展開しロックする），プッシュクローズ型（一か所を押すことで全体が閉じる方向に変形しロックする）という3種類のリンクジャミングの考え方を提案している．初年度である2022年度は，提案した原理によるロック機構が効果を発揮する応用(実例)とその実現方法を中心に研究を進め．以下の成果を得た．1.プッシュロック型の考え方が，研究者らが進めている「埋没しない雪上移動のための両谷型車輪構造」の浮上原理を説明することが明らかになった．これにより体積縮小をさらに進めるような改良を見出し，実験で有効性を明らかにできた．2.プッシュクローズ型の実例として従来から研究者らが進めている「紙短冊によるディスポーザブル包み込みハンド」に関して，食品を対象とした把持性能を明らかにするとともに，入力リンクの変位量の増加に対して把持圧力がある一定で頭打ちになる現象を見出し，把持対象を破損しないトルクリミット効果が自然に得られることを見出した．3.プッシュオープン型の応用として，従来多脚ロボットのための自重による受動的雪面保持足部の研究を進めていたが，複雑なリンクではなく足部の先端を円筒形状にし特定角度でのロックを設けることで同様な面保持足部を実現できることがわかり，雪面だけではなく泥濘地の歩行を可能とする足部を実現できた．