異なる力学系間の接続を利用した機械システムの機構系設計

利用不同动力系统之间的连接进行机械系统的机械系统设计

• 批准号: 22K04036
• 负责人: 入部 正継
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Osaka Electro-Communication University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04036/
• 关键词: 力学系間の接続; 脚歩行ロボット; 設計論; 受動的動歩行

本研究では「機構系設計時に動的特性を陽に取り扱い，設計の規範とする機構系の設計手法」の実現を目的として，受動劇動歩行動作における「異なる力学系間の接続を利用することで歩行動作を保証する機構系の構造・構成の設計法」の確立に取り組んでいる．具体的には，従来の設計手法では力学系の接続を利用する際に，計算機シミュレーション環境で受動的動歩行を行う中で試行錯誤的に機構系パラメータを変化させていたが，本研究では機構系パラメータ変化を理論的・定量的に決定する方法を明らかにするべく研究を進めている．従来の設計手法では，受動的動歩行での一周期の歩行動作が終了するまで機構系パラメータの変化の是非を判断することができなかったが，本研究ではパラメータ変化の規範として脚歩行動作の安定規範に多く用いられるZMP（Zero Moment Point）を採用し，歩行動作中のZMPとその二階微分項を設計規範とすることにより，歩行動作の周期毎ではなく動作中に歩行動作の是非の判断が可能となった．この手法を用いることで，歩行動作中の脚ロボットのパラメータ変化の是非を判断し，そのパラメータの精密な調整が行えるようになった．このようにZMPの二階微分項を評価規範とすることにより，受動的動歩行が可能なコンパス型の脚歩行ロボットから膝関節が付加された脚ロボットの設計，および上体の自由度が付加された脚ロボットの設計が可能となることを確認した．今後は得られた脚ロボットのシミュレーションモデルを基に具体的な機構設計を行い，実際の試作機を用いて歩行動作の評価を行う．

に when this study で は "agency system design characteristics of the dynamic を Yang に take り Cha い, design の と す る institutions is の design gimmick" の purpose be presently を と し て, by moving the motion step action for に お け る "different な る force between department の meet 続 を using す る こ と で step action を guarantees す る mechanism is の structure, constitute の design method" の establish に group take り ん で い る. Specific に は 従 to の design gimmick で は force department の meet 続 を using す る interstate に, computer シ ミ ュ レ ー シ ョ ン environment で lines by moving a step still を う で trial error に agency department in パ ラ メ ー タ を variations change さ せ て い た が, This study で は agency department パ ラ メ ー タ variations of を theory, quantitative に decided す る method を Ming ら か に す る べ を く research into め て い る. 従 to の design gimmick で は, by moving step line still で の at the end of a cycle の step action for が す る ま で agency department パ ラ メ ー タ の variations change の is を judgment す る こ と が で き な か っ た が, This study で は パ ラ メ ー タ variations change の specification と し て foot step action for に の stability specification more く い ら れ る ZMP (Zero Moment Point) を USES し, a step in the action as の ZMP と そ の を second-order differential item design specification と す る こ と に よ り, In each で で なく なく action cycle, the に step action <s:1> is a non-<s:1> judgment が possible となった. こ の gimmick を with い る こ と で, a step in the action as の foot ロ ボ ッ ト の パ ラ メ ー タ - の is judging を し, そ の パ ラ メ ー タ の precision な line adjustment が え る よ う に な っ た. こ の よ う に ZMP の を review 価 second-order differential item specification と す る こ と に よ り, by moving a step may be が still な コ ン パ ス type の foot step line ロ ボ ッ ト か ら knee masato section が plus さ れ た foot ロ ボ ッ ト の design, お よ び upper の freedom が plus さ れ た foot ロ ボ ッ ト の design が may と な る こ と を confirm し た. Future は have ら れ た foot ロ ボ ッ ト の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン モ デ ル を base に specific な mechanism design を い, be interstate の try for machine を い て step action for の review 価 う を line.

项目成果

適応機能を利用したモデルベースな脚歩行ロボット設計～歩行継続のための質量バランス調整と軽量化～

使用自适应功能的基于模型的腿式行走机器人设计 - 质量平衡调整和连续行走减重 -

• 发表时间: 2023
• 作者: Tsubasa Takahashi;Daisuke Yashiro;Kazuhiro Yubai;Satoshi Komada;福田海渡，入部正継
• 通讯作者: 福田海渡，入部正継

適応機能を利用したモデルベースな脚歩行ロボット設計

使用自适应功能的基于模型的腿式行走机器人设计

• 发表时间: 2022
• 作者: 乾野啄臣;入部正継;Masatsugu Iribe;福田海渡，入部正継;福田海渡，入部正継
• 通讯作者: 福田海渡，入部正継

受動的動歩行の原理を利用した脚歩行ロボットの歩容の安定化

利用被动动态行走原理稳定腿式行走机器人的步态

• 发表时间: 2023
• 作者: 乾野啄臣;入部正継
• 通讯作者: 入部正継

Control input design for limit cycle walking machines via PLL circuit

基于PLL电路的极限循环行走机控制输入设计

• 发表时间: 2023
• 作者: 乾野啄臣;入部正継;Masatsugu Iribe
• 通讯作者: Masatsugu Iribe

適応機能を利用したモデルベースな脚歩行ロボット設計～上体を有する受動的動歩行ロボットの設計手法～

基于模型的自适应函数腿式行走机器人设计～上半身被动动态行走机器人的设计方法～

• 发表时间: 2022
• 作者: 乾野啄臣;入部正継;Masatsugu Iribe;福田海渡，入部正継
• 通讯作者: 福田海渡，入部正継