Abstract
連続体力学に基づく数値解析手法として広く利用される有限要素法の特長を活用し，形態や部材剛性に依存せずに様々なリンク系に対応できる並列的逆動力学計算法が開発された．並列的解法では，力の次元の運動方程式で並列的に求められる節点力を，力学的な関係に基づいて関節トルクに変換する．その際，力，座標変換，長さの次元に関する成分が個々のマトリックスに分離される．これは，従来の動力学方程式が全ての成分が混在した形であるのとは大きく異なる点であり，そのためリンク系のダイナミクス変化に柔軟に対処できるだけでなく，力制御の際にヤコビ行列を必要としないなどの簡便性をも持ち合わせる． 本解法は，ロボットの動作が多様化し開・閉ループ系が高速に切り替わる，あるいは混在するといった状況が発生した場合に，逆動力学の統一的解法としての威力を発揮することが予想される．さらに，結合データのみで機構の表現が可能な点で超多自由度系に，有限要素アプローチをとる点で柔軟リンク系にも適している．本報告では，並列的解法の中で取り扱われる変数分離型トルク換算式について解説し，開・閉リンク系，剛体・柔軟リンク系，簡単・複雑系を問わず対処可能な，本解法の特質について議論する．また特に，超多自由度系とその一種ともいえる柔軟リンク系に焦点を当て，それらの制御に向けた考察を行う．
The parallel solution scheme of inverse dynamics developed by using the finite element method, can cope with any link systems as a unified scheme, regardless of their boundary conditions or member stiffnesses. It is possible since the scheme calculates the dynamics by using a matrix form, variable-isolated equation derived in the Cartesian coordinates and in the dimension of force. In this paper, we describe the essence of the scheme that enables us to apply efficiently against hyper multi-freedom systems.