構造可変型多肢マニピュレータのフィードフォワード制御
Feed-Forward Control of Structure-Varying Multi-Armed Manipulator

Abstract


本研究では、自在に構造を変化できる多肢リンク系マニピュレータのフィードフォワード制御を行った。このような系に対して、一般的な方法による動力学方程式の導出は、リンクの角度情報などが相互依存する性質のため、非常に困難である。他方、有限要素法を適用した並列的逆動力学計算法を用いると、閉リンクやフレキシブル系など、様々な系において適切な入力データを入れるだけで必要なトルクが求められ、複雑な形状のマニピュレータにも容易に適用できる。本稿では、ユニット式の構造可変型多肢マニピュレータへ並列的解法を適用し、このような複雑な形状のマニピュレータに対しても良好なフィードフォワードトルクを提供できることを示した。


In this paper, feed-forward control of structure-varying multi-armed manipulator is done using the parallel solution scheme of inverse dynamics. The dynamic equations of such manipulator are hard to conduct by generally used schemes such as the Newton-Euler method or the Lagrangian method, since the equations include interdependent variables between the constituting links. In the parallel solution scheme, the joint torque is calculated by converting the nodal forces, which is evaluated by equations of motion of finite elements in a matrix form. Therefore, information of the entire system is handled in parallel, and it makes easier to deal with structure-varying multi-armed manipulator. Some numerical tests are carried out to verify the adequacy of the parallel solution scheme.


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