構造力学的パラメータの導入による機構の破損回避を目的としたマニピュレータの動作計画
Motion Planning of Manipulators for Avoiding Structural Failure by Using Structural Parameters

Abstract


 ロボット機構の軽量化は,動作の高速化や消費エネルギの軽減,安全性等の点から重要視される. しかしその反面,そのような軽量化は機構強度の低下につながり,破損の可能性が高まるという 問題点も生じる.福祉関連ロボットや生活支援ロボットなどの人間との共存を目指すロボットに おいては,人間に危害を加えないように軽く,しかも様々な環境や作業に柔軟に対応できることが 望まれる.このような汎用的なロボットにおいては,適切な強度設計がなされた上で,その動作段階で 外力に対して安全な姿勢をとらせることが,機構の破損を回避する有効な手段の1つであると考えられる. そこで,ロボット機構を構造工学的に捉え,その強度的な危険性を評価し,場合によってはタスクの 遂行よりも機構の破損回避を優先させるような動作計画法が提案された.これは,断面力レベルでの 部材降伏危険性と機構に蓄積される全ひずみエネルギという2つの構造力学的パラメータに着目し, それらを利用して機構にとって強度的に危険な姿勢を回避する手法である.
 本報告では,マニピュレータの動作を3次元に拡張し動作計画法を適用した.さらに, 本動作計画アルゴリズムを導入した実機とのインターフェースを作成し,低剛性のリンク部材を使用した 実機による動作実験を行い,本手法の有効性について検証した.


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