ワイヤのたるみモデルを用いた懸垂型パラレルワイヤ機構の動的制御手法の開発
【研究分野】知能機械学・機械システム
【研究キーワード】
パラレルワイヤ機構 / 懸垂型パラレルワイヤ機構 / マニピュレーション / ロボット / 位置決め制御 / モデルベース制御 / ワイヤリール機構 / 並行ワイヤ機構 / 動的操り / パラレルワイヤマニピュレータ / ワイヤの動的解析 / 懸垂式パラレルワイヤ機構 / ワイヤリール機構開発 / 張力制御 / パッシブ位置決め制御 / 動的位置決め制御 / カテナリ曲線に基づくワイヤモデル / ワイヤにおけるクロージャ / ワイヤのたるみ / 物体の操り
【研究成果の概要】
本研究では作業や工場などで用いられる懸垂型パラレルワイヤ機構に着目し，ワイヤのたるみを含んだ設計論・制御理論の構築を目的とし，ワイヤたるみのモデル化，および，それを能動的に活用した制御手法の研究に取り組んだ．研究期間内に，力学的/幾何学的なワイヤたるみの発生条件についてのモデルを構築した．また，ワイヤたるみの動的モデルを構築し，それを利用した制御手法を提案，シミュレーションにより有効性を確認した．加えて，この制御手法を実機で実現するためのワイヤリール機構を設計・製作した．
【研究の社会的意義】
従来研究では，高剛性，高精度かつ作業範囲が広い，過拘束型と呼ばれる物体を四方八方からワイヤで拘束する機構を主に対象としている．しかし，現実の作業や工場では物体をワイヤで過拘束することは少なく，上部から複数のワイヤで懸垂する懸垂型が一般的である．本申請課題では，例の少ない懸垂型機構の理論を構築したことに学術的かつ社会的に意義がある．また，従来のパラレルワイヤ機構で一般的であった物体の幾何学的位置決めではなく，力の釣り合いに着目した新しい力学的動的位置決め手法は，従来のパラレルワイヤ機構の制御の根本的概念から違う新しい手法であり，学術的意義が大きい．
【研究代表者】
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)