冗長マニピュレータ有する冗長性の動力学的利用のための動力学特性の解明

阐明冗余机械手动态使用冗余的动态特性

• 批准号: 20K14705
• 负责人: 岡部 弘佑
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Wakayama National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14705/
• 关键词: 冗長マニピュレータ; 動的可操作性多面体並進; 操作力多面体並進; 冗長性を利用した衝突検出; 動力学特性; 動的可操作性多面体

本研究課題は「運動学的冗長マニピュレータの有する冗長性の動力学利用のための動力学特性の導出とその検証」である．2021年度までに動的可操作性多面体並進の実機検証環境の構築と，冗長自由度1の操作力多面体並進理論の構築，冗長自由度1という条件下における冗長性を利用した衝突検出手法の提案を行ってきた．本研究課題3年目の昨年度は下記3点の成果を得た．１．操作力多面体並進理論について学術論文誌に論文を掲載２．冗長性を利用した衝突検出手法について理論を拡張し，実際のマニピュレータにおいて問題となる要素について考察“操作力多面体並進理論について学術論文誌に論文を掲載”では，2021年度までに冗長自由度１の操作力多面体の並進に関する解析を行ってきた．2022年度では実際のマニピュレータにおいて考慮すべき，関節とリンク間に存在する減速機のバネ要素や減速機内部で生じる摩擦抵抗について考察を行った．また，これらを1つの論文にまとめ日本ロボット学会誌に筆頭著者として掲載した．“冗長性を利用した衝突検出手法”については，2021年度までに冗長自由度１のマニピュレータに関する冗長性を利用した衝突検出手法の提案とシミュレーションによる有効性検証を行った．2022年度では衝突検出に用いる変数を内部力から内部力を生じさせる関節駆動トルクに変更することで，冗長自由度2以上のマニピュレータに対しても適応可能な手法に拡張した．また，実際のマニピュレータにおいて考慮すべき，関節とリンク間に存在する減速機のバネ要素や減速機内部で生じる摩擦抵抗，キャリブレーション誤差による実際の関節変位と計測された関節変位間の誤差について考察を行った．これらの研究成果が認められ2022年度はイギリスのScience Impact Ltd.が出版する学術雑誌“Impact”に研究紹介記事が掲載された．

该研究主题是“用于使用运动学冗余操纵器的冗余的动态特性的衍生和验证”。到2021财年，我们已经建立了一个现实的验证环境，用于动态可操作的多面体翻译，构建了一种具有冗余自由度的多面化翻译理论，并提出了一种碰撞检测方法，该方法在本研究主题的第三年（我们的第三年）中使用了冗余条件。 1。发表在一本关于运营力理论多面体翻译理论的学术期刊。2。使用冗余的碰撞检测方法的理论扩展了，考虑到实际操纵者中有问题的因素“在2021年有关操作权力多面化翻译的转化理论上发表了一篇论文”，该论文是在2021财政年度进行的，内容涉及冗余自由度的运营权力分析。在2022财年，我们讨论了关节和链接之间存在的还原物的弹簧元素以及在还原器内部发生的摩擦抗性，应在实际操纵器中考虑。这些也被汇编成一篇论文，并在《日本机器人技术杂志》杂志上发表。至于“使用冗余的碰撞检测方法”，通过2021财年，提出了一种使用冗余自由度的操纵器使用冗余的碰撞检测方法，并使用模拟验证了有效性。在2022财年，用于碰撞检测的变量被更改为从内力产生内力的关节驱动扭矩，该方法扩展为适应2或更高自由度的操纵器。我们还考虑了关节和链接之间存在的还原器的弹簧元素，在还原器内部发生的摩擦电阻以及由于校准误差和测量的关节位移引起的实际关节位移之间的误差，应在实际操纵器中考虑。这些研究结果得到了认可，并在2022年发表了一篇研究介绍文章，该文章发表在英国科学Impact Ltd.发表的学术期刊“ Impact”中。

项目成果

手先作業中におけるアームの運動学的冗長性を利用したセンサレス衝突検出

手动作业期间使用手臂运动冗余进行无传感器碰撞检测

• 发表时间: 2022
• 作者: Soichiro Takata;Mikane Habashi;岡部弘佑
• 通讯作者: 岡部弘佑

Kinematic redundancy: Kinetics for use with redundant manipulators

运动冗余：与冗余操纵器一起使用的动力学

• DOI: 10.56367/oag-038-10675
• 发表时间: 2023
• 期刊: Open Access Government
• 作者: 松居 和寛;安藤 哲也;Gong Shuogang;永井 美和;平井 宏明;西川 敦;Okabe Kousuke
• 通讯作者: Okabe Kousuke

ロボットアームの動力学特性による操作力多面体の並進

由于机械臂动态特性引起的操作力多面体平移

• 发表时间: 2021
• 作者: 永井美和;松居和寛;厚海慶太;谷口和弘;平井宏明;西川敦;岡部弘佑
• 通讯作者: 岡部弘佑

Translating Manipulating Force Polytope by Dynamics on Kinematical Redundant Manipulators

运动冗余机械臂动力学变换操纵力多面体

• DOI: 10.7210/jrsj.41.303
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of the Robotics Society of Japan
• 作者: Atsushi Oosedo;Hiroaki Hattori;Ippei Yasui;and Kenya Harada;保井拓巳，奥井学，中村太郎;Soichiro Takata;Angela Faragasso;Okabe Kousuke
• 通讯作者: Okabe Kousuke

Elucidation of kinetics for use with redundant manipulators

阐明与冗余操纵器一起使用的动力学

• DOI: 10.21820/23987073.2022.1.15
• 发表时间: 2022
• 期刊: Impact
• 作者: 加藤 健太郎;高田 宗一朗;松居和寛;Angela Faragasso;Okabe Kousuke
• 通讯作者: Okabe Kousuke