ゲルとワイヤ駆動機構により超多関節構造を実現する軽量柔軟ロボットハンドの開発

开发利用凝胶和线驱动机构实现超级多关节结构的轻型柔性机器人手

基本信息

批准号：
19K04297
负责人：
山野光裕
金额：
$ 2.58万
依托单位：
The University of Shiga Prefecture
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究全体の計画では，形状記憶ゲルとワイヤ駆動機構（腱駆動機構）を組み合わせ，軽量で多関節を持つ多指ロボットハンドおよびその制御方法を実現することを目指している．形状記憶ゲルは，温度により硬軟の切り替えができる性質を持つゲルであり，より詳しい説明は初年度の実施状況報告書に記載している．これまで開発したロボットハンドについて，指の腱を駆動する際の摩擦が大きいという問題があり，本年度はその改善に取り組んだ．1個のモータで多関節を駆動できるロボット指について，従来型では腱駆動の糸が動く際に滑り摩擦を生じ，とくに指の先端に近い関節を曲げる時は，滑り摩擦を生じる区間が長くなっていた．そこで，糸の動きに連動して回転可能なプーリを各関節部に用いた改良型の指を設計・製作した．本年度に試作したロボットハンドの指では，指の先端に近い関節を曲げる場合でも，糸が動く区間のプーリが連動して回るため，滑り摩擦が生じる箇所を非常に短くすることができた．また，この指は，1個のモータで腱駆動の糸の送り出しと巻き取りを同時に行うが，各関節のプーリは，送り出される糸と巻き取られる糸の両方と連動して回転するため，どちらの糸ともほとんど滑り摩擦を生じない．さらに糸の経路を工夫することで，糸同士の接触を避けつつ，各関節が深く曲がることができる構造にすることができた．また，前年度実績に記載したユニバーサルジョイントを用いた指の機構の改良にも取り組んだ．

这项研究的总体计划是结合形状记忆凝胶和线驱动机构（腱驱动机构）来创建一种轻型、多关节、多指的机器人手及其控制方法。形状记忆凝胶是一种具有根据温度在硬软之间切换的特性的凝胶，第一年的实施状况报告中提供了更详细的解释。目前我们开发的机械手在驱动手指肌腱时存在摩擦力大的问题，今年我们致力于改善这个问题。对于可以用单个电机驱动多个关节的机器人手指，在传统模型中，当腱驱动的绳移动时会产生滑动摩擦，特别是当弯曲手指尖端附近的关节时，发生滑动摩擦的部分会变长。是的。因此，我们设计并制造了一种改进的手指，在每个关节处使用滑轮，可以随着琴弦的移动而旋转。在今年试制的机器人手的手指中，即使弯曲手指前端附近的关节，螺纹移动部分的滑轮也会相互联动旋转，从而可以显着缩短滑动摩擦的区域。发生。另外，该手指使用单个电机同时送出和收紧筋驱动的线，但每个关节处的滑轮随着送线和卷线一起旋转，因此两者都不能使用与螺纹几乎没有滑动摩擦。此外，通过设计螺纹路径，我们能够创建一种结构，允许每个接头深度弯曲，同时避免螺纹之间的接触。我们还致力于使用前一年的结果中描述的万向节来改进手指机构。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

形状記憶ゲルとユニバーサルジョイント骨格を用いた腱駆動型ロボット指の開発

利用形状记忆凝胶和万向关节骨架开发腱驱动机器人手指

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
岡本曜;柴田大雅;山野光裕;安田寿彦;西岡靖貴;シブリエムディナヒンイスラム;吉田一也;古川英光;多田隈理一郎
通讯作者：
多田隈理一郎

形状記憶ゲルと腱駆動機構を用いて1モータで駆動される多関節ロボット指の摩擦力低減のための改良

使用形状记忆凝胶和腱驱动机构减少单电机驱动的多关节机器人手指摩擦力的改进

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
花畑直哉;山野光裕;安田寿彦;西岡靖貴;シブリエムディナヒンイスラム;吉田一也;古川英光;多田隈理一郎
通讯作者：
多田隈理一郎

形状記憶ゲルとユニバーサルジョイント骨格を用いた腱駆動型ロボット指の開発

利用形状记忆凝胶和万向关节骨架开发腱驱动机器人手指

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
岡本曜;柴田大雅;山野光裕;安田寿彦;西岡靖貴;シブリエムディナヒンイスラム;吉田一也;古川英光;多田隈理一郎
通讯作者：
多田隈理一郎

A Robot Finger with Many Joints Driven by One Motor Using Shape Memory Gel and Tendon-Driven Mechanism

使用形状记忆凝胶和肌腱驱动机构的一个电机驱动的多关节机器人手指

DOI：
10.1109/icma52036.2021.9512604
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mitsuhiro Yamano; Naoya Hanabata; Akira Okamoto; Toshihiko Yasuda; Yasutaka Nishioka; MD Nahin Islam Shiblee; Kazunari Yoshida; Hidemitsu Furukawa; Riichiro Tadakuma
通讯作者：
Riichiro Tadakuma

A Robot Finger with Many Joints Driven by One Motor Using Shape Memory Gel and Tendon-Driven Mechanism

使用形状记忆凝胶和肌腱驱动机构的一个电机驱动的多关节机器人手指

DOI：
10.1109/icma52036.2021.9512604
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mitsuhiro Yamano; Naoya Hanabata; Akira Okamoto; Toshihiko Yasuda; Yasutaka Nishioka; MD Nahin Islam Shiblee; Kazunari Yoshida; Hidemitsu Furukawa; Riichiro Tadakuma
通讯作者：
Riichiro Tadakuma