ウェアラブルアグリロボットの研究開発

可穿戴农业机器人的研发

基本信息

批准号：
18658094
负责人：
遠山茂樹
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18658094/
关键词：
ウェアラブルロボット超音波モータ追従制御

项目摘要

第一にウェアラブルロボットでサポートする動作を選定した。そこでいくつかの農家を訪問し、実際に農作業に携わる方からつらい作業やサポートして欲しい作業などのヒアリングを行った。ヒアリングの結果をもとに、ウェアラブルロボットでサポートする動作を絞り込み、OWAS法という姿勢評価方法を用いて、それらの動作に対して上体、上肢、下肢の姿勢と重量物の保持や力のかかり具合の評価を行った。その結果、重量物を持ち上げる動作、イチゴの摘み取りなど中腰を維持する動作、枝の剪定など腕を伸ばした状態を維持する動作の3つを対象動作とした。上記の動作をサポートするためにウェアラブルロボットの改良を行った。各関節部分の可動範囲の拡張と、アクチュエータを一時的に超音波モータとDCモータを併用した。DCモータ併用の理由は、安価で制御しやすいからである。モータと角度を取得するためのポテンショメータを用いて、人間が動く方向にモータを回転させるような追従制御を行った。人間が動き出したときにはモータは上手く追従するが、人間が動作を停止したときには、モータが人間の動きに追従していないので、今後この部分を改善する必要がある。製作したウェアラブルロボットを農場に持ち込み、実際に農作業者の方にウェアラブルロボットを装着してもらい評価をしてもらった。若干の動作制限はされるが、動作には問題ないということだった。問題点としては、ウェアラブルロボットと人間の接触部に違和感を感じるということであったので、今後装着感という観点からも改良をする必要がある。

首先，我们选择了可穿戴机器人支持的动作。因此，我们走访了几位农民，采访了实际从事农业工作的人，包括他们的困难任务和他们希望得到支持的任务。根据采访结果，我们缩小了可穿戴机器人支持的动作范围，并使用称为 OWAS 方法的姿势评估方法来评估条件。结果，确定了三个目标动作：举起重物、保持适度的姿势（例如采摘草莓）以及保持伸展手臂的位置（例如修剪树枝）。我们改进了可穿戴机器人来支持上述操作。扩大了各关节的活动范围，执行器暂时与超声波电机和直流电机组合。组合使用直流电机的原因是价格便宜且易于控制。利用电机和电位器获取角度，进行后续控制，使电机沿人体运动方向旋转。当人开始移动时，电机很好地跟随人移动，但是当人停止移动时，电机不跟随人的移动，所以这方面未来需要改进。我们把制造出来的可穿戴机器人带到了一个农场，让农场工人实际佩戴它并进行评估。操作上有一些限制，但操作上没有出现问题。问题是可穿戴机器人与人的接触面积感觉不舒服，因此未来需要从舒适度的角度进行改进。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

超音波モータを応用したパワーアシストスーツ

使用超声波马达的动力辅助服

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
バイオメカニズム学会誌 vol.30,No. 4
影响因子：
0
作者：
遠山茂樹;米竹淳一郎
通讯作者：
米竹淳一郎

パワーアシストスーツとその要素開発

动力辅助服及其部件开发

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
精密工学会誌 vol.73,No.3
影响因子：
0
作者：
遠山茂樹;米竹淳一郎
通讯作者：
米竹淳一郎

Development of a spherical ultrasonic motor with an attitude sensing system using optical fibers

DOI：
10.1109/robot.2007.364167
发表时间：
2007-01-01
期刊：
PROCEEDINGS OF THE 2007 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS AND AUTOMATION, VOLS 1-10
影响因子：
0
作者：
Mashimo, Tomoaki;Awaga, Kosuke;Toyama, Shigeki
通讯作者：
Toyama, Shigeki