分散型ロボット要素群による知的物体操作の研究

使用分布式机器人元件的智能对象操纵研究

基本信息

批准号：
06650295
负责人：
近野敦
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

近年,ロボットに対し様々な環境下での作業が求められており,作業環境によっては器用な人間の指に代わって単純な機能を持つ複数のロボットによる操作が有効になる場合がある.本研究では,単純な機構を持ったロボット群で物体を安定把持・操作を行うことを目的として,分散型ロボット要素群を製作した.このような物体把持・操作の応用例としてはマイクロマシンを想定している.一つ一つのロボット要素をマニピュレーションエレメント(ME)と呼ぶことにする.製作したMEは,DCサーボモータにより直進運動する指(プッシュロッド)と,ばね特性を持つ受動関節からなる.指先にかかる力は,サーボモータに与えている電流値から計算する.また,受動関節の回転角はポテンショメータで検出する.複数のMEを用いて一つの対象物を安定把持・操作する制御法を構築した.制御法を構築するに当たり,MEと対象物間の力学的解析,幾何学的解析を行い,安定把持の条件を求めた.対象物を操作するのに一つ一つMEが実現すべき力を求める問題を力分配問題という.今回この分配問題を,拘束条件付きの最適化問題として解く方法と一般化逆行列を用いて解く方法の二つの方法で解いた.製作した四つのMEを用いて,対象物の安定把持・製作実験を行った.実験では実時間制御を行うことを考慮し,力分配問題を一般化逆行列を解く方法を採用した.対象物の並進移動,及び回転移動の実験を行い,良好な結果を得た.今回の研究により,分散型ロボット要素群による知的物体操作の基礎を確立した.

近年来，在各种环境中需要机器人工作，并且在某些工作环境中，具有多个具有简单功能的机器人的操作可能有效代替熟练的人手指。在这项研究中，制造了一组分布式机器人元件，目的是用一组具有简单机制的机器人稳定地抓住和操纵物体。微机械被用作这种对象抓地力和操纵的应用。每个机器人元素称为操纵元素（ME）。 ME由手指（推杆）组成，该手指通过直流伺服电机和具有弹簧特性的被动关节线性移动。施加到指尖的力是根据应用于伺服电机的电流值计算的。电位计检测到被动关节的旋转角。构建了一种控制方法，以稳定地掌握和使用多个MES来操纵一个对象。在构造控制方法时，进行了ME和对象之间的机械分析，并确定了稳定握持的条件。找到每个我为操纵对象所能达到的力的问题称为力分布问题。这次，使用两种方法解决了分布问题：一种解决约束条件的优化问题的方法和一种求解广义逆矩阵的方法。使用产生的四个ME，我们进行了稳定的抓钩和制造实验。在实验中，我们采用了一种考虑实时控制的力量分布问题的广义逆矩阵的方法。我们进行了有关物体的翻译和旋转运动的实验，并获得了良好的结果。这项研究建立了使用一组分布式机器人元素进行智力对象操纵的基础。