3D Magic-Hand Manipulator and the Control Method

3D魔手机械臂及其控制方法

• 批准号: 19560267
• 负责人: NAKAGAWA Hideo
• 金额: $ 1.08万
• 依托单位: Kinki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19560267/
• 关键词: ロボティクス; パラレルメカニズム; 機械要素; 制御工学; 超多関節マニピュレータ; パラレルリンク機構; リニアステッピングモータ; フィードバック; 逆運動学; ワイヤエンコーダ; 軽量化

一般的に、超多関節マニピュレータのような冗長系ロボットは逆運動学問題を解くのが困難で、また数値解析法の利用ではリアルタイムな制御ができない。そこで本研究では、三次元空間に一本の曲線を想定し、それにアームを沿わせることでマニピュレータの姿勢を構築するようにした。そのために、マニピュレータは、3自由度の関節ユニットをシリアル方向に連結した構造とした。そして各関節ユニットは、Z軸方向の伸縮とX/Y軸回りの屈曲が可能な3自由度を持つパラレルメカニズムを採用した。このパラレルメカニズムは閉リンク構造であり、剛性が高く、逆運動学解析が比較的簡単に求まる。この新しいマニピュレータについて機構解析し、また試作装置のコンプライアンス特性、位置決め精度などを測定した。その結果、本装置の実施対象である果実収穫作業への適用に有効であることを示した。

一般来说，超关节机械臂等冗余机器人很难求解逆运动学问题，并且无法利用数值分析方法实现实时控制。因此，在本研究中，我们假设三维空间中的一条曲线，并通过将手臂沿着它放置来构建机械手的姿势。为此，机械手具有三自由度关节单元沿串联方向连接的结构。每个关节单元均采用三自由度并联机构，可实现 Z 轴方向的伸缩以及绕 X/Y 轴的弯曲。该并联机构采用闭式连杆结构，刚性高，逆运动学分析相对容易。我们分析了这种新型机械臂的机构，并测量了原型设备的柔顺特性和定位精度。结果表明，该装置在水果采收工作中的应用是有效的，这也是该装置的目标。

项目成果

近畿大学研究者データベース

近畿大学研究员数据库

三次元マジックハンドの研究(第6報、フィードバックシステムと制御法)

三维魔手研究（第六次报告、反馈系统及控制方法）

• 发表时间: 2008
• 作者: 中川秀夫

三次元マジックハンドの研究(第6報, フィードバックシステムと制御法)

三维魔手研究（第六次报告、反馈系统及控制方法）

• 发表时间: 2008
• 作者: 中川秀夫

三次元マジックハンドの研究(第5報、ねじ軸を用いた機構の簡素化)

三维魔手研究（第五次报告，利用螺旋轴简化机构）

• 发表时间: 2008
• 作者: 中川秀夫

三次元マジックハンドの研究(第7報, フィードバックによる位置決め性能の向上)

三维魔手研究（第七次报告，通过反馈提升定位性能）

• 发表时间: 2009
• 作者: 中川秀夫