Passive Hard-Linkage Jamming Mechanism for Robust Grasping on Robot Hand and Foot

被动式硬连杆干扰机制，可实现机器人手脚的强力抓取

基本信息

批准号：
22K04029
负责人：
三上貞芳
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Future University-Hakodate
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04029/
关键词：
粒子ジャミングロボットハンド脚ロボット把持機構

项目摘要

本研究は，剛体リンクのみで構成された形状が，受動外圧により構造同士がかみあうことで，その形を保つようにロック（固形化）するような，新たな頑強なJammingの仕組みによる把持機構を提案するもので，具体的形状，把持力等の仕様を満たす設計方法，さらにロボットへの無介入で装着できる特性を生かした新たな応用を明らかにすることを目的としている．機構の構成方法として，プッシュロック型（体積の縮小で可動小片が互いに入り込みロックする），プッシュオープン型（一か所を押すことで全体が包み込むように構造展開しロックする），プッシュクローズ型（一か所を押すことで全体が閉じる方向に変形しロックする）という3種類のリンクジャミングの考え方を提案している．初年度である2022年度は，提案した原理によるロック機構が効果を発揮する応用(実例)とその実現方法を中心に研究を進め．以下の成果を得た．1.プッシュロック型の考え方が，研究者らが進めている「埋没しない雪上移動のための両谷型車輪構造」の浮上原理を説明することが明らかになった．これにより体積縮小をさらに進めるような改良を見出し，実験で有効性を明らかにできた．2.プッシュクローズ型の実例として従来から研究者らが進めている「紙短冊によるディスポーザブル包み込みハンド」に関して，食品を対象とした把持性能を明らかにするとともに，入力リンクの変位量の増加に対して把持圧力がある一定で頭打ちになる現象を見出し，把持対象を破損しないトルクリミット効果が自然に得られることを見出した．3.プッシュオープン型の応用として，従来多脚ロボットのための自重による受動的雪面保持足部の研究を進めていたが，複雑なリンクではなく足部の先端を円筒形状にし特定角度でのロックを設けることで同様な面保持足部を実現できることがわかり，雪面だけではなく泥濘地の歩行を可能とする足部を実現できた．

本研究旨在开发一种使用新型稳健干扰机构的夹持机构，其中仅由刚性连杆组成的形状通过与被动外部压力接合结构来锁定（固化）以保持其形状。满足特定形状和夹持力等规格的设计方法，以及利用无需干预即可连接到机器人的特性的新应用。机构结构有推锁式（小活动件相互配合，因体积缩小而锁紧）、推开式（结构为推在一处膨胀锁紧）、推闭式（该结构通过推入一处而膨胀并锁定）我们提出了三种类型的链接卡住概念：当您按下一处时，整个单元沿关闭方向变形并锁定。 2022年，即第一年，我们将重点研究基于所提出原理的锁定机制有效的应用（实际示例）以及如何实现它。我们得到了以下结果。 1. 很明显，推锁概念解释了研究人员正在推广的“无需掩埋即可在雪上移动的双谷轮结构”的悬浮原理。结果，我们找到了一种改进方法，可以进一步减小体积，并通过实验证明其有效性。 2. 以研究人员正在研究的“一次性纸条包装手”作为推合式的例子，我们将明确食品的抓握性能，并研究增加输入连杆的位移的影响我们发现了夹持压力达到一定水平的稳定状态的现象，并且发现可以自然地获得不损坏夹持物体的扭矩限制效果。 3. 作为推开式的应用，多足机器人的脚部的研究正在取得进展，这些机器人利用自身重量被动地保持雪面，但不使用复杂的连杆，而是将脚部的尖端制成发现可以通过提供锁来实现类似的表面保持脚部，并且不仅可以在雪地上行走，而且可以在泥泞的地面上行走。意识到了。