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1アクチュエータ3自由度パーツフィーディング

   

 高速振動プレートを用いて対象物を搬送する非把持ロボットマニピュレーション技術は,汎用パーツフィーダ・ソータとしての産業応用が期待されている.ただし,従来,ロボットの搭載アクチュエータ(電動モータなど)数を制御対象とする対象物の運動自由度数以上に設定するのが一般的である.本研究では,高効率化・低コスト化に向けてアクチュエータ数の削減を狙い,独創的な劣駆動非把持マニピュレーション手法を提案する.斬新なハイブリッド関節機構を導入し,わずか1つのアクチュエータで対象物の位置と姿勢の3自由度を制御することに挑戦する.
 はじめに,プレートをエンドエフェクタとするロボットマニピュレータに,非平行軸構成を有するハイブリッド関節を導入する.この関節メカニズムは,能動関節軸と粘弾性受動関節軸が非平行に設置されており,アクチュエータへの正弦波変位入力に応じてプレート振動軌道が三次元的に変化することを特徴とする.次に,動力学シミュレーションにより,プレート上に置かれた質点群の運動軌道を解析する.正弦波入力パラメータ(周波数,オフセット角)によって,質点群軌道に現れる渦巻き状流れ特性を制御できることを明らかにする.この特性に基づき,対象物の位置・姿勢の3自由度を操作するための5つのプリミティブ(基本制御要素)を設計し,実応用に向けた3自由度パーツフィーディング戦略を構築する.最後に,提案手法の有効性を実験的に確認する.プレート中央にランダムな姿勢で置かれた円盤部品が,提案手法により,指定された位置・姿勢へと搬送されるタスクを遂行する.



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Manipulator equipped with the hybrid joint mechanism.

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3-DoF parts feeding using only one actuator.

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