著者

浅野 文彦

雑誌

科学研究費助成事業研究成果報告書

巻号頁・発行日

pp.1-6, 2019-05-31

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接地点の摺動と身体内部の揺動が生む間接励起の効果を利用した新しい匍匐型移動ロボット、および関連する劣駆動移動ロボットシステムの運動生成と制御に関して、主に以下の理論的研究成果を得た。ロボットの円弧状の本体フレーム内部に取り付けた揺動質量を高周波振動させることで、低摩擦な下り緩斜面あるいは水平面において安定な匍匐型前進運動を生成可能であることを数値シミュレーションと実機実験を通して示し、その基本的運動特性を明らかにした。また、身体形状の工夫や複数台の連結を通して、高速運動生成等の機能拡張が可能であることを示した。更には、匍匐型移動ロボットを駆動源とした新しい産業機械に関する基礎研究も行った。 研究成果の学術的意義や社会的意義: 本研究は、劣駆動ロボットの身体表面と低摩擦路面との接触点における摺動と身体内部の揺動が生む間接励起の効果を融合することで、悪路に屈しない安定で効率的な新しい移動形態を創出することを主な目的としたものである。運動解析に基づく身体形状や制御の改良を通して、高速で順応性に富む匍匐型前進運動生成が可能となることを理論と実機実験の両面から示し、粘弾性要素の追加や複数台の連結による機能拡張の考察も行った。並行して、低摩擦路面への適応を目指した脚移動ロボットの身体形状や制御方策に関する理論的研究も推進した。更には、匍匐型移動ロボットを駆動源とした新しい自動搬送装置の実現可能性に関する模索も行った。:We addressed the issues on motion generation and control design for crawling-like locomotion robots that utilize the effects of sliding at the ground-contact point and indirect excitation created by internal wobbling and some related underactuated robotic systems, and mainly obtained the following theoretical results. We showed that underactuated robots composed of a circular body frame and its internal wobbling mass can generate stable crawling-like forward motions on low-friction downhill or level surface through numerical simulations and experimental studies, and clarified the fundamental characteristics of the generated motions through motion analysis. In addition, we showed the possibility of functional expansion such as high-speed motion generation through devising the body shape and combining multiple robots. Furthermore, we conducted fundamental studies on industrial machines that utilizes the crawling-like locomotion robot as an actuator.

著者

原田 祐志 浅野 文彦 田地 宏一 宇野 洋二

出版者

一般社団法人 日本ロボット学会

雑誌

日本ロボット学会誌 (ISSN:02891824)

巻号頁・発行日

vol.27, no.5, pp.575-582, 2009 (Released:2011-11-15)

参考文献数

9

被引用文献数

3 2

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We have applied a parametric excitation method to a kneed biped robot with semicircular feet and have shown that the robot can walk sustainably with only knee torque. A swing-leg of the kneed biped robot has similar mechanism to an acrobot, and many acrobots are controlled in inverse direction like ornithoid walking. These suggest that inverse bending of a knee restores more mechanical energy than forward bending, and hence, the ornithoid walking can be more efficient. In this paper, we first compare the forward bending with the inverse bending for a double pendulum, and show by numerical simulation that the mechanical energy of the inverse bending increases more than that of the forward bending like human walking. We then propose a parametric excitation based ornithoid gait for a kneed biped robot, and show sustainably walking by numerical simulation. Finally, we compare parametric excitation based ornithoid gait with parametric excitation based human gait, and we show that ornithoid gait is more efficeint.