日本ロボット学会誌
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7 巻 , 3 号
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  • 泉 照之, 成清 辰生
    1989 年 7 巻 3 号 p. 116-122
    発行日: 1989/06/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
    グラインディングロボットにおいて, マニピュレータに取りつけられたグラインダは, マニピュレータの剛性が低いために, 振動姓じやすく, そして時には, 不安定にさえなる.その振動は研削面を荒くしまた, 鞍定状態はマニピュレータを破損に至らしめることがある.
    本論文は, 研削時のグラインダの安定性について議論している.加工物の平面部が研削されるとき, 加工面の接線方向に対するグラインダの運動は線形微分方程式で記述される.この式から, グラインダの安定性は, マニピュレータの剛性マトリックス, 被削面の傾斜角, 加工物とグラインダの摩擦係数に依存することが示される.一方, 曲面上の研削の場合, 微分方程式は非線形になる.その場合, 研削の安定限界は, 被削面の曲率の影響を強く受ける.グラインディングロボットの曲面研削においては, グラインダを安定に支持するために, マニピュレータのリストが曲面に応じて制御されなければならないことが示されている.
  • 杉本 浩一, 原 敦子
    1989 年 7 巻 3 号 p. 123-129
    発行日: 1989/06/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
    連結連鎖を用いた多自由度機構の総合手法を開発した.連結連鎖の対偶モータが作るスクリュ空間に対し, 可動スクリュ空間および準可動空間を定義した.複数個の連結連鎖で静止リンクと出力リンクを結合した多自由度機構では, 出力リンクは連結連鎖のスクリュ空間の積で与えられる空間に属する任意の運動をとることができる.このスクリュ空間の積が機構の運動によって変化しないための十分条件は連結連鎖のスクリュ空間が可動であるか出力リンクの運動に対して準可動であることを証明した.並進機構の総合例を用い, 本条件を用いて与えられた運動を行う多自由度機構を総合することが可能であることを示した.
  • 坂根 茂幸, Ruprecht NIEPOLD, 佐藤 知正, 白井 良明
    1989 年 7 巻 3 号 p. 130-141
    発行日: 1989/06/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
    組み立て作業などの高度なロボット応用を目的としたハンドアイシステムでは, 視覚センサの使用法に関する自由度を多くとり, 作業環境の変動に対する適応機能を高めることが重要である.特に, 処理の容易な簡易型の視覚センサを用いる場合には, システム全体としての運用を知能化して, センサ自体の機能不足を補う必要がある.本論文は, この様な観点からハンドアイシステムにおける照明設定を環境モデルに基づいて自動計画するために構成したシステムについて述べたものである.本システムでは, 対象物体のエッジを観測して物体の位置決めを行う視覚システムを対象として, 適切なカメラ位置・照明位置・エッジ集合を求める.システムは, 対象物体が静的な場合の照明設定, ならびに, 対象物体が動的な場合の照明設定を行うことが可能となっている.対象物体と環境内物体の幾何学的・物理的モデルに基づき, エッジの長さ, コントラスト, 相対角度等の, 物体位置を信頼性良く計測するための諸条件を評価し, 最適な設定計画が決定される.本論文で述べているような視覚センサ設定の自動計画機能は, 自律型ロボットのシステム構成はもとより, テレオペレーション作業の支援においても, 今後, 重要な役割を果たすものと考えられる.
  • 五十嵐 越郎, 野飼 享
    1989 年 7 巻 3 号 p. 142-150
    発行日: 1989/06/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
    二足歩行運動には蹴り動作を行う両脚支持相と歩を進める単脚支持相が存在する.本研究の目的は両脚支持相について力学解析と制御を行うことである.両脚支持相は閉ループリンク系 (拘束条件付き力学系) を構成している.但し足部が床面に固定されていないため, 力学状態 (床反力, ジョィントトルク) に制約が生じる.従ってこのような力学系に対しては力学状態が見通し易い解析法を用いることが望ましい.この観点から, 本論文ではダランベールの原理を用いた解析法について述べる.この時, 静的力は各リンクに対する静的平衡の式より求める.更に解析結果に基づき制御実験を行い, その実用性を示す.
  • 登尾 啓史, 有本 卓
    1989 年 7 巻 3 号 p. 151-160
    発行日: 1989/06/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
    ロボットとその障害物の近接2点はそれらの衝突可能性の最も大きい位置を表し, 近接2点間の距離は衝突可能性の大きさを表すので, この近接2点はロボットの障害物回避動作の計画に有効に利用できる.しかし, これまでに提案された近接2点決定アルゴリズムはその計算量がロボットや障害物を表現する多面体の頂点数に比例するので, 複雑な形状の障害物が多数存在するような作業空間では利用できない.そこで本研究では, ロボットを多面体 (B-Reps) , すべての障害物を含む作業空間をオクトツリーという異なるソリッドモデルで表現し, そのもとで機能する近接2点決定アルゴリズムを提案する.オクトツリーは作業空間の障害物の表面を含む領域のみを分割することで作成されるソリッドモデルで, 空間内のすべての領域を位置に関して階層的に管理している.この階層構造を利用すると, 1) ロボットから近い順に障害物が存在する領域を探索し, 2) 近接2点を獲得すると直ちに終了するようなアルゴリズムが設計できる.このアルゴリズムは障害物を含む領域のほとんどを探索しないので, その計算量は障害物の個数やその形状の複雑さに依存しなくなる.したがって, このアルゴリズムは複雑な形状の作業空間において高速に機能する.最後に, アルゴリズムの計算量が空間の形状の複雑さに依存しないことやアルゴリズムの実際の計算時間を実験で確かめる.
  • 金子 真, 今村 信昭, 横井 一仁, 谷江 和雄
    1989 年 7 巻 3 号 p. 161-171
    発行日: 1989/06/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
    剛性モデルに基づく多指ハンドの安定把握に関するこれまでの解析では, 指先と対象物との間の摩擦が考慮されていないため, これらの解析結果を現実的な把握系に対応させると安定性に関して矛盾が生じる.例えば, 摩擦のない把握系で安定性が保障されたとしても, 摩擦を考慮すると回転運動に対し把握が不安定になる場合がある.
    本論文では各指を同じ接触点を通過する2本の直交仮想ばねkxi, kyiで置換えて, 摩擦のある把持系の安定性について論じている.対象物内に回転中心をあらかじめ設定し, 仮想ばねkyiの方向は, その延長線が回転中心を通過するように定められる.そしてこうして定められたすべての仮想ばねを合成して, 把握系の剛性行列をもとめ, この行列の正定性を調べることにより安定条件を明確にしている.この解析により, 仮想バネkyiは平衡状態で対象物に内力を与えるのに重要な役割を演じ, 仮想ばねkxiは回転に対する安定性に必要不可欠であることが示される.また, 実際に把握パラメータを決める際には, 対象物に過大な力が作用しないように平衡状態における内力の上限を規定する評価関数を導入している.最後に, 本研究のために特別に設計された2本指ハンドモデルを使って評価実験を行い, 解析の妥当性を確認している.
  • 舘 〓, 榊 泰輔, 荒井 裕彦, 西澤 昭一郎, ホセ・フェリペ ペラエス・ポロ
    1989 年 7 巻 3 号 p. 172-184
    発行日: 1989/06/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
    この研究は, 安定的な接触作業を実現するマニピュレータのインピーダンス制御法に関するものである.この方法は, マニピュレータの機械的インピーダンスを見かけ上変化させることにより, ロボットと環境との間の動的な相互作用を制御する.
    従来のインピーダンス制御法では, 力センサまたはトルクセンサを用いているため, マニピュレータの部品点数が増えたり構造が複雑になるという問題があった.
    この報告では, 力センサやトルクセンサを使用せずにインピーダンス制御を行う方法を提案する.マニピュレータの各軸の角速度・角加速度を推定し, 目標とするインピーダンスを実現するために各軸に必要なトルクを内部モデルから計算し各軸に加え制御する.2自由度のDDマニピュレータをもちいた接触作業によりその有効性を検証した.
  • 鈴木 達也, 大熊 繁, 内川 嘉樹, 岩田 幸二
    1989 年 7 巻 3 号 p. 185-194
    発行日: 1989/06/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
    本論文では, 直流電動機の電流信号を用いた新しい学習制御法を提案する.提案する学習制御法には二つの長所がある.第一は, 直流電動機の電流信号は加速度信号に比べて容易に得られるということ, 第二は電流信号は遠心力やコリオリ力等の非線形項を含んでいるので非線形性の強いロボットに対しても非常に速い収束が得られるということである.
    電流信号はトルクにもっとも近い信号であるので, 電流信号を学習するために各種パラメータの公称値を知る必要がある.しかし, 本手法は基本的に試行と修正を重ねることにより最適入力を得ようとする学習制御であるので, 公称値を知る必要はあっても完全にパラメータを同定する必要はない.つまり, 本学習制御法はあらかじめ知ることのできるパラメータの公称値を使って従来の学習制御法より速い収束を得ようとするものである.
    具体的に, 同定誤差の含まれ易いパラメータとして, 直流電動機の電機子抵抗Raとアームの物理パラメータがある.そこでまず, Raの変動が学習の安定性に及ぼす影響をシミュレーションにより検討する.次に, アームの物理パラメータ同定誤差は学習の収束を妨げることになるので, 軌道がある程度収束してから電流の学習ゲインを小さくする必要があることを示す.そして最後に, 提案したアルゴリズムが位置, 速度, 加速度学習型のアルゴリズムと比較しても十分速い収束が得られ, 特にロボットアームの非線形性が強い場合に有効であることを示す.
  • 涌井 伸二, 美多 勉
    1989 年 7 巻 3 号 p. 195-198
    発行日: 1989/06/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
    We have already proposed an identification method of inertial terms of a robot arm based on the mass loading effect of mechanical resonance. This method assumes that the mechanical cramp is prepared for every joint axis except for the measured joint. Although the measurements are performed without mechanical cramp.
    Analyzing the effect of identification accuracy under the condition of non-mechanical cramp, it is clarified that some estimation errors due to the coupling vibration occur.
    In this paper, we propose a modified identification method of inertial terms with the positive feedback of velocity and acceleration.
  • 坪内 孝司, 油田 信一
    1989 年 7 巻 3 号 p. 199-209
    発行日: 1989/06/15
    公開日: 2010/12/09
    ジャーナル フリー
    本論文は, 移動ロボットのための地図の表現と, 視野像の生成に関するものである.この地図は, すでに提案したカラーTVカメラを用いる視覚システムのための環境モデルを与えるものである.この地図とTVカメラの画像, およびロボットの走行系から得られる, 累積誤差を含む移動ロボットのおよその推定位置により, ロボットのより正確な自己位置を確認できる.
    この地図に対する要求は, 1) ロボットの推定位置に基づいて視野像を生成するために, 鉛直方向の情報を含むこと, 2) 複数の廊下や部屋の連なりが表現できること, 3) ドアの開き角が表現できること, である.地図の外部表現はS式様のテキストで与えられる.このテキストは, 次の3つのリストからなる. (a) 建物内環境における対象物を示すプリミティブを定義するリスト, (b) プリミティブのセグメントへの配置を定義し, さらにセグメントの配置を定義するリスト.セグメントは廊下や部屋を表現するものである, (c) ドアの開き角を示すリスト.
    プリミティブを定義するリストにおいては, 柱プリミティブ, へこみプリミティブ, ドアプリミティブ, 円筒プリミティブが用意されている.これらを形状プリミティブと呼ぶ.また, 長方形色プリミティブと円筒色プリミティブが, 対象物の着色部分を表すのに用意されており, 形状プリミティブの上に配置される.
    地図からの視野像の生成は, カメラの視野角と地図上におけるロボットの位置と方向を与えることにより, 着色部を示すプリミティブの特徴点をたどり, これを画像平面に射影することで行われる.この射影は台形となる.すでに提案した視覚システムにおける, 実画豫中の色のついた対象物にも台形があてはめられるので, 地図と実画像の問でのマッチングはこれらの台形の間で行うことができる.実験により生成された視野像の例も示す.
  • 1989 年 7 巻 3 号 p. 210
    発行日: 1989年
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
  • 亀山 充隆
    1989 年 7 巻 3 号 p. 211
    発行日: 1989/06/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
  • 岩金 孝信
    1989 年 7 巻 3 号 p. 212-217
    発行日: 1989/06/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
  • 山崎 和雄
    1989 年 7 巻 3 号 p. 218-224
    発行日: 1989/06/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
  • 三木 一郎, 嘉納 秀明
    1989 年 7 巻 3 号 p. 225-230
    発行日: 1989/06/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
  • 橋本 秀紀, 原島 文雄
    1989 年 7 巻 3 号 p. 231-236
    発行日: 1989/06/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
  • 吉川 恒夫
    1989 年 7 巻 3 号 p. 237-242
    発行日: 1989/06/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
  • 古田 勝久, 小菅 一弘
    1989 年 7 巻 3 号 p. 243-248
    発行日: 1989/06/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
  • 鳥居 信利
    1989 年 7 巻 3 号 p. 249-253
    発行日: 1989/06/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
  • 小野 裕
    1989 年 7 巻 3 号 p. 254-259
    発行日: 1989/06/15
    公開日: 2010/08/25
    ジャーナル フリー
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