立命館大学理工学部ロボティクス学科運動知能研究室(川村研究室)

お問合わせ

共振原理に基づく高エネルギー効率ロボットアーム
Resonance-based efficient robotic arm

研究概要

現在までにロボット手先位置の高精度化と運動の高速化を目的として,多くの産業用ロボットが開発されています. しかし,高精度・高速化を追及している現在の産業用ロボットのエネルギー効率は 決して良いとは言えません. そこで,産業用ロボットの省エネルギー化を目的とし,共振原理に基づく運動制御法を提案しています. この方法では,ばねを利用した可変弾性機構を利用することで, 各作業に適した運動を生成し,省エネルギー化を図っています. これまでに,水平面内におけるピック&プレイス作業,重力下におけるパレタイジング作業の省エネルギー化に成功しています.

特徴

・高エネルギー効率な周期運動を実現
・水平面運動だけではなく,重力下の運動も可能

Pick and Place task (Reduced energy about 80% off) Palletizing Task

可変剛性機構

Variable stiffness

現在のロボットは電動モータに高減速比のギアなどを利用する場合が多く,ロボットの関節は柔軟性を失っています. 今後のロボットでは環境や人との機械的接触を前提する作業が期待されています. そこで,一つの方法は機構的にロボットの関節を柔軟にする方法です.

特徴

・本研究では,ロボットの関節構造に設置し易く,低い剛性を実現可能な可変剛性機構を開発しました.

関連資料

  1. 松阪,植村,河村,川村「固定ばねと可変弾性機構を用いた重力作用時の多関節ロボット共振運動制御」第31回日本ロボット学会学術講演会,1M3-05, 2013
  2. H. Goya, K. Matsusaka, M. Uemura, Y. Nishioka and S. Kawamura,“Realization of High-Energy Efficient Pick- and-Place Tasks of SCARA Robots by Resonance”Proc. of the 2012 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2012), pp.2730-2735, Portugal, 2012
  3. Mitsunori Uemura, Hidemasa Goya and Sadao Kawamura, “Motion Control with Stiffness Adaptation for Torque Minimization in Multijoint Robots” IEEE Transactions on Robotics (T-RO),Vol.30, No.2, pp.352-364, 2014
  4. Mitsunori Uemura, Sadao Kawamura, Hiroaki Hirai and Fumio Miyazaki, “Iterative Motion Learning with Stiffness Adaptation for Multi-joint Robots” Proc. of the 2014 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO2014), pp.1088-1093, Bali, Indonesia, Dec.5-10, 2014
  5. Kento Matsusaka, Mitsunori Uemura, Sadao Kawamura, “High Energy-Efficient SCARA Robots based on Resonance: A New Motion Control Method by using Variable Elasticity” Proc. of the 2014 International Symposium on Flexible Automation (ISFA2014), Awaji-Island, Hyogo, Japan, July 14-16, 2014
  6. Kento Matsusaka, Mitsunori Uemura and Sadao Kawamura, “Realization of Highly Energy Efficient Pick-and-Place Tasks using Resonance-based Robot Motion Control,” Advanced Robotics, vol.30, No.9, pp.608-620, 2016
  7. Kento Matsusaka, Mitsunori Uemura and Sadao Kawamura, “Highly Energy Efficient Palletizing Tasks Using Resonance Based Robot Motion Control,” Journal of Mechanical Engineering and Automation, Vol.6, No.1, pp.8-17, 2016
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