WEKO3
アイテム
運動学的冗長性・駆動冗長性を有するマニピュレータの特性解析と冗長自由度を最大限活用する運動制御
http://hdl.handle.net/2261/44028
http://hdl.handle.net/2261/440280e5ab4ef-4576-4c4c-9ad2-520550bf4368
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
|---|---|---|
48096436.pdf (14.4 MB)
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| Item type | 学位論文 / Thesis or Dissertation(1) | |||||
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| 公開日 | 2011-08-08 | |||||
| タイトル | ||||||
| タイトル | 運動学的冗長性・駆動冗長性を有するマニピュレータの特性解析と冗長自由度を最大限活用する運動制御 | |||||
| 言語 | ||||||
| 言語 | jpn | |||||
| 資源タイプ | ||||||
| 資源 | http://purl.org/coar/resource_type/c_46ec | |||||
| タイプ | thesis | |||||
| その他のタイトル | ||||||
| その他のタイトル | Characteristics Analysis and Motion Control Utilizing Redundant Degree of Freedom of a Manipulator with Kinematic Redundancy and Actuation Redundancy | |||||
| 著者 |
杉本, 貴大
× 杉本, 貴大 |
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| 著者別名 | ||||||
| 識別子Scheme | WEKO | |||||
| 識別子 | 5277 | |||||
| 姓名 | Sugimoto, Takahiro | |||||
| 著者所属 | ||||||
| 著者所属 | 東京大学大学院情報理工学系研究科電子情報学専攻 | |||||
| Abstract | ||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||
| 内容記述 | 従来の設計思想の一つとして"Simple is the best."という, 要求機能を達成するために必要最低限の構成で設計する, というものがある. 部品点数を減らすことで, 保守が容易になる, コストが抑えられるなどの利点が得られるため, 多くの産業用ロボットはこの設計思想に基づいて設計されてきた. 一方で, マニピュレータの高性能化を目指す際にはパラレルリンクマニピュレータなどの, 関節数が多く, アクチュエータ数も多いマニピュレータの開発も行われており, 注目されている. また, 生物の筋骨格構造をロボットに取り入れ, 高性能化を図る研究も行われている. これらに共通するのは, 運動性能の向上のために, 冗長自由度をマニピュレータに取り入れていることである. 本論文では, 生体の筋骨格構造を基本とする運動学的冗長性, 駆動冗長性を有するマニピュレータを対象とし, 冗長自由度を最大限活用する方法論について述べ, 冗長自由度持つことによる運動性能の変化を明らかにした. 特に, 冗長自由度を最適化に利用するという視点と, 対故障性, 信頼性を向上するという視点から, 以下の3つの項目について論じた. ・冗長自由度を有するマニピュレータからの出力, 加速度を最大化する見通しの良い手法を提案し, マニピュレータの構造と最大出力分布との関係を明らかにした. 特に, 有蹄類下肢, ヒト下肢の筋配列及び最大筋張力が抗重力運動に適していること, 力の最大化においては運動学的冗長性による姿勢獲得が重要であることを明らかにした. ・冗長自由度を有するマニピュレータのCP制御におけるエネルギー最小化最適制御を導出し, 様々なタスクにおいて, 必要となるエネルギーと運動学的冗長性の関連を定量的に評価した. マニピュレータ自身を水平移動させる負荷の軽い場合を除き, 抗重力方向への運動, 粘性が強い環境での運動などでは運動学的冗長性をもたない方が, 消費エネルギー的に有利であることを示した. ・冗長自由度を有するマニピュレータの出力維持に関する信頼度の計算手法の提案と, 冗長性指標の提案と計算手法について述べた. 先端からの力の信頼度分布を計算し, 2対4筋構造, 3対6筋構造それぞれが大きな信頼度で出せる力の領域を明らかにした. また, 冗長性指標分布の計算に基づき, ヒト下肢が膝を伸ばした状態では, 抗重力方向への広い範囲の力で高い冗長性指標をもつことを示し, 抗重力運動する際に優れた外乱抑制, 簡単な制御, 信頼性を高い可能性で持つ構造であることを数理的に明らかにした. | |||||
| 書誌情報 | 発行日 2011-03-24 | |||||
| 日本十進分類法 | ||||||
| 主題Scheme | NDC | |||||
| 主題 | 548 | |||||
| 学位名 | ||||||
| 学位名 | 修士(情報理工学) | |||||
| 学位 | ||||||
| 値 | master | |||||
| 研究科・専攻 | ||||||
| 情報理工学系研究科電子情報学専攻 | ||||||
| 学位授与年月日 | ||||||
| 学位授与年月日 | 2011-03-24 | |||||
