日本のロボット研究の歩みHistory of Robotics Research and Development of Japan1985Manipulation〈マニピュレーション〉ロボットアームの動的ハイブリッド制御

マニピュレーション

吉川恒夫	京都大学大学院工学研究科

この論文は、ロボット研究開発アーカイブ「日本のロボット研究開発の歩み」掲載論文です。

ロボットアームによる対象物のマニピュレーションにおいては，手先の位置制御と操作対象物に加える力制御が重要である。この位置と力を同時的に制御するための制御方式としては，インピーダンス制御とハイブリッド制御の２つの方式が知られている。このうちハイブリッド制御は当初ロボットアームの動特性を考慮しない直感的な制御則が与えられていたが，この方式だと位置と力の正確な制御が難しいという問題点があった。本研究はアームの動特性を考慮した「動的ハイブリッド制御」方式を世界に先駆けて提案したものである。まず，アームの手先の対象物や環境との接触による拘束を拘束超曲面で表現している。ついで動的ハイブリッド制御の基本式を導いている。そして最後にサーボ補償器を備えた動的ハイブリッド制御系の基本的な構成を与えている。この制御方式は，位置と力を独立に正確に制御できることを明らかにするとともに，種々の状況におけるハイブリッド制御則を導出するための理論的基礎を与えている。たとえば，（１）拘束面が未知な場合のハイブリッド制御，（２）複数台のロボットによる協調ハイブリッド制御，（３）多指ハンドの把持と操り，（４）フレキシブルアームによる力制御，などへの拡張が行われている。