低インピーダンスを実現するトルクエンコーダ型関節駆動系の開発

摘要

ロボットが人間社会に進出していくためには，環境から受ける外力を計測し，タスクに応じて柔軟に関節の剛性や出力トルクを調整できる関節が望まれる．ロボットの関節によく用いられるモータと減速機を用いた構造では，内部で生じる摩擦の影響により，モータ電流計測による外力トルク推定は困難である．このため，減速機後の出力トルク計測が必要となる．多くのトルク計測の方法は，弾性体の変形を計測するものであり，光センサを含む非接触距離センサ[1, 2] や歪みゲージ[3] を用いて減速機出力部に加えた弾性体の変形を計測している．この弾性体の設計においては，トルクセンサの搭載により関節の動特性が複雑化しないよう，剛性と測定分解能のバランスを保つことが重要となる．Hirzinger ら[3] は，マニピュレータの関節に高剛性かつ高分解能を実現したトルクセンサを内蔵し，トルク制御を実現している．