可動範囲制約を直接考慮した1自由度モータ－ばね直列連成系の最適パラメータ決定手法

摘要

単発的な瞬発力を利用することを目的としたSMCSにおいて，速度拡大効果と加速範囲制約のトレードオフ問題を解決する1 つの手法として概略設計式を提案し，数値計算及び実験にて有効性と適用限界を示した．設計式はばね定数を小さく見積もる性質を持つが，設計の初期段階としてばね定数のオーダーを見積もるのに有効な式である．数値計算と実験値との間に大きな誤差が生じたが，これは実機の摩擦要素をほとhど無視しているからである．実際のロボットの設計を行う場合にはその目的に応じて摩擦モデルを組み込hでいくか，ある程度定性的に摩擦特性を考慮する必要がある．また本稿ではパラメータ設計という点のみに着目して最適化を図ったが，モータ制御方法の工夫によってもより高い速度拡大効果が得られる可能性がある．制御，設計の両面からのアプローチによる最適化手法を検討することも課題である．SMCS において効果的に瞬発力を発揮するという観点からは，多自由度SMCS についての検討が必要である．多自由度系では1 自由度系とは違った最適化手法が存在することが予想される．多自由度SMCS の解析及び最適化手法の確立も将来課題である．