二関節筋を再現する遊星歯車機構における等分配比の実現

摘要

遊星歯車機構の歯車列の設計により二関節筋の役割を持つキャリアに入力したトルクが第一関節トルク、第二関節トルクに等分配比で分配される条件を示し、シミュレーションおよび実験によって実際のトルク分配比を検証した。実験の結果、損失や粘性による不確かさがみられるものの、第一関節、第二関節に対しておおよそ1：1の等分配比でトルクが出力されていることが確認できた。また、等分配比で構成した遊星歯車機構を用いて2リンクマニピュレータを製作し、先端出力特性を測定したところ、二関節筋の特長である肩関節と手先を結ぶ直線上に最大出力点を持つ六角形の出力特性を確認することができた。今後は静的な出力特性だけでなく筋が持つ粘弾性を特性として取り入れ、歩行ロボットにも適用していく。