ヤモリを模した微小突起構造を備えた平行グリッパの開発: 濡れた面に対する微小突起構造の把持力の評価

摘要

本研究では，表面が濡れている物体の安定把持が可能なロボットグリッパおよび多指ハンドの実現を目的として，水中でも物体表面に吸着するヤモリテープの微小突起構造の性能試験を行った．ロボットマニピュレーションにおいて，水や油による物体表面の濡れなどに起因する滑りは物体の把持や操りの失敗の原因となる．物体表面が濡れている場合，摩擦係数は接触力に応じて変動するため，適切な把持力を設定することは困難である．また，摩擦力を確保するために接触力を大きく作用させると，物体を変形·破損させてしまう恐れがある．そこで本研究では，ヤモリテープに見られる数十マイクロメートルの微小突起構造に着目した．Fig.1にSEM (S-2150, Hitachi)により撮影したヤモリテープ(Gecko Nanoplast, Gottlieb Binder GmbH & Co. KG)の微小突起構造を示す．この微小突起構造は僅かなプリロードによりせh断方向に強い粘着性を示すことが確認されている．この微小突起構造は壁面を垂直に移動するロボットの足や球体などの様々な形状の物体 を把持することのできる空気圧グリッパ，接触力を作用させにくい宇宙空間においての使用を目的としたグリッパなどへの適用が研究されている．このように従来研究は，ポンプを用いた空気圧制御や宇宙空間といった制限的な環境における使用を対象としたものが多い．