非線形バネを用いた剛性可変腱駆動機構に関する研究

摘要

超高齢社会の到来により人間環境で作業を行うロボットの実現が望まれるが，その一実現法として非線形バネを用いた腱駆動機構と，その制御法に関する研究を紹介する。図1の腱駆動機構は1つの関節を2つのワイヤで駆動し，その途中に伸びるほど剛性が増加する非線形バネがある。ワイヤの張力差と和がそれぞれ関節のトルクと剛性に関係する。本機構は筋の拮抗対と同じ構造であり，生体と同じように関節弾性を可変にでき，図2のように関節数を増やして生体の特性に近い多関節アームを製作できる。さらに，モータを根元に配置してアーム部分を軽量化できるため，安全性を高めることが可能である。