非完全拘束型パラレルワイヤ懸垂機構の逆運動学解析と順運動学計算法

摘要

走行型グレーンや旋回クレーン（Fig.1参照）のようなワイヤ懸垂装置は単純な機構で重量物の移動が可能であり，また作業域も比較的大きいことから港湾，工場，建設現場などで広く用いられている．しかしながら，このようなワイヤ懸垂装置ではワイヤの低い剛性のために吊り荷が揺れやすいという欠点を有している．また，このことにより運転速度を低く抑える必要があり，作業効率を高めることを困難にしている．さらに，通常は1本のワイヤもしくは等価的に1本のワイヤにより荷を吊り下げていることから，吊り荷の姿勢制御ができないという欠点も持っている．このような欠点を克服する一つの方法として複数のワイヤにより荷を懸垂するパラレルワイヤ懸垂機構がいくつか提案されている．例えばAlbusら[1]により6本ワイヤによる機構，川村ら[2][3]により7本のワイヤによる機構，西岡ら[4]により8本ワイヤによる機構，また大隅ら[5]と筆者ら[6]により3本ワイヤによるパラレルワイヤ機構が提案されている．これらの提案された機構では一つの手先効果器もしくは懸垂物を複数のワイヤにより拘束する機構となっており，それぞれの提案機構を用いてこの手先効果器や懸垂物の三次元位置·姿勢制御に成功している．