腕型ロボット

実は一番興味があるのが、この腕型ロボット。
マニピュレータとか呼ばれるそうです。

一番実用化されているロボットの形でなかろうか?
工場なんかで器用に溶接をしているロボットです。

腕というのは、骨の部分「リンク」と、「関節」からできてます。
リンクはただの棒なので良いとして、関節を考えてみます。

直線的に動く関節や、回転する関節が考えられます。
この3種類があればだいたいの腕は構成できるんじゃないでしょうか。

それから、どうやら関節を図示する方法はあまり定まっていないようです。
でも、この図は見やすいと思います。

人間の腕は伸びる運動はしませんけど、できると便利です。
これができるのはダルシムさんくらいだと思います。

そして、例えばこんな風にリンクと関節を構成してみます。
友人は2リンクマニピュレータと呼んでいました。

実は、関節の数が自由度と対応しています。
関節が2つだと自由度が2なので、2次元の平面上を自由に移動できる・・・というイメージ。

3次元空間の自由度は6です。
座標で3と、方向で3ですから。
だから、3次元空間で自由に動こうと思ったら、関節は6つ以上必要です。

実際、人間の腕は7の自由度があるのだとか。
余裕があるので腕に無理のない動きができます。
手をつかまれても振りほどけるのは、この第7の自由度のおかげ。

話を戻して、上に描いたマニピュレータは2次元平面を自由に移動できます。
そういうわけで、このマニピュレータを用いれば、紙の上に絵が描けます。
一筆書きですが・・・。

2リンクマニピュレータのシミュレーション|理工学部生の気ままな勉強ブログ

友人が、実際にこの構成で円を描かせるシミュレーションをしているのでご覧ください。
様々な制御方式で、このマニピュレータを制御しています。
綺麗な円を描いているものもあれば、暴走しているものもあり、制御の難しさが伺えます。

お絵かきロボットを作るのは、難しいんだろうな・・・。

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