ロボットハンドの設計で悩んでいます

質問

現在、◎－◎－◎－●　（◎＝モーター、●＝エンドエフェクタ、－＝リンク）という構成の2自由度ロボットハンドの設計を行っているのですが、根元のモーターにかかるモーメントが0.70N.mで、根元モーターの定格トルクが1.2N.mである場合、ロボットハンドは正常に稼働するでしょうか。

回答No.2

norioP · ベストアンサー

同じモータ数で，トルクを減らせる方法を示しているので
ご注意ください．

ご指摘の問題は，ロボット工学の基本問題ですが，
意外とよい教科書がないのかもしれません．

１）仮想仕事の原理　２）釣り合い
の２つのアプローチがあります．
１）は計算が楽で，汎用性がある方法ですが，予備知識が必要です．
２）はその逆で，予備知識が要りませんが，汎用性が低いです．

今は２）をとるとすると，
○直感的にもっともトルクが必要となるアームの姿勢を決める
○手先に外力（把持する物体の重力）を考える
○各リンクに作用する外力（重力）を考える
○上記の２種類の外力によって各リンクが回転しないようにするには
　どの程度にモータのトルクが必要かを釣り合いの式で計算する
の順ですね．
最後のトルクがイメージしにくいときは，モータの代わりに，「関節を折り曲げようとするバネ」を考えてみてください．

お礼

御助言ありがとうございます。

考え方に自信がなかったのですが、今回提示してくださった方法と同じ考えであったので確信が持てました。
ありがたいです。

回答No.1

norioP

３自由度の図ですし，エンドエフェクタのペイロード，
重力方向が無いので質問が不適切だとおもいますが，
平行四辺形の閉ループにするとモータを小さくできます．
通常の２自由度マニピュレータと
◎
｜
◎－－－●

と
次の閉ループリンクマニピュレータは
■－○
｜　｜
○－○　●
　｜＿＿｜
は（静的には）同じです．
ただし，
○＝自由関節（ベアリング）
■＝２つのモータ◎（１つめの◎で平行四辺形の上辺，２つめの◎で平行四辺形の左辺に外力をあたえる）
です．

紙で模型を作ってみてください．

補足

回答ありがとうございます。
すいません。確かに三自由度です。
質問も唐突でわかりづらく、申し訳ありませんでした。

今回提示したものは、作業範囲やモーター数を考慮してこの形となっているので変更は難しいです。
緒元は以下のとおりです。各リンク長は根元から順に、0.17m、0.17m、0.06m。エンドエフェクタの重量は0.04kg、各モーターの重量は0.07kg、各リンクの重量は根元から順に0.045kg、0.045kg、0.016kgです。また、重力方向は図における下向きです。

この場合、ハンドを正常に動かす（速度はあまり出なくてもよい）場合、根元のモータの定格トルクはどれほど必要なのでしょうか。
助言がいただけたら幸いです。