入力制限を考慮した歩行支援機のオンライン軌道計画

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: CT13022

グループ名: 【C】電子・情報・システム部門 制御研究会

発行日: 2013/03/04

タイトル(英語): Online Trajectory Planning for an Intelligent Walking Support Machine Considering Force Limitation

著者名: 王 義娜(高知工科大学),王 碩玉(高知工科大学),姜 銀来(高知工科大学)

著者名(英語): Wang Yina(Kochi University of Technology),Wang Shuoyu(Kochi University of Technology),Jiang Yinlai(Kochi University of Technology)

キーワード: 歩行支援機|オンライン軌道計画|安全制御|経路追従|Walking support machine|Online Trajectory Planning|Security control|Path tracking

要約(日本語): 立位姿勢保持筋力の不足の下肢障害者に対して、自立歩行支援機を開発している。歩行支援機には、要介護者の安全を保証するために、使用者の行こうとする方向を精確に追従する機能が必要である。先行研究では、非線形摩擦力及び重心ずれに対して、運動精度を確保するために、ディジタル加速度制御法を開発した。入力に制限がない時、良い径路・軌道追従精度を得られる。しかし、実際の駆動輪は入力の制限があるので、歩行支援機の追従精度が低下し、目標径路からずれる恐れがある。従って、本報告では、歩行支援機の入力制限を考慮したオンライン軌道計画法を開発する。制御則により、許された入力を用いて、歩行支援機の目標軌道を計画し、追従精度を保証する。

要約(英語): An omni-directional walking support machine (WSM) has been developed for the people with walking disabilities. To ensure the users' safety, the robot needs to have a good motion performance to precisely track the user's intention. In our previous study, a digital acceleration controller, which compensates the effect of nonlinear friction and center of gravity (COG) shift, has been developed for the WSM. When the driving wheels' forces are unlimited, the robot can achieve a sufficient path and trajectory tracking performance using the digital acceleration controller. However, in practice, since the wheels' driving forces have limitation, if the required control force is beyond the limitation, the path and trajectory tracking performance cannot be guaranteed, and the robot may deviate from the desired path. Therefore, in this paper, an online trajectory planning method is proposed considering the driving wheels' force limitation. The desired trajectory is planned using a permitted control force according to the proposed controller. The path tracking accuracy of the WSM is guaranteed based on trajectory planning.

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 746 Kバイト