研究開発された技術紹介

生活支援ロボットの普及には、安全性、信頼性の確保が最大の課題である。インテリジェント・ロータリエンコーダは、ロータリエンコーダに知能化システムを組み込むことで、エンコーダそのものが、予期しない振動や衝突などを検知して、安全確保のための指令を出すことができる。上位の制御系に頼らない迅速な処理が可能となる。生活支援ロボットはもちろん、医療機器、情報機器などの分野にも広く利用されるものと確信している

ロータリーエンコーダに知能化機能を付与し、小型・高速・高精度化実現
・ロータリーエンコーダの知能化
・知能化要素→「高精度で高度な回転運動の測定機能」、「安全確認・危険予知機能」、「角位置補正機能」
・知能化要素の実装形態は「FPGA+RAM」、「FPGA+DSP+RAM」、「高速高機能マイコン」から最適なものを選択・試作
(新技術)
インテリジェント・ロータリーエンコーダを用いた制御系
特徴
・高分解能、高速応答エンコーダの情報を有効に利用するには高速情報処理機能
・下位の制御を担当し、上位の制御の付加を軽減する高速高精度制御機能
・振動や衝突の検知機能による高度な判断機能と制御機能

・知能化システム機能設計を実施
‐制御の高度化、知能化を実現するうえで重要となる角位置、角速度などの諸データを高速・高精度に算出
‐高分解能/高応答のインクリメンタル/アブソリュート複合型のエンコーダを回転角センサとして使用し、知能化システムを設計
・知能化システム実装技術開発を実施
‐知能化システムの実装形態には様々な方法が考えられる。本開発では、「FPGAのみによる実装」、「CPU+FPGAによる実装」、「CPUによる実装」の3通りの実装形態を評価した結果、いずれの方法でも機能実装上には問題ないことを確認
・ロボットアーム、ロボットフィンガが必要な動作を行えることを実証
‐実証実験では、2関節2自由度のロボットアームと3関節2自由度のロボットフィンガを設計・製作・改良
‐衝突探知やすべり検知など制御に不可欠な機能モジュールをインテリジェント・ロータリーエンコーダに実装
‐ロボットアームを用いて実証実験を行い、一定間隔打撃などの一連の動作が可能であることを実証

・H24年度中の実用化に向けて補完研究を継続
・試作機・サンプルなし

・精度向上→回転状態(角度、角速度、角加速度、角振動)の検出・応答速度の高速化、局所制御機能の高度化により、メインの制御アプリケーションの負荷を軽減
・小型化、省スペース化→ハイブリッドエンコーダ、高速シリアル通信、知能化処理チップの開発等により、同等機能をより省スペースで提供

高機能化・小型化の研究を継続するとともに、拡張製品の研究にも着手
・製品利用方法のアナウンス、高機能化、小型化、別形態の製品への組み込み等、商品化への取り組みを続けている
・機能モジュール化の更なる進展・小型化研究を進めている。さらに複合センサを利用したさらなる拡張製品の研究を開始する予定
・今後は利用方法に関する啓蒙活動などに取り組むと共に、弊社別製品に同知能化技術を組み込んだ製品等を提案していく予定