医療用ロボット

多関節小型ロボットマニピュレータ

マニピュレータのコンセプトと概要

本研究室で開発されている「高精度立体カム機構」「クラウンギア減速機構」といった、小型化が可能で精密なメカニズムを用いて構成した高精度なアクチュエータを直列に接続することで、高精度で非干渉な動作を実現できる小型医療用マニピュレータを開発している。

一般的に使用されている腹腔鏡と同等サイズの直径13mmを実現しつつ、マニピュレータが狭い腹腔内を自在に動くために1関節の長さをできるだけ短くすることを目標としている。

構成要素

高精度立体カム機構

三次元的に構成された2つのカム面とフォロアアームが常に2ヶ所で接触しながら運動するため、理論上のバックラッシュはゼロ

歯車のように歯で力を伝達するのではなく、部品全体で力を受けて伝達するため、比較的高い強度を有し小型化が容易

クラウンギア減速機構

歯車が最も押し付けられている場所から±90deg離れた2ヶ所で常に歯が接触しているため理論上のバックラッシュはゼロ

小型高トルクコアレスモータ（有限会社UNO）

φ12mm×12mmと小型でありながら10mNmの起動トルクを有する小型コアレスモータ

シートレゾルバ（株式会社松尾製作所）

φ12mm×2.85mmと小型扁平な角度センサ

発表文献

• 藤森優太、三浦裕文，伏見雅英，佐々木裕之，高橋隆行, 高精度立体カム機構及びクラウンギア減速機構を用いた医療用小型多自由度マニピュレータの開発－システム概要とアクチュエータの評価－, 第13回　公益社団法人　計測自動制御学会　システム・インテグレーション部門　講演会　SI2011, 3J2-4（CDROM）, 2012.12, （福岡市）
• 藤森優太，三浦裕文，伏見雅英，佐々木裕之，高橋隆行, 高精度立体カム機構及びクラウンギア減速機構を用いた医療用小型多自由度マニピュレータの開発－試作マニピュレータの評価－, 日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会'12, 2P1-U02（CDROM）, 2012.5, (浜松市)
• 藤森 優太，佐々木 裕之，高橋 隆行，秦 安延，秦 豪一，伏見 雅英，高崎 進，関冨 勇治, 高精度立体カム機構及び変形クラウンギア減速機構を用いた 医療用小型多自由度マニピュレータの検討, 第２９回日本ロボット学会学術講演会, 3C1-3（CDROM）, 2011.9, (芝浦工業大学)
• 藤森優太，安沢孝太，高橋隆行, 高精度立体カム機構の評価とそれを用いた医療用小型多自由度マニピュレータの基礎的検討, 日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会'11, 2P2-H4(CDROM), 2011.5, (岡山市)
• 藤森優太，安沢孝太，佐々木裕之，高橋隆行, 低バックラッシュ立体カム機構を用いた医療用小型高精度多自由度マニピュレータの開発, 計測自動制御学会 東北支部 第261回研究集会, no.261-5, 2010.11, (福島大学)