自重補償機構の設計原理と動作支援技術への応用
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概要
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空間内で姿勢変化する多関節リンク機構について，関節の自重トルクを完全に補償する機構の設計原理および動作支援技術への応用方法を解説した．その要点は，平行リンクを用いた姿勢変化と自重トルクの非干渉化，ばねを用いた正確な自重補償トルクの発生，3軸が直交する関節モジュールの設計方法から成っている．機構の応用事例として，4自由度垂直多関節マニピュレータとトルク補償型肩装具の構成方法と評価結果を紹介した．自重補償を備えたマニピュレータが先端リンク姿勢に依存せずに正確な補償トルクを発生できること，従来型マニピュレータと比較して，可搬重量，最大速度，最大加速度の全てにおいて高い性能が得られることを示した．装具については，日常生活動作に必要な可動域を満たしていること，挙上動作時の三頭筋・僧帽筋の活動が有意に減少すること，肘の自由な運動を損なわずに食事動作を補助できることを示した．
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