小型骨筋モジュールを用いた橈尺関節を有する人体模倣前腕の設計と応用
Human Mimetic Forearm Design with Radioulnar Joint using Miniature Bone-Muscle Modules and Its Applications
筋肉モーターを内蔵した小型モジュールを骨構造としても使うことで、人体の比率・重量・筋配置・関節性能に基づく橈尺関節付き前腕を開発し、はんだ付けやバドミントンなどの巧みな動作を実現した。
著者: Kento Kawaharazuka, Shogo Makino, Masaya Kawamura, Yuki Asano, Yohei Kakiuchi, Kei Okada, Masayuki Inaba
分類: cs.RO
原文アブストラクト
The human forearm is composed of two long, thin bones called the radius and the ulna, and rotates using two axle joints. We aimed to develop a forearm based on the body proportion, weight ratio, muscle arrangement, and joint performance of the human body in order to bring out its benefits. For this, we need to miniaturize the muscle modules. To approach this task, we arranged two muscle motors inside one muscle module, and used the space effectively by utilizing common parts. In addition, we enabled the muscle module to also be used as the bone structure. Moreover, we used miniature motors and developed a way to dissipate the motor heat to the bone structure. Through these approaches, we succeeded in developing a forearm with a radioulnar joint based on the body proportion, weight ratio, muscle arrangement, and joint performance of the human body, while keeping maintainability and reliability. Also, we performed some motions such as soldering, opening a book, turning a screw, and badminton swinging using the benefits of the radioulnar structure, which have not been discussed before, and verified that Kengoro can realize skillful motions using the radioulnar joint like a human.
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