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き,障 害 物 を 回 避 し な が ら作 業 を 行 っ た り,対 象 物 に 回 り込 んで作業 を行 うこ とが可能にな る1).ま た 関節 形 ロボッ トでは,腕 の姿勢によ って 自由度 が退化 し, 特定方向の運動が行 えないよ うな特異な状 況が生 まれ るが,冗 長性は この よ うな特異点におけ る自由度 の退 化を補 う効果があ る2). 関節形 ロボ ッ トの冗長性 を考慮 した 運動 につ い て は,機 械技術研究所で 開発 された,人 間の腕 に類似 し た 自由度構成 をもつ7自 由度 ロボッ トMELARMを 対象 とした研究が あ る.そ こでは 人 間 の 腕 の 冗長性 が,肩 と手 首を結 ぶ直線 の 回 りの 肘 の 回転角度 と し て,定 性的に捉え ることがで きることを用 いて,冗 長 性利用 のた めの肘位 置決定 のアル ゴリズムが示 され て いる3).ま た肘 の回転角度が,MELARMの 第3関 節 の角度 に近似的 に一致 す ることを利用して,運 動 を決 定す る方法が開発 され てい る4).こ れ らは人間腕形 の 7自 由度 ロボ ッ トの機 構的特徴を 利 用 し た 手 法で あ り,人 間腕形で ない一般 の ロボ ッ トや,8自 由度以上 の ロボ ッ トには適用で きない.ま た冗長性 を何 らか の 目的 に利用す る場合,一 旦,肘 の運動 として間接 的に 表現 し直す必要 があ る. そ こで,わ れ われ は一般的な構造を有し,任 意 な 自 由度 数をもつ ロボ ッ トの冗長性を利用す るための理論 的基礎を確立す るために,冗 長性の解析 とその利 用法 について考察 を行 った. 通常,冗 長性 は関節変数で表わ された非線形連 立方 程 式の解 の任意性 と考 え られ,そ の程度 も大域的 な任 意変数の個数で 表わされ る.し か し,こ の大局的 な冗 長性 の とらえ方で は,冗 長性 を積極的に利用す るた め の基本 とな りに くい.そ こで,わ れわれは非線形連 立 方程 式を,基 準状態 か らの 微小変 化 に 対 して 線形化 し,こ れ に基づ いて,局 所 的に冗長性を捉える方法 を 採 る.こ の方法 に従 って,ま ず冗長性 を解析 し,い く つかの基本的な性質 を明 らかにす る.つ いで冗長性 の † IFAC 8th Triennial World Congressで 一 部 発 表 (昭56.8) 京 都 大 学 工 学 部 宇 治市 五 ケ庄 Faculty of Engineering, Kyoto University, Uji (Received September 27, 1982) ( Revised February 17, 1983)

Redundancy Analysis of Articulated Robot Arms and Its Utilization for Tasks with Priority