■研究の背景
　自動車や航空・宇宙等の分野では、HILS※(Hardware In the Loop Simulation)と呼ばれる設計開発手法が導入され 、開発効率の向上が図られています。近年急速にメカトロニクス化が進む一次産業向け機械装置等の開発にもHILSを適用する ことを目的として、汎用PCとフリーソフトウェアで構成される低コストなリアルタイムシミュレータを構築しました。 昨年度までに、２次元平面内での運動である倒立振子の設計・製作過程に適用することで機能の検証を行ってきましたが、 今回これを３次元空間内での運動へ拡張する方法について検討を行ないました。その結果、垂直多関節ロボットを想定した リンク機構のモデル化と動作解析が可能となり、各関節の角度制御におけるアルゴリズムの検討やパラメータ調整に有効である ことを確認しました。


■研究の要点
１．リアルタイムシミュレータに要求される機能と構成の検討
２．シミュレーションの対象となるモデル（機構・制御アルゴリズム）の表現方法と解析手法の検討
３．２次元平面内での運動解析から３次元空間内での運動解析への拡張
４．メカトロシステム開発への適用とシミュレーション機能の検証

■研究の成果
１．汎用PCとI/Oボードで構成されるハードウェアに、リアルタイムOSや数値演算システム等のフリーソフトウェアを 組み合わせることで、低コストなリアルタイムシミュレータを構築しました。
２．３次元空間内での運動解析に対応したことで、より高自由度な機構の解析が可能となりました。
３．倒立振子試験機の設計・製作、および垂直多関節ロボットの制御に本シミュレータを適用し、メカトロシステムの 開発効率向上に有用であることを検証しました。