教科書「ロボティクス」 画像・図版電子データ

2014.01.31公開  RoboticsFigures ver.01


[Chapter1]
図1.2(a)MOIRA着想（1997年）.jpg
図1.2(b)MOIRAアイデアCG（2001年）.jpg
図1.2(c)MOIRA予備試作（2002年）.jpg
図1.2(d)MOIRA-1試作（2003年）.jpg
図1.4(a)ピンの穴への挿入.jpg
図1.4(b)ピンが穴に噛み付く.jpg
図1.5ピン挿入作業の特性.jpg
図1.7ロボット設計の第一歩.jpg

[Chapter2]
図2.1.2(a)スポット溶接.jpg
図2.1.2(b)アーク溶接.jpg
図2.2.1(a)車輪型移動機構の例.jpg
図2.2.1(b)クローラ型.jpg
図2.2.1(c)脚機構の例.jpg
図2.2.1(d)ヘビ型移動機構.jpg
図2.2.2(a)極座標型.jpg
図2.2.2(b)スカラ型.jpg
図2.2.2(c)円筒座標型.jpg
図2.2.2(d)垂直多関節型.jpg
図2.2.2(e)デルタ型.jpg
図2.2.2(f)スチュワートプラットフォーム.jpg
図2.2.3人工筋アクチュエータを用いたロボットアーム.jpg
図2.2.4内界センサによる計測.jpg
図2.2.5制御機能の必要性.jpg
図2.2.6ロボットの機能の関連付け.jpg
図2.3.1車輪型全方向移動マニピュレータ.jpg
図2.3.2搭載されたマニピュレータ.jpg
図2.3.3移動台車の構成.jpg
図2.3.4全方向移動台車用車輪.jpg
図2.3.5駆動ユニットの拡大図.jpg
図2.3.6モータ駆動部と車輪部の接続.jpg
図2.3.7車輪の片持ち梁構造.jpg
図2.3.8車輪部と筐体部の接続.jpg
図2.3.9六自由度マニピュレータの関節動作.jpg
図2.3.10マニピュレータ関節部の分解図(a).jpg
図2.3.10マニピュレータ関節部の分解図(b).jpg
図2.3.10マニピュレータ関節部の分解図(c).jpg
図2.3.10マニピュレータ関節部の分解図.jpg
図2.3.11ベルトを利用した関節駆動部の構造.jpg
図2.3.12(a)かさ歯車を利用した関節.jpg
図2.3.12(b)かさ歯車を利用した関節.jpg
図2.3.13マニピュレータの基本構造.jpg
図2.3.14ロータリエンコーダ.jpg
図2.3.15ロボット先端に取り付けられた6軸力センサ.jpg
図2.3.16制御部の構成.jpg
図2.3.17モータ1台分の制御部.jpg
図2.3.18GPSを搭載した自律建設ロボット山祇4号.jpg
図2.3.19ロボカップ四足ロボットリーグ.jpg
図2.3.20ブロック線図.jpg
図2.3.20ロボットを分解すると.jpg
図2.4.1マニピュレータのモデル例.jpg
図2.4.2マニピュレータのリンク.jpg
図2.4.3連結したリンク構造.jpg
図2.5.1ロボティクスの成り立ち.jpg
図2.5.2ロボットの姿勢と見かけの質量.jpg
図2.5.3インピーダンス制御による仮想バネの実現.jpg
図2.6.1ロボティクスに重要なもの.jpg

[Chapter3]
図3.1.1WL-5.jpg
図3.1.2WABOT-1.jpg
図3.1.10重力方向分離駆動の4足ロボット.jpg
図3.1.15グリップを良くする紛体入りパッドを装着.jpg
図3.1.17オムニホイールを使った全方向移動.jpg
図3.1.18ステアリング車輪を使った全方向移動車(a)並進(b)その場旋回.jpg
図3.1.19 ４つのオムニホイールを使用.jpg
図3.1.23へびの推進原理.jpg
図3.1.26粗密と上下の波の進行で移動(a)波送りが前向きのナメクジ型(b)波送りが後向きのカサガイ型.jpg
図3.1.27ブロア吸引式4足歩行.jpg
図3.1.28 4脚にアクティブ車輪.jpg
図3.2.1代表的な車輪移動機構.jpg
図3.2.4対向2輪型移動機構のモデル.jpg
図3.2.5曲率の符号と回転中心の関係.jpg
図3.2.6回転中心から左右車輪と車軸の中心までの距離.jpg
図3.2.7微少移動量を積算して現在位置を推定.jpg
図3.2.8積分の近似計算.jpg
図3.2.9 BEEGO の駆動輪（左）と補助輪（右）.jpg
図3.2.10サスペンション機構.jpg
図3.2.11重心と回転中心の関係.jpg
図3.2.12経路追従のモデル.jpg
図3.2.13経路追従制御の処理.jpg
図3.2.14経路追従制御中のロボット走行軌跡(a) 0.5m離れた平行な経路に追従.jpg
図3.2.14経路追従制御中のロボット走行軌跡(b) 1m先の垂直な経路に追従.jpg
図3.2.15ライントレース方式.jpg
図3.2.16推定位置と地図に基づく自律走行.jpg
図3.2.17推定位置にもとづく自律走行の処理の流れ.jpg
図3.3.2テーブルが転倒する場合.jpg
図3.3.3台車が右方向に加速する場合の力の関係.jpg
図3.3.4静的不安定状態から台車が右方向に加速して動的安定となる場合.jpg
図3.3.5台車が右方向に加速してテーブルが転倒する場合.jpg
図3.3.6台車が左方向に加速してテーブルが転倒する場合.jpg
図3.3.7テーブル・台車モデルにおける座標の定義.jpg
図3.3.8計算ZMPとZMPが一致する場合.jpg
図3.3.9計算ZMPとZMPが一致しない場合.jpg
図3.4.1トライポッド歩容.jpg
図3.4.2 4足歩容の着地タイミング（脚位相）.jpg
図3.4.3クロール歩容の重心と脚の運動.jpg
図3.4.4支持脚期間を示す歩容線図クロールとトロットの歩容線図.jpg
図3.4.5脚運動ダイヤグラムの例（トロット歩容）.jpg
図3.4.6直線の脚運動ダイヤグラム（クロール歩容）.jpg
図3.4.7支持領域と重心投影点.jpg
図3.4.8縦安定余裕.jpg
図3.4.9クロールの脚位置と指示領域.jpg
図3.4.10 6足ウェーブ歩容の歩行速度と縦安定余裕.jpg
図3.4.11 4足ウェーブ歩容の歩行速度と縦安定余裕.jpg
図3.4.12間欠クロール歩容.jpg
図3.4.13前脚の足跡を後続脚がたどるFollow the leader歩容.jpg
図3.4.14 2つの歩容の線形補完　上段：クロール歩容　下段：トロット歩容.jpg
図3.4.15 4足ウェーブ歩容の支持脚チャート.jpg
図3.4.16 6足ウェーブ歩容の支持脚チャート.jpg
図3.4.17 6足前方ウェーブ歩容の脚位相(a)左前足基準.jpg
図3.4.17 6足前方ウェーブ歩容の脚位相(b)変化を最小にしたもの.jpg
図3.4.18 4足動歩行の代表的な3種.jpg
図3.4.19左右揺動によってバランスをとるトロット歩容.jpg
図3.4.20トロット歩容のZMPと重心の軌跡.jpg
図3.4.21重心の加速度とZMP位置の関係.jpg
図3.4.22全方向トロットの軌道計画.jpg
図3.4.23左右揺動で動的バランスを取りながらカーブ歩行した軌跡（長時間露光）.jpg
図3.4.24遊脚軌道に鉛直部分をつくって地面高さ変化に対応.jpg
図3.4.25鉛直方向の力を連続変化させる計画.jpg
図3.4.26スカイフックサスペンションのインピーダンス設定.jpg
図3.4.27胴体姿勢を保つ実験.JPEG
図3.4.28サスペンション制御中の胴体と脚の軌跡（長時間露光）.jpg
図3.4.29脚が壁面におよぼす力は前脚が引っ張りで後脚が押し付け.jpg
図3.4.30遊脚の上下の支持脚は力が小さい(a)前脚を上げた場合.jpg
図3.4.30遊脚の上下の支持脚は力が小さい(b)後脚を上げた場合.jpg
図3.4.31吸着時間が節約できるウォール歩容.jpg
図3.4.32ペース歩容を実現する「ハ」の字脚配置.jpg
図3.5.1練習3・3.jpg

[Chapter4]
図4.1.3平行グリッパ（上）多指ハンド（下）.jpg
図4.1.6サービスロボット.jpg
図4.2.1 2次元3自由度マニピュレータ.jpg
図4.2.2逆運動学における姿勢問題.jpg
図4.2.3三角形の辺の長さと角度.jpg
図4.2.4特異姿勢（2次元）.jpg
図4.2.5特異姿勢（3次元）.jpg
図4.2.6手先の力の移動.jpg
図4.2.7力の移動.jpg
図4.2.8 2次元1自由度マニピュレータ.jpg
図4.2.9 2次元2自由度マニピュレータ.jpg
図4.2.10各リンクにかかる力.jpg
図4.3.1座標系.jpg
図4.3.2物体に設定した座標系B.jpg
図4.3.3座標系の例.jpg
図4.3.4各軸回りに回転した座標系.jpg
図4.3.5座標変換の例.jpg
図4.3.6座標変換の繰り返し.jpg
図4.3.7 3自由度マニピュレータ.jpg
図4.3.8ロール・ピッチ・ヨー角.jpg
図4.3.9ベクトルaとｂとその外積a× b.jpg
図4.3.10角速度.jpg
図4.3.11 3自由度マニピュレータ（再掲）.jpg
図4.3.12 6自由度マニピュレータ.jpg
図4.3.13力成分によるモーメント.jpg
図4.3.14 3自由度マニピュレータ（力を作用する場合）.jpg
図4.3.15Denavit-Hartenberg法.jpg
図4.3.16ベクトルの回転と座標変換.jpg
図4.4.1PTP制御(a).jpg
図4.4.1PTP制御(b).jpg
図4.4.2平面1自由度マニピュレータ.jpg
図4.4.3仮想バネと仮想ダンパ.jpg
図4.4.4関節座標での位置制御.jpg
図4.4.5作業座標での位置制御.jpg
図4.4.6目標位置での静止状態.jpg
図4.4.7 2台のマニピュレータによる対象物制御.jpg
図4.4.8ハイブリッド制御.jpg
図4.5.1極座標マニピュレータ.jpg

[Chapter5]
図5.1.1センサを用いた計測.jpg
図5.1.2対象物を掴む作業.jpg
図5.1.3内界センサと外界センサ.jpg
図5.1.4計測結果の偏りとばらつき(a)センサAの計測結果.jpg
図5.1.4計測結果の偏りとばらつき(b)センサBの計測結果.jpg
図5.1.5ヒステリシスの例.jpg
図5.1.6信号の標本化(a)標本化間隔＜周期の1／2.jpg
図5.1.6信号の標本化(b)標本化間隔＞周期の1／2.jpg
図5.1.7信号の量子化(a)標本化.jpg
図5.1.7信号の量子化(b)標本化＋量子化.jpg
図5.2.2CCD撮像素子の構成.jpg
図5.2.3色フィルタの例.jpg
図5.2.4光の波長.jpg
図5.2.5全方位カメラ(a)全方位カメラ.jpg
図5.2.5全方位カメラ(b)全方位画像.jpg
図5.2.6テンプレートマッチング.jpg
図5.2.7テンプレートマッチング例(a)入力画像とテンプレート.jpg
図5.2.7テンプレートマッチング例(b)一番左上での相違度.jpg
図5.2.7テンプレートマッチング例(c)一番上左から2番目での相違度.jpg
図5.2.7テンプレートマッチング例(d)相違度の計算結果.jpg
図5.2.7テンプレートマッチング例(e)テンプレートマッチング結果.jpg
図5.2.8ピンホールカメラモデル.jpg
図5.2.9透視投影モデル.jpg
図5.2.10透視投影における関係.jpg
図5.2.11-1枚の画像から得られる距離と大きさの曖昧性.jpg
図5.2.12ステレオビジョンの基礎.jpg
図5.2.13対応点検出.jpg
図5.2.14平行ステレオ.jpg
図5.2.15ステレオ計測結果(a)左画像.jpg
図5.2.15ステレオ計測結果(b)右画像.jpg
図5.2.15ステレオ計測結果(c)計測結果.jpg
図5.2.16エピポーラ線.jpg
図5.3.2距離の測定原理と時間の計測方法(a)距離の計測原理.jpg
図5.3.2距離の測定原理と時間の計測方法(b)パルス方式.jpg
図5.3.2距離の測定原理と時間の計測方法(c)位相差方式.jpg
図5.3.6 3次元レーザ距離センサ.jpg
図5.4.1物体の把持動作.jpg
図5.4.2制御システムの構成.jpg
図5.4.4ポテンショメータの仕組.jpg
図5.4.6インクリメンタル型のロータリエンコーダ.jpg
図5.5.2ひずみゲージを用いた力の計測の原理.jpg
図5.5.3力センサの内部構造.jpg
図5.5.4片持ち梁を用いた1 アクティブゲージ法.jpg
図5.5.5ひずみゲージの原理とひずみゲージの構造(a) 基本原理図.jpg
図5.5.5ひずみゲージの原理とひずみゲージの構造(b)ゲージの構造 .jpg
図5.5.6ホイートストンブリッジ回路.jpg
図5.5.7片持ち梁を用いた2 アクティブゲージ法.jpg
図5.6.2加速度センサの原理.jpg
図5.6.3静電容量方式の加速度センサの回路.jpg
図5.6.5左回転する平面を移動する物体に働くコリオリ力.jpg
図5.6.6振動式ジャイロスコープの原理.jpg

[Chapter6]
図6.1.1車輪型移動ロボットの機構(a)2車輪型移動ロボットBEEGO.jpg
図6.1.1車輪型移動ロボットの機構(b)BEEGODrive.jpg
図6.1.1車輪型移動ロボットの機構(c)駆動部の機構.jpg
図6.1.2ロボット制御系の一般的な構成.jpg
図6.2.1DCサーボモータの原理.jpg
図6.2.2フレミングの左手の法則.jpg
図6.2.3回転軸回りのトルク.jpg
図6.2.4モータ回転角と発生トルク(a)コイル1個の場合.jpg
図6.2.4モータ回転角と発生トルク(b)コイル3個の場合.jpg
図6.2.6ブラシと整流子.jpg
図6.2.7ファラデーの電磁誘導の法則.jpg
図6.2.8モータの電気回路.jpg
図6.2.9DCサーボモータの速度トルク曲線.jpg
図6.2.10羽根車を回す.jpg
図6.2.11羽根車負荷がある場合の速度トルク曲線.jpg
図6.2.12電圧が階段状に変化したときの電流変化（モータ軸ロック時）.jpg
図6.2.13モータ伝達関数のブロック線図.での表現.jpg
図6.3.1電流制御回路.jpg
図6.3.2印加電圧とモータおよびトランジスタが消費する電力.jpg
図6.3.3パルス幅変調.jpg
図6.3.4Hブリッジ.jpg
図6.4.1ロボットアームの駆動方式(a)ダイレクトドライブアーム.jpg
図6.4.1ロボットアームの駆動方式(b)歯車減速ドライブアーム.jpg
図6.4.1ロボットアームの駆動方式(c)歯車減速スケルトン図.jpg
図6.4.2動力伝達機構による負荷慣性の変換.jpg
図6.4.3遊星歯車機構(a)遊星歯車機構の構成.jpg
図6.4.3遊星歯車機構(b)スケルトン図.jpg
図6.4.4ハイブリッド自動車プリウスの遊星歯車機構.jpg
図6.4.5ハーモニックドライブ機構(b)構造.jpg
図6.5.1VR型ステッピングモータの構造.jpg
図6.5.2ステッピングモータの駆動回路.jpg
図6.5.3ステッピングモータの励磁(a)1相励磁.jpg
図6.5.3ステッピングモータの励磁(b)2相励磁.jpg
図6.5.3ステッピングモータの励磁(c)1-2相励磁.jpg
図6.5.4ステッピングモータのパルス速度と発生トルクの関係.jpg
図6.6.1加減速曲線(a)急激に速度が変化する場合.jpg
図6.6.1加減速曲線(b)台形速度曲線の場合.jpg
図6.6.1加減速曲線(c)Bang-Bang制御の場合.jpg
図6.6.1加減速曲線(d)加速度連続の場合.jpg
図6.8.1タイミングベルト.jpg
図6.8.2ボールネジ.jpg

[Chapter7]
図7.1.1ロボットの駆動部分の構造(a)マニピュレータの関節の構造.jpg
図7.1.1ロボットの駆動部分の構造(b)移動ロボットの駆動系の構造.jpg
図7.1.2モータと周辺装置.jpg
図7.1.4ワンチップマイコンによる構成.jpg
図7.1.5インテリジェントモータドライバによる構成.jpg
図7.1.6 2進数形式のデジタル値.jpg
図7.1.7負荷の回転.jpg
図7.1.8モータのトルクの遷移.jpg
図7.1.9負荷の角度の遷移.jpg
図7.1.10負荷の角速度の遷移.jpg
図7.2.1負荷の角度とトルクの関係.jpg
図7.2.2仮想バネ.jpg
図7.2.3比例制御.jpg
図7.2.4目標角度.jpg
図7.2.5比例制御による負荷の応答.jpg
図7.2.6制御装置の構成.jpg
図7.2.7関節角の応答.jpg
図7.2.8PD制御.jpg
図7.2.9PD制御による負荷の応答.jpg
図7.2.10PD制御における固有角周波数wnと応答波形の関係(a).jpg
図7.2.10PD制御における固有角周波数wnと応答波形の関係(b).jpg
図7.2.10PD制御における固有角周波数wnと応答波形の関係(c).jpg
図7.2.11PD制御による負荷の応答（摩擦が大きい場合）.jpg
図7.2.12PID制御による応答の改善.jpg
図7.2.13制御プログラムフローチャート.jpg
図7.2.14制御用関数例P制御.jpg
図7.2.15ラダーチャ―トの例示(a)ランプ点灯回路.jpg
図7.2.15ラダーチャ―トの例示(b)ラダーチャート.jpg
図7.2.17ドライバICのブロック線図.jpg
図7.2.18PICを使ったモータ駆動回路.jpg
図7.2.19モータ制御プログラム.jpg
図7.2.20PWM制御のプログラム例.jpg
図7.3.1ハードウェアとソフトウェアのつながり.jpg
図7.3.2オープンコレクタ.jpg
図7.3.3デバイスドライバの働き.jpg

[Chapter8]
図8.1.1ロボットへの動作教示.jpg
図8.1.2マスタ・スレーブ型マニピュレータ.jpg
図8.2.5ユニラテラル制御.jpg
図8.2.6バイラテラル制御.jpg
図8.2.10地上のコントロールステーションでローバの経路を計画するためのシミュレータ.jpg
図8.2.11分担自律の例.jpg
図8.3.1ロボットへの動作教示の例.jpg
図8.3.2ロボット動作プログラムの例.jpg
図8.4.1ハノイの塔における状態空間.jpg
図8.4.2幅優先探索における探索木と探索の順序.jpg
図8.4.3深さ先探索における探索木と探索の順序.jpg
図8.4.5移動ロボットにおけるコンフィギュレーションスペースの例(a).jpg
図8.4.5移動ロボットにおけるコンフィギュレーションスペースの例(b).jpg
図8.5.1(a)2自由度マニピュレータにおけるコンフィグレーションスペース.jpg
図8.5.1(b)2自由度マニピュレータにおけるコンフィグレーションスペース.jpg
図8.5.2マニピュレータのコンフィグレーションスペース内での軌道計画.jpg

[Chapter9]
図9.1.2外観デザインの影響.jpg
図9.1.7操作に対する反応.jpg
図9.1.8動きの誇張やタメ.jpg
図9.1.9会話ロボット.jpg
図9.2.2コップスタンド.jpg
図9.2.3食物把持の様子.JPG
図9.2.4標準ジョイスティック.jpg
図9.2.5強化ジョイスティック.jpg
図9.2.6自動モード用ボタン.jpg
図9.2.7食物を差し出す様子.jpg
図9.3.1不気味の谷.jpg
図9.3.3AIBOERS110の自由度構成図.jpg
図9.3.4遺伝的アルゴリズムにより得られた歩容(a).jpg
図9.3.4遺伝的アルゴリズムにより得られた歩容(b).jpg
図9.3.4遺伝的アルゴリズムにより得られた歩容(c).jpg
図9.3.5ERS110の外部センサ.jpg
図9.3.7AIBOの行動制御アーキテクチャ.jpg
図9.3.9AIBOシリーズ購入の年齢別割合.jpg
図9.4.1ヒューマノイドロボット「VisiON-4G」.jpg
図9.4.2ロボカップの様子.jpg
図9.4.3全方位カメラ画像(a)実際の周囲の状況.jpg
図9.4.3全方位カメラ画像(b)取得画像.jpg
図9.4.4特徴抽出の流れ.jpg
図9.4.5画素単位の背景と物体の分離.jpg
図9.4.6ノイズ除去後.jpg
図9.4.7ラベリング処理(a) ラベリング処理のイメージ.jpg
図9.4.7ラベリング処理(b) ラベリング処理の流れ.jpg
図9.4.8オブジェクト判別.jpg
図9.4.9アクチュエータ.jpg
図9.4.10コントローラ.jpg
図9.4.11構造による姿勢.jpg
図9.4.12ひざの平行リンク構造.jpg
図9.4.13ソフトラバー外装(a).jpg
図9.4.13ソフトラバー外装(b).jpg
図9.4.14スケーリング係数による方向制御.jpg
図9.4.15スケーリング係数による加減速.jpg