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デジタルハンドとプロダクトモデルとの統合によるアーゴデザイン支援システムの開発(第15報)─多様な製品筐体形状候補に対する効率的な把持姿勢生成

机译:通过与数字手和产品型号(第15次报告)集成的ARGO设计支持系统(第15次报告) - 各种产品底盘形状候选人的抓握姿态

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摘要

CAD システムの普及に伴い,人間が把持して利用する製品に対するエルゴノミック評価をシミュレーションにもとづき実施したいという要求が高まっている.そこで本研究は,上述の機能要求を満たし,デジタルハンドを用いて情報機器製品のエルゴノミック評価を仮想的に行う「アーゴデザイン支援システム」の開発を目的とする.これまでに,仮想エルゴノミック評価指標として,把持安定性,把持容易性,および形状適合性を提案した.また,物理シミュレーションエンジンを用いて,動力学シミュレーションにもとづいたデジタルハンドの姿勢制御を行うことで,ハンド初期姿勢の差異によらず,動力学的に安定な把持姿勢を高速に得る手法を開発した.本把持姿勢手法では,動力学シミュレーションにおいて,製品モデルの筐体形状を球体の集合(球体表現)によって近似的に表現することで,筐体形状として三次元メッシュを利用する場合に比べ,シミュレーション中のデジタルハンドと製品モデルとの干渉判定がより高速となり,かつ製品に接触した際のデジタルハンドの挙動がより安定となっている(図1).前報では,CAD 等から得られた製品の三角形メッシュを球体表現に変換する手法として,適応的中心軸生成にもとづいた近似手法[2]を用いていたが,この手法は,一つのモデルの変換に数分かかるため,製品の多数の筐体形状候補に対してそれぞれ球体表現への変換を行った場合,莫大な時間がかかる可能性があった.製品のこのような筐体形状候補群は,寸法パラメータの制御によって生成される場合が多いことから,本報では,対象とする筐体形状候補群を,2 形状の補間によって表現可能であるものに限定し,製品の筐体形状候補である2 つの三角形メッシュから,これらの任意の補間形状に対する三角形メッシュおよび球体表現を高速に生成する手法を開発したので報告する.
机译:随着CAD系统的扩散,对待抓握和使用的产品的符合人体工程学评估的需求基于模拟增加。因此,该研究旨在开发“ARGO设计支持系统”,其使用数字手和使用数字手进行人体工程学评估信息设备产品。到目前为止,作为一个虚拟果权评估指标,我们提出了握持稳定性,可粘合性和形状兼容性。另外,通过使用物理仿真引擎,通过基于动力学仿真执行数字手的姿态控制,我们开发了一种在高速获得动态稳定的抓握姿势的方法,而不管手的初始姿态差异如何。。在这种抓握姿态方法中,在动力学模拟中,与通过通过一组球体(球形表示)近似于产品模型的情况形状来模拟与壳体形状的三维网格进行比较。数字之间的干扰确定手和产品模型变得更快,当产品与产品接触时,数字手的行为更稳定(图1)。在上一个报告中,尽管基于自适应中心轴生成的近似方法[2]用作将从CAD等的产品的三角形网转换为球形表示,但是这种方法是一个模型,因为它需要一个模型几分钟变换,当转换为产品的大量随意形状候选的球面表示时,可能需要大量时间。由于产品的这种壳体形状候选组通常通过控制尺寸参数而生成,因此在本报告中,目标外壳候选组可以由两个形插值被限制为来自两个三角网格的产品外壳候选,我们已经开发了一种在高速下开发三角形网格和球形表示的方法。

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