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テザー宇宙ロボットの微小重力下における姿勢制御手法の構築

Research Project

Project/Area Number 16686013
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Dynamics/Control
Research InstitutionKagawa University

Principal Investigator

能見 公博  香川大学, 工学部, 助教授 (20325319)

Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥27,170,000 (Direct Cost: ¥20,900,000、Indirect Cost: ¥6,270,000)
Fiscal Year 2006: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2005: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
Fiscal Year 2004: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
Keywordsテザー宇宙ロボット / 微小重力実験 / 姿勢制御 / 機構開発ソフトウェア / 軌道上シミュレータ / 運動解析 / 機構開発ソフトウエア
Research Abstract

テザー宇宙ロボットのキーテクノロジーは,テザー張力下におけるロボットの姿勢制御手法である.本研究では,機構的にテザーの張力変動(挙動)に対応でき,高精度姿勢制御が可能な装置を開発し,その装置に適用できる制御手法を確立することを目的としている.
前年度までの研究成果から,テザー宇宙ロボットのアーム駆動関節機構およびテザー伸展回収機構を設計製作し,微小重力実験による挙動解析を行った.航空機実験解析結果から伸展回収が可能であること,また落下実験結果からテザー宇宙ロボットの姿勢制御特性,テザー張力制御特性,伸展回収機構の放出,ドッキングの挙動特性を明らかにした.そして,テザー宇宙ロボットのアーム駆動による姿勢制御は有効であることを確認した後に,最適制御パラメータを導出し,実験的に評価・検証した.
また,テザーを弦要素としてモデル化し,伸展回収時に大変位・大変形を伴うことを考慮して運動解析手法を構築した.このような大変位・大変形は重力場では現れない.そこで落下施設における微小重力実験を実施した.この実験において,テザーの微小張力状態における空間運動を発生させ,大変位・大変形を計測することができた.
また,つくば宇宙センターにおいて,熱真空試験および放射線試験を実施した.熱真空試験では,真空中での機器動作に対する温度の影響を明らかにした.放射線試験では,小型化のために用いているマイコンおよびメモリの耐性を明らかにした.

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2007 2006 2005 2004 2002 Other

All Journal Article (10 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Experimental Examination of the Motion of a Tethered System with Large Deformation and Large Displacement2007

    • Author(s)
      S.Takehara, M.Nohmi, Y.Terumichi, K.Sogabe
    • Journal Title

      Journal of Environment and Engineering Vol.2, No.1

      Pages: 64-75

    • NAID

      110006264602

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of Engineering Test Satellite STARS-1 for Tethered Space Robot2006

    • Author(s)
      T.Yamamoto, H.Yoshihara, A.Andatsu, M.Oohara, M.Ootani, M.Nohmi
    • Journal Title

      Proceedings of the 25^<th> International Symposium on Space Technology and Science 2006-s-04

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 超小型衛星によるテザー宇宙ロボット伸展回収2006

    • Author(s)
      能見公博, 山本健志, 安達章
    • Journal Title

      第50回宇宙科学技術運合講演会講演集 2G11

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] テザー宇宙ロボットの姿勢制御に関する微小重力実験2005

    • Author(s)
      能見公博
    • Journal Title

      日本航空宇宙学会論文集 53-617

      Pages: 281-287

    • NAID

      130000146957

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development Concept for Space Tethered Autonomous Robotic Satellite I2005

    • Author(s)
      M.Nohmi, T.Yamamoto, H.Yoshihara, K.Tanaka, K.Matsushita
    • Journal Title

      8th International symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Experimental Analysis for Attitude Control of a Tethered Space Robot under Microgravity2004

    • Author(s)
      M.Nohmi, S.Yoshida
    • Journal Title

      Space Technology (Space Engineering Telecommunication, Systems Engineering and Control) 24-2, 3

      Pages: 119-128

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of Microgravity Experimental Device for Tethered Space Robot Using Drop Capsule2004

    • Author(s)
      S.Sakamoto, M.Nohmi, S.Yoshida
    • Journal Title

      Proc.of the 4^<th> International Conference on Advanced Mechatronics

      Pages: 395-400

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Attitude Control of A Tethered Space Robot by Link Motion Under Microgravity2004

    • Author(s)
      M.Nohmi
    • Journal Title

      Proc.of the International Conference on Control Application

      Pages: 424-429

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] テザー宇宙ロボットの姿勢制御に関する微小重力実験

    • Author(s)
      能見公博
    • Journal Title

      日本航空宇宙学会論文集 (掲載予定)

    • NAID

      130000146957

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 大変形・大変位を伴うテザードシステムの実験的検討

    • Author(s)
      竹原昭一郎, 能見公博, 曄道佳明, 曽我部潔
    • Journal Title

      日本機械学会論文集(C編) (掲載予定)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] テザーに運結された機器の姿勢制御方式2004

    • Inventor(s)
      能見公博
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人香川大学
    • Filing Date
      2004-02-18
    • Acquisition Date
      2006-08-25
    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] テザーに運結された機器の姿勢制御方式2002

    • Inventor(s)
      能見公博
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人香川大学
    • Filing Date
      2002-03-29
    • Acquisition Date
      2006-07-21
    • Related Report
      2006 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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