| Project/Area Number |
19K04287
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹囲 年延 弘前大学, 理工学研究科, 助教 (60517712)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | マルチボディダイナミクス / DEM / まき出し作業 / 自律施工 / ホイールローダー / ホイールローダ / 自動運転 / 個別要素法 / 個別要素法(DEM) |
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| Outline of Research at the Start |
ホイールローダーによってまき出し作業を行う場合、車体の駆動力に限界があり、土砂山が高いと停止してしまう恐れがある。自動運転を行う場合には、排土板に作用する力をリアルタイムに推定できないため、自律的な制御が困難であり、自動運転の支障となっている。
本研究では、レーザーによって土砂山の高さや形状を計測し、計測結果とDEM解析から、まき出し作業が可能な排土板高さを解明する。この結果をホイールローダーロボットによる、まき出し作業の自律施工システムに活用することによって、まき出し作業の自律施工が可能であることを明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
This paper presents a dynamics simulation technique of the scattering operation for the wheel loader taking into consideration of both digging the soil and travelling on the soil, in which the multibody dynamics analysis is coupled with the Discreate Element Method(DEM). The dynamic behavior of the wheel loader in the scattering operation is demonstrated by using this technique, and the basic control technique of the bucket is presented for the autonomous scattering operation of the wheel loader. It is presented that the scattering operation is successfully conducted by controlling the bucket height according to the height of the soil pile. This analysis is useful for the autonomous scattering operation of the wheel loader.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
DEMを用いた土砂反力を解析した経験に加え、マルチボディダイナミクス（多リンク機構を有するシステムの動力学解析手法）と連成させることによって、排土作業を考慮したホイールローダー車両のダイナミクス解析技術を新たに確立する。本技術を用いることによって、排土作業時のホイールローダー挙動を明らかにし、まき出し可能な排土板高さを解明する。この結果をホイールローダーロボット（まき出し作業の自律施工システムを搭載したホイールローダー）による、まき出し作業の自律施工システムに活用することによって、自律施工が可能であることを明らかにする。
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