車輪の沈下を有効に利用したロボット群の協調による不整地軟弱走行の実現
| Project/Area Number |
21K14105
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
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| Research Institution | Suwa University of Science |
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Principal Investigator |
藤原 大佑 公立諏訪東京理科大学, 工学部, 助教 (90868184)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 群ロボット / 軟弱地盤 / テラメカニクス / 伸縮移動ロボット / Push-pull locomotion |
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| Outline of Research at the Start |
【背景】JAXAなどでは，月・火星のような探査において小型で運搬が容易でシンプルな車輪型群ロボットを用いた広域で効率的な探査に着目している．しかし，車輪型ロボット単体では惑星表面の緩い軟弱地盤ですべりと沈下により簡単に走行悪化に陥る（登坂限界は17-20度程度）．群ロボットはロボット同士の協力によりこの走行悪化や立往生の克服が必要である．一方，軟弱地盤における車輪を搭載した群ロボット同士の効果的な協力方法の実現はされておらず，その走行性能は把握されていない．【目的】本研究では，軟弱地盤上において積極的な車輪沈下・支持を利用しロボット群同士が尺取虫のように協力し移動する方法を提案する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，これまで走行性能が高いと把握してきた車輪沈下・支持を利用した移動を群ロボット同士の協力的な移動に適用し，不整地軟弱地盤走行における滑り抑制を目指した．移動ロボットの構造は，2輪のスタビライザを登載したものとし，そのスタビライザに伸縮機構を付加したものとした．スタビライザの機構を維持したまま，伸縮機能を登載することは，単体の移動と他のロボットとの結合と分離を可能とした．2023年度には以下2点を実施した．
1.（高牽引負荷状態における走行試験の実施）高斜度での試験は試験装置の制約から，ロボットに錘を登載し負荷をかけた状態での試験に切り替え，台数と走行性能（スリップ量）の関係を把握した．その結果，垂直登坂では牽引負荷が増加した際にも台数が増えることでスリップ量が抑制され提案する結合移動が有効であると把握できた．結合状態については高負荷時でも分離等が発生しなかったため，現状の構造で良いことを把握した．2.（横断走行試験）横断走行に関しては想定とは異なり，台数が増加するほど滑り量が増加することを把握した．この結果を踏まえ，滑り量の抑制のために，結合部に旋回機構を登載する改良を実施した．結果，まず伸縮しながら旋回移動が可能な状態を構築できた．一方で，旋回移動を利用した結合伸縮移動でも台数の増加効果は滑り抑制に寄与しなかった．この結果を踏まえ，本研究で開発した結合状態では横断時には移動体のフォーメーションを変更し，少ない台数で移動することが有効であると把握した．
以上，本研究で開発した，車輪沈下・支持を利用した複数台による協力的な移動は，特に垂直登坂では台数が増加することで滑りが抑制できると把握した．本移動は不整地軟弱地盤上での複数台の移動ロボットによる協力的な移動例になりえる可能性を示唆できた．
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Report
(3 results)
Research Products
(9 results)
