| Project/Area Number |
23K13301
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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 20020:Robotics and intelligent system-related
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| Research Institution | Fukushima National College of Technology |
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Principal Investigator |
野田 幸矢 福島工業高等専門学校, 機械システム工学科, 准教授 (60803278)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | メカナムホイール / らせん溝 / 段差踏破 / 全方向移動車両 |
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| Outline of Research at the Start |
メカナムホイールのサブローラにらせん溝を入れることで段差等に引っ掛かりやすくし不整地踏破性を上げる技術(世界初)を開発した．本研究では，こうした技術が「メカナムホイール全方向移動車両は不整地踏破に不向き」という常識の反例となるのかを明確にする．特に，不整地の中でも難しい斜度45 degの階段踏破を目指し，車輪直径の15 %以上の段差踏破性を有するらせん溝入りサブローラの構造を明らかにする．このメカナムホイールには既製品と互換性があり，開発車両以外にも応用できる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究により通常のメカナムホイールにらせん形状の溝をつけることで段差踏破性が向上することが明らかになった．これらを踏まえ本年度では，(1)メカナムホイールサブローラの材質検討，(2)溝形状の差異による段差踏破性の調査，(3)平地での走破性能の検証を行った．
(1)のサブローラ材質に関して，当初計画していたカラーウレタン(日進レジン)が製造業者の廃業にともない入手困難になったため，ウレタンゴム系で入手性が良い四つの材質について検討した．真空注型のしやすさや摩擦係数の点から，本研究では新たにPUR11(タケシール)を使用することとした．
(2)の溝形状として直径60 mmのメカナムホイールに対して，1辺の長さが2.5 mmとなる正三角形と正方形の二つ溝形状について調査した．メカナムホイール単体での踏破可能な段差踏破高さを検証したところ，正三角形では16 mm，正方形では13 mmとなり，正三角形のほうが段差踏破性の向上することが分かった．
(3)の平地走破性能に関して，通常のメカナムホイールと開発したメカナムホイールを簡易車両に取り付け，1000 mm直進させた際に，75 mm以内にずれがおさまる回数を検証した．その結果，らせん溝付きメカナムホイールでは最も直進性の悪い方向で19/50回となり，通常のメカナムホイールの21/50回とほぼ差が生じなかった．このことから，平地踏破性に関して通常のメカナムホイールとほぼ差がないと考えられる．
今後の予定として，溝形状に関しては，正三角形以外の三角形溝形状での段差踏破性能を検証する．また，メカナムクランクと組み合わせさらに段差踏破性能や階段踏破性能が向上するか調査する．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ウレタンゴムの製造業者の廃業により，材料選定に手間取ったものの，3Dプリンタなどを積極的に活用し効率化したためおおむね上記の結果となった．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の予定として，溝形状に関しては，正三角形以外の三角形溝形状での段差踏破性能を検証する．また，メカナムクランクと組み合わせさらに段差踏破性能や階段踏破性能が向上するか調査する．
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