2011 Fiscal Year Annual Research Report
ミクロ・マクロ反発係数法に基づく宇宙ロボットによる衛星捕獲時の接触制御法の確立
| Project/Area Number |
10J03505
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
鵜山 尚大 東北大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC2)
|
|---|
| Keywords | フリーフライング宇宙ロボット / 軌道上サービス / 宇宙機捕獲 / 接触制御法 / インピーダンス制御 / 反発係数制御 |
|---|
| Research Abstract |
申請者は,軌道上サービスロボットによる衛星捕獲時の接触制御法の確立を目指し研究を行っている.衛星捕獲技術は運用を終えた衛星のデブリ化を解消し,持続可能な宇宙利用のための根幹技術である.衛星を安全且つ確実に捕獲するためには,捕獲時に発生する接触現象,及び接触により誘発される相対運動を適切に制御することが重要である.上記を踏まえ,本研究では接触時のマニピュレータ手先と被捕獲衛星間の反発係数(相対運動)を自在に制御する手法の研究を行っている,本年度は前年度に定式化した接触制御手法の実験による検証を主な目標とし研究を行った.
本年度の成果として,前年度に提案したマニピュレータ手先と被捕獲衛星間に定義される反発係数を自在に制御可能な制御式を用いて,衛星捕獲時の接触における反発係数制御の実験を行った.ここでは衛星捕獲模擬のため,地上で微小重力環境を模擬することが可能な空気浮上テストベッドを用い,衛星捕獲シミュレーションを行った.その結果,接触力及び反発係数(相対運動)を提案した制御式で適切に制御可能であることを確かめた.
また,軌道上での接触現象を制御する助けとなる,マニピュレータの手首機構について製作・検証を行った.ここでは,機械的なコンプライアンスを導入することにより,接触時間を延長すること,衝撃を緩和すること,さらには接触制御時の制御性を向上させることが可能であることを実験的に示した.
前年度に引き続き,宇宙ロボットを模擬する空気浮上ロボットの製作,並びに故障衛星を模擬する空気浮上ターゲットを製作し,より軌道上の環境に近い実験環境を構築した.
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
東日本大震災により研究設備が被災し,その復旧に時間がかかったため.
また復旧後め度重なる余震の度に,安全のため実験フィールドからの退避を余儀なくされ,さらには揺れにより実験設備の調整が必要なことが多々発生したため.
|
| Strategy for Future Research Activity |
震災による採用延長措置を受けることができたため,今後の研究では積極的に実験の数を増やし,研究成果となるデータを増やす.余震の頻度も大きく減少したため,実験機材の調整頻度も大幅に改善されており,当初の研究計画に変更を加えることなく遂行可能であると考えている。
震災により,研究費で製作中だったロボットが損傷したことも研究の遅れの要因となっていたが,現在ではほぼ完成に近い状態までこぎつけた.今後はこのロボットを完成させ,研究計画にある実験を精力的に行い,研究成果を学術論文として発表する.
|
