剛体多体システムの動的運動シミュレータの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550238
• Research Institution: Kagawa University
• Principal Investigator: 杉本 浩一 香川大学, 工学部, 教授 (10304578)
• Keywords: 多体システム / シュミレーション / リー代数 / スクリュー理論 / 閉ループ機構 / ダイナミクス

Research Abstract

開ループ機構に対し,速度,加速度,慣性力の計算の漸化式表現を導き,それに基づいた動的シミュレータを開発した.さらに閉ループ機構に対し,ループ毎にその中の受動対偶の軸を表すスクリュー座標(接ベクトル)を,機構の速度,加速度の表現のための基底とし,力をその双対基底上の数ベクトル(余接ベクトル)で表すことにより,機構の運動空間の種類に関係なく,同じ表現で動的解析の定式化が可能であることを導き,これに基づいた閉ループ機構の解析アルゴリズムを開発した.この解析では,ループ毎に1つの対偶を選び,この対偶を介して,対偶に結合されているリンクに作用する力を未知数として想定する.受動対偶での仕事が零という条件から,この未知の力をの値を定め,開ループモデルとして.能動対偶に作用する力を計算し,これに基づいて能動対偶の運動を数値積分で計算する.残りの対偶の速度は閉ループ機構の速度解析により計算する.以上の計算に於いて,速度,加速度を受動対偶の基底の数ベクトルで,力をその双対基底の数ベクトルで表すことにより,平面機構や空間機構のような機構の種類に関係なく,同じ式展開を用いることができ,またループ毎にその運動空間の異なる機構に対してもそのまま適用できる,座標変換不変のアルゴリズムが得られた.さらにこの手法は,開ループ機構のシミュレータをベースとし,その上にループの拘束条件の処理プログラムを構築することによりシミュレーションが可能であり,開ループ,閉ループを含めて,1つのシミュレータとしてまとめることが可能である.

Research Products

• [Publications] 杉本 浩一: "連結連鎖の双対空間に基づくパラレル機構の力および動解析"日本機械学会論文集,C編. 68巻,672号. 2363-2367 (2002)
• [Publications] 杉本 浩一: "運動空間と拘束空間の基底の性質"日本機械学会論文集,C編. 68巻,675号. 3336-3342 (2002)
• [Publications] 杉本 浩一: "受動対偶を基底ベクトルとした閉ループ機構の運動解析"日本機械学会論文集,C編. 69巻,677号. 111-116 (2003)