2016 Fiscal Year Annual Research Report
人と不整地作業機械が協調するハイブリッド転倒安全システムの基盤構築
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15H02978
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
阿部 雅二朗 長岡技術科学大学, 技術経営研究科, 教授 (60212552)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉本 光隆 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (50196755)
高橋 修 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (60236263)
塩野谷 明 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (50187332)
仲川 力 舞鶴工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (70249811)
藤野 俊和 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (70508514)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 安全工学 / 機械力学・制御 / 建設機械 / 不整地 / 人間工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者らは、複雑条件下における不整地作業機械の転倒を防止し、運転者にとって快適な安全システムを開発するため、作業機械－不整地系シミュレータ、実機運転室シミュレータ、バーチャルシミュレータからなる「ハイブリッドシミュレータ」の基盤開発とそれを用いた各種解析を推進している。
不整地作業機械の各種稼働現場で機能する実現性の高い安全システムの開発に資するよう、実験解析用小型クローラクレーンの最適設計及び開発と高度化、VR機器を組み込むリアルタイムシミュレータの開発、さらに、高精度三次元動的バーチャルシミュレータの基盤構築を実施した。特に、実験解析用小型クローラクレーンに関する研究実績を述べると以下の通りである。
代表的な不整地作業機械であり、高い転倒安全性が求められるクローラクレーンによる荷役作業時の動特性をより正確に模擬し解析考察するため、標準的な実機の寸法・形状を詳細に調査分析した結果を考慮し、幾何学的相似比、転倒安全性に大きく影響を及ぼす各部質量配分のほか、土木作業機械に関わる規格にも準拠した実験解析用小型クローラクレーンに装備する主要構造体であるラチス式ジブを最適設計し製作した。この際、耐久性等に影響する材質等の選定にも留意し、製造を依頼する業者と基本設計段階から綿密に協議し、加工組み立てまで実施した。このジブを平成29年度に並行して最適設計し製作した新型上部旋回体へ組み付けた後、動作確認等を行い、平成30年度実施の実験解析に本格的に使用できる状態にまで仕上げた。
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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
交付申請書にて記載した目的及び達成度について具体的な内容は以下の通りである。
「実験解析用小型クローラクレーン用ラチスジブの最適設計及び製作」について、標準的な実機の寸法・形状を詳細に調査分析した結果を考慮し、幾何学的相似比、転倒安全性に大きく影響を及ぼす各部質量配分のほか、土木作業機械に関わる規格にも準拠した実験解析用小型クローラクレーンに装備する主要構造体であるラチス式ジブを最適設計し製作した。設計においては詳細に強度及び剛性の数値解析を実施した。製作まで完了しており、平成30年度実施の実験解析に使用できる状態である。
以上のことから、「おおむね順調に進展している。」との評価とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
複雑条件下における不整地作業機械の転倒を防止し、かつ運転者にとって快適な安全システムを開発するため、作業機械―不整地系シミュレータ、実機運転室シミュレータ、バーチャルシミュレータからなる「ハイブリッドシミュレータ」のさらなる高度化を推進する。今後は、不整地作業機械の各種稼働現場で機能する実現性の高い安全システムの開発に資するよう、実験解析用小型クローラクレーンを用いた実験解析、リアルタイムバーチャルシミュレータの開発及び高精度三次元動的バーチャルシミュレータ構築を実施する。
開発を完了した新型ラチスジブ及び新型上部旋回体を搭載した実験解析用小型クローラクレーンを用いて、下部走行体の設定、クローラベルト張力、カウンタウエイト質量・位置といった多様な機械側条件が荷役作業時における機械動特性に及ぼす影響を実験解析する。また、クレーンが転倒限界状態を超過する前に安定状態への自然復帰を図る転倒回避システムを設計・試作し、それらを統合したクレーンモデルを構築する。さらに、解析システムの高度化・標準化も推進する。
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