2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Wall Inspection Robot which Inspects by Remote Control
| Project/Area Number |
15K05905
|
|---|
| Research Institution | Osaka City University |
|---|
Principal Investigator |
高田 洋吾 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (70295682)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 移動ロボット / 社会インフラモニタリング / 数値流体力学 / モデリング / 制御系設計 / 生物模倣 / 消費電力低減 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
橋梁やトンネルなどの社会インフラや、ビル、マンションなどの建築物の老朽化が問題視されている。頻繁に点検することで社会インフラや建築物を長寿命化させることができるが、労働人口減少の影響で点検員は減る方向にあるため、ロボットによる点検に強い要望が寄せられている。そこで、社会インフラや建築物の壁面を撮影しながら走行可能なティルトローター駆動式壁吊観測用ロボット調査機 HORNETを開発した。壁面を検査するという目的において、マルチローターラジコンヘリと比較して、HORNETは、接触点検可能、操縦安定性、消費電力、耐外風性能などの面で著しく優れている。昨年度までに、その力学モデル作成とPD制御による耐外風性能の向上は確認できている。
最終年度は、特に消費電力を低減するため、高性能なローターブレードを求めて、様々なローター断面の抗力係数と揚力係数を計算しつつ、3Dプリンターで試作したローターブレードの性能を確かめた。様々な素材で比較した結果、材料の強度や軽さ、また、作りやすさの観点から、ブレード用として熱硬化性樹脂が適していた。ローターの断面形状は数値流体力学と遺伝的アルゴリズムの組み合わせで得られた形状は消費電力が小さくできることを確認した。また、平面形状に関して、尖翼を有する小型の陸鳥の翼を模倣することによって、HORNETにおける空中静止に必要な消費電力を最小にできることを確認した。また、新規に設計製作したHORNET三号機は、横移動が容易になるようにメカニズムの改良が加えられるとともに、打診検査、カメラ画像のWi-Fi転送、耐外風用制御系に関する全てのVHDLプログラムをロボットに搭載した演算デバイスZynqに書き込み、総合的に優れたロボットにすることができた。今後、四号機では、軽量化と鳥翼模倣のローターブレードの実装を目指して研究を進めていく予定である。
|
