2018 Fiscal Year Research-status Report
狭所作業における移動効率を目的とした汎用車いす用の着脱式全方向移動機構の開発
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17K01607
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| Research Institution | National Institute of Technology, Kumamoto College |
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Principal Investigator |
永田 正伸 熊本高等専門学校, 制御情報システム工学科, 教授 (40370051)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 全方向移動 / 車いす / 着脱 / 球体輪 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成31年度では、前年に引き続き①手動式車いすへの全方向移動機構のアタッチメント機構の開発、②非駆動輪を持つ全方向移動制御方法の確立、についてさらに検討を行った。
まず、①について、前年度試作した全方向駆動モジュールを用いて、手動式車いすの同モジュールへの着脱の状況を確認た。提案した駆動輪の乗り上げによる着脱方法については、同モジュールに採用した球体輪の構造により乗り上げ部が低床化（床より1.6cm）でき、スムーズに乗り上げおよび下降することが可能であることを確認した。また、乗り上げ時のモジュールと車いすの固定に関しては、乗り上げた状態で駆動輪のブレーキを用いることにより、ほぼ固定できることを確認した。他方、現在市販されている手動式車いすの駆動輪幅長は50～65cm程度であり、これらの駆動輪の幅長に対応するために、手動もしくはモータ駆動による幅長のアジャスト機構について検討した。検討の結果、幅長を厳密に調整する機構では、構造が複雑となり配置スペースが問題となること、また組立時の誤差により駆動が困難となる懸念も予想され、当該機構は採用せず、幅長を段階的に調整する簡易アジャスト構造を再度検討することとした。
次に、②の制御方法については、試作した全方向駆動モジュールを手動式車いすに装着し、駆動実験を実施した。試作したモジュールの重量は、バッテリー、モータ等の駆動系を含めて約40kg、使用した手動式車いす14kg、操作者60kgの計114kgで走行実験を行い、前後、左右、斜め前後等、全方向に駆動することを確認した。なお、移動精度については、球体輪と床面またはモータ駆動面とのすべり等が予想されるため、厳密な評価のためにはモーションキャプチャ等の計測システムが必要となるため、次年度に確認することとした。
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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
前年度までに、全方向駆動モジュールを試作し、同モジュールを実際の手動式車いすに取り付け、全方向への駆動動作を確認した。これにより、手動式車いすに全方向移動機能を付加するための、駆動機構の基本的な構造および機能が確認された。
また、同モジュールを着脱する際に、市販の車いすの駆動輪の幅長の差に対応するためのアジャスト構造を検討し、幅長への厳密なアジャスト構造ではなく、段階的に調整する簡易アジャスト構造で解決する手法を提示できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成31年度では、30年度に検討した手動式車いすの駆動輪の幅長に段階的に対応する簡易アジャスト機構を採用し、また、全方向駆動モジュールの駆動輪である球体輪と駆動モータとの駆動機構を、前年度試作したモジュールからの見直しを図り、新たな全方向駆動モジュールを試作し、駆動制御実験を通して、当初からの研究課題である①手動式車いすへの全方向移動機構のアタッチメント機構の開発、②非駆動輪を持つ全方向移動制御方法の確立、について検証する。
また、同装置の市販化を視野に入れて、各種産学連携コーディネータとの連携を図り、産学官の共同研究助成事業への積極的な提案を検討し、企業との共同研究を模索する。
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| Causes of Carryover |
平成30年度では、手動式車いすを全方向駆動モジュールに着脱する際に、種々の車いすの駆動輪の幅長に対応するために、幅長のアジャスト機構について検討し、試作を計画した。検討の結果、設計の段階でアジャスト機構が複雑となり、組立精度によっては駆動が困難となることが予想され、製作および組立のコストがかなり上昇することから、実際の製作を断念したため、繰越が発生した。
最終年度では、これまでの検討および実験結果より得られた知見から、新たな全方向駆動モジュールを製作予定であり、繰越額は、その製作費に充当する。
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