2018 Fiscal Year Annual Research Report
Research on Motion Reduction Device Using Underactuated Parallel Link Mechanism
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17K14618
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
盛永 明啓 長崎大学, 工学研究科, 助教 (20781008)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | パラレルリンク / 劣駆動 / 動揺低減装置 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、小型船舶を対象として、船舶の操舵では制御できないヒービング・サージング・ピッチング・ローリングの4自由度の揺れを対象とし、3-RPS機構より関節自由度を増やすことによって、省スペースを維持しつつ可動範囲を広げた4自由度劣駆動パラレルリンク機構型動揺低減装置を開発することを目的としている。平成29年度では、劣駆動パラレルリンク機構を用いた動揺低減装置の開発のため、初めに基礎研究として平面3自由度に限定したリンク機構について、陸上との接続を含めたシステムを対象とし、機構設計、制御コントローラ設計、シミュレーションを行った。そこで平成30年度は、平面3自由度機構の実験機の製作と、水槽を用いた実験環境における動揺低減装置としての評価試験を行った。初めに、実験機を設計するにあたり、動揺低減装置の各リンクパラメータを決定するための可動域計算を行った。逆運動学を解くことによって、想定する船の揺れの大きさに対してアクチュエータのストローク長が対応しているかを確認し、タラップやベースプレート長さを決定した。次に、実験機を製作して水槽実験環境における実験を行った。フィードバック入力の算出と実験の評価のため、タラップ部と船体部に加速度センサを、タラップと陸地側の接続部にリニアエンコーダを取り付けた。昨年度までに導出したコントローラをマイコンボードに実装し、船体を揺らした際にタラップ部が目標角度、目標位置を保つように動作させた。実験結果より、船体の揺れに対してタラップの揺れを抑えることができていることを確認した。また4自由度機構については、平面3自由度機構で用いたコントローラを拡張し、シミュレーションにより4自由度の船体の揺れに対して3つのアクチュエータにより制御可能であることを確認した。
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