2017 Fiscal Year Research-status Report
Study on Holonomic Locomotion Control of Personal Mobility with Two Degree of Freedom Wheel System
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17K14705
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| Research Institution | Kisarazu National College of Technology |
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Principal Investigator |
浅野 洋介 木更津工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (70390416)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 2自由度車輪 / 非接触動力伝達 / 移動ロボット / ホロノミックシステム / ネットワークベース制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度は，十分な精度の2自由度車輪の製作，非接触動力伝達機構を持った2自由度車輪の製作および車輪の制御手法について研究を行った．
2自由度車輪の製作については，主に十分な横方向への移動力を発生させる機構の研究を行った．以前に試作された車輪は精度が不十分であったため，設計を変更し製作した．そして，これまでほとんど検討されていなかった横方向への移動力を発生させるために必要な外周輪に用いるチューブの素材等を検討した．強度と柔軟性の両方を併せ持つ素材は少なく，チューブを組み込んだ形での車輪は未完成であるが，シリコン製チューブを用いるのが適している可能性があることがわかってきた．今後はこのチューブを車輪に組み込み，2自由度車輪の完成を目指す．また，非接触動力伝達機構も設計し，磁気歯車を搭載した2自由度車輪を構成することが出来た．これは3Dプリンタを活用することで高い自由度を持って製作することが出来た．
車輪の製作と並行して，車輪の全方位移動に関する制御手法を研究した．本研究の2自由度車輪は従来の全方位車輪等とは異なり，たった1輪のみで全方向へ移動できることが特徴である．そのためには，前方への移動のためのトルクと横方向への移動のためのトルクを適切に設定する必要がある．このために，非線形モデル予測制御を適用することで制御可能であることをシミュレーションにより確認することができた．さらに車輪を傾けて移動することでYaw軸方向の姿勢を制御可能であることも確認することが出来た．
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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
チューブの選定が若干遅れているものの，ほぼ計画通りに2自由度車輪の製作および制御手法の検討が行われたため，上記のように判断した．磁気歯車による非接触動力伝達方式の2自由度車輪の製作が進んでいることも判断理由の一つである．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も当初の計画通りに研究を進める．具体的には，磁気歯車による非接触動力伝達機構を搭載した2自由度車輪を製作し，そのモデリング・制御手法について研究する．
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| Causes of Carryover |
当初計画していた学会の参加を取りやめ，また，実験補助に対する謝金が当初より少なく実現することが出来たため次年度使用額が生じた．次年度の物品費として計上する．
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