2007 Fiscal Year Annual Research Report
環境適応推進を行う水陸両用ヘビ型ロボットの機構と制御の研究
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18206026
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
広瀬 茂男 Tokyo Institute of Technology, 大学院・理工学研究科, 教授 (70108215)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福島 E. 文彦 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (80262301)
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| Keywords | ヘビ型ロボット / 水陸両用ロボット / 環境適応 / 索状能動体 / 配管検査 / レスキューロボット / 多関節機構 / 蛇行推進 |
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| Research Abstract |
ヘビ型ロボットに関する設計論と制御理論の体系化と,実用型ヘビ型ロボットの開発を目的とした研究に関し,以下の成果を得た.
1.前年度に引き続いて弾性棒の曲げ変形を利用した伸縮・屈曲関節を連結したヘビ型ロボットの開発を行った.新たにワンウェイクラッチを備えたフィンを設計し,また移動様式に関する検討を進めた結果,以前より効率的な前進・後退運動と,旋回運動を検討した.
2.小型ヘビ型ロボットの設計を検討して直径50mmオーダーの試作機を新たに開発し,従来の試作機よりも狭隘な環境下に適応したロボットを実現した.これにより,ヘビ型ロボットの小型化設計の方法論を得た.
3.小型制御ユニットの開発を行い,20mm×40mmの基板に定電圧回路,演算・通信回路,モーター駆動機能を格納した制御基板を開発した.
4.ヘビ型ロボットに組み込み可能な光学式力センサーを検討し,基礎設計を完了した.
5.前年度に引き続いてヘビ型ロボットの3次元形態学を研究し,多様な関節構成を持つヘビ型ロボットを統一的に扱える運動学的方法を構築した.さらに,上記2に述べた小型ヘビ型ロボットにその方法を応用して有効性を確認した.これにより,ヘビ型ロボットの力学や制御理論を効率的に研究するための枠組みが得られた.
6.ヘビ型ロボットの力学解析を進め,地上のヘビに特有の効率的移動方法であるサイナス・リフティング滑走の力学解析を初めて行い,その著しい効果を定量的に示した.また,力学解析の検証用にヘビ型ロボットの実験系を新たに構築し,蛇行推進中のトルク分布の計測結果から力学解析の妥当性を確認した.
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