2020 Fiscal Year Annual Research Report
Atitude Control for a Space Elevator Climber for a Rope-type Tether
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18K04031
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| Research Institution | Kanagawa University |
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Principal Investigator |
江上 正 神奈川大学, 工学部, 教授 (40201363)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 宇宙エレベーター / クライマー / ロープテザー / 姿勢安定化制御 / CMG / リアクションホイール / スパイラル機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ロープ型クライマーの姿勢制御に関して、オムニホイール機構、複数ＣＭＧおよびリアクションホイール機構、スパイラル推進機構などについて理論的および実験的に検討している。
オムニホイール機構については、市販のオムニホイールを用いて基本的な装置を製作して検討を行った。その結果、数種類のオムニホイールで検討を行ったが、いずれもオムニホイール表面の凸凹がロープに食い込んで破損してしまった。通常のオムニホイールは水平面を走行することを想定しているため、ロープテザー昇降に用いるためにはこれに適した形状のものが必要であり、現状では保留としている。
複数ＣＭＧ機構は構想通り製作して実験を行い、単一ＣＭＧ機構よりも長時間の飽和抑制が可能であることを確かめたが、長時間になるとやはり飽和は避けられなかった。また構造が複雑で重量が大きくなってしまい、過負荷状態になってしまうなどの問題点も見られた。このためより単純な構造で軽量のリアクションホイール機構に着目し、単一リアクションホイール機構から複数リアクションホイール機構までを製作して、理論的及び実験的に検討した。リアクションホイール機構はクライマーの姿勢制御の際にわずかに回転するだけなので、常時高速回転しているＣＭＧ機構より機構が簡単、軽量で取り扱い易い。しかし、ＣＭＧ機構より飽和するまでの時間は長くなるが、飽和は避けられないことを確認している。
スパイラル推進機構は、始動時のトルク低減とともに高速で短時間のスパイラル運動により、クライマーの姿勢制御を行うことを目的としている。このためにスパイラル推進を実現するクライマーの機構について検討している。クライマーを3輪可動ローラから脱輪防止版を用いた2輪可動ローラの機構に作り変えた結果、脱輪防止版は有効に働き、脱輪やローラの接触などの問題は解決されており、姿勢制御について検討が現在の課題である。
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