2020 Fiscal Year Research-status Report
ハーフドローン倒立振子型自律移動ロボットによる階段昇降に関する研究
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18K04050
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
前山 祥一 香川大学, 創造工学部, 教授 (50292537)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 車輪型倒立振子 / 搬送ロボット / 段差昇降 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「ハーフドローン倒立振子型搬送ロボット」を提案し開発している．これは，基本は倒立振子型の車輪型移動ロボットであるが，その上部に２つのプロペラを持つドローンを結合することで構成された移動ロボットである．平地では，基本的に車輪で移動し，ハーフドローン部は荷台のバランス制御等の補助的役割を果たす．段差昇降時は，ロータから上向きの推力を発生させ，比較的小さい車輪でも段差を容易に昇降できるようにする．これにより，平地での移動効率と階段での重量物搬送の両方を実現できる．
この基本アイデアを実装した一次試作機について，前年度の車輪駆動用モータのトルク不足を解決して基本性能の評価を行い，日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会2020でポスター発表（オンライン）を行った．また，計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会2020において，ドローン部と車輪部の統合制御について成果を発表した．さらに，これらの一連の一次試作機による成果をまとめて，シミュレーションと実機実験を比較する内容で国際会議での発表を計画している．
また，一次試作機による基本性能の検証結果に基づき，実用サイズの二次試作機の設計と開発についても行った．安全性と制御性を考慮した新しい機構についてはほぼ完成しており，コントローラの実装を行う段階となっている．移動モードの遷移については，数値シミュレーションにおいて可能であることが確認できている．また，段差昇降については数式モデルを導出中であり，ゆっくりと段差を昇降することが可能になれば階段の昇降も可能となる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナ感染拡大予防のため在宅での研究期間が数か月あったため，その分だけ研究の進行が遅れて期間延長したが，その後は概ね順調に進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
1次試作機を用いた「ハーフドローン倒立振子型搬送ロボット」のシミュレーションや基本的な制御や性能に関する研究成果について，国際会議での発表を計画している．
実用サイズの2次試作機について開発中であり，安全性と制御性を考慮した新しい機構部分についてはほぼ完成しているので，今後，コントローラをロボットに実装し性能を評価する．２つの移動モードにおける走行制御と移動モードの遷移を実機で実現することが目標である．さらに，段差昇降のシミュレーションを行い，その成果を実機に実装することも目指す．
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| Causes of Carryover |
新型コロナ感染拡大予防対策により在宅での研究実施期間が数か月あり，そのため開発項目のいくつかが次年度に延期となったため．
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