2022 Fiscal Year Annual Research Report
Study of Biomass Eating Energy Sustainable Robot
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20K04385
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
土居 隆宏 金沢工業大学, 工学部, 教授 (40410633)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | エネルギーハーベスティング / 移動ロボット / センシング / バイオマス / 熱電発電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，機械システムが，自身の行動のエネルギーを得るために，周囲環境の中を移動しながら搭載センサによってエネルギー源を探し，取り込み，エネルギーを継続的に得る仕組みについて研究を行った．
最終年度は，枯葉を回収し，燃焼熱によるエネルギーを得ることができる燃焼炉と，地面に落ちている葉を燃焼炉に運ぶためのアーム，二輪型の移動機構について試作機の開発と性能評価実験を行った．さらに，熱電モジュールからコンデンサへの充電，コンデンサからの放電によるモータ駆動，小型カメラを用いた枯葉の検出と車輪制御による自動動作の評価実験を行った．燃焼炉については，実際に枯葉を炉の中で燃やす実験を行い，ニクロム線による着火，さらに種火から自己燃焼熱で連鎖的に燃焼が進むための条件について整理した．また，次期機体開発に備え，炉の形状について検討し，枯葉が加熱されることで発生するガスの二次燃焼にの有効活用についても調査，検討した．アームについては，地面付近の枯葉を拾い上げるためのアーム先端の形状について検討した．さらにアーム自体を限られたエネルギーで上下させるためのバネを用いた重力補償機構の設計と評価を行った．二輪型の移動機構については，炉のサイズと合わせた直径をもつ，熱に強いアルミニウム製の車輪を2個製作し，炉の左右に配置することで俵型の形状を構成した．また，エネルギー源であるコンデンサ3個で駆動できることを確認した．熱電モジュールでの発電電力のコンデンサへの充電，コンデンサの電力を用いることで，車輪による前後動，旋回，アームの開閉と上下動は問題なくできることを確認した．
小型カメラによる自動動作は，単純な環境であれば枯葉の位置と大きさを色情報から識別できることを確認した．
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