2021 Fiscal Year Research-status Report
蔓植物を模倣した非協力的宇宙機捕獲のための絡付型超多自由度捕獲機構の研究
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20K04396
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中西 洋喜 東京工業大学, 工学院, 准教授 (90361120)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ロボット / 宇宙 / 軌道上サービス / 捕獲 / 蔓 / 接触屈性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，スペースデブリを始めとした，軌道上を浮遊する非協力ターゲットの捕獲を可能とする，ターゲットの形状に対し適応的に絡みつく捕獲・把持機構の力学及び設計法を明らかにすることを目的としている．
令和3年度は，前年度の成果として得られた，接触屈性を応用した適応的巻き付きアルゴリズムおよび力学を基に，具体的な把持機構の設計について着手した．まず，前年度成果をベースとしたモジュラー型リンク機構設計について検討を行い，具体的なアクチュエータやセンサの選定，配置，およびこれらと組み合わせるべき機械構造について，１アクチュエータ，１センサと特殊な歯車構成により，展開と把持動作を両立可能な設計を明らかにし，提案するアルゴリズムおよび把持の基本コンセプトは把持機構として実現可能であることを示した．また，センサ・アクチュエータ・リンクについて，通常のモータやひずみゲージ，剛体リンクを用いた設計の他，研究代表者の研究対象としているコンベックスばねやモーファブルビーム等の応用についても検討を進めた．さらに，把持の力学シミュレーションをにより，様々なターゲットに対する本把持機構の有効性検証を進めた．シミュレーション検討の結果，単体の巻き付き機構では，相対角速度を持つターゲットに対し把持が困難であることを確認した．これらに対応するため，複数の巻き付き機構，または，途中で分岐する巻き付き機構等，モジュラーリンクの構成についての検討を開始した．
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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
今年度の研究目的である，接触屈性を再現可能な把持機構の具体的な設計を明らかにすることが出来たため．
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き，提案把持機構のモジュラー構成と相対角速度を持つターゲット捕獲の関係を明らかにするとともに，，実用化に向けた実際の宇宙ミッションに耐えうる機構としての設計を明らかにする．本機構は，スペースデブリの捕獲のみならず，宇宙機の建設・補給等にも応用が可能であると考えており，これら想定される環境・ターゲットから設計要求をまとめ，これに合わせた設計手法とパッケージを検討する．また，将来の軌道上実証を見据えた，超小型衛星向けの実証モデル設計も行う予定である．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス対応に伴う半導体不足等に起因する入荷待ちの為，購入予定だった３次元計測カメラが年度内に納品されず，令和４年度の調達となったため．予算が使用可能になり次第速やかに調達を実施する．
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