2022 Fiscal Year Annual Research 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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| Project Period (FY) |
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4年度は，これまで一方向に限定していた巻き付きについて3次元に拡張し，ターゲットを絡めとるような動きの実現方法について提案し，スペースデブリ捕獲機構としてのシステム構成を明らかにするとともに本研究課題の総括を行った．前年度までの１種類のモジュラーリンクのみで構成される機構とアルゴリズムでは，棒状の物体に絡みついていく蔓の動作は再現できていたが，一軸の巻き付きのみではスペースデブリを完全拘束したことにはならず，スペースデブリ捕獲としては課題を残していた．これを解決するため，複数本の巻き付き機構を使用した捕獲システムについて検討を行い，数値シミュレーションを通じて対象の形状に適応したアームの本数や形状の選択法について明らかにした．さらに，モジュラーリンクの間に接続構成を変えられる接続機構を導入することにより対象形状に合わせ巻き付き方向を変更することや複数本に分岐させる構成を軌道上で再構成することを可能とするとともに，動作アルゴリズムについても捕獲対象に巻き付くのみならず，3次元的に絡めとるような動作を実現する手法を明らかにした．これらの機構について前年度の成果として得られた把持機構の設計法に加え，上記の接続機構の試作を行い機構とアルゴリズムの有効性を実験的にも確認した．さらにそこで得られた知見を基にさらなる機構の簡略化およびメンテナンス性の向上を実現する設計を明らかにすることが出来た．
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