ホッピングロボットを元にした小型締固め機械ランマーの自動化に関する研究

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K19892
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 谷島 諒丞 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任助教 (10869598)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ロボット / 建設機械 / 締固め / 制御

Outline of Annual Research Achievements

土木建設業では，人手不足の解消，労働環境の改善，生産性の向上のために，建設機械のロボット化や自動化が求められている．土木工事における作業の1つに地面の締固め作業があるが，これにはランマーと呼ばれる小型の締固め機械が用いられる．本研究課題では，制御装置を後付けすることで，このランマーをロボット化することを目指している．振動するランマーを制御するために必要な制御装置と制御手法を明らかにするとともに，それをもとに開発したロボットランマーの性能を評価する．
今年度は，前年度に開発した実験用の小型模型ランマーを用いて，移動方向を制御する手法について検討を進めた．具体的には，補助脚によって転倒を防止した上で，回転軸が鉛直方向のリアクションホイールを上部に搭載し，これを用いて移動方向を制御することが可能かを実験的に検証した．実験の結果，リアクションホイールを間欠的に回転させることによって，移動方向を変えられることが分かった．また，リアクションホイールを動作させなくても，ランマー本体のピストンを動作させているモータの回転の影響を受け，その回転方向に応じて移動方向が左右に逸れてしまうことが分かったため，目的の方向に移動させるためには，これを補正する必要があることが分かった．
今後は，研究の進捗の関係で成果発表ができなかったため，これまでの研究成果について学会発表や論文執筆を行う．また，これまでの研究では，姿勢の安定化や転倒の防止は補助脚に任せているが，余計な部分が接地する，占有する面積が広くなる等のデメリットがあるため，姿勢の制御についてはさらなる研究が必要であると考えている．