複雑条件下における不整地盤上作業機械・人間系の転倒安全快適確保システムの構築

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21310106
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 阿部 雅二朗 Nagaoka University of Technology, 技術経営研究科, 准教授 (60212552)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 丸山 暉彦 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (30016646) ; 杉本 光隆 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (50196755) ; 志田 敬介 長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (40365028) ; 仲川 力 舞鶴工業高等専門学校, 電子制御工学科, 准教授 (70249811)
• Keywords: 安全工学 / 機械力学・制御 / シミュレータ / 建設機械 / 不整地盤

Research Abstract

本研究の目的は,構築しつつある「不整地盤上作業機械の転倒に対する安全確保システム」の基盤をもとに,人間と機械の動的相互作用を踏まえた複雑な条件下においても転倒事故を限りなく少なくし,万一発生してもその被害を最小限に留めることができる次世代の転倒安全快適確保システムを構築することである.本年度は,転倒時の周辺環境への被害が大きく,つり荷の三次元的振れを伴う挙動が複雑で,安全システムの構築が容易でないクローラクレーンを対象に以下を実施した.
1. 複合操作対応型リアルシミュレータの設計開発 機械操作の複雑性に関する解析を実現するため,油圧駆動源高出力化,制御システムおよび作業機械モデルの高度化により,複合操作に対応できるリアルシミュレータシステムを設計開発した.2. 実機運転室シミュレータの設計開発および改良 操縦システム,挙動摸擬システム,画像システムおよび音響システムより構成される実機運転室シミュレータを設計開発および改良した.運転者の操作指令に応じて作動する作業機械モデルで計測する挙動情報を実機相当値に補正し,それに基づく指令信号で制御される六自由度モーション装置の挙動およびエンジン等による摸擬振動,さらに作業機械モデルで撮影される実画像をスクリーンより視覚情報として得るとともにアクセル操作量に応じて擬似再現されるエンジン音等の音響情報を運転室内で被験者が受けることを可能とした.3. リアルシミュレータによるジブ起伏作業時の転倒時動特性解析 リアルシミュレータを用いて,堅固なコンクリート上におけるクレーラクレーンの転倒安定性を転倒前後特性が明瞭に現れるジブ起伏作業に注目して実験解析し,転倒前後におけるクレーン各部の特性と転倒安定度の関係を定量的に明らかにした.さらに,快適な転倒安全確保システムを構築するために,運転室に搭乗する被験者たる運転者のレバー操作特性のほか,生理反応特性として心拍変動を計測して解析評価する方法を考察した.