2013 Fiscal Year Annual Research Report
安全性と作業性を考慮したマン・マシン融合天井クレーン液体タンク搬送システムの開発
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23560275
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| Research Institution | Toyota National College of Technology |
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Principal Investigator |
兼重 明宏 豊田工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (70224615)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上木 諭 豊田工業高等専門学校, 機械工学科, 講師 (50467213)
三好 孝典 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10345952)
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| Keywords | 天井クレーン / 液体タンク / 振動抑制 / 自律化 / 音源方向定位 / 障害物認識 / 障害物回避 / 経路計画 |
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| Research Abstract |
本研究では，タンク内の液体振動を抑え，目的地に短時間で自動的に搬送する「安全性と作業性を考慮したマン・マシン融合天井クレーン液体タンク搬送システムの開発」を行う．マン・マシン融合システム構築のため，クレーン作業者が音源情報（指令目的地情報）を与え，その音源方向へ障害物を回避し搬送する経路を自動的に導出する障害物回避経路計画システムおよび搬送中のタンク内液体振動を抑制する搬送制御システムの開発を行う．昨年度までに，天井クレーンの３次元搬送機構の開発とスロッシング解析，天井クレーンによるタンク内液体搬送制御システムの開発を行い，制振性の効果のある目標軌道を生成するフィードフォーワード制御系と目標軌道への追従性を向上させるフィードバック制御系を組み合わせた２自由度搬送制御系を構築し，制振性の向上を計った．また，音源方向定位を用いた自動搬送経路計画システムの開発では，経路計画システムの実時間処理への対策として，目的地と障害物の情報のみで経路計画が可能となる３次元障害物回避経路計画手法を提案し，アルゴリズムの開発とシミュレーションおよび実験検証により，制振効果，経路計画回数，最短経路や最小エネルギ経路といいった評価について，システムの妥当性，有用性の検証を行った．研究計画最終年度として，2自由度搬送制御系のゲインを与え方によって制振効果や目標軌道の追従性の効果について検討した．また，昨年度問題であった音源方向定位による目標位置同定の精度について，音源を超音波として与えることにより，ノイズからの問題を解決した手法を検討した．さらに，実機へ適用については，実験機での精度の向上を検討したが，実行ある解決には至っていない．今後も研究を進める予定である．これらの研究成果は国内外の学会で成果発表を行った．
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