2014 Fiscal Year Annual Research Report
軌道上無人輸送機の自律ドッキングハイブリッドシミュレーション
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23760214
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
安孫子 聡子 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40560660)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2015-03-31
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| Keywords | 接触力学 / 柔軟マニピュレータ / 閉空間把持 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，軌道上無人輸送機のドッキング等の軌道上サービスを対象とした微小重力下での浮遊物体同士の必然的，偶発的な衝突の際の安全性を考慮した自律ドッキング制御の確立である．ここでは，ハイブリッドモーションシミュレータと空気浮上テストベッド，さらに数値シミュレーションを用い，それぞれの利点を活かし，相補的な実験を実施することで研究を進めた．数値シミュレーションは研究初期から構築を進めたワイヤの接触力学モデルを用い，実軌道上にて運用されているH-II Transfer Vehicle (HTV) の宇宙ロボットアームSSRMSによる捕獲シミュレータを開発した．実軌道上データと比較・検証することで，数値シミュレータの妥当性を示した．さらに，ケーススタディとして，捕獲危険条件の検証を実施した．
ハイブリッドモーションシミュレータでは，宇宙ロボットアームSSRMSによるHTVの捕獲を対象として，スケールダウンした数理モデルを用い，数値シミュレーション同様に捕獲危険条件の検証を実施した．ハイブリッドモーションシミュレーションを用いることにより，数値シミュレーションでは，正確にモデリングされ切れていない摩擦・すべりや多点接触等の影響を含んだ接触現象を再現でき，数値シミュレーションのみでは検証できない捕獲危険条件の細分化ができる．最終年度は，閉空間把持機構であるワイヤの柔らかさと宇宙ロボットアームの関節が有する柔軟性の特徴を活かした接触維持制御の構築を実施した．ロボットアームの手先インピーダンスと接触力学モデルに基づき，粘性係数，剛性係数を接触力により可変にすることで，浮遊物体がワイヤに接触した後であっても，弾き飛ばすことなく接触を維持する制御の提案と検証を実施した．また，任意の浮遊物体の動力学パラメータに対しても，上記の係数を適切に設定することで接触維持を可能とする制御を構築した．
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[Presentation] Dynamic Simulator for HTV Capture with the Space Station Remote Manipulator System2014
Author(s)
Ryo Yoshimitsu, Akinori Kobayashi, Yudai Yuguchi, Riku Takano, Kenji Nagaoka, Kazuya Yoshida, Satoko Abiko, Hiroki Nakanishi, Mitsushige Oda, and Hiroshi Ueno
Organizer
12th International Symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space (i-SAIRAS’14)
Place of Presentation
Montreal, Canada
Year and Date
2014-06-17 – 2014-06-19
