2014 Fiscal Year Annual Research Report
包括的な力学モデルに基づく月惑星探査ロボットの走行システム設計に関する研究
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24760222
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
石上 玄也 慶應義塾大学, 理工学部, 講師 (90581455)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | テラメカニクス / 車輪内蔵型センサ / 粒子画像計測法 / 最適設計 / ロボティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，優れた不整地走破性能を有するロボット走行システムの実現を目的とし，不整地における包括的な車輪力学モデルの構築および走行システムの最適設計手法に取り組んだ．本研究の成果を以下にまとめる．
(1) 不整地走行における車輪と砂地との力学データを測定することを目的として，車輪内蔵型センサシステムを開発し，多様な走行条件下において車輪の圧力分布を精密に計測することが可能となった．(2) 車輪の力学特性を高精度で計測できるセンサ系，砂の流れを可視化する粒子画像計測法を組み合わせた実験系を組み合わせた統合的な車輪走行実験装置を開発した．同装置は，国内の大学・研究機関にも参考・利用されており，当該学術分野への一定の寄与が認められると考える. (3) 上記1と2の成果により，極めて精密な車輪力学現象の解明に迫ることが可能となり，これらの実験データから，従来の車輪圧力分布モデルの改善点を明らかにした．さらに，この知見をもとに，包括的な車輪力学モデルの構築において重要なモデル修正を行うことができた．(4) SRSMと呼ばれる近似計算アプローチと本研究において提案する車輪力学モデルを融合させ，車輪の最適設計問題を高速かつ解析的に導出する手法を構築した．(5) 障害物乗り越えや斜面走行の際のロボットの姿勢安定性と車両パラメータとの力学的な関係性を実験的に明らかにするとともに，走行に適したサスペンションついてリンク長，車輪サイズ，重心位置との関係性を明確化し，最適設計に至る評価関数を定式化した．
特に最終年度である平成26年度は，上記項目の2 および3について注力した．また，不整地移動ロボットの動力学シミュレータについて国際学会において招待講演をおこない，シミュレータ開発の際のキーファクタとして，従来モデルの問題点，将来の力学モデル構築における要点について，本研究の成果に基づいて報告した．
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