| 研究概要 |
車輪の走行性を精度よく予測することによって,農業機械の設計あるいは効率的利用に役立てることができ,最近注目されている自律走行や無人走行に必要な高精度の制御にも適用できる。走行性の予測においては,接地面における摩擦・すべり・応力分布などの力学現象を総合的に解明することが必要である。本研究では,車輪走行性の高精度予測法の確立を目的として,(1)車輪と土との接触現象および土の変形現象の解明,(2)接地応力モデルの改善による予測の高精度化を図ることを目的とし,今年度は次の項目に関して検討した。
1)繰り返し走行による走行性の解析
現有の精密車輪走行実験装置を用いて多様な走行条件で繰り返し走行実験を行い,けん引力,トルクなどの変化の状況を解析した。走行回数とけん引力の関係ではすべり率によって変化の状態が異なることを明らかにした。
2)車輪下の土壌変形の分析
すでに開発してある土壌変形解析システムを利用して,車輪の回転に伴う土壌の変形を詳細に解析した。繰り返し走行によって発生する土の変位軌跡を精度良く測定でき,土壌踏圧現象解明の糸口をつかんだ。土壌中のひずみ分布の特徴とその変化を把握し,すべり率との関係では低すべり率の方が土の鉛直変位が大きいことを明らかにした。
3)土中応力の予測法の開発
土中各層における車輪からの相対距離と土壌変位との関係を把握することができた。これを用いて,走行性予測の基本となる土壌中の応力分布のハイブリッド予測法を開発し,この方法が有効であることを確認した。これによって,有限要素法などによる数値解析結果の検証を行うことが可能になった。
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