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平常時および災害時にも使用できる建物外壁の検査ロボットシステムと劣化診断方法

研究課題

研究課題/領域番号 15H02981
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 社会システム工学・安全システム
研究機関湘南工科大学

研究代表者

井上 文宏  湘南工科大学, 工学部, 教授 (50211751)

研究分担者 北洞 貴也  湘南工科大学, 工学部, 教授 (30204910)
西田 英一  湘南工科大学, 工学部, 教授 (70410032)
研究協力者 大野 英隆  
大田 有  
土井 暁  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2016年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2015年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワード検査ロボット / 拠点ロボット / ダクトファン / 災害対応 / 壁面検査 / 安全性 / 不整地走行 / 垂直壁面移動 / 建物劣化診断 / 打音検査 / 劣化診断方法 / 不聖地走行 / 打検査 / 画像処理 / 機械力学・制御 / 計測工学 / モニタリング / 制御工学 / 不整地 / 建物劣化検査
研究成果の概要

本研究では平常時や災害時にも使用できる建物検査システムの開発と災害損傷を受けた建物の劣化診断方法を確立し,検査システムの継続的な運用を行うことを目的とする。
「拠点ロボット」は高出力のダクトファンを用いて本体を壁に押付けながら壁面を登れる機構であり、壁面上で強固な検査拠点を築くこと可能にした。検査・診断を行う「検査ロボット」は本体にワイヤー巻取り機構を有して自由に昇降でき、打音装置によって外壁状態を検査した。検査診断は打音波形やウェーブレット波形を利用して劣化部の判定を実施した。2つのロボットは協力して作業を行い、基本構成は完成している。実現場での確認試験を重ねることで実用化を目指して行く。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で目指す検査ロボットシステムは,地震等の大災害時には建物や建物周囲の安全性は確保されず,作業者や復旧車が建物に近づけない場合を想定した。建物検査を行う際には検査ロボットをワイヤー等で支持する拠点(通常時では作業員によって対応)が必要となるが、災害時では作業者が対応できないため、本研究ではロボット自身が拠点を確保し、検査ロボットを用いた協力作業で建物検査を可能にする点が独創的であり、学術的に意義あると思われる。また、このシステムは通常時および災害時でも活用できる検査システムであり、継続的に長い期間での検査が可能であり、建物検査の安定性や安全性を確保できる点で社会的に意義あると思われる。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Shape Control of Variable Guide Frame for Tunnel Wall Inspection to Avoid Obstacles Detected by Laser Range Finder2018

    • 著者名/発表者名
      F. Inoue, S. Kwon, T. Makino, S.Nakamura Y.Yanagihar
    • 雑誌名

      Proc. of 35th International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC-2018)

      巻: S-21 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experiment Study of Climber Mechanism with Cross Roller System for Heavy Load in Space Elevator2018

    • 著者名/発表者名
      Fumihiro Inoue, Noriko Sato, Kwon Soonsu, Yoji Ishikawa, Eri Omote, Kiyotoshi Otsuka
    • 雑誌名

      Proceedings of 69rd International Astronautical Congress、(IAC-2018)

      巻: 1,x45886. ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inspection Robot System Using Duct Fan and Deterioration Estimation of Building Wall that Can Be Applied Even in Disaster2018

    • 著者名/発表者名
      F. Inoue A. Honjo T. Makino S. Kwon
    • 雑誌名

      Proc. of 18th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS 2018)

      巻: 1 ページ: 331-334

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shape Control of Variable Guide Frame for Tunnel Wall Inspection2017

    • 著者名/発表者名
      F. Inoue, S.Kwon, T.Uchiyama, S.Nakamura, Y.Yanagihara
    • 雑誌名

      Proceedings of 34th International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC 2017),

      巻: 1 ページ: 675-682

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 小口径深穴穿孔機を用いた長尺コンクリート部材の強度推定2016

    • 著者名/発表者名
      井上文宏,佐藤智,渡邉晋也,根間栄順
    • 雑誌名

      日本コンクリート工学会論文集

      巻: 38-1 ページ: 2151-2156

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 強度が異なるモルタル長尺部材に対する小口径深穴穿孔機によるモルタル強度の推定2015

    • 著者名/発表者名
      井上文宏, 佐藤智, 渡邉晋也, 根間栄順
    • 雑誌名

      日本コンクリート工学会論文集

      巻: 27-1 ページ: 1741-1746

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 災害時でも使用できる建物外壁の検査ロボットシステムと劣化診断方法 (第4報,ダクトファン式拠点ロボットの性能実験)2018

    • 著者名/発表者名
      井上 文宏、本庄 慧、 蟹澤 力矢、 牧野 伎、和田 麗、 北洞 貴也
    • 学会等名
      日本機械学会、ロボティクス・メカトロニクス講演会(小倉)2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 災害対応用建物外壁検査ロボットシステムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      本庄 慧, 蟹澤 力矢,牧野 伎, 井上文宏,北洞貴也
    • 学会等名
      建設ロボット研究連絡協議会,第18回建設ロボットシンポジウム,
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 災害用建物外壁検査ロボットシステムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      井上文宏,牧野 伎,本庄 慧
    • 学会等名
      日本建築学会、第22回建築の自動化技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 災害時でも使用できる建物外壁の検査ロボットシステムと劣化診断方法 (第3報,ダクトファンによる押付方式壁面検査ロボット)2017

    • 著者名/発表者名
      井上 文宏 石崎 一樹 久保田大地 北洞貴也 西田英一
    • 学会等名
      日本機械学会、ロボティクス・メカトロニクス講演会(郡山)2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 災害時でも使用できる建物外壁の検査ロボットシステムと劣化診断方法 ―第4報:摩擦低減機構を備えた負圧吸着移動ロボットの振動現象―2017

    • 著者名/発表者名
      北洞 貴也, 井上 文宏, 西田 英一
    • 学会等名
      日本機械学会、ロボティクス・メカトロニクス講演会(郡山)2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] トンネル検査用可変形状フレームの機構と形状制御に関する研究 (第2報,障害物に応じたフレームの形状解析と制御)2017

    • 著者名/発表者名
      權 純洙, 内山 拓哉, 井上 文宏, 中村 聡, 柳原 好孝
    • 学会等名
      日本機械学会、ロボティクス・メカトロニクス講演会(郡山)2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] トンネル検査用可変形状フレームの機構と形状制御に関する研究 (第3報,測域センサによるトンネル内の障害物検査)2017

    • 著者名/発表者名
      内山 拓哉, 權 純洙, 井上 文宏, 中村 聡, 柳原 好孝
    • 学会等名
      日本機械学会、ロボティクス・メカトロニクス講演会(郡山)2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙エレベーター用クライマーにおける駆動ローラの設計と機構解析 (第2報,クライマー地上実験設備による性能試験)2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤 紀子 石崎 一樹 權 純洙, 和田 麗 井上 文宏 大本 絵利,石川 洋二
    • 学会等名
      日本機械学会、ロボティクス・メカトロニクス講演会(郡山)2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 平常時および災害時でも使用できる建物外壁の検査ロボットシステム2017

    • 著者名/発表者名
      井上文宏,和田 麗, 蟹澤力矢,本庄 慧
    • 学会等名
      日本ロボット工業会,第17回建設ロボッロシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] トンネル内の障害物探査と検査用可変形状フレームの形状制御に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      權 純洙, 内山 拓哉, 井上 文宏, 中村 聡, 柳原 好孝
    • 学会等名
      日本ロボット工業会,第17回建設ロボッロシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙エレベーター建設構想とクライマーモデルの開発 (その1,建設構想の概要と計画)2017

    • 著者名/発表者名
      大本 絵利,石川 洋二 鈴木 海智,佐藤 紀子,井上 文宏
    • 学会等名
      日本ロボット工業会,第17回建設ロボッロシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙エレベーター建設構想とクライマーモデルの開発 (その2,クライマーモデルの駆動機構設計と解析)2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木 海智,佐藤 紀子,井上 文宏 大本 絵利,石川 洋二
    • 学会等名
      日本ロボット工業会,第17回建設ロボッロシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙エレベーター用クライマーの駆動機構設計と解析2017

    • 著者名/発表者名
      井上文宏,權 純洙,佐藤紀子、鈴木海智 石川洋二,大本絵利,大塚清敏
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会,第61回宇宙科学技術連合講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development and Driving Experiment of Climber Mechanism for Heavy Load in Space Elevator2017

    • 著者名/発表者名
      F. Inoue , K. Ishizaki , S. Kwon, N. Sato, Y. Ishikawa , E. Omote , K. Otsuka
    • 学会等名
      Proceedings of 67rd International Astronautical Congress, Adelaide, Australia, Sept. 2017, IAC-17, D4, 3, x38329.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic Behaviour and Mechanism of Driving Roller for Climber Model in Space Elevator2016

    • 著者名/発表者名
      F.Inoue, U. Wada, K.Ishizeki, S.Kwoon Y.Ishikawa, E.Omote
    • 学会等名
      Proceedings of 67rd International Astronautical Congress
    • 発表場所
      Expo-Guadalajara, Mexico
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 宇宙エレベーター用クライマー試験装置の開発と性能検証2016

    • 著者名/発表者名
      井上文宏,石崎一樹,クォン スンス,和田 麗,大本絵利,石川洋二,大塚清敏
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会 第60回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      函館アリーナ
    • 年月日
      2016-09-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] トンネル検査用可変ガイドフレームの機構と障害物検知2016

    • 著者名/発表者名
      井上 文宏,佐藤 雄輔,クォン スンス,小川 陸,中村 聡,柳原 好孝
    • 学会等名
      日本ロボット工業会,第16回建設ロボッロシンポジウム
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] インペラーによる負圧で壁面を移動するロボットの摩擦低減シール機構に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      北洞貴也,井上文宏,西田英一
    • 学会等名
      日本ロボット工業会,第16回建設ロボッロシンポジウム
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] インペラーによる負圧で壁面を移動するロボットの摩擦低減シール機構に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      北洞貴也,井上文宏,西田英一
    • 学会等名
      第16回建設ロボットシンポジウム
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 災害時でも使用できる建物外壁の検査ロボットシステムと劣化診断方法(第1報,検査システムの概要と押付方式による拠点ロボット)2016

    • 著者名/発表者名
      井上文宏,奥野稜恭,田結 聖,北洞貴也,西田英一
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(横浜)2016
    • 発表場所
      横浜みなちみらい
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 災害時でも使用できる建物外壁の検査ロボットシステムと劣化診断方法 (第2報 ブロアの負圧吸着による壁面移動での摩擦力低減法 )2016

    • 著者名/発表者名
      山田拓弥,北洞貴也,井上文宏,西田英一
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(横浜)2016
    • 発表場所
      横浜みなちみらい
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] トンネル検査用可変形状フレームの機構と形状解析2016

    • 著者名/発表者名
      クォン スンス,井上文宏,中村 聡,柳原 好孝
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(横浜)2016
    • 発表場所
      横浜みなちみらい
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 搭乗者の動作を検知して稼動する歩行支援ロボットに関する研究 (第1報,全方位移動ロボットの開発と搭乗者の動作パターンの分析)2016

    • 著者名/発表者名
      チン チョウケン,井上文宏
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(横浜)2016
    • 発表場所
      横浜みなちみらい
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙エレベーター用クライマーにおける駆動 ローラの設計と機構解析2016

    • 著者名/発表者名
      石崎一樹,クォン スンス,井上文宏,大本絵利,石川洋二
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会(横浜)2016
    • 発表場所
      横浜みなちみらい
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 災害時でも使用できる建物外壁の検査ロボットシステムと劣化診断方法(第1報:検査システムの概要と押付方式による移動ロボット)2016

    • 著者名/発表者名
      井上文宏,奥野稜恭,田結 聖,北洞貴也,西田英一
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • 発表場所
      横浜みなとみらい
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 災害時でも使用できる建物外壁の検査ロボットシステムと劣化診断方法(第2報:ブロアの差圧吸着による壁面移動での摩擦力低減法)2016

    • 著者名/発表者名
      山田拓弥,北洞貴也,井上文宏,西田英一
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2016
    • 発表場所
      横浜みなとみらい
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 研磨ドリルの穿孔速度に着目した既設コンクリートの強度推定(その3 長尺コンクリート試験体への適用と内部観察)2016

    • 著者名/発表者名
      井上文宏,佐藤 智
    • 学会等名
      日本建築学会,大会学術講演梗概集(関東)
    • 発表場所
      福岡大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 研磨ドリルを搭載した移動ロボットによるコンクリート構造物の強度推定2015

    • 著者名/発表者名
      井上文宏, 湯沢 聡, 佐藤智, 渡邉晋也
    • 学会等名
      日本ロボット工業会,第15回建設ロボッロシンポジウム
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 研磨ドリルの穿孔速度に着目した既設コンクリートの強度推定 (その2 長尺モルタル試験体への適用)2015

    • 著者名/発表者名
      井上文宏, 佐藤智
    • 学会等名
      日本建築学会,大会学術講演梗概集(関東)
    • 発表場所
      東海大学(湘南キャンパス)
    • 年月日
      2015-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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