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テザー宇宙ロボットの微小重力下における姿勢制御手法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16686013
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 機械力学・制御
研究機関香川大学

研究代表者

能見 公博  香川大学, 工学部, 助教授 (20325319)

研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
27,170千円 (直接経費: 20,900千円、間接経費: 6,270千円)
2006年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2005年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
2004年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
キーワードテザー宇宙ロボット / 微小重力実験 / 姿勢制御 / 機構開発ソフトウェア / 軌道上シミュレータ / 運動解析 / 機構開発ソフトウエア
研究概要

テザー宇宙ロボットのキーテクノロジーは,テザー張力下におけるロボットの姿勢制御手法である.本研究では,機構的にテザーの張力変動(挙動)に対応でき,高精度姿勢制御が可能な装置を開発し,その装置に適用できる制御手法を確立することを目的としている.
前年度までの研究成果から,テザー宇宙ロボットのアーム駆動関節機構およびテザー伸展回収機構を設計製作し,微小重力実験による挙動解析を行った.航空機実験解析結果から伸展回収が可能であること,また落下実験結果からテザー宇宙ロボットの姿勢制御特性,テザー張力制御特性,伸展回収機構の放出,ドッキングの挙動特性を明らかにした.そして,テザー宇宙ロボットのアーム駆動による姿勢制御は有効であることを確認した後に,最適制御パラメータを導出し,実験的に評価・検証した.
また,テザーを弦要素としてモデル化し,伸展回収時に大変位・大変形を伴うことを考慮して運動解析手法を構築した.このような大変位・大変形は重力場では現れない.そこで落下施設における微小重力実験を実施した.この実験において,テザーの微小張力状態における空間運動を発生させ,大変位・大変形を計測することができた.
また,つくば宇宙センターにおいて,熱真空試験および放射線試験を実施した.熱真空試験では,真空中での機器動作に対する温度の影響を明らかにした.放射線試験では,小型化のために用いているマイコンおよびメモリの耐性を明らかにした.

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2007 2006 2005 2004 2002 その他

すべて 雑誌論文 (10件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Experimental Examination of the Motion of a Tethered System with Large Deformation and Large Displacement2007

    • 著者名/発表者名
      S.Takehara, M.Nohmi, Y.Terumichi, K.Sogabe
    • 雑誌名

      Journal of Environment and Engineering Vol.2, No.1

      ページ: 64-75

    • NAID

      110006264602

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Engineering Test Satellite STARS-1 for Tethered Space Robot2006

    • 著者名/発表者名
      T.Yamamoto, H.Yoshihara, A.Andatsu, M.Oohara, M.Ootani, M.Nohmi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 25^<th> International Symposium on Space Technology and Science 2006-s-04

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 超小型衛星によるテザー宇宙ロボット伸展回収2006

    • 著者名/発表者名
      能見公博, 山本健志, 安達章
    • 雑誌名

      第50回宇宙科学技術運合講演会講演集 2G11

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] テザー宇宙ロボットの姿勢制御に関する微小重力実験2005

    • 著者名/発表者名
      能見公博
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集 53-617

      ページ: 281-287

    • NAID

      130000146957

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Development Concept for Space Tethered Autonomous Robotic Satellite I2005

    • 著者名/発表者名
      M.Nohmi, T.Yamamoto, H.Yoshihara, K.Tanaka, K.Matsushita
    • 雑誌名

      8th International symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental Analysis for Attitude Control of a Tethered Space Robot under Microgravity2004

    • 著者名/発表者名
      M.Nohmi, S.Yoshida
    • 雑誌名

      Space Technology (Space Engineering Telecommunication, Systems Engineering and Control) 24-2, 3

      ページ: 119-128

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Microgravity Experimental Device for Tethered Space Robot Using Drop Capsule2004

    • 著者名/発表者名
      S.Sakamoto, M.Nohmi, S.Yoshida
    • 雑誌名

      Proc.of the 4^<th> International Conference on Advanced Mechatronics

      ページ: 395-400

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Attitude Control of A Tethered Space Robot by Link Motion Under Microgravity2004

    • 著者名/発表者名
      M.Nohmi
    • 雑誌名

      Proc.of the International Conference on Control Application

      ページ: 424-429

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] テザー宇宙ロボットの姿勢制御に関する微小重力実験

    • 著者名/発表者名
      能見公博
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集 (掲載予定)

    • NAID

      130000146957

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 大変形・大変位を伴うテザードシステムの実験的検討

    • 著者名/発表者名
      竹原昭一郎, 能見公博, 曄道佳明, 曽我部潔
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C編) (掲載予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] テザーに運結された機器の姿勢制御方式2004

    • 発明者名
      能見公博
    • 権利者名
      国立大学法人香川大学
    • 出願年月日
      2004-02-18
    • 取得年月日
      2006-08-25
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] テザーに運結された機器の姿勢制御方式2002

    • 発明者名
      能見公博
    • 権利者名
      国立大学法人香川大学
    • 出願年月日
      2002-03-29
    • 取得年月日
      2006-07-21
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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