| 研究課題/領域番号 |
19H02101
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
多田隈 理一郎 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (50520813)
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| 研究分担者 |
多田隈 建二郎 東北大学, タフ・サイバーフィジカルAI研究センター, 准教授 (30508833)
戸森 央貴 山形大学, 大学院理工学研究科, 助教 (30783881)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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| キーワード | 超複合起歪機構 / 全方向駆動システム / 繊毛振動型移動機構 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究においては、小型・軽量及び低コストの全方向駆動機構で瓦礫内部や配管内などの狭隘空間の探査を効率良く行うことを目的とし、単純で小型の機構で全方向に移動することが可能な推進機構を開発する。
具体的には、方向の異なる弾性系から構成される繊毛のような起歪機構を用いて、全方向に駆動可能なシステムを開発する。
まず、出力回転軸に偏心させた重りを搭載した振動モータにより、起歪機構を振動させ、外界から受ける反作用の力を用いて推進する原理を、全方向に拡張する。
その上で、振動モータの回転する方向や、回転の振動数を制御することにより、瞬時に方向を転換可能なホロノミック全方向駆動システムを開発する。
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| 研究実績の概要 |
当該年度は、超複合起歪機構の全方向駆動性をさらに向上させ、同一内径の円筒形配管のみならず、断面形状の異なる狭隘空間内部においても、超複合起歪機構が確実に移動できるようにした。超複合起歪機構としての配管用移動ロボットの推進機構として、前年度に開発した、無限回転可能な頭角をさらに改良し、様々な形状の配管内で前後左右に方向転換できるようにして、実用性を高めた。配管用移動ロボットは、無線・有線のいずれでも運用可能とし、有線の場合には、通信・電源供給用のケーブルにも、振動可能な繊毛を取り付けて、ケーブル自体を繊毛振動型移動機構と一体化させる形式で、配管内のL字屈曲部分や段差などにおける摩擦抵抗を低減し、走破性を高めた。
また、超複合起歪機構としての配管用移動ロボットの全方向駆動機能を補完するために、通信・電源供給用のケーブルを命綱として、配管用移動ロボットが後方へ移動する場合に配管入り口から張力を与えることを可能とし、配管用移動ロボットがより確実に、後方へ移動しながら、初期位置まで復帰することを可能とした。また、通信・電源供給用のケーブルの長さを、それが巻き付けられているリールの回転軸に取り付けたエンコーダにより計測した回転数から読み取れるようにすることで、配管用移動ロボットの総移動距離を積算できるようにして、非接触型のレーザ測距センサと９軸慣性センサの出力信号の組み合わせによる、配管用移動ロボットの三次元地図情報生成の精度を、さらに向上させることに成功した。
さらに、超複合起歪機構の、社会実装の現場となりうる狭隘空間において、様々な走行実験を行い、その高い実用可能性を確認し、今後の民間企業との連携による社会実装への道筋を作った。
上記の研究成果の一部を、計測自動制御学会論文集(Vol.60, No.1 (2024))にフルペーパー論文として投稿し、掲載された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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