| 研究課題/領域番号 |
19K04287
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
今西 悦二郎 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (00804600)
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| 研究分担者 |
竹囲 年延 弘前大学, 理工学研究科, 助教 (60517712)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | マルチボディダイナミクス / DEM / まき出し作業 / 自律施工 / ホイールローダー / ホイールローダ / 自動運転 / 個別要素法 / 個別要素法(DEM) |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ホイールローダーによってまき出し作業を行う場合、車体の駆動力に限界があり、土砂山が高いと停止してしまう恐れがある。自動運転を行う場合には、排土板に作用する力をリアルタイムに推定できないため、自律的な制御が困難であり、自動運転の支障となっている。
本研究では、レーザーによって土砂山の高さや形状を計測し、計測結果とDEM解析から、まき出し作業が可能な排土板高さを解明する。この結果をホイールローダーロボットによる、まき出し作業の自律施工システムに活用することによって、まき出し作業の自律施工が可能であることを明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，マルチボディダイナミクスとDEM を連成させることによって，土砂の掘削および走行を考慮したまき出し作業時のホイールローダー車両のダイナミクス解析技術を開発した. 本技術を用いることによって，まき出し作業時のホイールローダー挙動を明らかにし，まき出し作業の自律施工のための基礎的なバケット高さの制御方法を示した.
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
DEMを用いた土砂反力を解析した経験に加え、マルチボディダイナミクス（多リンク機構を有するシステムの動力学解析手法）と連成させることによって、排土作業を考慮したホイールローダー車両のダイナミクス解析技術を新たに確立する。本技術を用いることによって、排土作業時のホイールローダー挙動を明らかにし、まき出し可能な排土板高さを解明する。この結果をホイールローダーロボット（まき出し作業の自律施工システムを搭載したホイールローダー）による、まき出し作業の自律施工システムに活用することによって、自律施工が可能であることを明らかにする。
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