| 研究課題/領域番号 |
19K04924
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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25020:安全工学関連
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| 研究機関 | 北九州市立大学 |
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研究代表者 |
清田 高徳 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (00195405)
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| 研究分担者 |
南山 靖博 久留米工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (20549688)
岡田 伸廣 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (80224020)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 人間機械系 / パワーアシスト / メカトロニクス / 安全工学 / 制御工学 / 安全制御工学 / パワーアシストシステム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまで研究を進めてきたパッシブダイナミック制御の特長は、平衡操作と移動操作を分けて実行することで目的制御を小さなエネルギーで実現する／制御の実行には安全確認を条件とする、といった点にある。一方、本質安全制御は「機械の力は少なくとも人間には防御能力の限界を越えた出力がなされてはならない」という原理の元、監視構造を有する目的制御、調整制御、停止制御の構成によるという概念が示されている。本研究の目的は、ダイレクトハンドリング装置とパワーアシスト台車の２つの人間協調型機械システムへの適用を通して、本質安全制御を確立を目指すことである。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、本質安全制御の実装方法を提案し、それを適用したパワーアシストシステムの開発を行った。本質安全制御では安全な平衡状態を基本状態と定め、アクチュエータは崩れた平衡状態を回復するためだけに動作し、目的制御が実現される。開発したパワーアシスト台車は、上り坂では傾斜角の増加に伴って増大する負荷の分だけをモータでアシストすることで、傾斜角によらずに同程度の人の力で台車を移動させるシステムである。さらに、パワーアシストシステムを介助用車いすへ適用し、試作機の評価実験により、基本動作の確認を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
人間との共存が必要となる機械に対しては、人間の本質安全構造に基づいた制御により本質安全要求に応えることができるという考えに基づいた本質安全制御の一実装方法を確立した。そして、それを適用したパワーアシスト台車を開発し、有効性を示した。このシステムは安全性の高いパワーアシストシステムとして、様々な人間機械系に適用できる可能性を有している。
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