| 研究課題/領域番号 |
20K04342
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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20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
有我 祐一 山形大学, 大学院理工学研究科, 助教 (40372338)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020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 | 雪上ロボティクス / アルキメディアンスクリュー / 移動機構 / 表層雪崩 / GNSS / アルキメディアン / 移動ロボット / 新雪 / 斜面 / 雪崩 / アルキメディアンスクリュ / 登坂 / 高精度測位技術 / 自律制御 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
山間部で新雪が短期間で大量に降ると表層雪崩が起きる可能性が高くなる．安全のためには雪崩の予見が重要であるが，積雪層の状態を把握には危険が伴うため遠方からの目視調査しかできず，予見を困難にしている．そこで本研究は，新雪面上を乱すことなく移動可能な移動機構を実現することで雪崩が発生する可能性がある山の斜面を調査する探査ロボットを開発すること目指し，その要素技術を確立するために，新雪が積もった45度程度の山の斜面を登坂し，5kg程度の積雪調査用のカメラやセンサ等を運搬する探査ロボットを実現することを目的とする．
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| 研究成果の概要 |
本研究は、アルキメディアンスクリューを使用した雪上移動ロボットを開発することを目的としている。この技術を応用することで、表層雪崩の発生が予想される新雪斜面をロボットが自動的に調査するシステムを実現できると考えている。
開発した機体は、筒直径200ｍｍのスクリューを2本搭載し、先行研究に比べて推進性能と積載性能を向上させている。新雪面上での実験の結果、平均傾度30度(最大33度)の斜面の登坂と降坂に成功した。また、前進動作ではスクリューの回転速度制御を行うことで直線的な移動が可能であり、さらに、前後退やその場での左右旋回といった新雪面上を移動するために必要な機能が備わっていることも実証した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の学術的な意義として、低密度な新雪面とアルキメディアンスクリューとの力の相互作用を明らかにすることで、新雪上を沈むことなく移動できる機構を開発した点が挙げられる。これにより、推進力や積載量などを設計段階で見積もれるようになった。
社会的な意義としては、本装置を発展させることで、予見が難しい表層雪崩が発生しそうな斜面を人命を危険にさらすことなく調査することが可能になる点が挙げられる。豪雪地帯では、雪崩による災害が毎年さまざまな場所で発生しており、予見が可能になれば雪国におけるQOL（Quality of Life）の向上につながる。
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