| 研究課題/領域番号 |
22K04044
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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21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
矢代 大祐 三重大学, 工学研究科, 准教授 (60607323)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023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)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022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 | モーションコントロール / モータ / マルチロータ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高所での点検・土木・建築へのドローンの活用が進んでいるが、点検ハンマー・クラックゲージ等の工具を対象物に接触させる作業については、ドローンの運動自由度が足りない・接触力を制御できない等の課題があり、実用化に至っていない。
そこで本研究では、ドローン（スレーブロボット）をロボットアーム（マスタロボット）で遠隔操作しつつ、スレーブに加わる接触力がマスタの操作者にフィードバックされるマスタ・スレーブ型遠隔操作システム（バイラテラル制御系）を研究開発する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では「ロボットアーム（マスタロボット）の変位にマルチロータ（スレーブロボット）の速度が比例し、かつ作業対象物からスレーブに加えられる反作用力とマスタに人が加える作用力が一致するマスタ・スレーブ型遠隔操作の実現」を目的としている。本年度は次の2つの知見を得た：①プロペラ近傍の風向や風速が変化しても所望のプロペラ推力を発揮することができる制御器を設計した。プロペラ角速度とプロペラ近傍の風向風速を実時間計測し、これらの状態量に応じて制御器内の変数を調整するアルゴリズムを提案した。提案手法の有効性はシミュレーションと実験により示された。②減速機付きモータの負荷側角度を高精度制御する制御器を設計した。減速機入力軸と出力軸の両方の角度を実時間計測し、軸ねじれ角度と負荷側角度を独立に制御することで、高速動作時においても高い角度制御性能が得られることがシミュレーションと実験により示された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ロボットアームを構成するモータ駆動システムの負荷側角度及び負荷トルクの高精度制御に関して一定の目途が立った。理論と実験の両面で提案手法の有効性が示されている。
また、マルチロータを構成するプロペラ駆動システムの高精度推力制御に関して一定の目途が立った。理論と実験の両面で提案手法の有効性が示されている。
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| 今後の研究の推進方策 |
モータ駆動システムの加速度制御の検討を進める。また、プロペラ駆動システムの位置制御、接触力制御、加速度制御の検討を進める。加速度制御性能の向上により、モータ駆動システムとプロペラ駆動システムが統合されたバイラテラル制御系の性能向上が期待される。
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