遠隔操縦可能な節体幹型移動ロボットの開発

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03555047
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 広瀬 茂男 東京工業大学, 工学部機械物理工学科, 助教授 (70108215)
• 研究分担者: 桧林 弘一 (株)住友電気工業, 電力システム保全技術課, 主任 ; 妻木 俊道 (株)三菱重工, 相模原製作所・研究開発部, 研究員 ; 小林 喜一 (株)三菱重工, 相模原製作所・研究開発部, 主務 ; 米田 完 東京工業大学, 工学部機械物理工学科, 助手 (70221679)
• キーワード: 節体幹型移動ロボット / 遠隔操縦 / 多眼式ステレオビジョン / 移動ロボット / 極限作業ロボット

研究概要

本研究は、節体幹型移動ロボットの遠隔操縦性についての研究であるが、本研究に先行してKR-IIと呼ぶ機械モデルが試作されている。KR-IIは、円筒形をなす複数の節の直列連結構造であり、全長3.3m、高さ1m、全重量320kgで7節から構成され、各節はお互いに上下方向、垂直軸回りの運動自由度、各節の下部には車輪による推進自由度を装備し、これらの運動自由度の協調制御で不整地移動を行うことが可能なロボットである。平成3年度の研究によって、節体幹型移動ロボットKR-IIの車輪部分に、水平に受ける地表面からの反力計測用の光学式力センサを取り付ける作業を完了した。その後、力情報を利用して対地適応的な移動を行うための理論の研究と実験を実施した。これは消費パワ-最小化を評価関数とする力制御と、姿勢制御を組み合わせたインピ-ダンス制御である。この制御によれば明らかに移動性能が向上することが確認できた。なお、この制御系としては力情報をそのまま使用する制御法と同時に、多関節構造であることを利用するとある節の地形への適応運動はその前の節の運動によって予測できる。そのため、最大原理を用いた予測的運動制御法の導入も実施した。そして、この予測制御の導入で運動性能が大きく改善されることを実験的にも検証した。ただし、予定していた移動運動のADAMSを用いた運動解析は、以上の研究に意外に時間を取られ、またソフトウエアの習熟に時間がかかり、未だ準備段階である。この研究については来年度にまたがって実施して行く予定である。また、節体幹移動ロボット用多眼式レンジファインダの試作についても、各カメラのアライメント調整、感度調整に手間取り遅れているが来年度中には完成できる予定である。

研究成果

• [文献書誌] 森島 昭男,広瀬 茂男: "節体幹型移動ロボット「蛟龍」の研究、第8報予測的制御の導入" ロボティックス・メカトロニクス講演会'91予稿集. 315-318 (1991)
• [文献書誌] 森島 昭男,広瀬 茂男: "節体幹型移動ロボット「蛟龍」の研究,第9報予測的制御の導入と実験" 第9回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 307-310 (1991)
• [文献書誌] 広瀬 茂男,森島 昭男,塚越 真一,妻木 俊道,物部 宏之: "節体幹型移動ロボットKR-IIの開発" 日本ロボット学会誌. 9-5. 551-559 (1991)
• [文献書誌] S.Hirose,A.Morishima,A.Tsukagoshi,T.Tsumaki,H.Monobe: "Design of Practical Snake Vehide:Articulated Body Mobile Robot KR-II," Proc,5th Int.Conf.on Advanced Robotics. 831-838 (1991)
• [文献書誌] 森島 昭男,広瀬 茂男: "節体幹型移動ロボット「蛟龍」の研究,(予測的制御の導入と実験)" 日本ロボット学会誌(投稿中).