自律遊泳屈曲形水中推進機構の研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11750200
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 中島 求 東京工業大学, 工学部, 助手 (20272669)
• キーワード: 屈曲形水中推進機構 / 流体力学 / 生物工学 / 推進

研究概要

1.平成10年度までに開発したイルカ形推進機構の試作2号機を改良し、第1関節の関節角および関節トルク、第2関節の関節角を測定可能なシステムを構築した。
2.遊泳実験の結果、推進速度は最大で約1.9m/s、推進効率は約65%であった。動力源を1号機の圧縮空気から電気モーターへと変更し大出力化を図った結果、1号機の約1.7倍の推進速度を得ることができるようになった。また、推進効率に関しては、1号機とほぼ同程度であった。
3.第2関節のばね定数を様々に変化させ、ばね定数が推進効率におよぼす影響を実験的に明らかにした。その結果、推進効率を最大化する最適なばね定数が存在することがわかった。
4.境界要素法(パネル法)に基づき、推進機構胴体および尾びれの三次元物体まわりの流れを解析する理論解析プログラムを開発した。本プログラムは微小時間ごとにその瞬間の流れ場を解き、時間積分法により時間を進めることにより、任意の非定常運動への拡張が可能である。
5.開発した解析プログラムにより、まず3次元尾びれまわりのみの解析を行ない、線形振動翼理論など他の翼理論と推進特性の解析結果を比較した。

研究成果

• [文献書誌] 中島求、徳尾健一郎、神長和宏、小野京右: "自走式2関節イルカロボットの実験"日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'99講演論文集(CD-ROM). 99・9. 2P1-04-029 (1999)
• [文献書誌] 中島求、小野京右: "2関節イルカロボットの理論解析および実験的研究"第17回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 1. 225-226 (1999)
• [文献書誌] 中島求、神長和宏、小野京右: "2関節イルカ形水中推進機構の実験的研究(大型機の推進効率特性)"日本機械学会流体工学部門講演会講演会論文集. 99・19. 419-424 (1999)
• [文献書誌] Motomu Nakashima,Kenichirou Tokuo,Kazuhiro Kaminaga and Kyusuke Ono: "Experimental Study of a Self-Propelled Two-Joint Dolphin Robot"Proceedings of the Ninth (1999) Intenational Offshore Polar Enigneering Conerence. 2. 419-424 (1999)
• [文献書誌] Motomu Nakashima and Kyosuke Ono: "Experimental Study of Two-Joint Dolphin Robot"Proceedings of the Eleventh International Symposium on Unmanned Untethered Submersible Technology. 211-218 (1999)
• [文献書誌] Motomu Nakashima and Kyousuke Ono: "A Simple Calculation Mehod to Analyze the Dynamics of Carangiform Propulsion"Proceedings of the Eleventh Innternatonal Symposium on Unmanned Untethered Submersible Technology. 320-329 (1999)