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2007 年度 実績報告書

階層モジュラー構造物の構造概念と力学特性に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17360413
研究機関独立行政法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

樋口 健  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 教授 (60165090)

研究分担者 岸本 直子  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 招聘開発員 (60450714)
奥泉 信克  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 助教 (10321564)
キーワード宇宙構造物 / 構造工学 / 幾何学 / 制御工学 / モデル化 / 階層構造物 / モジュール構造物
研究概要

本研究では、将来のよりよい構造物システム構築のために、構造物に要求される基本的な特性を整理検討し、宇宙などの極限環境における大型あるいは複雑な構造物システムに対応できる階層モジュラー構造物の構造概念を提示して、その有用性を明らかにしてきた。
その概念に基づき構造物システムにおける時間的複合構造物としての要求に対応するために、モジュールを増殖させて構造物システムを構築する。具体的には、最初に幾っかのモジュールを組み合わせた第1世代の構造物を構成し、次にはその第1世代の構造物を新たなモジュールと見なして複数の第1世代の構造物を組み合わせて第2世代の構造物を作る。それらを順次繰り返して階層的に構造物システムを拡大構成していこうとするのが基本的な考え方であり、幾何学的対称性に基づいた系統的な手法を提示した。
さらに階層モジュラー構造物におけるモジュール間の相互作用を利用した制御のあり方を検討し、その有効性を数値計算によって示した。また階層モジュラー構造物の構築において、構造物の構造物システムと組立システムを分散化して、モジュール化した構造物と組立作業ロボットを統合したより柔軟な自動組立システムを提案した。個々のモジュールに単純な建造機能を持たせた多数の均質なモジュールからなる宇宙構造物の自動組立の概念について考察し、その特徴を明確にするとともに、基本的な課題である組立完了までのモジュールの移動手順計画(自己組立の動作計画)に関するアルゴリズムを提案した。また二次元の正六角形状のモジュールにより頂点を軸に回転移動しつつ初期に集積していた状態から目的形状を構成しようとする場合を例にしたシミュレーションによりその有効性を示した。将来の本格的な宇宙構造物システムを想定した階層モジュラー構造の自己組立が可能であることを明確にするため、ハードウェアモデルを製作し、基本的な動作実証をおこなった。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Coupling between Structural Deformation and Attitude Motionof Large Planer Space Structures Suspended by Multi-Tethers2007

    • 著者名/発表者名
      K.Ishimura and K.Higuchi
    • 雑誌名

      Acta Astronautica Vol.60(8-9)

      ページ: 691-710

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hierarchical Modular Systems with Elements of Folk Art2007

    • 著者名/発表者名
      NKishimoto and M.C.Natori
    • 雑誌名

      Forma Vol.22(1)

      ページ: 65-74

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 分散制御によるケーブルネットワーク構造の振動制御2007

    • 著者名/発表者名
      西尾 真由子・田中 宏明・岸本 直子, 名取 通弘
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会誌 Vol.55,No.644

      ページ: 411-417

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hierarchical Modular Structures and Their Mechanical Characteristics

    • 著者名/発表者名
      N.Kishimoto, and M.C.Natori
    • 雑誌名

      Mechanics of Materials (in printing)

    • 査読あり
  • [学会発表] 自律秀散モジュールで構成される宇宙構造物システムに関する研究2008

    • 著者名/発表者名
      岸本 直子・請川 克之・樋口 健・名取 通弘
    • 学会等名
      第20回自律分散システムシンポジウム
    • 発表場所
      上諏訪温泉浜の湯
    • 年月日
      20080100
  • [学会発表] モジュール型宇宙構造物の自己組立システムにおけるハードウェアデザイン2007

    • 著者名/発表者名
      請川克之, 岸本直子, 樋口 健, 名取通弘
    • 学会等名
      第51回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      20071000
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] 密封型マルチセルインフレータブルシリンダーの基礎実験2007

    • 著者名/発表者名
      石村康生, 樋口 健, 渡辺和樹
    • 学会等名
      第51回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      20071000
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] FUNDAMENTAL CHARACTERISTICS OF MULTI-CELLULAR INFLATABLE SPACE STRUCTURES2007

    • 著者名/発表者名
      K.ISHIMURA and K.HIGUCHI
    • 学会等名
      STRUCTURAL MEMBARNES 2007, International Conference on Textile Composites and Inflatable Structures, An IACM Special Interest Conference
    • 発表場所
      Barcelona, Spain.
    • 年月日
      20070900

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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