| 研究課題/領域番号 |
19H03082
|
|---|
| 研究機関 | 九州大学 |
|---|
研究代表者 |
井上 英二 九州大学, 農学研究院, 教授 (00184739)
|
|---|
| 研究分担者 |
松井 正実 宇都宮大学, 農学部, 教授 (10603425)
光岡 宗司 琉球大学, 農学部, 准教授 (60437770)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| キーワード | トラクタの力学モデル / 転倒・転落事故 / カオス時系列解析 / マルチボディダイナミクス / 転倒安全指標 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本年度では、特定の走行速度帯域においてトラクタ－の機体の安定性変化の要因について、車輪が路面から離脱する際の反力ゼロとなる非線形性に着目し、実測値および解析時系列データに対してカオス時系列解析を行った。
実験では，トラクタ機体の時系列データとして，上下加速度、ピッチ角速度の計測を行った。平坦路面に段差を間隔に20個設置し，左右両輪で段差を同時に乗り越すように走行し，機体の振動データを計測した。さらに，数値シミュレーションも実施した。解析時系列のPSDにより非周期性，再構成アトラクタとポアンカレ断面により軌道不安定性と相関次元の推定より自己相似性を確認した結果，段差通過周波数を上げると跳躍現象によりRMS値が上昇し，跳躍する段差通過周波数以降にカオス振動が発生することが明らかとなった。さらに、機体の安定性を詳細に評価するために，マルチボディダイナミクス解析手法（以下MB解析）によるトラクタの走行モデル構築により，横転倒リスクが高い傾斜路面での片側車輪凹凸乗り越しと脱輪を想定し，様々な走行条件で転倒解析、転倒危険度の評価指標の検討を行った。本解析では、左右片輪のみの凹凸乗り越しと脱輪する走行を想定した。その際，路面傾斜角，凹凸高さ，機体の走行速度を変更し，ロール角速度の時系列データのうち凹凸乗り越し（または脱輪）に伴うロール角速度の最大値を出力して，各条件で比較した。その結果，路面傾斜角と転倒に至るロール角速度を定式化することで，乗用トラクタの転倒危険度の評価指標を提案した。最後に，機体の静的転倒角と現在の機体角度における臨界角速度を組み合わせた転倒評価指標SIを用いて，模型車両による転倒回避制御を試みた。転倒評価指標が0を下回った時点で，『転倒する』と判断し，前輪のステアリングを切る単純な制御機構とした。その結果，ステアリング制御角度が大きいほど転倒を回避できることがわかった。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
