| 研究課題/領域番号 |
19K04255
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| 研究機関 | 北陸先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
浅野 文彦 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (70415066)
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| 研究分担者 |
徳田 功 立命館大学, 理工学部, 教授 (00261389)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 物体搬送 / 動的操作 / 同期現象 / 軸回転摩擦 / 移動ロボット / 運動生成 / 劣駆動システム |
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| 研究実績の概要 |
劣駆動移動ロボットを駆動源とした物体搬送・動的操作システムに関して、2019年度は主に以下の成果を得た。
8脚の能動リムレスホイールをステージ上下動のための駆動源とし、8脚の受動リムレスホイールを搬送物とした物体搬送システムの数学的モデリングを行い、その数値シミュレーションによる運動解析を通して引き込み現象に基づく搬送速度制御が実現可能であることを確認した。更にその実機検証システムの設計開発を行った。上下動するステージ部分は外部業者に委託をしたが、駆動部のギヤボックスをはじめとする各種追加部品に関しては自ら設計開発を行った。基礎実験を通して、駆動周波数を適切に設定することで引き込み現象が起こり、目標搬送速度の調節が可能となることを確認した。
匍匐型高速移動ロボットを駆動源とした物体搬送システムに関して、数値シミュレーションによる運動解析を更に進め、ロボットの身体内部の粘弾性係数や紙状の搬送物と床面との間の粘性係数を適切に設定することで目標の搬送速度を実現できることを明らかにした。また数値解析結果を基に実機検証システムの設計開発を行い、2019年度中にシステム全体の試作を完了した。しかし弾性要素を含む直動関節部分に設計ミスがあり、目標の運動を実現することができなかった。現在、直動関節等の改良を進めている。
軸回転摩擦を利用した物体搬送システムに関して、数学的モデリングおよび数値シミュレーションによる基礎的運動解析を行い、傾斜した2本の軸を互いに同速度で逆方向へ回転させることでルーペ形状をした搬送物を一定速度で移動させることができる、搬送速度は軸の回転速度の影響を殆ど受けることなくステージの傾斜角度や接触点の動摩擦係数に応じて変化する等の特性を明らかにした。現在、実機検証システムを用いてテストピースの搬送速度を計測し、数値解析結果との照合を進めている。
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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
研究実績の概要で述べたように、ステージ上下動・匍匐型移動ロボット・軸回転摩擦を利用した各物体搬送装置に関して、数学的モデリングおよび数値シミュレーションによる運動解析を行い、一部については実機検証システムの設計開発、更には基礎実験によるデータ取得までを行った。また、これらの結果の一部を査読付き国際会議論文として投稿し、発表を行った。以上より、おおむね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
ステージ上下動を利用した物体搬送に関しては、搬送物の姿勢制御等の動的操作を踏まえた機能拡張を中心的課題として、更に運動解析を進めていく。
匍匐型移動ロボットを駆動源とした給紙操作に関しては、2020年度中に基礎実験を完了すべく、直動関節等の改良を行っていく。
軸回転摩擦を利用した物体搬送に関しては、数値解析結果と実験結果を照合しながら、摩擦モデルの改良など、より信頼性の高い数値シミュレータの構築を目指していく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
各実機検証システムの設計開発を極力研究代表者の研究室内で行う、3Dプリンタで追加部品を製作する等の努力により物品費を節約することができ、その分の未使用額が生じた。次年度は匍匐型移動ロボットをはじめとする各実機検証システムの改良、および追加で必要となる実験用物品購入のための経費として使用していく予定である。
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