| 研究課題/領域番号 |
19K14926
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| 研究機関 | 中央大学 |
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研究代表者 |
前田 孝雄 中央大学, 理工学部, 助教 (00761149)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | Robotics / Terramechanics |
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| 研究実績の概要 |
当初計画にある研究目的である小型跳躍ロボットを用いた土質推定を実施するためのプラットフォームとなる、小型跳躍メカニズム及びそれを搭載して砂などの軟弱地盤上で跳躍するロボットの製作を完了した．跳躍試験装置は，ばねによる跳躍をモータの動力で連続して行えるものであり，砂礫などの軟弱地盤上で跳躍するための接地板（跳躍パッド）を備えている． 本装置の完成により，砂礫上での繰り返し跳躍実験によるデータ取得が可能になった．本跳躍試験装置は中央大学理工学部後楽園キャンパス内に有する探査実験フィールド（珪砂５号敷き詰め）において動作試験を実施して，砂上での跳躍動作が可能なことを確認している．また，高速度カメラを用いた計測により，計測対象である砂面に対して，砂を飛散させず荷重を効率よく伝達できる跳躍パッドの形状についても検討を行った．跳躍パッドを装着して鉛直跳びを実施することで，砂を過剰に飛散させず跳躍が可能なことを確認した．跳躍時には，蓄積されたばねエネルギの70％程度を運動エネルギに変換可能であり，相当する力積を地面側に与えられていることを確認した．これら実験に加えて，Resistive Force Theory (RFT)モデルに基づく地面モデルを含んだ跳躍シミュレータの開発をMATLAB/Simulinkを用いて実施し，実験結果との比較を行った．上記以外にも，跳躍時の地面反力データと比較するための従来の試験方法によるデータ取得の一部も実施した．
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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
当初の計画どおり１年目に実施する跳躍機構を有するロボット製作は完了しており，室内の実験フィールドで動作検証まで達成されている．計装系に関しても整備されており，2年目に向けて実験データを取得するシステムの構築が完了している．実験装置は繰り返し実験に耐える耐久性も確認されており，フィールド実験を含めて今後のデータ取得準備が完了している．
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| 今後の研究の推進方策 |
２年目に実施予定の地盤データ取得実験を進めるために，ロボットを用いて種々の地盤（砂，土，礫など）上での実験データ取得を実施する．データ取得には，地面からの反力を測定するロードセルと，高速度カメラやOptiTrackなどのモーションキャプチャを使用する．これとは並行して，従来用いられている方法による比較対象用のデータの取得を実施する．データ取得には，平板圧縮試験やベーンせん断試験を用い，比較対象となる測定結果のセット作成を実施する．さらに，跳躍試験により得られた結果と従来の方法により得られた結果を対応させ，小型跳躍メカニズムを用いた跳躍試験結果から土質推定が可能であることを示す．応用としてこの装置を搭載した小型ロボットによる土質データ取得デモンストレーションも実施する．
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