履帯上での進行波生成により任意方向移動を可能とする超柔軟無限軌道メカニズムの研究

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K21061
• 補助金の研究課題番号: 18H05880 (2018)
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金 (2019); 補助金 (2018)
• 審査区分: 0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 渡辺 将広 東北大学, タフ・サイバーフィジカルAI研究センター, 助教 (00823452)
• 研究期間 (年度): 2018-08-24 – 2020-03-31
• キーワード: 全方向移動機構 / 進行波推進

研究成果の概要

不整地や防塵・防水が要求される極限環境で移動でき，無限軌道と進行波の双方を駆動させることで全方向移動が可能な進行波生成クローラの実現が目的である．研究を通じ，進行波生成式クローラの基盤となる要素技術として，進行波生成アクチュエータの推進機構を開発した．また，駆動システムの実装と設計手法の構築のための移動体のモデル化を行った．特に，進行波生成アクチュエータに関して，円周配置された複数の螺旋軸を回転させることで連続的で滑らかな蠕動運動の生成を実現し，その設計手法の提案と実機による測定で移動特性を明らかにした．

自由記述の分野

ソフトロボティクス，ロボット機構

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的な意義は，これまで開発例のほとんど無い無限軌道と進行波の組み合わせによる全方向移動機構の具現化方法を明らかにし，また構造の違いにより一般的な車輪やクローラ型ロボットとの特性の違いを整理した．特に本研究で開発した進行波推進機構は，連続的で滑らかな蠕動運動を生成できること，単一のモータで 無限回転させることで高速駆動ができること，円形断面で高剛性なデバイスを構成できること，という従来には無い特徴を実現できた点に価値がある．また社会的な意義としては，本成果を一つの機械要素として，様々な不整地や防塵・防水が要求される産業・工業分野の現場に応用可能な点である．