| 研究概要 |
本研究の目的は水田の条間(稲列間)を移動し,除草を行う小型ロボットを開発することであり,特にその推進装置の開発研究に重点を置く。湛水面上を土を撹拌しながら移動する装置として,回転するスクリュー状の推進装置を研究する。
これまでに,回転に必要なトルクや移動速度等の基礎的なデータを取得するため,基礎実験装置を製作し,小型の土壌槽で実験を行った。実験ではスクリューの回転速度,水深,沈下量,けん引負荷など各種のパラメータを変更できるようにした。この装置により,各種の羽根形状,羽田高さ,および,ピッチを変更して,複数の組み合わせで実験を行った結果,スクリュー型の推進装置により湛水面上を移動できることを確認した。しかし土を掻き出す作用が大きく,予想以上にエネルギーの損失があった。このため,エネルギーロスのメカニズムを理論的に検討し,推進速度を上げる方向で研究を進めたが,未だ十分な推進効率が得られず,推進力の割に摩擦による損失と,土を掻き出すことによる動力損失が大きい。
この実験と並行して,スクリューの回転数速度を変化させることによって,装置の進行方向を制御する研究を行った。その結果,左右のスクリューの回転速度を適切に制御することで,直進性の確保や左右旋回が行えることがわかった。しかし,土を掻き出す作用が大きいので,スムーズな旋回は困難であった。スクリューの形状について基本的な検討が必要であり,改良の余地が大きい。
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