| 研究概要 |
本課題は, フリーフライング宇宙ロボットを用いた軌道上サービスミッションを実現するために必要不可欠な「コンタクトダイナミクス」の定式化に立脚した衛星捕獲制御技術の確立を目指し, 軌道上ロボティクスの研究を行うことを目的とする. ターゲットの力学的インピーダンス特性を適切に評価し, それに対しインピーダンス・マッチングを実現するように捕獲用ロボットアームを制御することにより, きわめて小さな衝撃力によるファーストコンタクトと, 安定的な接触状態の実現する。
本年度は, 接触力, 機械インピーダンス, およびインピーダンス制御に関する基礎理論を整理し, 数値シミュレーションにより解析を行った. 汎用ロボットアーム及び, 宇宙ロボットの手先機構を模擬したモデルを用いて, 接触実験を行い, その間に生じる接触力の発生メカニズム及び, コントロール法に関する基礎データの取得を行った. また, 本課題を遂行するにあたり必須となる, 微小重力下の人工衛星及び, 捕獲ロボットの動作を模擬する空気浮上テストベッドを開発を行い, その動作を計測するための, 赤外線3次元位置計測装置, 光学マウスを応用した空気浮上テストベッド用ビジュアルオドメトリ装置, 加速度センサ等の各種装置の構築も行った. さらにターゲット捕獲用の空気浮上2次元マイクロアームの設計・試作を行い, これを前述の空気浮上テストベッドに搭載した. これらのテストベッドについて初期動作確認実験として, 宇宙用手先軌道追従制御及び, 手先インピーダンス制御実験を行い, 本テストベッド及び, 計測システムが有効に機能することを確認した.
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