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2010 年度 実績報告書

文化的環境に低侵襲なバリアフリーの実現のための移動支援ロボットに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20760157
研究機関東北大学

研究代表者

菅原 雄介  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60373031)

キーワードロボティクス / バリアフリー / 車いす / 文化財
研究概要

本研究は,バリアフリーの整備が十分になされておらず車いす利用者の入場が不可能なものも多い歴史的建造物や史跡・景勝地において,景観保護やオーセンティシティの維持に配慮し文化財を傷つけることなく車いす利用者が健常者と同じ経路で観賞することを可能にする人間搭乗型移動支援機器の開発を行うことにより,環境を改変することなく利用できるバリアフリー技術を提案するものである.
平成22年度は,前年度に開発した形状可変4節リンクを用いた複数車輪式階段昇降機構の試作機TBW-1に関して,その改良設計と予備実験による評価を行った.
まず,この4節リンク機構は各頂点に車輪を備え,能動対偶とこれら車輪を差動歯車により干渉駆動することで,車輪による走行と変形を2つのモータで制御可能となっているが,車輪の運動を拘束するチェーンにゆるみが生じており,これによりスムーズな変形や平地走行が不可能であった.これに対し,テンショナを新たに設計し導入することで,スムーズな変形動作と平地走行動作を可能とした.
また,この機構は平行四辺形・一直線・くの字型の3種類の形態に変形可能であるが,一直線モードは一種の特異点であり,厳密に一直線とならないと変形は不可能である.しかしながら前年度に開発した試作機では機械的たわみなどにより厳密な一直線状態に制御することが難しく,しばしば変形が不能となる不具合があった.これに対し,一直線状態を検出するセンサを関節部に設け,この信号を制御に用いることで,一直線から他の2つのモードへ確実に変形することが可能となった.
これらの改良を施した試作機を用い,平地走行,方向転換,その場変形等の基本的な動作実験を行い,その性能を確認した.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2010

すべて 学会発表 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] A Novel Stair-Climbing Wheelchair with Transformable Wheeled Four-Bar Linkages2010

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sugahara
    • 学会等名
      2010 IEEE/RSJ Int'l.Conf.on Intelligent Robots and Systems
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2010-10-20
  • [学会発表] 車輪付形状可変型4節リンク機構を有する階段昇降機構(第2報,運動学・静力学関係と動作実験)2010

    • 著者名/発表者名
      米澤直晃
    • 学会等名
      日本ロボット学会第28回学術講演会
    • 発表場所
      愛知県(名古屋工業大学)
    • 年月日
      2010-09-22
  • [学会発表] 車輪付形状可変型4節リンク機構を有する階段昇降機構(第1報,コンセプトの提案と動作原理)2010

    • 著者名/発表者名
      菅原雄介
    • 学会等名
      日本ロボット学会第28回学術講演会
    • 発表場所
      愛知県(名古屋工業大学)
    • 年月日
      2010-09-22
  • [学会発表] A Novel Stair-Climbing Wheelchair with Variable Configuration Four-Bar Linkage : Mechanism Design and Kinematics2010

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sugahara
    • 学会等名
      ROMANSY 18-Robot Design, Dynamics and Control
    • 発表場所
      Udine, Italy
    • 年月日
      2010-07-06
  • [産業財産権] 階段昇降式移動車2010

    • 発明者名
      菅原雄介, 米澤直晃, 小菅一弘, 相川正司, 畔地芳幸
    • 権利者名
      国立大学法人東北大学株式会社クマリフト技術研究所
    • 産業財産権番号
      特願2010-146497
    • 出願年月日
      2010-06-28

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公開日: 2012-07-19  

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