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2015 年度 実績報告書

惑星探査ロボットの走行性能評価のためのPEPTによる紛体三次元解析

研究課題

研究課題/領域番号 24360352
研究機関岡山理科大学

研究代表者

桑木 賢也  岡山理科大学, 工学部, 教授 (80302917)

研究分担者 衣笠 哲也  岡山理科大学, 工学部, 教授 (20321474)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード宇宙利用・探査 / 粉体工学 / 混相流 / ロボティクス / 可視化 / テラメカニクス
研究実績の概要

月や火星、小惑星などの表面を探査する小型ローバーに関する研究が広く行われている。その目的は様々であるが、このような天体の表面の多くは非常に細かい砂礫で覆われており、車輪や履帯または脚による移動機構を持つローバーが走行不能になる可能性が高い。従って、効率的に移動するためには砂礫とローバーがどのような力学(テラメカニクス)に支配されるのか明らかにする必要がある。
本研究は粉体解析に用いられるPEPT(Positron Emission Particle Tracking)を導入することでこれまで不可能であった砂礫粒子運動の3次元的な可視化を実現し、得られた車輪下の砂粒子の軌跡データから砂粒子の運動を明らかにし、それらと車輪の運動との関係を明らかにすることが目的である。
最終年度は、前年度3月に行った実験データを検討し、砂粒子の軌跡データの再現性を検討した。その結果、同じ初期位置の粒子軌跡でばらつきが確認された。これは車輪の通過後のわだちを観察すると、縞模様があり、規則的な変動があり、この変動中のどの位置が通過したかにより、軌跡にばらつきがあると考えられる。また、2次元的な動きを直接観察するため、容器側面に車輪を付けて運動を観察し、PEPTデータとの比較を行った。2次元断面の粉体層をビデオで観察し、PIV解析を行った。その結果、定性的には一致したが、定量的には十分一致しなかった。2次元と3次元の違いも考えられるが、2次元観察用の装置の再検討も必要であると思われる。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Birmingham大学/Surrey大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Birmingham大学/Surrey大学
  • [雑誌論文] Three-dimensional dynamic imaging of sand particles under wheel via gamma-ray camera system2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Kinugasa, Kenya Kuwagi, Thomas W. Leadbeater, Joseph Gargiuli, David J. Parker, Jonathan P. K. Seville, Koji Yoshida, Hisanori Amano
    • 雑誌名

      Journal of Terramechanics

      巻: 62 ページ: 5-17

    • DOI

      doi:10.1016/j.jterra.2015.06.004

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 転動する車輪下における砂粒軌跡の再現性について2016

    • 著者名/発表者名
      岡 雄大, 濱口 航貴, 衣笠 哲也, 桑木 賢也,吉田 浩治
    • 学会等名
      日本機械学会中国四国支部第54期総会・講演会
    • 発表場所
      愛媛大学工学部, 松山
    • 年月日
      2016-03-09
  • [学会発表] VALIDATION OF 3-D VISUALIZATION TECHNIQUE FOR SAND PARTICLE MOVEMENT VIA POSITRON EMISSION PARTICLE TRACKING2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Kinugasaa, Kenya Kuwagia, Thomas W. Leadbeaterb, Joseph Gargiulib, David J. Parkerb, Jonathan P. K. Sevillec, Koji Yoshidaa, and Hisanori Amano
    • 学会等名
      13TH EUROPEAN CONFERENCE of the of the International Society for Terrain Vehicle Systems
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 年月日
      2015-10-21 – 2015-10-23
    • 国際学会
  • [学会発表] 滑り角を持つ車輪下における砂粒の3次元軌跡の可視化2015

    • 著者名/発表者名
      衣笠哲也, 桑木賢也, T. W. Leadbeater, J. Gargiuli, D. J. Parker, J. P. K. Seville, 吉田浩治, 天野久徳
    • 学会等名
      第33回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      東京電機大学東京千住キャンパス
    • 年月日
      2015-09-03 – 2015-09-05
  • [学会発表] 車輪にかかるせん断力を求めるための砂粒子の軌跡データの変換2015

    • 著者名/発表者名
      桑木賢也, 衣笠哲也, T. W. Leadbeater, J. Gargiuli, D. J. Parker, J. P. K. Seville
    • 学会等名
      第33回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      東京電機大学東京千住キャンパス
    • 年月日
      2015-09-03 – 2015-09-05

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-31  

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