| 研究課題/領域番号 |
25350398
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 松江工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
久間 英樹 松江工業高等専門学校, 電子制御工学科, 教授 (40259924)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 遺跡探査 / 鉱物・鉱床 / レーザ測定 |
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| 研究概要 |
本研究では水平坑道対応型ロボットと下向き坑道対応型ロボットの２つのタイプのロボットを開発して全国各地の坑道調査を実施してきた。しかし坑道内には水平坑道の先に下向き坑道が存在する場合がある。このため本年度は1台で水平坑道と下向き坑道の調査が可能となるロボットを開発した。具体的には下向坑道対応型ロボットをベースにして開発を行った。水平坑道内での操作性を向上させるため車輪幅を大きくし、転倒した際のロボット起き上がり機構に用いるアーム部分も坑道の形状に応じて取り換え可能な構造とした。これにより坑道内でのロボットの操作性を向上させ確実かつ的確に作業を行うことが可能となった。このロボットを用いて佐渡金銀山南沢疎水坑や大切山坑、多田銀銅山大金間歩群や猪渕谷坑道群間歩ヶ谷支群で調査を行った。その結果、従来と同様に坑道内部の映像データや断面形状データ、方位角・傾斜角データを取得することができた。またこれら定量データを工作機械で加工し易いデータに高速で変換するソフトを新たに開発した。変換したデータを用いて３Ｄプリンタで坑道模型を製作することが可能となった。製作した坑道模型は、多田銀銅山内にある「悠久の館」で常設展示されている。更に本年度導入した全方位測定可能な３次元レーザスキャナを利用することによって、坑道が散在する斜面の広範囲測定が可能となった。得られた斜面の定量データと坑道内部のデータを合成することによって坑道間の相互関係を定量的に解析することが可能となった。
当初は平成27年度に行う予定であった鉱山探査ロボットを題材とした工作教室を前倒しで実施した。具体的には半導体製造装置メーカである東京エレクトロンが主催する東北震災復興事業に協賛して宮城県石巻市牡鹿中学校の３年生を対象に「ものづくり工作教室～ミニチュア鉱山坑道探査ロボット製作にチャレンジしよう！～」と題して独自の教材を開発して実施した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究目的は鉱山坑道の古文書等の資料の乏しい坑道の採掘年代を推論する方法を示すことである。そのために平成25年度研究実施計画の要点は下記の３つの項目であった。
①現場での探査をより円滑に進めるために坑道形状に対応したロボットを組み上げる方式を採用し組替え可能なパーツとして坑道測定ユニットを開発する。②測定システムの実証試験を複数の坑道で行い、従来は予測不可能であった坑道間の相互関係や鉱山全体でどれだけの銀が採掘されたか推定する。③レーザ加工機や３Ｄプリンタを用いて坑道模型を製作できないか検討する。
上記の計画に対して実施状況は下記の通りである。
①に関しては、水平坑道と下向き坑道の調査が1台で実施可能なロボットを開発した。これにより坑道内でのロボットの操作性を向上させ確実かつ的確に作業を行うことが可能となった。②に関しては、本システムを用いて全国４ケ所15坑道の調査を行った。取得した定量データから坑道間の相互関係を推論することが可能となった。また、既に提案している銀採掘量の推定式を用いて石見銀山および生野銀山で調査を行った一部の坑道に関して銀採掘量を算出した。今後は他の鉱山にも応用していく。③に関しては、定量データを工作機械で加工し易いデータに高速で変換するソフトを新たに開発し３Ｄプリンタで坑道模型を製作した。
以上のことから、本研究はおおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度開発したロボットを用いて採掘年代が既に古文書等から特定されている坑道の調査を積み重ねる。これにより時代毎の採掘方法の特徴を構築する。更に本年度新たに導入した広範囲測定型３次元レーザスキャナおよび狭小範囲対応型３次元レーザスキャナをロボットに取り付け、坑道内の調査に応用できないか検討する。この方式が確立できれば坑道内のノミ跡の詳細な測定が可能となる。取得した定量データからノミ跡の深さも採掘年代推定に利用できないか検討する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
必要とする部品が残予算844円で購入できなかったため。
坑道内の採掘方向および傾斜角が測定可能なセンサを次年度予算と合わせて購入予定である。
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