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2014 年度 実績報告書

テンセグリティ構造の動的移動におけるダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 25630098
研究機関立命館大学

研究代表者

平井 慎一  立命館大学, 理工学部, 教授 (90212167)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードテンセグリティ / ダイナミクス / 転がり移動 / 遷移 / シミュレーション
研究実績の概要

本研究の目的は,テンセグリティロボットの転がり移動におけるダイナミクスを,離散的な状態遷移と連続的な微分方程式から構成されるシステムとして表現することである.まず,テンセグリティロボットの幾何学的表現から,転がりを表す離散的な状態遷移を導いた.テンセグリティロボットの閉包は,凸多面体となる.たとえば,6ストラットテンセグリティロボットの閉包は,8個の正三角形と12個の二等辺三角形から成る二十面体で表される.テンセグリティロボットの静的な安定状態は,地面と接触する多角形に対応し,転がりは,隣接する多角形の間の遷移で表される.結果として,6ストラットテンセグリティロボットの転がりにおける接触状態の遷移は,正三角形から二等辺三角形,二等辺三角形から正三角形,二等辺三角形から二等辺三角形に分類できることがわかった.
次に,テンセグリティロボットの運動方程式を導き,テンセグリティロボットの転がりをシミュレーションした.テンセグリティロボットの弾性要素とアクチュエータに発生する力を定式化するとともに,テンセグリティロボットを構成する複数のストラットの運動方程式とストラットと地面との接触に起因する運動制約を統合することで,テンセグリティロボットの運動方程式を得た.6ストラットテンセグリティロボットと星形テンセグリティロボットのシミュレーションを行い,正三角形から二等辺三角形,二等辺三角形から正三角形への遷移が可能であることを示した.6ストラットテンセグリティロボットのシミュレーション結果と実機実験の結果を比較し,双方が一致することを示した.さらに,ストラットを駆動するテンセグリティロボットの転がり移動を,実験的に評価した.その結果,ストラット駆動には,すべての遷移を実現することができる,遷移を実現するために必要なアクチュエータの個数が少ないという長所があることがわかった.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [学会発表] ストラット駆動型テンセグリティロボットの転がり移動の実験的評価2015

    • 著者名/発表者名
      川井 郁弥, 平井 慎一
    • 学会等名
      第20回ロボティクスシンポジア
    • 発表場所
      軽井沢プリンスホテルウエスト (長野県・軽井沢町)
    • 年月日
      2015-03-16
  • [学会発表] Dynamic Modeling of Tensegrity Robots Rolling over the Ground2014

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Hirai and Ryo Imuta
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Computational Methods (ICCM2014)
    • 発表場所
      Cambridge (U.K.)
    • 年月日
      2014-07-28
  • [備考] テンセグリティロボット

    • URL

      http://www.ritsumei.ac.jp/se/~hirai/research/tensegrity-j.html

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公開日: 2016-06-01  

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