| 研究課題/領域番号 |
26330300
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| 研究機関 | 千葉工業大学 |
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研究代表者 |
米田 完 千葉工業大学, 工学部, 教授 (70221679)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | ４足歩行 / 全方向移動 / 原子力発電所用 |
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| 研究実績の概要 |
従来の４脚歩行ロボットは階段程度の比較的小さい段差の乗り越えを想定して脚可動範囲を定めたものが多い。本研究ではロボットのサイズに比較して脚先の可動範囲を飛躍的に大きくし、具体例として700mmの段差踏破を前後長１m程度のサイズのロボットで実現することを目標にしている。ロボットの機構的特徴として前２脚が胴体後部から生え、後２脚が胴体前部から生えた形態を提案している。また、それぞれの脚の節長を胴体長に匹敵する程度に長くし、前後のみでなく上下の脚先可動範囲を大きくする形態としている。これによって、たとえば原発内部の狭い通路を通りながら障害物を乗り越えて通過することを可能にする。また、従来から４脚ロボットの脚先に車輪を付加して走行する試みがあるが、本研究では脚先に全方向移動車両用のメカナムホイールを付け、横方向の移動や旋回もホイール回転で実現する。さらにホイールと脚の動作を連動させ、通常の４脚歩行では脚先を持ち上げる遊脚の動作においても、床面にホイールを接地させながら進める移動方法を実現する。これにより、段差にさしかかる際の着地位置調整を不要にし、歩数の少ない移動をおこなう。
本研究では試験機を製作し、提案するコンセプトの実証をめざしている。試作機は胴体と脚の骨格部分がほぼ完成している。つづいて、本機用にモータとねじによる直動アクチュエータを開発した。平成26年度に試作機に使用したエアシリンダの代替となるよう、ストロークと推力を設定し、また取り付け部分の形状もエアシリンダとほぼ互換になるように設計している。アクチュエータ単独の動作実験では良好な結果を示した。現在、これを必要数分製作し、すでに一部をロボット本体に装着している。また、脚先のメカナムホイール駆動部を製作し、４脚8輪接地の走行実験を行った。
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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
本研究のコンセプトを実証する試験機の開発が順調に進んでいる。平成26年度の試作機を改良して、位置制御特性のよいモータ駆動の脚を製作している。脚駆動部とメカナムホイール駆動部の設計・製作がほぼできあがり、本体への装着を進めている。駆動部単独の動作実験は良好な結果を示している。一方、移動のアルゴリズムについては概略のコンセプトは策定できているが、さまざまなケースについて具体的な詳細プログラムを検討することはまだ進めていない。
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| 今後の研究の推進方策 |
進行中の脚駆動部の製作を完了させ、これを試作機本体に装着する。回路や制御装置を実装して試作機を完成させ、目標としている700mmの段差昇降実験をおこない、コンセプトを実証する。また、段差昇降の歩数を少なくし、バランスを維持するための無駄な胴体移動をできるだけなくすため、ホイール移動を併用して段差前における着地位置調整を不要とする移動方法の実験をおこなう。実験と並行して、より効率的な脚の移動手順を検討し、一般的に適用可能な脚車輪ハイブリッド移動のアルゴリズムとしてまとめる。
さらに、メカナムホイールによる横移動や旋回動作を加えた、全方向移動型の脚・メカナムハイブリッド移動について、アルゴリズムを開発し、実証実験をおこなう。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
物品の購入金額合計が予算額に対してわずかに下回った
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度交付額と合計して次年度用の物品購入に充当する。
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