宇宙における3次元姿勢制御の研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04555053
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 三浦 宏文 東京大学, 工学部, 教授 (50010682)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小松 督 (株)東芝, 小向工場, 研究主務 ; 飯倉 省一 (株)東芝, 研究開発センター, 主任研究員 ; 下山 勲 東京大学, 工学部, 助教授 (60154332)
• Keywords: 宇宙機 / 宇宙ロボット / CMG / リアクションホイール / 姿勢制御

Research Abstract

本研究は,宇宙機(宇宙ロボット,人工衛星など)の姿勢制御に関するものである.平成4年度は微小重力を模擬するために,剛体を6自由度で支える実験機構を設計し,作成した.平成5年度は主に垂直成分の微小重力模擬装置の制御について詳細な研究を行なった.
これまでは,微小重力を3次元的に模擬するのは難しいので,空気軸受けなどで2次元的な支持装置を作って実験するのが普通であった.そこで,本研究では,特別の創意工夫によって,3次元的に空中に浮遊する物体の模擬装置を開発した.
姿勢についてはジンバルによって3方向に自由に,重心周りに回転できるような構造にし,重心の移動に関しては,水平方向には空気軸受けによって2次元の自由度を与え,垂直方向にはカウンタバランスを備えること(平成4年度)、およびロードセルを備えて加速度を検出してフィードバックをかけること(平成5年度)で重さをキャンセルした.空気軸受けのための空気は,ボンベを装置に搭載することによってチユウブによる外乱を防いだ.
宇宙機の姿勢制御には,本研究ではまったく新しい方法を提案しようとしている.
それは,宇宙機を複数個に分割し,それらをユニバーサルジョイントで結合し,このジョイントには内力が発生できるようなアクチュエータが備えられていて,相対運動を引き起こすことによって全体の姿勢を制御しようというものである.平成4年度は、おもにこの研究を行ない、最終年の平成5年度はロードセルによる微小重力制御系についてのより実用を目指した研究を行ない理論と実験の良い一致を見た.

Research Products

• [Publications] 安田進: "分割された機体の相対運動による宇宙機の姿勢制御" 東京大学工学部修士論文(指導教官 三浦宏文). (1993)
• [Publications] 吉田隆雄,飯塚喜軌: "宇宙ロボットの研究" 東京大学卒業論文(指導教官 三浦宏文・下山勲). (1993)
• [Publications] 安田進・下山勲・三浦宏文: "分割された機体の相対運動による宇宙機の姿勢制御" 第10回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 497-498 (1992)