2007 Fiscal Year Annual Research Report
3次元的な運動を行う索状能動体の実用化設計と制御に関する研究
Project/Area Number |
06J52372
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Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
Principal Investigator |
山田 浩也 Tokyo Institute of Technology, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)
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Keywords | ヘビ型ロボット / 索状能動体 / 水陸両用ロボット |
Research Abstract |
本研究では,実用的な索状能動体(ヘビ型ロボット)の開発に必要な機構設計と制御の研究を行った.本年度は,(1)連続曲線の運動学に基づく研究手法の確立,(2)蛇行運動の詳細な力学解析,(3)実用化に必要な制御法の研究,(4)小型ヘビ型ロボットの設計・開発を行った. まず(1)連続曲線の運動学に基づく研究手法の確立では,有限自由度の索状能動体によって連続曲線の形状を近似する方法を提案し,3次元の索状能動体を近似的に連続曲線として扱えることを示した.これにより,索状能動体の運動学,力学,制御を連続曲線でモデル化して研究する手法を確立した.この研究手法は,後述の(2)(3)(4)の研究にも応用している. (2)蛇行運動の詳細な力学解析では,昨年度に導出した蛇行推進の一般的な力学方程式を応用し,sinus-lifting滑走と呼ばれるヘビの蛇行推進様式を初めて解析した.そしてsinus-lifting滑走には滑走効率を著しく向上させる効果があることを定量的に示した.この効果は,新たに開発した試験用ロボットによって実験的にも確認した. (3)実用化に必要な制御法の研究では,蛇行するヘビの頭部の振幅を抑制する制御法,及び凹凸地形への自動的な適応を行う制御法を検討した.また,それぞれの制御法の効果を実験によって確認し,ヘビ型ロボットに汎用的に応用できることを示した. (4)小型ヘビ型ロボットの開発では,断面が50mm×60mm程度のヘビ型ロボットを開発した.通常の関節よりも大きな可動範囲を持つ二重関節機構を新たに導入したことで,狭隘環境に適した小回りのきくロボットを実現した.現在までに,開発したロボットによる蛇行推進,障害物の乗り越え,横這い(sidewinding)運動に成功し,提案した機構がヘビ型ロボットに有利であることを示した.
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Research Products
(5 results)