2021 Fiscal Year Research-status Report
複数の細径ソフトアクチュエータを用いた極狭隘空間におけるロボット駆動法の創出
Project/Area Number |
19K23502
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Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
Principal Investigator |
山本 知生 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (20849898)
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Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2023-03-31
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Keywords | ソフトアクチュエータ / ソフトロボット / 配管点検ロボット / 空圧制御 / 移動ロボット |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、細径配管内などの狭隘な空間において高い運動性能を実現するためのロボット構成法を提示することを目的としたものである。本年度は、昨年度に引き続き、新しい駆動原理に基づく細径アクチュエータ機構を活用した配管点検システムの研究を行った。具体的な研究概要は以下の通りである。 ① 配管内推進機構のさらなる細径化:前年度までに開発した機構構造を発展させ、25A配管に対応できるアクチュエータ機構を開発した。従来よりも中空部分が拡大したことでカメラやエアチューブを搭載するための空間が拡がり、その一方で機構の直径は細くすることができた。そのため狭い空間の走行性が向上している。25A配管内の走行実験も同時に行っており、実験室環境下では良好な結果が得られている。 ② 複数台のアクチュエータの協調駆動方法の基礎検討:複数のアクチュエータを連結して駆動させるため、最適なアクチュエータの連結スタイルを検討した。検討の結果、供給元のバルブにて全体の動作を制御するという方式を採用した。この方式より少ないアクチュエータへの機器の搭載を最小限抑えつつ複数台の同時駆動が可能となる。 ③ 協調駆動のための空圧制御の基礎検討:前述のような駆動方法をとると、通常では応答性の低下や動作のばらつきなどの問題が生じてしまう。これらの問題を空気圧の制御手法を最適化することで改善する方法を検討した。その結果、供給空気を連続的に制御しつつエアチューブに意図的な圧力損失を付与することで、これらの問題が改善するという示唆が得られた。 現在、①~③を組み合わせた配管内推進実験の実施に向けて研究を行っている。これらの成果は2022年度に論文へまとめる予定である。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
開発したアクチュエータが研究開始当初に予定していた駆動原理とは大きく異なる形態のとなったため協調駆動技術の開発が必要になったことから、全体としての研究進捗はやや遅れている。一方で、研究期間の経過により機構の洗練度が高まっており、また当初の目標としていた複数台の駆動が可能であることを示唆する結果が得られていることなど、着実な進捗がみられる。なお今年度は協調技術の基礎検討を中心としたため現時点での発表件数は少ないが、2022年度に今年度の成果を含めて発表する見通しである。
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Strategy for Future Research Activity |
前述の通り遅れが生じているものの、協調駆動技術の開発によりロボットの実用性が向上するとともに新たな学術的知見が得られると見込まれることから、本研究補助期間の延長が受理された。2022年度はアクチュエータの協調駆動技術の研究を中心に行う予定である。具体的には、複数のアクチュエータを同一のエアチューブにより連結し、同一の空気供給により駆動するというスタイルでの協調動作実現を目指す。シミュレーションによる運動解析と実機実験による機構改良を併せて行い、供給空気の制御を最適化することで動作の応答性低下やばらつきなどの課題の解決に取り組む。
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Causes of Carryover |
所属研究機関の研究機器やリソースを最大限活用し研究費の使用が抑えられたことで予算に若干の未使用額が生じた。次年度では、繰越分の予算を主に機械部品や電子部品、流体制御機器類などの購入に使用する予定である。
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Research Products
(2 results)