Development of brittle star type robot moving on water-bottom for long term survey and monitoring

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本研究ではクモヒトデの歩容を腕骨を規範とした連続体脚の螺旋捻転運動にすることによって省自由度化を実現することとした．これまでに空気圧式とワイヤ式による駆動方法を開発してきた．空気圧式は屈曲の再現性はいいが気室の誤差や造形に制限があり，ワイヤ式は工数が少ないが摺動抵抗により屈曲の再現性が低いことが両者の比較により得られた．そこでワイヤ式の課題を解決し，屈曲性能と再現性を向上させた連続体脚の開発を進めてきた．螺旋捻転運動は，全ての関節で一定の屈曲角度と捻じれ角度によって形成するため，螺旋はF常螺旋となる．しかし常螺旋では螺旋中心からのオフセットが存在し，一点に固定することができない．そこで円錐螺旋と組み合わせた拡張円錐螺旋式を新たに導出し，固定された1点から開始する螺旋捻転運動を実現した．これによって螺旋形状の連続体脚の端部をロボットの胴体部に固定することができ，胴体内に配置したモータによってワイヤを介して連続体脚を駆動することが可能となった．拡張円錐螺旋を連続体脚へ適用した場合は，脚の軌道は関節の長さと屈曲角度，各関節の断面に円周状に等配で配置されたワイヤの隣接する関節との捻じれ角度で決まる．捻じれ角度は固定であるが，ワイヤの巻取り量によって各関節の屈曲角を制御することができるので，地面に接地する連続体脚の1周期目の点群の円軌道の大きさを変更し，1回転での移動量を変えることが可能となった．