車輪の沈下を有効に利用したロボット群の協調による不整地軟弱走行の実現

通过一组机器人的配合，有效利用车轮的下沉，实现崎岖地形的软跑

• 批准号: 21K14105
• 负责人: 藤原 大佑
• 金额: $ 2.16万
• 依托单位: Suwa University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14105/
• 关键词: Push-pull locomotion; 軟弱地盤; テラメカニクス; 群ロボット

本研究は，軟弱地盤上において積極的な車輪沈下・支持を利用したロボット群の移動を実現するものである．2022年度は，①モジュール単体の走行性能評価，②垂直登坂走行における台数（６台まで）と移動量の関係の把握，③結合部に作用する力の把握を実施した．①二輪のモジュール型ロボットの単体における走行性能の評価を実施した．単体では走行性能は低いままであった．しかしながら，スタビライザに搭載された伸縮機構を利用して移動をすると，走行性能が向上することが把握できた．②これまで製作した2輪型のモジュール型ロボット群を用いて主に垂直登坂実験を実施し，台数と走行性能の変化を把握した．今年度は6台まで製作し，走行試験を斜度25度以下で実施している．移動量はモーションキャプチャにより定量的に測定し．台数が増えると滑りが抑制されることが把握できた．一方で，4台以上では滑り抑制効果が飽和したため，25度以上での追加試験が必要であるとも把握した．また，伸縮移動で重要な支持車輪の支持力とけん引負荷の関係が台数によりどう変化するか計算を実施し，その関係性について把握した．特に，通常走行の駆動力は台数が増えても上昇しにくいのに対して，伸縮結合移動では台数が増えると支持力が増加することを把握した．移動アルゴリズム（シーケンス）については，支持力と台数の関係から駆動部＜支持部の比率で動作させるよう決定した．③結合性の評価のため，伸縮時の各支持側，駆動側に働く力の測定を実施し，結合部に働く力の把握をした．特に伸縮時には，伸縮の速度と車輪の回転数の関係が重要であり，最大の負荷に耐えられる結合力が重要であると把握した．③に関連して，伸縮時の車輪の回転数と伸縮速度の比が重要であるというのは新たな知見である．伸縮時に車輪をスリップさせながら移動させると上昇した駆動力により，支持輪を支えることができ滑りが抑制されると把握した．

This study aims to realize the movement of active wheel sinking and support on weak ground. In 2022, it aims to: (1) evaluate the running performance of single vehicle,(2) grasp the relationship between the number of vertical climbing vehicles (6 vehicles) and the movement amount, and (3) grasp the force of joint action. (1) Evaluation of running performance of two-wheel drive unit. Single body, low running performance. For example, if you want to use the telescopic mechanism, you can use it to improve your running performance. 2. The production of two-wheel-type vehicles is mainly carried out in the vertical climbing operation, and the number of vehicles and the running performance are controlled. This year, 6 sets of equipment were produced, and the walking test was carried out at an inclination of less than 25 degrees. The amount of movement is measured quantitatively. The number of units is increasing. The number of units is decreasing. More than 4 sets of additional tests are necessary for saturation. The support force of the support wheel is important for telescopic movement. The relationship between the number of load and the calculation of the relationship between the load and the support wheel is important. The number of moving parts increases. The relationship between support force and number of units is determined by the ratio of movement to support force. (3) Evaluation of bonding property, determination of force on each supporting side and moving side during expansion and contraction, determination of force on bonding part. In particular, the relationship between the speed of expansion and contraction and the number of turns of the wheel is important, and the maximum load is important for the combination force. 3. The ratio of the number of wheels and the speed of expansion and contraction is important. The telescopic wheel is supported by a support shaft.

项目成果

伸縮型スタビライザを搭載した二輪小型ローバの不整地軟弱地盤における走行性能の実験的検証

配备伸缩稳定器的两轮小型流动站在粗糙和松软地面上运行性能的实验验证

• 发表时间: 2022
• 作者: Fumiya Kitayama;Ryou Kondo;北山文矢，近藤良;藤原大佑，飯塚浩二郎
• 通讯作者: 藤原大佑，飯塚浩二郎

結合伸縮機能を用いた群ローバの軟弱地盤登坂性能に関する研究

利用关节伸缩函数研究群体流动站软土爬坡性能

• 发表时间: 2022
• 作者: Fumiya Kitayama;Ryou Kondo;北山文矢，近藤良;藤原大佑，飯塚浩二郎;藤村寛大，飯塚浩二郎，藤原大佑
• 通讯作者: 藤村寛大，飯塚浩二郎，藤原大佑