パンタグラフと慣性ロータを用いた転がりロボットの回転・跳躍・歩行動作の実現

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令和４年度は，リアクションホイールで駆動する転がりロボットとパンタグラフ式伸縮脚の製作を目標として以下の研究を行った．１）．１軸方向に回転しながら移動する転がりロボットを対象に，簡易な数学モデルからリアクションホイールの回転角速度と転がりロボット本体の移動距離の関係を明らかにした．また，環境との摩擦の影響により，リアクションホイールの回転が止まると，転がりロボットは初期位置に戻る現象が起こることを数値シミュレーションにより確認した．さらに，リアクションホイールが回転しているときに転がりロボット本体を物理的に止めることで，リアクションホイールの回転が止まったときに転がりロボットが任意の目標位置で静止する制御法を提案した．２）．内部にリアクションホイールが１基取り付けてある転がりロボットを試作した．ここでリアクションホイールと転がりロボット本体は，重心を通る鉛直な回転軸に対称な形状をしている．そして，試作した転がりロボットを用いて，リアクションホイールを用いた転がり移動の実施可能性を検証実験により示した．また，リアクションホイールの回転が止まると，転がりロボットは初期位置の方向に戻る現象について確認した．以上の研究成果については，令和５年３月に開催された日本機械学会九州支部第５４回学生員卒業研究発表講演会で発表を行った．３）．回転と伸縮を同時に行うことができるパンタグラフ式伸縮脚を試作した．転がりロボット本体側面に垂直に取り付けられたモータの回転軸に左右対称なリンクを取り付けることで，回転軸の回転を妨げることなく軸方向へのパンタグラフの伸縮運動を可能とした．