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ロータ吸引式把持機構による飛行マニピュレータの動作空間拡張と双腕協調能力の獲得

利用旋翼吸力抓取机构扩展飞行机械臂操作空间并获得双臂协调能力

基本信息

批准号：
22K21270
负责人：
西尾卓純
金额：
$ 1.83万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K21270/
关键词：
飛行マニピュレータ協調動作吸着制御飛行制御吸着

项目摘要

近年，経年劣化した建造物の点検・修復に携わる技術者不足やコストが問題視される中，ロータ機構を搭載した飛行可能なロボットによる作業の代替が検討されている．その際に，一般的なマルチロータ型ドローンにアームを搭載することで打音検査等の簡易作業を代替する研究が行われてきた．ここで，従来機体で高所作業を行う場合，手先発揮力や到達空間に大きな制約が生じることに加え，飛行ロボットの空中定位精度の観点から繊細な作業は困難とされている．申請者は上記の課題に対し，アームの各リンクに分散置したロータ推力を用いて関節負荷を軽減することで手先発揮力や到達空間を増加させるとともに，ロータの吸引力を用いて機体の一部を環境に固定して手先の安定性を高めるロータ分散型飛行マニピュレータを提案してきた．ここで，提案機体が固定可能な環境はこれまで平面に限定されていたことに加え，単腕マニピュレータで代替可能な作業には限界があった．以上のことから，ロータの搭載により3次元空間を移動可能になった飛行マニピュレータの設置環境と作業内容拡張手法の実現を目指してきた．上記の目的を達成するため，本研究では汎用環境に固定可能なロータ吸引式グリッパ機構やデュアルロータ型推力偏向機構の提案を行った．ロータ吸引式グリッパにより固着可能な環境を拡張するとともに，新たな推力偏向機構を用いて実現が困難な姿勢領域を削減することで操作自由度の向上を可能とした．さらに，提案ロータ分散型飛行マニピュレータも含めて幅広い機体に適用可能な非線形飛行制御システムの提案を行った．また，上記制御システムを提案機体に搭載して評価実験を行い，安定性を十分に保証できることまで確認しており，現在は以上の内容を国際学会および国際論文誌に投稿している．

In recent years, due to the deterioration of the construction site, repair and maintenance of the shortage of engineers, the problem of inspection and maintenance of the aircraft, the possibility of flight inspection and replacement of the operation of the aircraft. In the meantime, the study of simple operation such as general type of equipment and sound check shall be carried out. When the airframe comes to work at a high altitude, it is difficult for the operator to launch the force first, reach the large space, restrict the large space, and increase the accuracy of the aerial positioning. The applicant wrote down the above problem, and proposed to reduce the joint load by using the distributed thrust force and increase the reach space by using the attractive force of the distributed thrust force. This is a proposal for a fixed body environment, a plane limit, an addition, an alternative to a possible operation limit. The above is a description of how to move from a 3D space to a flight environment. In order to achieve the above objectives, this study proposes a new type of thrust deflection mechanism based on the fixed environment. Attraction, tension, and movement. For example, a proposal for a decentralized flight system may be applied to a non-linear flight system. The above contents are submitted to the International Academy of Sciences and the International Journal.