表裏異方弾性履帯の形状適応により複雑凹凸地形でも超高走破性を示す単輪クローラ機構

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本年度はこれまで研究してきた単輪クローラ機構に適用して移動能力を向上させるための機構として、「表裏異方弾性ベルト」を提案し、これを国際会議IROSにて発表した。本機構は板バネ等の弾性体で構成されるベルトの表もしくは裏の片側の面に多数の弾性体小片を配置したものであり、ベルトが表または裏いずれかの方向に曲がるときのみ弾性体小片も一体となって曲がることで、曲げる方向によって異なる剛性を発揮する。この表裏異方剛性ベルトの両端をつなげて円環状にしたものに荷重をかけると、凸に曲がる部分と凹に曲がる部分で剛性が異なるために、通常の円環状弾性体とは異なった変形をすることが分かった。弾性体小片が内側になる場合、集中荷重をかけられた円環は荷重周辺の狭い範囲が深くへこむ一方、弾性体小片が外側になる場合、円環は荷重周辺が広く浅くへこみ、全体として横に長く伸びた形に変形した。さらに、表裏異方剛性ベルトを単輪クローラ機構の履帯に適用し段差乗り越え実験を実施したところ、弾性体小片を外側に配置した履帯は、段差垂直面に押し付けられた際に縦に細長く伸びることによって小片を内側に配置したものより高い段差を乗り越えることが出来た。外側に小片を配置した履帯は溝渡り実験においても横に細長く伸びることによってより大きな溝を渡ることが出来た。さらに、外側配置の履帯内側配置の履帯よりも大きな牽引力を発揮することが実験によって明らかになった。これらの実験から表裏異方剛性が単輪クローラ機構の不整地移動能力を向上させる可能性が示唆された。また。EU HORIZON2020 / JST SICORP の日欧共同研究の枠組みで実施した災害捜索のための情報統合システムの開発プロジェクトにて開発してきた単輪クローラ機構を利用した移動ロボットが完成し、屋外実験により高い不整地移動を有することが確認された。