柔軟ひも状構造物を用いたキャスティングマニピュレーションシステムに関する研究

点击翻译按钮获取中文摘要

宇宙空間あるいは建設現場などにおいて,人的あるいは機械的アプローチが非常に困難な空間的に距離のある位置に軽量物を正確に配置する場合,軽量物の重さを利用してキャストしても届かない場合が多い.この場合,ひも状構造物の重さを利用して投げれば遠距離でも軽量物を正確に配置できるのではないかと考え,キャスティングマニピュレーションシステムの着想に至った.本システムを構築する前段階として、キャスティング方法が類似しているフライフィッシングに注目し,現象の把握や数値解析を行うことを第一段階の目的とし,スポーツ工学,人間工学的観点から最適なキャスティング方法を明らかにすることを目標とした.また,ロッドやラインなどの柔軟構造物の動的な実験を行う場合,その測定方法が難しい.そこで,動的挙動を正確に測定する方法も同時に確立することを目標とした.平成14年度はロッドやラインの運動の観測および挙動の解明までを行った.これに続き,平成15年度はマルチボディーダイナミクスを用いたモデル化および妥当性検証を行った.モデル化では第一段階としてラインおよびロッドを小さな剛体ブロックに分割し,それぞれを回転ばねとダッシュポットで結合した.ばね剛性や減衰係数は実験により求めた.実験はまず,ラインを振子運動させた場合の挙動を測定して計算結果と比較した結果,良好な一致が得られた.そこで,次に,実際のキャスティングの様子を測定し,計算結果を比較してモデル化の妥当性を検証した.妥当性が検証されたモデルを用いて,ラインの初期形状や空気抵抗の有無による飛行モードの比較を行った.