DCモータを利用した小型連続跳躍ロボットの開発

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本研究ではDCモータを利用した走行ロボットの開発を最終目標とし,本年度はその基礎研究として,DCモータを利用した小型連続跳躍ロボットを開発することを目的としている.開発するロボットはモータに大きな負荷がかからない偏心ロータタイプの加振装置を持ち,本装置によりバネにエネルギーを蓄え跳躍動作ができる.本ロボットの制御手法として,本研究申請者が手案している周期入力制御法を適用し,2つの偏心ロータを独立に制御することにより連続的な跳躍移動動作を実現することを試みた.本年度得られた成果は以下の通りである.1.跳躍ロボットの空中モードと接地モードの数理モデルを構築し,ロボットのダイナミクスを導出した.2.導出したダイナミクスを利用して,偏心ロータの回転とロボット本体の運動をどのようなタイミングで同期させたときに,ロボットの弾性エネルギーを増加させて跳躍動作が実現できるか解析した.3.任意のタイミングで偏心ロータとロボットの運動を同期させるために,非線形振動子の引き込み(同期)現象を利用した制御系を構築した.4.ロボットの弾性エネルギーが増加して,ロボットが空中に浮遊した時,その姿勢を制御するための制御則を導出した.5.上述の2.3.で導出した制御則を組み合わせることにより,ロボットが跳躍を繰り返しながら移動できるかどうか数値シミュレーションにより確認した.