高温高圧環境に作業するロボットシステムの研究開発

高温高压环境下工作的机器人系统研发

• 批准号: 16F16772
• 负责人: 羅 志偉
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-11-07 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16F16772/
• 关键词: ロボット; 高温高圧環境; 散熱構造; 計算機シミュレーション

近年、社会のインフラとなるガスや水道など各種パイプラインの老朽化が進んでおり、また、地震や各種自然災害が多発生し、生産現場や生活環境における安心安全を確保することはますます重要な課題となってきている。こうした社会的な背景を考慮して、本研究計画は、高温高圧環境条件で作業するためのロボットの技術研究開発を取り上げ、ロボットの断熱構造と動作機能の両立を目指して、熱分布の三次元可視化を計算機シミュレーションで行い、ロボットの制御機能への影響について詳細に考察している。ここでは、具体的な例として管内走行ロボットの動作時における全身の温度分布変化について有限要素法で解析をしている。密閉されている管内で走行するロボットにとって自身の駆動回路やアクチュエータなどからも大量の熱を発生し、散熱しにくい状況にある。本研究では、二種類の駆動回路の散熱構造に対して、動作中におけるロボットの駆動回路の熱分布を計算し、散熱構造の結果を比較した。このような研究は、高温高圧環境で動作するロボットのための制御器設計を考える上で重要な示唆を与えることができる。本研究の関連成果は、2017 IEEE International Conference on Advanced Robotics and Mechatronics (ICARM 2017)と2017 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science (MHS 2017)の二件の国際学術会議で発表された。

In recent years, the aging of society, water supply, various types of natural disasters, earthquakes and various natural disasters have occurred frequently, and the safety of production sites and living environments has become an important issue. Considering the social background, this research plan aims at exploring the technical development of thermal insulation structure and operation function of thermal insulation structure under high temperature and high pressure environment conditions, three-dimensional visualization of thermal distribution, computer system operation, and the influence of thermal insulation control function. The temperature distribution of the whole body is analyzed by finite element method. A large amount of heat is generated and dissipated in the closed tube. In this study, the heat dissipation structure of two kinds of moving circuits is compared, and the heat distribution of moving circuits in operation is calculated. The design of the controller is important for the study of high temperature and high pressure environment operation. The results of this research were presented at the 2017 IEEE International Conference on Advanced Robotics and Mechatronics (ICARM 2017) and the 2017 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science (MHS 2017).

项目成果

Global path planning using modified firefly algorithm

• DOI: 10.1109/mhs.2017.8305195
• 发表时间: 2017-12
• 期刊: 2017 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS)
• 作者: Xiaochao Chen;M. Zhou;Jian Huang;Zhiwei Luo

Aided sit to stand transfer by assistive robot and wearable sensors

• DOI: 10.1109/icarm.2017.8273167
• 发表时间: 2017-08
• 期刊: 2017 2nd International Conference on Advanced Robotics and Mechatronics (ICARM)
• 作者: Daqian Yang;M. Zhou;Jian Huang;Zhaohui Yang;Xiaoqiang Yu;Zhiwei Luo