被災原子炉格納容器内の高線量狭隘空間調査作業を可能にする柔軟索状ロボットの研究

研究可对受灾反应堆安全壳内高剂量密闭空间进行调查的柔性缆索机器人

基本信息

批准号：
17J02837
负责人：
山本知生
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度においては主に，①アクチュエータ動作性能および耐久性の向上，②印加空気を利用したアクチュエータ動作推定の研究，③推定結果を用いたアクチュエータ運動自動生成の研究　について研究を行った．①については，従来の機構が抱えていた動作速度の低下や動作不能状態に陥ることを回避することを目的として機構の研究研究を行った．これらの問題の解決策として，機構内のローラを2列化することで転がり抵抗を低減させる機構を提案した．さらに，ローラ部へサスペンション機構を搭載することで，駆動時の押付力を一定化を図る構造を提案した．これらの研究の中でローラの押付力や空気のシーリング特性，転がり抵抗特性に関連した様々なデータを収集したとともに，今後の改良につながる知見を得ることができた．②については，ロボットが配管内をスムーズに通過するために，各動作部の状態を動作時に印加する空気の圧力と流量から推定する手法を提案し，その推定精度の向上に取り組んだ．機構のモデル化とパラメータ推定により，機構の可動部の動作状態や位置の推定が可能となった．これにより，環境に応じて様々な推進動作を生成したり，推進動作の最適化が可能になると期待できる．本技術は，複雑な環境や広い空間におけるロボット姿勢の制御を行う上での基礎となるものであり，ロボットの制御においてその利用価値は高い．③については，②の研究成果を利用したロボット推進運動生成の実現を目指して基礎的な研究を行った．②の推定手法を制御システムに統合することで，リアルタイムで動作生成可能なアルゴリズムを提案した．これによって目視外の状態でもオペレータの支援なく推進することができることが確認できた．本手法を応用することで前進動作に限らず様々な動作を生成することが可能になると考えられ，配管内のみならずオープンスペースにおける任意運動生成の初期段階を達成しているといえる．

今年，我们主要对1）提高执行器的操作性能和耐用性进行研究，2）对使用Applied Air估算执行器运动的研究，以及3）研究使用估算结果研究自动产生执行器运动的研究。关于1，我们对机制进行了研究，目的是避免运行速度的放缓或不适用于常规机制。为了解决这些问题，我们提出了一种机制，该机制通过将滚筒键入机理中降低滚动阻力。此外，我们提出了一种结构，该结构在驾驶过程中通过在滚筒部分上安装悬架机构来保持恒定的推力。在这些研究中，收集了各种数据，与滚筒压力，空气密封特性以及滚动阻力特征以及可能导致未来改进的知识有关。关于②，我们提出了一种方法，以从操作过程中施加的空气的压力和流速估算每个运动单元的状态，以使机器人通过管道平稳地通过管道，并努力提高估计精度。通过对机制进行建模并估算参数，可以估算机制运动部位的工作状态和位置。可以预期，根据环境和推进动作的优化，可以产生各种推进动作。该技术是控制机器人姿势在复杂环境和大空间中的基础，其使用在机器人控制中非常有价值。关于③，进行了基础研究，目的是使用②的结果来实现机器人推进运动的创造。通过将估计方法在2中集成到控制系统中，我们提出了一种可以实时生成运动的算法。这证实，即使不可见产品，也可以在没有操作员的帮助下进行推广。通过应用这种方法，人们认为不仅可以提前而且可以提前生成各种运动，而且可以说，不仅在管道中而且在开放空间中，任意运动的初始阶段。