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J-GLOBAL ID：201802210890326783   整理番号：18A1494985

跳躍機構を備えた階段昇降ロボットのソフトランディング条件 (複数ソフトランディング点に対する実現可能性の検討)

Soft Landing Condition for Stair-climbing Robot with Hopping Mechanism (Feasibility Discussion for Multiple Soft Landing Points)

著者 (4件)： KIKUCHI Koki (Dept. of Advanced Robotics, Chiba Institute of Technology) ,  MIURA Masafumi (Mitsubishi Materials Techno Co.) ,  SHIBATA Kyosuke (Hino Motors, Ltd.) ,  YAMAMURA Junpei (Maruyama Mfg. Co., Inc.)
資料名： 設計工学(Web)  (Journal of Japan Society for Design Engineering (Web))
巻： 53  号： 8  ページ： 605-614(J-STAGE)  発行年： 2018年 
JST資料番号： U0886A  ISSN： 2188-9023  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 簡単な跳躍機構を備えた高速階段昇降ロボットを提案した。ばねとワイヤにより接続された二つの(上半身と下半身)身体からなるロボットは,その下半身に取り付けた車輪を用いて走行し,バネに貯蔵されたエネルギーを放出することにより階段を上るように跳躍する。跳躍中の身体の軌跡は設計パラメータと制御パラメータに依存する。前者は2体質量とばね定数であり,これらは製造後には変更できない。後者は,初期バネ収縮と水平速度であり,これらは移動中に変更できる。この機構により,ロボットは複雑なフィードバック制御なしで階段を迅速に登ることができ,ソフトランディングできる。著者らの以前の研究において,規定のソフトランディング点を解析し,言い換えれば,運動方程式を用いて無衝突ランディング点(数学的に,下半身軌跡上の定常的で屈曲する下降点)により,その条件を明らかにし,ばね収縮期の間の摩擦によってランディング点が創生される存在性特性を示した。この結果に基づいて,階段昇降ロボットを製作し,高速階段昇降とソフトランディングを実現した。しかし,ロボットは所定の蹴上げ値以外の蹴上げ高さの階段を昇ることができない。本論文では,複数の蹴上げ高さに対するソフトランディングを達成するために,同一の設計パラメータを用いて制御パラメータのみを変化させることにより,多くのソフトランディング点がどのように創生できるかを解析する。二つのソフトランディング点を創生する無限数の解集合が存在し,三つのソフトランディング点を創生する一意の解集合が存在し,三つ以上のソフトランディング点を創生する解集合は存在しないことを示す。さらに,数値シミュレーションにより,これらのパラメータが実際の設計範囲において価値があることを示した。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： 運動 ,  *移動ロボット ,  *着陸 ,  実現可能性 ,  運動方程式 ,  *運動制御 ,  ばね質点振動系 ,  高速度 ,  パラメータ ,  変数 ,  計算機シミュレーション ,  数学モデル ,  点 ,  一意性 ,  階段昇降 ,  制御パラメータ ,  *跳躍ロボット ,  *軟着陸 ,  計算機利用 ,  利用
準シソーラス用語： *ソフトランディング ,  設計パラメータ

著者キーワード (6件)： 階段昇降 ,  ホッピング機構 ,  軟着陸条件 ,  多重ライザ ,  運動方程式 ,  数値シミュレーション

分類 (1件)： ロボットの運動・制御  (IC04012J)

引用文献 (13件)：

• 1) Nagatani, K., Kiribayashi, S., Okada, Y., Otake, K., and Yoshida, K.: Emergency Response to the Nuclear Accident at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plants using Mobile Rescue Robots, Journal of Field Robotics, (2013), 30, 1, 44.
• 2) Yamato, H., Toda, K., Kodachi, T., Shimizu, M., Nishimura, T., Yoshida, T., and Furuta, T.: CAMERA ARM SYSTEM FOR DISASTER RESPONSE ROBOTS SPACE-EFFECTIVE DESIGN AND PERFORMANCE EVALUATIONS OF PROTOTYPE DEVELOPMENT, MM SCIENCE JOURNAL, (2014), 490.
• 3) Wooden, D., Malchano, M., Blankespoor, K., Howardy, A., Rizzi, A. A., and Raibert, M.: Autonomous Navigation for BigDog, IEEE International Conference on Robotics and Automation, (2010), 4736.
• 4) Nakajima, S., Nakano, E. and Takahashi, T.: Motion Control Technique for Practical Use of a Leg-Wheel Robot on Unknown Outdoor Rough Terrains, Proceedings of IEEE/RSJ International conference on Intelligent Robots and Systems, 1, (2004), 1353.
• 5) Yamada, H., Takaoka, S., and Hirose, S.: A snake-like robot for real-world inspection applications (the design and control of a practical active cord mechanism), Journal of Advanced Robotics, 27, 1 (2013), 47.

タイトルに関連する用語 (5件)： 跳躍 ,  階段昇降 ,  ロボット ,  ソフトランディング ,  実現可能性