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J-GLOBAL ID：201802245585905457   整理番号：18A0458700

マニピュレータを搭載した橋梁点検用UAV-第1報:1自由度マニピュレータを用いた床版への衝突を含む接触力制御の安定性-

UAV with Manipulator for Bridge Inspection -1st report: Stability of Impact and Contact Force Control against Floor Slab using One DoF Manipulator-

著者 (10件)： 池田貴公 (名城大学メカトロニクス工学専攻) ,  安井彰悟 (名城大学メカトロニクス工学専攻) ,  藤原元春 (名城大学機械システム工学専攻) ,  大原賢一 (名城大学メカトロニクス工学専攻) ,  芦澤怜史 (名城大学メカトロニクス工学専攻) ,  市川明彦 (名城大学メカトロニクス工学専攻) ,  沖野晃久 (オキノ工業株式会社) ,  大道武生 (名城大学メカトロニクス工学専攻) ,  福田敏男 (名城大学メカトロニクス工学専攻) ,  福田敏男 (北京理工大学)
資料名： 日本ロボット学会誌  (ロボ學)
巻： 36  号： 1  ページ： 57-65(J-STAGE)  発行年： 2018年 
JST資料番号： Y0482A  ISSN： 0289-1824  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： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 本論文では,1つのDoFマニピュレータを搭載した橋梁検査(ハンマーと目視検査)用無人航空機(UAV)の接触力制御の安定性について述べた。UAVと床版との接触状態をモデル化するには,衝撃力を考慮する必要があった。UAVは床版に接触することに焦点を当てているため,垂直方向の1つのDoFスライドマニピュレータとして,それをモデル化した。藤田と服部のモデルに従うヘルツ接触に基づいて,衝撃力をモデル化した。この目的は,弾性体(バネ質量ダンパーシステム)としてのモデル化であった。その後,Lyapunovの直接法を用いて,モデル化状態の安定性を評価した。UAVの制御戦略は,姿勢制御と位置-力制御(PIDフィードバックループ)に分かれたカスケード制御であった。力フィードバックの出力が位置フィードバックの所望の位置に加えられるように,力フィードバックを位置フィードバックに途切れなく統合した。次に,接触力制御の実験を行い,その安定性を評価した。UAVは,2.14π1.85[N]の誤差で接触力を制御することができ,一方,所望の接触力は15[N]であった。UAVが表面を叩いたとしても,UAVは床版に接触し続けることができた。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *無人機 ,  *マニピュレータ ,  点検 ,  維持管理 ,  橋 ,  *力制御 ,  接触 ,  音響検査 ,  肉眼検査 ,  スラブ ,  力学モデル ,  安定性 ,  制御方式
準シソーラス用語： Hertz接触 ,  橋梁点検 ,  床版 ,  衝撃ハンマ ,  衝撃力モデル ,  無人航空機

著者キーワード (4件)： Aerial Unmanned Vehicle ,  Force Control ,  Collision Model ,  Bridge Inspection

分類 (2件)： ロボットの運動・制御  (IC04012J) ,  橋梁の破壊,保守,その他  (RC06080X)

引用文献 (21件)：

• [1] Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism <http://www.mlit.go.jp/road/sisaku/yobohozen/torikumi.pdf>, accessed on Aug. 2015.
• [2] B.L. Luk, D.S. Cooke, S. Galt, A.A. Collie and S. Chen: “Intelligent legged climbing service robot for remote maintenance applications in hazardous environments,” Robotics and Autonomous Systems, vol.53, issue 2, pp.142–152, 2005.
• [3] M.P. Murphy and M. Sitti, Waalbot: “An Agile Small-Scale Wall-Climbing Robot Utilizing Dry Elastomer Adhesives,” IEEE/ASME Trans. on Mechatoronics, vol.12, no.3, pp.330–338, 2007.
• [4] N. Metni and T. Hamel: “A UAV for bridge inspection: Visual servoing control law with orientation limits,” Automation in Construction, vol.17, pp.3–10, 2007.
• [5] G. Darivianakis, K. Alexis, M. Burri and R. Siegwart: “Hybrid Predictive Control for Aerial Robotic Physical Interaction towards Inspection Operations,” Proc. of 2014 IEEE International Conf. on Robotics and Automation, pp.53–58, 2014.

タイトルに関連する用語 (8件)： マニピュレータ ,  橋梁点検 ,  UAV ,  自由度 ,  床版 ,  衝突 ,  力制御 ,  安定性