WEKO3
アイテム
球体駆動式全方向移動機構の安全性向上に関する研究
https://doi.org/10.18997/00004246
https://doi.org/10.18997/0000424658ac8df9-e0e8-4b2e-a421-f801f59b6bc1
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
|---|---|---|
sei_k_239.pdf (4.6 MB)
|
|
| アイテムタイプ | 学位論文 = Thesis or Dissertation(1) | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 公開日 | 2015-08-18 | |||||||||
| 資源タイプ | ||||||||||
| 資源タイプ識別子 | http://purl.org/coar/resource_type/c_db06 | |||||||||
| 資源タイプ | doctoral thesis | |||||||||
| タイトル | ||||||||||
| タイトル | 球体駆動式全方向移動機構の安全性向上に関する研究 | |||||||||
| 言語 | ja | |||||||||
| 言語 | ||||||||||
| 言語 | jpn | |||||||||
| 著者 |
新福, 宜侑
× 新福, 宜侑
|
|||||||||
| 抄録 | ||||||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||||||
| 内容記述 | ロボットの市場は2020年には2.9兆円，2035年には9.7兆円にまで成長し，この内サービス分野の市場は2035年には全体の半分を占めると予想されている．サービス分野では，警備ロボットや掃除ロボットといったサービスロボットや，パーソナルモビリティなどの移動支援装置が開発されている．これらのロボットや装置は，主に屋内環境での利用を想定しているため，それらの移動機構は移動効率の高いものが望ましい．従来の操舵型の移動機構よりも移動の自由度が高く，移動効率の高い移動機構として，これまでに全方向移動機構が開発されてきた．特に，フリーローラ付き車輪を用いた全方向移動機構は，ホロノミックな全方向移動を実現する上で最も多く用いられている．この理由としては，既存の車輪をこれらの特殊車輪に置き換えるだけで全方向移動を容易に実現できるということが挙げられるが，フリーローラが床面に対して不連続に接地することによる振動の発生や，フリーローラに依存する低い段差乗越え能力といった問題が指摘されている．屋内で活躍するロボットまたは移動支援装置のプラットフォームとして用いる機構には，平面走行だけでなく，段差や溝の走破性能が高いことも必要であると考えられる．屋内環境における効率的な移動を可能にする新たな移動機構として，我々は以前，球体を駆動輪として用いた球体駆動式全方向移動機構を開発した．先行研究において開発された試作機は，段差や溝，傾斜のある環境において，オムニホイールを用いた全方向移動機構よりも高い走行性能を示した．しかしながら，従来の球体駆動式全方向移動機構には，球体支持部にボールキャスタを用いたことによるメンテナンス性の悪さや，キャスタの表面が傷つくことによる錆や騒音といった問題があった．また，車幅が大きく，狭い通路やドアを通る余裕がほとんど無いという問題もあり，狭い場所における利便性を向上させる必要があった．さらに，電動車いすへの応用の際には，段差や傾斜を走行する際の安全性の確保が重要であると考えられる．本研究では，球体駆動式全方向移動機構の将来における利用・普及を促すため，本機構の安全性の向上を目的とし，従来機の課題を解決するだけでなく，動作中の安全性を確保するための装置の開発を目標とする．本論文では，まず安全性の向上に関して，電動車いすや自律移動ロボットへの応用を考え，安全性の向上のための安価で高精度な全方向衝突検出装置の開発を行う．さらに，小型化によって発生すると考えられる段差や傾斜走行時の安定性の低下を抑えるために，台車と座面の間に駆動部を設けた安定化装置の試作を行う．また，球体の駆動効率を改善するためにロータ(回転子)の素材の検討を行い，利便性の向上に関しては，従来の球体駆動式全方向移動機構のメンテナンス性や騒音といった課題を解決するための手法として，球体支持部をボールキャスタから自在キャスタに置き換えることを提案し，試作機の開発を行う．本論文では，以下の手順で研究成果を報告する．第1章では，研究の背景と目的を述べる．第2章では，球体駆動式全方向移動機構の駆動原理及びこれまで開発されてきた機体を紹介するとともに，駆動部に用いるロータ材料の選定を行う．第3章では，全方向における衝突検出のための装置として，非接触センサを用いた全方向衝突検知バンパーを開発し，バンパーの変位測定精度の評価を行う．第4章では，段差・傾斜走行時の安定性の確保として台車と座面の間に2自由度の駆動部を設けた安定化装置を開発し，動作実験を通して装置の評価を行う．さらに，第5章では，球体駆動式全方向移動機構の利便性向上のための工夫として，球体支持部の改良案を提案し，走行実験を通して従来機との比較を行う．また，荷重が加えられた場合の走行性能についても検証する．最後に，第6章で本研究で得られた新しい知見をまとめている. | |||||||||
| 目次 | ||||||||||
| 内容記述タイプ | TableOfContents | |||||||||
| 内容記述 | 第1章 緒論||第2章 球体駆動式全方向移動機構の原理およびロータ材料の選定||第3章 非接触センサを用いた全方向衝突検知装置の開発||第4章 安定化装置付き球体駆動式全方向移動電動車いすの試作||第5章 自在キャスタを用いた球体駆動式全方向移動機構の開発||第6章 結論 | |||||||||
| 備考 | ||||||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||||||
| 内容記述 | 九州工業大学博士学位論文 学位記番号:生工博甲第239号 学位授与年月日:平成27年3月25日 | |||||||||
| キーワード | ||||||||||
| 主題Scheme | Other | |||||||||
| 主題 | 全方向移動機構 | |||||||||
| キーワード | ||||||||||
| 主題Scheme | Other | |||||||||
| 主題 | 球体駆動式全方向移動機構 | |||||||||
| キーワード | ||||||||||
| 主題Scheme | Other | |||||||||
| 主題 | 安全性 | |||||||||
| キーワード | ||||||||||
| 主題Scheme | Other | |||||||||
| 主題 | パーソナルモビリティ | |||||||||
| キーワード | ||||||||||
| 主題Scheme | Other | |||||||||
| 主題 | 全方向衝突検知バンパー | |||||||||
| アドバイザー | ||||||||||
| 宮本, 弘之 | ||||||||||
| 学位授与番号 | ||||||||||
| 学位授与番号 | 甲第239号 | |||||||||
| 学位名 | ||||||||||
| 学位名 | 博士（工学） | |||||||||
| 学位授与年月日 | ||||||||||
| 学位授与年月日 | 2015-03-25 | |||||||||
| 学位授与機関 | ||||||||||
| 学位授与機関識別子Scheme | kakenhi | |||||||||
| 学位授与機関識別子 | 17104 | |||||||||
| 学位授与機関名 | 九州工業大学 | |||||||||
| 学位授与年度 | ||||||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||||||
| 内容記述 | 平成26年度 | |||||||||
| 出版タイプ | ||||||||||
| 出版タイプ | VoR | |||||||||
| 出版タイプResource | http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 | |||||||||
| アクセス権 | ||||||||||
| アクセス権 | open access | |||||||||
| アクセス権URI | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | |||||||||
| ID登録 | ||||||||||
| ID登録 | 10.18997/00004246 | |||||||||
| ID登録タイプ | JaLC | |||||||||
