表裏異方弾性履帯の形状適応により複雑凹凸地形でも超高走破性を示す単輪クローラ機構

一种单轮履带机构,通过调整前后各向异性弹性履带的形状,即使在复杂的凹凸地形上也能发挥超高的行驶性能。

基本信息

  • 批准号:
    22KJ0201
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2023-03-08 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本年度はこれまで研究してきた単輪クローラ機構に適用して移動能力を向上させるための機構として、「表裏異方弾性ベルト」を提案し、これを国際会議IROSにて発表した。本機構は板バネ等の弾性体で構成されるベルトの表もしくは裏の片側の面に多数の弾性体小片を配置したものであり、ベルトが表または裏いずれかの方向に曲がるときのみ弾性体小片も一体となって曲がることで、曲げる方向によって異なる剛性を発揮する。この表裏異方剛性ベルトの両端をつなげて円環状にしたものに荷重をかけると、凸に曲がる部分と凹に曲がる部分で剛性が異なるために、通常の円環状弾性体とは異なった変形をすることが分かった。弾性体小片が内側になる場合、集中荷重をかけられた円環は荷重周辺の狭い範囲が深くへこむ一方、弾性体小片が外側になる場合、円環は荷重周辺が広く浅くへこみ、全体として横に長く伸びた形に変形した。さらに、表裏異方剛性ベルトを単輪クローラ機構の履帯に適用し段差乗り越え実験を実施したところ、弾性体小片を外側に配置した履帯は、段差垂直面に押し付けられた際に縦に細長く伸びることによって小片を内側に配置したものより高い段差を乗り越えることが出来た。外側に小片を配置した履帯は溝渡り実験においても横に細長く伸びることによってより大きな溝を渡ることが出来た。さらに、外側配置の履帯内側配置の履帯よりも大きな牽引力を発揮することが実験によって明らかになった。これらの実験から表裏異方剛性が単輪クローラ機構の不整地移動能力を向上させる可能性が示唆された。また。EU HORIZON2020 / JST SICORP の日欧共同研究の枠組みで実施した災害捜索のための情報統合システムの開発プロジェクトにて開発してきた単輪クローラ機構を利用した移動ロボットが完成し、屋外実験により高い不整地移動を有することが確認された。
今年,我们提出了一种“前后各向异性弹性带”作为提高运动能力的机构,并将其应用于我们一直在研究的单轮履带机构中,并在国际会议IROS上提出了这一建议。该机构在由板簧等弹性体制成的带的正面或背面的一侧放置了大量的弹性片,并且仅当带向任一方向弯曲时,通过将小片弯曲为一个整体,它们表现出根据弯曲方向的不同,刚性也不同。当对两端连接形成环的各向异性刚性带施加负载时,凸部和凹部之间的刚性不同,导致变形与普通环形弹性体不同。事实证明确实如此。如果弹性片在内侧,则承受集中载荷的环将在载荷周围的狭窄区域内深深地凹陷,而如果弹性片在外侧,则环将在载荷周围较宽且浅地凹陷,整个环就会变成水平缩进的形状。此外,当我们在单轮履带机构的履带上应用两侧各向异性刚性带并进行克服台阶的实验时,我们发现外侧放置小块弹性材料的履带受压时垂直伸长有了这个,就可以爬上比放置在里面的小块更高的台阶。在跨越沟渠的实验中,外侧放置小块的轨道能够通过水平拉长跨越较大的沟渠。此外,实验表明,放置在外侧的轨道比放置在内侧的轨道产生更大的牵引力。这些实验表明前后各向异性刚度可以提高单轮履带机构的崎岖地形运动能力。还。 EU HORIZON2020 / JST 在SICORP的日欧联合研究框架内开发的灾害搜索信息综合系统项目中开发的采用单轮履带机构的移动机器人已完成,并进行了室外实验已确认可以在高不平的地形上使用。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
CURSOR Small Scale Field Test 1 2
CURSOR 小规模现场测试 1 2
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
高い不整地走破性を有する柔軟クローラ型災害用小型探査ロボット
具有高崎岖地形行走能力的小型柔性履带式灾害勘探机器人
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yu Ozawa;Masahiro Watanabe;Kenjiro Tadakuma and Satoshi Tadokoro;小澤悠,渡辺将広,高橋健一,多田隈建二郎,田所諭
  • 通讯作者:
    小澤悠,渡辺将広,高橋健一,多田隈建二郎,田所諭
SINTEF Digital(ノルウェー)
SINTEF Digital(挪威)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Anisotropic-Stiffness Belt in Mono wheeled Flexible Track for Rough Terrain Locomotion
用于崎岖地形运动的单轮柔性履带中的各向异性刚度带
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yu Ozawa;Masahiro Watanabe;Kenjiro Tadakuma and Satoshi Tadokoro
  • 通讯作者:
    Kenjiro Tadakuma and Satoshi Tadokoro
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    $ 1.41万
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