群型壁面移動ロボットAnchor Climberの開発

群式移壁机器人Anchor Climber的研制

• 批准号: 09J07743
• 负责人: 鈴木 真崇
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J07743/
• 关键词: 壁面移動ロボット; 群型ロボット; 磁気吸着装置; リール機構; 差動機構

複数台の子機と1台の親機をワイヤにより連結した群型壁面移動ロボット"Anchor Climber"の開発を行う.子機は,最大限の吸着力で壁面に吸着する静止状態と,壁面から剥がれ落ちない最低限の吸着力を生成しながら自由に移動可能な状態の,2つの吸着状態を切替可能とし,各子機および親機が交互に移動する.ここで,「永久磁石の強力な内部吸着力をバネユニットで補償することで,壁面からの容易な離脱が可能な装置」であるIBマグネットを用いて子機の吸着力を制御することで,この機能を実現する.IBマグネットは,塗装のない壁面上では原理的にはゼロの力で吸着力制御が可能だが,塗装のある壁面上では適切な補償が行えずにエネルギロスが生じる.これを防ぐために,壁面上の塗装の厚さと同じ距離だけバネ固定部をユニット内で移動させ,永久磁石の吸着力とバネの弾性力をバランスできる機構を搭載した子機を提案および作成した.この改良型子機を用いて,鉄板上に仮想的な塗装面である非磁性体のアルミ板を挟み,補償力が適切に調整可能で,少ないエネルギロスで吸着力が制御できることを確認した.これにより,子機を利用可能な環境が大幅に増加したと考えられる.また,リールユニットでのテザーのバックラッシュを回避するための,高トルク巻き取り・低張力巻き付けを同時に行える,遊星歯車を用いた差動型リール機構を提案した.本機構では,テザーはVプーリに噛み込んで張力の大半をかけ,スプールには緩く巻き付けられていく.アクチュエータからの駆動力が遊星歯車ユニットのサンギアを介して,リングギアからはスプールに増速されて,キャリアからは減速されてVプーリに伝達される.この機構の試験機による錘巻き上げ実験を行ったところ,20kgの錘を巻き上げてもテザーはスプールに緩く巻き付けられ,試験機はそのコンセプトを満足できていることがわかった.

“Anchor”是一种群体型移墙机器人，通过电线连接多个从单元和一个主单元。手机有两种吸附方式：静止状态，以最大吸附力吸附在墙壁上；自由移动状态，产生最小附着力，防止手机从墙壁上掉落。可以切换，并且每个从属单元和主单元交替移动。这里使用IB磁铁，这是一种通过弹簧单元补偿永磁体强大的内部吸附力，可以轻松从墙壁上取下的装置。从属单元的吸附力IB磁体理论上可以在未涂漆的墙壁上以零力控制吸附力，但在涂漆的墙壁上，无法进行适当的补偿，并且会发生能量损失。为了防止这种情况，墙壁。我们提出并创建了一种从机，该从机配备了一个机构，该机构允许弹簧固定部分在单元内移动等于表面涂层厚度的距离，从而平衡永磁体的吸引力和永磁体的弹力。弹簧。这种改进的从机使用在铁板上创建虚拟图像我们确认，通过夹住表面涂漆的非磁性铝板，可以适当调节补偿力，并且可以在几乎没有能量损失的情况下控制吸附力。这大大增加了从机的使用环境。据认为为了避免绕线轮装置中系绳的间隙，我们提出了一种使用行星齿轮的差速绕线轮机构，可以同时进行高扭矩卷绕和低张力卷绕。在该机构中，系绳连接到一个V形绕线轮上。 -咬滑轮。大部分张力施加到线轴上，线轴松散地缠绕。来自执行器的驱动力通过行星齿轮装置的太阳轮增大，从齿圈到线轴，并从托架减速。当我们使用具有该机构的试验机进行重物缠绕实验时，我们发现即使吊起20公斤的重物，系绳仍然松散地缠绕在卷轴上，并且试验机能够将重物缠绕在滑轮上。满足这个概念。

项目成果

リール装置

卷取装置

• 发表时间: 2009

スプール上でのテザー食い込み防止のためのリール機構の提案

防止系绳陷入线轴的卷轴机构提案

• 发表时间: 2009
• 作者: 鈴木真崇;広瀬茂男
• 通讯作者: 広瀬茂男

群型壁面移動ロボット Anchor Climber の提案と吸着移動ユニットの開発

群式移壁机器人Anchor Climber的提案及吸力移动单元的开发

• 发表时间: 2010
• 期刊: 日本ロボット学会誌 28(掲載決定)
• 作者: 鈴木真崇;広瀬茂男
• 通讯作者: 広瀬茂男