メカトロニクスシステム学研究室
移動システムの開発


  • アクティブ双輪キャスタ機構を有する全方向移動ロボットの開発

  • 全方向移動ロボット



  •    近年,FA(Factory Automation)化された工場において,様々な移動ロボットに協調作業を行わせるため,移動ロボットには高い移動性が要求されています.そこで,方向転換に回転・旋回を必要とせず,その場回転も可能な全方向移動機構が注目されています.

       本研究では,全方向移動機構としてキャスタ車,特に双輪キャスタを用いたものに着目しました.キャスタ車は,進行方向に従ってキャスタの姿勢を変化させながら走行しますが,一般的な移動機構と異なり,方向転換に回転・旋回を必要とせず,その場回転も可能な全方向移動機構となっています.この動作は,車軸と回転軸のずれ(オフセット)と回転軸の自由回転によって可能となっており,それらの構造を踏まえたアクティブ双輪キャスタ機構を開発し,製作しました.

       写真は,開発した全方向移動ロボットで,現在特許申請予定です.


  • マンタ型ロボットの開発
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    マンタ型ロボット



  •    深海の鉱物資源調査や水棲生物の調査を目的とした無人潜水船が世界で活躍しています.現在その多くはスクリューを用いて推進力を得ています.

       一方で水中の生物に目を向けると,その多くはひれや体を振動させて推進力を得ています.さらにひれや体を巧みに使って,流れのある水の中でも素早く,かつ物にぶつかることなく泳いでいます.魚の泳ぎ方にはいくつか種類がありますが,多くは複数種類のひれと体を強調して動かす必要があります.

       そのような中で,本研究で注目したマンタを代表とするエイなどの魚は,胸びれのみを使って泳ぐことができます.これは同時に,形状や運動を模倣が比較的簡単であることを意味するため,ロボットへ模倣するという観点から見ると非常に有利な特徴です.

       図は開発中の水中探査用マンタ型ロボットです.このマンタ型ロボットは,ひれを支える軸(鰭条)を1本1本制御することで胸びれに好きな波形を作り,その波を動かすことでロボットの推進力を得られます.


  • 清掃ロボットの開発


  • 階段清掃用ロボット



    小型清掃ロボット


  •    人間の生活環境で作業を支援・代行するロボットが開発されています.人間の生活環境で活動するロボットには,環境内を自在に移動できる機能が必要とされます.

       この研究室では,清掃作業に着目し,清掃ロボットの移動範囲の拡大を目指して研究を進めています.

       左の絵は,立体空間の清掃を自動化するために階段を含めたすべての床面を移動できる昇降ロボットを開発しています.このロボットは階段と平面に応じて脚移動または車輪移動に切り替えることにより効率的な移動方法を選択します.

       また右の写真は,従来の掃除ロボットが進入できない隙間や,ゴミの溜まりやすいものの周りを掃除する小型ロボットです.ゴミの回収を不織布により行い,迷路解析手法の左手法を基とした走行アルゴリズムにより環境中を移動します.


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