千葉工業大学_未来ロボティクス学科

▼小型壁面移動ロボット開発

　壁面移動は，表面検査等において非常に重要な移動様式です．
本研究室では，主に小型移動ロボットのための壁面移動メカニズムとして，爪や吸盤による受動吸着を研究しています．

Waku model (2011).
Kawasaki model (2011).
Kawasaki model (2013).
Kawasaki 2Go model (2014).
Funatsu model (2015).

Waku model (2011).

◆ Waku model (2011).

5.1 × 3.8 × 1.9 [cm]
8.1 g (バッテリー含む)

　ロボットのアクチュエータには，出力質量比が高く，摩擦力を利用して駆動する超音波リニアアクチュエータ(ULA)を使用している． ULAは，圧電素子の振動を制御することにより移動体を微小移動させ，それを高速で繰り返すことによって直動運動を行うアクチュエータである．この直動運動によって，バネとワイヤーで構成された脚先を駆動し，爪による引っ掛け動作を行う．

ULA

　　　　超音波リニアアクチュエータ(ULA)　　　　　　　　　　　　　　　　　ULA駆動原理　　　　　　　　　　　　　　　　脚先の動作原理

　ロボットは上下二つのボディに分かれており，中央の直動サーボモータによってスライド動作を行う．上下ボディ共に各２本ずつ脚が取り付けられており，ボディ毎に遊脚・支持脚を切り替え，本体を引きずる形で移動する．また，ロボットは小型リチウムポリマーバッテリーを搭載することで，自律駆動を行うことが可能となっている．

Gait pattern

　　　　　　　　　　　　　歩容方法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ボディのスライド動作

　現在は麻布面において傾斜75 degの登攀を可能としており，今後は垂直な壁面の登攀を目指す．

br>　　　　　　　　　登攀の様子(傾斜75 deg)

ページトップへ戻る

Kawasaki model (2011).

◆Kawasaki model (2011).

6.7 × 5.4 × 2.3 [cm]
19.8 g (バッテリー含む)

　ロボットのアクチュエータには小型直動サーボモータを使用し，各脚に上下方向と前後方向に2つずつ，全体で計8つの自由度を持たせている．脚先の動作は脚の上下運動を行うサーボモータ(motor1)と連動しており，足首部分の回転運動によって爪の引っ掛け動作を行う．この際，左右の脚で壁面を掴み込むことで壁面に対して垂直な力に強くし，壁面移動中の剥離防止を行っている．爪には直径0.6mmの真鍮線を使用し，先端部を約15 degの角度に削っている．ロボットはこの爪を各脚2本ずつ，計8本備えている．また，前後運動を行うサーボモータ(motor2)によって遊脚時に脚を前に出し，接地時に脚を引き寄せることで前進を行う．

claw motion

　爪の動き　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ロボットの爪

　現在，発泡スチロール面において傾斜60 degの昇降を可能としており，今後は垂直な壁面の昇降を目指す．

　　登攀の様子(傾斜60 deg)　　　　　　　　　　　　　　　　　　下降の様子(傾斜60 deg)

ページトップへ戻る

Kawasaki model (2013).

◆Kawasaki model (2013).

8.5 × 8.5 × 3.5 [cm]
13.5 g (バッテリー含む)

　

　

　

コンクリート面登攀の様子(傾斜90 deg)　

ページトップへ戻る

Kawasaki 2Go model (2014).

◆Kawasaki 2Go model (2014).

11.8 × 6.4 × 5.0 [cm]
34.0g

　

　フラット面登攀の様子(傾斜90 deg)　

ページトップへ戻る

Funatsu model (2015).