テラメカニクスに基づく車輪力学解析
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月面や火星表面は非常に細かな砂(レゴリス)に覆われているため，探査ロボットの車輪が容易に滑ってしまうことが懸念されます．そこで，滑りを伴って走行する車輪の力学を明らかにするため，テラメカニクスと呼ばれる地表を走行する車両と土壌の力学に基づき，車輪に発生する駆動力やサイドフォースなどの力学モデルの構築および定式化をおこなっています．
車輪実験装置(下図)を用いた走行実験，ならびに数値シミュレーションをおこなうことにより，車輪の力学モデルの妥当性を検証しています． このような車輪の走行力学に関する理解に基づいて，ロボットの車両特性を解析する研究もおこなっています． |
(The following figures are clickable.)
Wheel-soil contact model |
Single wheel experimental facility |
movie.1 (7.9MB) |
movie 2 (7.0MB) |
movie 3 (2.8MB) |
--- 関連論文 ---
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"Terramechanics-Based Model for Steering Maneuver of Planetary Exploration Rovers on Loose Soil" The Journal of Field Robotics, Volume 24, Issue 3, pp. 233-250. G.Ishigami, A.Miwa, K.Nagatani and K.Yoshida [5] "Steering Characteristics of a Rigid Wheel for Exploration on Loose Soil" 2004 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 2004), Miyagi, Japan, September 2004 K.Yoshida and G.Ishigami [3] "Terramechanics-Based Analysis for Slope Climbing Capability of a Lunar/Planetary Rover" The 24th International Symposium on Space Technology and Science (ISTS 2004), Miyazaki, Japan, June 2004 K.Yoshida N.Mizuno, G.Ishigami and A.Miwa [2] "Terramechanics-Based Analysis and Traction Control of a Lunar / Planetary Rover" The 4th Int. Conf. on Field and Service Robotics (FSR 2003), Yamanashi, Japan, July 2003 K.Yoshida, T.Watanabe, N.Mizuno and G.Ishigami [1] "Slip, Traction Control, and Navigation of a Lunar Rover" The 6th Int. Symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space (i-SAIRAS 2003), Nara, Japan, May 2003 K.Yoshida, T.Watanabe, N.Mizuno and G.Ishigami |
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"軟弱地盤走行ローバーのスリップ率オンライン推定（土壌圧力を測定する圧力センサ内蔵型ホイールの開発）" 第24回日本ロボット学会学術講演会，岡山大学津島キャンパス，2006年9月 永谷圭司，山名克尚，石上玄也，吉田和哉 [7] "テラメカニクスに基づく車輪型移動ロボットの走行力学解析 （1.月模擬砂上でのタイヤ力学解析）" 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2005, 神戸国際展示場， 2005年6月 石上玄也，水内健祐，吉田和哉 |