~Excavation~


月惑星探査ミッションにおいて,地球外生命体の発見を目的として,土壌の掘削,地表面のサンプル採取を行うことが惑星探査ローバに求められています. また,災害現場などにおいて活躍が期待される無人化施工技術の発展のために,ショベルと砂の接触力学を詳細に観測,モデル化することが必要となっています. 本研究では,土壌掘削のためのドリルの力学解析やバックホウのショベル掘削モデルの提案を行っています.


    Resistive Force Theoryを用いたバケットによる土壌掘削力学モデルの構築
    本研究では,Resistive Force Theory に基づき,バックホウのショベルが砂地を掘削する際の力学モデルを構築し, 提案モデルをロボット用シミュレーションソフトに組み込むことを目標としています. この研究により,無人化施工技術の確立を目的とした,重機の遠隔操縦技術を向上させることが期待されます.

    高精度な土壌掘削シミュレータの開発
    本研究では,土壌掘削という対象物自体が変形する力学モデルをはじめ,走行部(履帯部)の接触力学, 建設機械全体のマルティボディダイナミクスまでを包含した掘削シミュレータの開発に取り組んでいます.

    過去の研究

    砂地におけるサンプリングツールの開発と力学モデル
    砂地におけるサンプル採取には,従来シャベル型が用いられてきましたが, 最適な形状や採取方法,力学モデルは議論されてきませんでした. 本研究では,Ice Cream Disherのせん断動きに注目し,半球型のサンプリングツールを開発しています. さらに,土質力学や粒子画像計測法(PIV)を用いた解析に基づいて,土壌掘削時の力学モデルの構築を おこない,効率的なサンプル採取方法やツール形状の提案. さらにはマニピュレータの制御へと応用する ことを目指しています. この研究は,土木建設機械の土壌掘削メカニズムや効率的な運用方法へと 援用することも期待できます.



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