フィールドアプリケーションへ 活用可能なロボット

~配管内検査ロボット・全方位移動ロボット・ロボットグリッパーの研究開発~

理工学部 ロボティクス学科

教授 馬 書根

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理工学部 ロボティクス学科

助教 加古川 篤

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研究内容

配管内検査ロボット

配管の内径・曲管、分岐管などの形状に応じ異なる設計方針が必要

​■ 螺旋駆動型配管内検査ロボット

前部ユニットの車輪を傾けた状態でユニット全体をスクリューのように回転させることにより、螺旋を描きながら移動することができる。傘歯車等を介さずに前部ユニットをアクチュエーターに直結できるため、小型化が容易。

■ 多モジュール並列配置型配管内検査ロボット

形状可変3モジュール型(φ200mm)
防水防塵仕様の3モジュール型(φ125mm)

複数の独立した駆動モジュールを配管軸に対して放射状に配置した構造。それぞれを同じ速度で移動させると直進し、異なる速度で動かすと旋回する。常に複数のモジュールが互いに干渉しながら走行するため、高い牽引力を発生させることができる。

■ 連結車輪型配管内検査ロボット

複数のリンクを連結させてそれらの関節部分に車輪を取り付けた構造。配管内でジグザグに拡張することによって車輪を壁面に押し付ける。進行方向に沿って複数の駆動輪が互いに干渉し合うため、高い駆動力を発生させることができる。

《配管内検査ロボット 活用例》

  • ・カメラ映像による配管内部の点検
    ・食品工場で使用されている配管内の清掃
    ・配管製造過程における出荷前の不良検査
    ・建物内のケーブルの索引


全方位移動ロボット

障害物踏破に関して姿勢依存性がない

1駆動モジュールあたり合計8つの受動車輪を組み合わせることにより、すべての方向に対して大きな車輪半径を維持することができる。
通常の全方位移動ロボットでは、障害物走破可能な姿勢へ本体を回転させる必要があるため、センサ等を用いて外部環境に対する姿勢の認識が必要であったが、本ロボットでは必要ない。現状では、約60kgの人間が乗った状態で20mmの段差まで適応できる。

《全方位移動ロボット 活用例》

  • ・狭隘環境における物体の運搬  ・電動車椅子


ロボットグリッパー

物体把持だけでなく引き込み動作も可能

物体を把持した後、各指に取り付けられたベルトによって引き込み動作を行う。アクチュエータ1つで3つの指の開閉を行い、引き込み動作も同じアクチュエータで実現しているため、大幅にアクチュエータ数を減らすことができる。また、機械的に把持力をベルトの回転に逃がす構造になっているため、物体を完全につかみ終えると自動的に引き込み動作へ切り替わる。主に円柱・円筒状の物体把持に向いているが、引き込み動作を利用してシート状(布やビニール等)の物体なども把持回収できる。

《ロボットグリッパー 活用例》

  • ・円柱・円筒状物体の把持回収作業 ・ゴミ類回収用グリッパー


応用例

多様なフィールドロボットの設計開発が可能

これまで複数種類のフィールド応用ロボットを設計開発してきた経験から、想定される環境に応じて、どのような設計思想が必要になるのかを提示することができる。

研究キーワード

非破壊検査 ・荷物運搬 ・マテリアルハンドリング 

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