能動スコープカメラ

研究の概要

レスキュー活動などで使用される探査用ファイバスコープ，移動カメラ，有線ロボットでは，狭路に進入した際のケーブルの絡まりや障害物によるスタックが使 用上の大きな問題です．本研究室では，細径の索状の機械を対象とし，新しいアクチュエーションの原理を適用することにより，能動的あるいは半能動的に運動 する機能を開発しています．それによって，狭い箇所に進入するロボットのモビリティの向上や，絡まりを能動的にリリースするケーブルを実現しようとしてい ます．研究のキーワードは以下の通りです．

    • 分布的振動駆動デバイスを内蔵する索状体のアクチュエーションの方式と構成法
    • 繊毛駆動機構の開発
    • 拘束下を含む（半）能動索状体のモデリング
    • 索状体形状の分布的センシング
    • 索状体形状の分布的制御法

※活動事例はこちらをご覧ください＞ 能動スコープカメラの活用

能動スコープカメラ

オリンパス製IV7630X2に駆動機構を搭載し，能動スコープカメラを開発しました．挿入部分の長さは3mで，先端部には120度の首振りが搭載されて います．推進機構を搭載し，最大進行速度50mm/s，登坂能力20度以上を実現しました．災害現場で想定されるコンクリートや木材上で高い走行性能を発 揮できます．また，挿入部全体を繊毛でおおっていますので，ケーブルのすべての部分で推進力を発生させることができます．そのため，形状が均一でない瓦礫 内においても，一部が接触していれば推進することができます．

能動スコープカメラの動画

繊毛振動駆動機構

索状体に駆動力を搭載する機構として，繊毛を用いた機構を提案してきました．索状体全体を繊毛で覆うことで，分布的な推進力を持つ機構が実現できます．繊毛には角度がつけられているため，全体を振動させることで上下に振動を繰り返しながら前へ進むことができます．

モデルによる解析

駆動メカニズムの解明，設計の最適化を行うため，モデルを用いた解析を行っています．

能動索状体のアクチュエーションに関する主な発表論文

  • Michihisa Ishikura, Kazuhito Wakana, Eijiro Takeuchi, Masashi Konyo, and Satoshi Tadokoro,
    Design and Running Performance Evaluation of Inchworm Drive with Frictional Anisotropy for Active Scope Camera,
    Journal of Robotics and Mechatronics, pp. 517-530, Vol. 24 No. 3, 2012.
  • Masashi Konyo, Kazuya Isaki, Kazunari Hatazaki, Satoshi Tadokoro, and Fumiaki Takemura,
    Ciliary Vibration Drive Mechanism for Active Scope Cameras,
    Journal of Robotics and Mechatronics,  Vol.20, No.3 pp.490-499, 2008.
    (Journal of Robotics and Mechatoronics Best Paper Award 受賞)
  • K. Hatazaki, M. Konyo, K. Isaki, S. Tadokoro and F. Takemura,
    Active Scope Camera for Urban Search and Rescue,
    Proceedings of the 2007 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, San Diego, Oct., 2007.
    (2007 IEEE Robotics and Automation Society Japan Chapter Young Award (IROS) 受賞)
  • Kazuya Isaki, Akira Niitsuma, Masashi Konyo, Fumiaki Takemura, Satoshi Tadokoro,
    Development of an Active Flexible Cable by Ciliary Vibration Drive for Scope Camera,
    Proceedings of the 2006 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp. 3946-3951, Beijing, Oct., 2006.
    (2006 IEEE Robotics and Automation Society Japan Chapter Young Award (IROS) 受賞)
  • K.Isaki, A.Niitsuma, M.Konyo, F.Takemura, S.Tadokoro,
    Development of an Active Flexible CableDriven by Ciliary Vibration Mechanism,
    Proceedings of the 10th International Conference on New Actuators, pp. 219-222, Bremen,Jun.,2006

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