-天井クレーン-

研究背景

 当研究室では,工場などで広く用いられている天井クレーンの知能化や高機能化を目指しています.重量物や長尺物を搬送する際に,操作者の動作の補助を行うパワーアシストシステムと,周囲の環境を認識して自動で搬送経路を計算し,制振搬送するフルオートシステムの研究をしています.

研究内容

■パワーアシストシステム

 通常,クレーンによる荷物の搬送は操作盤などを介して荷物を搬送しますが,本研究室の開発したパワーアシス トシステムでは,操作者が荷物に直接触れて搬送を行うことができます.直接手で操作することにより操作者の思い通りに,また,モータによるアシストで重い荷物を少ない力で,搬送をすることが可能となります.およそ10Nで0.4m/s程度で動かすことができます.

■姿勢制御

 従来の天井クレーンでは構造上,荷物の姿勢の制御は不可能でした.そこで,本研究室が開発した姿勢制御装置を天井クレーンに付加することで,通常のパワーアシストに加え,姿勢制御が可能となり,操作者が 思い通りに荷物を搬送できる柔軟なシステムとなります.

■フルオートシステム

 フルオートシステムとは,周囲環境の障害物を認識し,定められた目標位置まで最適な経路を計算し,障害物をよけながら自動で搬送するシステムです.また,荷物を回転させながら障害物をよけたり,振動抑制を行いながら荷物を搬送することができます.これにより荷物が障害物へ衝突したり,荷崩れすることを防ぎます.

■人体動力学を用いた作用力推定

 人が外部環境へ力を加えた場合,作用・反作用の法則で,床反力を計測することで,手先の作用力を知ることができます.しかし,人が運動している動的な場合では,慣性力を考慮した上で作用力を推定する必要があります.そこで,人体挙動を計測し,人体動力学モデルを用いることによって,動的な場合の手先の作用力を推定することが可能となります. 床反力から手先の作用力を推定することによって,手を自由に使ってパワーアシストを行うことが可能になります.

研究内容

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