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群型壁面移動ロボットAnchor Climber BACK TO SPECIAL LOCOMOTION ROBOTS

Movie.1 Basic experiment

(2004〜) 高層ビルや大型船舶,原子力プラントなどの多くの大型建造物の保守・点検・清掃といった作業は,特殊な技能を持った熟練工によってなされているのが現状である.しかしながら,これらの作業は,安全性・効率性・コストなどの観点からロボットによる自動化が望まれている.これに伴い,これまで多くの研究機関で壁面移動ロボットが開発されてきたが,移動性能は高いものの可搬性能や信頼性が十分でないものや,その逆が大半であった.これを解決すべく,これまで難しいとされていた高移動性能と高可搬性能の両方を実現する方法として,本研究室では親子型の壁面移動ロボットシステムAnchor Climberを提案している.このAnchor Climberは,壁面に吸着しながら自由に移動できるMovable Stateと,強力な力で壁面に吸着してアンカーの役割を果たすStick Stateの二つの吸着状態を切り替えることができる複数台の子機ユニットと,実際の作業を行う装置やバッテリーなどのペイロードを搭載し,各子機ユニットと伸展機構によって連結される親機ユニットによって構成される.Fig.1はタンカー上で作業するAnchor Climberのイメージであり,図(b)は子機2台がワイヤとリールによって親機に連結されている構成例である.また,親機1台と子機4台によって構成されたAnchor Climberの移動シーケンス例を,Fig.2に示す.

 本研究ではこのシステムを実現するべく,過去に本研究室に置いて開発されたIBマグネットの技術を応用した,3種類の子機ユニット(Photo.1,2,3)の開発を現在までに行ってきた.この子機ユニットは永久磁石で壁面上に吸着し,先に述べた二つの吸着状態を容易に切り替える事が可能になっており,Anchor Climberの子機ユニットとして十分な機能を有している.

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Fig.1 Example of construction and using image of "Anchor Climber"

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Fig.2 Example of a sequence of "Anchor Climber"

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Photo.1 "Child Unit" Type A

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Photo.2 Type B

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Photo.3 Type C

Tab. 1: Specifications of Child Units on A Steel Wall (SS400 t=10mm).
Type A Type B Type C
Size [mm] φ320×H110 L320×W260×H110 L245×W190×H87
Weight [kg] 3.5 3.0 2.8
Max Motion Velocity [m/s] 0.15 0.30 0.15
Max Adhering Force [N] 1100 500 1100
Max Payload [kg] 40 22 40

References:

  1. 北井慎也,鶴清,広瀬茂男:“群型壁面移動ロボット"Anchor Climber"の研究 -第1報 コンセプトの提案と子機モデルの基本実験-”,ロボティクス・メカトロニクス講演会'04講演論文集,2A1-L1-72 (2004)
  2. Shinya Kitai, Kiyoshi Tsuru, Shigeo Hirose: "The Proposal of Swarm Type Wall Climbing Robot System "Anchor Cilmber"", IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Session FPII-10: Micro Mobile Robots (2005)
  3. 鈴木真崇,北井慎也,広瀬茂男:“群型壁面移動ロボット"Anchor Climber"の研究 -第2報 新型IBマグネットユニットを用いた子機ユニットの開発-”,ロボティクス・メカトロニクス講演会集'06,1A1-D39 (2006)
  4. Masataka Suzuki, Shinya Kitai, Shigeo Hirose; "Basic Systematic Experiments and New Type Child Unit of Anchor Climber: Swarm Type Wall Climbing Robot System", 2008 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp.3034-3039 (2008)
  5. Masataka Suzuki, Shinya Kitai, Shigeo Hirose; "Advanced Child Unit of "Anchor Climber" Using Modified Internally-balanced Magnet", 2008 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp.1489-1494 (2008)
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