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Tethered Detachable Hook BACK TO SPECIAL LOCOMOTION ROBOTS

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 (2006〜)災害現場や山間部などの不整地を車両が安定して移動できるよう,周辺の構造物や立ち木にテザーを投擲して固定し,そのテザーの牽引力を用いた移動法を提案している(図1)。そして上記のテザー固定手法として,本研究室では投擲グリッパやフック("Casting Arm"参照)を開発し,実機検証を行ってきた。その中で,次の3つの課題が明らかになった。

  1. 固定成功率が低い(グリッパ)
  2. 固定装置の重量が大きい(フック)
  3. 固定解除機構が振動により誤作動する(グリッパ・フック共通)

 これらの課題を解決し実用性を向上させるため,固定成功率の高いフックのコンセプトは継承しつつ,その形状および固定解除機構を改良したモデルを開発した。図2に基本構造を示す。主な変更点とその目的は次の通りである。

  A. かぎ爪(以下,「爪」と表記)の本数を従来の4本から1本に削減 → 軽量化
  B. 固定解除機構を受動型から能動型(トリガ操作にアクチュエータを使用)に変更 → 誤作動防止

 Aについては,爪が放射状でなく一方向にしかない構造だが,固定の際には胴部に対する重心のオフセットにより,爪が自動的に最適方向を向いて固定を実現できる。またBについては,小型モータを用いた電動式と,圧縮空気を用いた空圧式のアクチュエータ方式を開発しており,状況に応じて使い分けることを想定している。これらの動力源はぞれぞれ特殊構造のテザー(図3)を通じて車両側からフック内のアクチュエータに供給される。開発したフックを射出装置を用いて投擲し,立ち木への投擲・固定・解放動作を実現している(図4)。

Fig.1 Concept of Tethered Detachable Hook(TDH).jpg

Fig.1 Concept of Tethered Detachable Hook(TDH)

Fig.2 Basic structure of TDH.jpg

Fig.2 Basic structure of TDH

Fig.3 Tethers for TDHs.jpg

Fig.3 Tethers for TDHs

Fig.4 Experiment of TDH.jpg

Fig.4 Experiment of TDH

References:

  1. 浅野,広瀬:"遠隔固定解除可能な投擲フックの開発-電動式と空圧式遠隔解除機構の検討-",日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'07 講演論文集,2A1-J06,pp1-3 (2007)
  2. 浅野,広瀬:"投擲フックを用いたテザー移動システムの開発",第8回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 講演論文集】(2007)
  3. N.Asano, H.Nakamoto, T.Hagiwara, S.Hirose:"Tethered Detachable Hook for the Spiderman Locomotion (Design of the Hook and its Launching Winch)",The 7th International Conference on Field and Service Robots (2009)
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