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四輪独立駆動型全方向移動ロボットの運動特性とその応用
藤沢 正一郎
1999年3月
Contents
はじめに
全方向移動ロボットの走行メカニズムと運動学
全方向移動ロボットの走行メカニズム
Gyro Car 方式
Nakano 方式
Mechanum Wheel 方式
Roller Wheel 方式
Ball Wheel 方式
全方向移動ロボットの運動学
ある方向にスライドする車輪の場合
運動の制御能力
移動体位置
一般的な4輪移動体の運動学
Mecanum Wheel 方式の4輪の場合
Mecanum Wheel 方式の3輪の場合
Roller Whell 方式 の3輪の場合
Roller Whell 方式 の4輪の場合
瞬間回転中心を考慮に入れた式
車輪に注目した Jacobian 行列
Mecanum Whell 方式 4輪の場合
Mecanum Whell 方式 3輪の場合
Roller Whell 方式 3輪の場合
Roller Whell 方式 4輪の場合
全方向移動ロボットの逆運動学
Mecanum Wheel 方式の4輪の場合
Mecanum Whell 方式 3輪の場合
Roller Whell 方式 3輪の場合
Roller Whell 方式 4輪の場合
全方向移動ロボットの走行シミュレーション
全方向移動ロボットの走行モード
前後動・左右動（直進モード）
斜め動（全方向モード）
その場回転（回転モード）
任意の回転中心での旋回（旋回モード）
走行シミュレーションの方法
全方向移動ロボットの走行シミュレーション結果
全方向移動ロボットの走行特性
DCモータ駆動による全方向移動ロボットの走行特性
試作した全方向車輪
DCモータ駆動全方向移動の構成
DCモータ駆動全方向移動の走行試験方法
直進性の測定
斜行性の測定
回転性の測定
移動速度と回転速度の測定
凹凸地面走行性と段越え
トクルの測定
DCモータ駆動全方向移動の走行試験結果
直進性の実験結果
斜行性の実験結果
回転性の実験結果
移動速度と回転速度の測定結果
凹凸地面走行性と段越え結果
トクルの測定結果
ステッピングモータ駆動による全方向移動ロボット
ステッピングモータ駆動による全方向移動ロボットの構成
ステッピングモータ駆動による全方向移動ロボットの制御装置と走行プログラム
ステッピングモータ駆動による全方向移動ロボットの走行特性
直進精度
角度精度
帰還性
曲線補間走行
登坂性
旋回性
凹凸地面走行
段越え走行
旋回トルク測定
DCモータ駆動型とステッピングモータ駆動型の走行比較
直進走行の比較
角度分解能の比較
旋回性の比較
全方向車輪に注目した走行特性比較
走行実験方法
走行実験結果
書道ロボットによる走行特性
字の決定
付加した筆上下機構とその制御
走行評価と再現性
まとめ
全方向移動型完全球形ロボット
全方向移動型完全球形ロボットの概要と特徴
駆動機構用全方向車輪と駆動力の機構
全方向移動型完全球形ロボットの運動学
全方向移動型完全球形ロボットの構成
駆動ユニットの制御とプログラム
全方向移動型完全球形ロボットの走行特性
直進性の実験
クランク走行特性
球形ロボットの挙動
結果と今後の課題
全方向移動ロボットの障害者用車椅子への応用
はじめに
研究の方法
リミットスイッチによる装置の構成
発振回路
フェーズシフト回路
スイッチ回路
クリック回路
試作機の装着
直動型ポテンショメータによる装置の構成
結果と考察
装置の速度比較
四則計算の実行速度比較
反復動作の速度比較
描画の正確性
障害者用全方向移動車椅子への応用
終わりに
終わりに
謝辞
Bibliography
ホロノミックと非ホロノミックシステム
ホロノミックと非ホロノミック
ホロノミックな拘束と非ホロノミックな拘束の性質
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Shoichiro FUJISAWA
