応急復旧部会

No.2

技術名称

災害復旧用無線遠隔操縦ロボット

副題

空気圧駆動式ラバーアクチュエータによる汎用建機用遠隔操縦システム

技術概要

 メーカーや機種を問わず汎用建機の運転席にロボット本体を座らせベルトで

固定するだけで短時間に災害復旧作業を始められる動画像カメラ伝送装置付

きの無線遠隔操縦ロボットシステム。無線周波数帯は920MHz及び2.4GHzを

中心に様々な周波数帯に対応可能。安全性に関しては非常停止機能のほか

に建機の傾き検出機能も付加。バックホウに関してはブレーカやフェラバンチャ

などのアタッチメントにも対応。

 主な特長として、このロボットはアクチュエータに空気圧駆動式のゴム人工

筋肉を使用しているため軽量で柔軟性を有し、構造的に振動衝撃に対して優

れたコンプライアンス性やロバスト性を持つ。

対象技術

 ■:対象

 □:非対象

災害応急復旧

 ■掘削等 □排水 情報伝達

コンセプト ●土木建設業・林業における危険作業を安全に行える。

 (オペレータの精神的な負担を軽減)

●いつでも・どこでも・誰でも、簡単に汎用重機にセッティングすることが可能

 で、すぐに応急復旧が始められる。

 (ゴム人工筋肉制御システムを活用し軽量小型化・運用の容易化を実現)

●熟練オペレータの操縦ノウハウを活用し継承できる。

 (クラウドコンピュータなどに操縦データを記録、蓄積して解析

技術特徴 ●油圧圧ショベルなど土木建設用重機に搭載するロボットは,掘削時などに

 生じる振動衝撃に耐えらなければならない。このロボットのアクチュエータ

 に採用した空気圧駆動式ゴム人工筋肉は、軽量で柔軟性を有しかつ、瞬

 間的に約20Gの振動衝撃力が与えられても空気圧とゴムのコンプライアン

 ス性および、ロバスト性構造によって自ら破損すること無く重機の操縦を実

 実に行える。

 

●ゴム人工筋肉の空圧制御系にはON-OFFソレノイドバルブを用いたPWM

 駆動方式を用いロボットの位置および力制御はPID方式で行っている。

 一般的な空気圧サーボ弁を使用したシステムと比較して空気圧消費流

 量を格段に低減できる。このゴム人工筋肉制御システムによりDC 駆動

 型小型コンプレッサ(DC12または24 V 駆動、消費電力500 W)1 台で4

 本腕のロボットアームを作動させることができるため、電源は建機のバッ

 テリに接続するだけで済み長時間の連続運転が可能となる。

 

●ロボット本体の総重量は約50 kgで3ユニットに分割できる。構造を

 簡素化することで容易に持ち運ぶことが可能で組み立て取り外しも容易

 となる。油圧ショベルには運転席に座らせシートベルトで固定するだけで

 済むので搭載時間はおよそ30分と短い。

情報取得方法 ●130万画素の防水カメラ4台の映像をDVB-T方式(ハイビジョン映像対

 応)の無線伝送装置によりオペレータ側に送信して災害現場の状況を把

 握する。

●カメラはロボットおよび油圧ショベルの任意の位置に設置でき、4台分の

 映像を1台の伝送装置でまとめて無線伝送している。オペレータは1台の

 モニターで4画面を同時に見ながら遠隔操縦したり、特定の画面を選択し

 て作業を行ったりすることができる。

●無線通信には2.4周波数帯を使用し、通信距離は見通しで300mとなる。

 現在、通信距離1000m仕様を開発中。

操作方法

●油圧ショベルに対応したロボットでは、走行レバー用に2組、作業レバー

 用に4軸×2組の拮抗駆動式ゴム人工筋肉を使用した4本の腕を持つパ

 ラレルリンク型ロボットアームにより建機を操縦する。

●遠隔操縦はオペレータが送信機(無線リモコン)から各ロボットアームに

 対応したジョイスティックを操作して行う。

●無線通信には回析性能に優れた920 MHz周波数帯を使用し、通信距離

 は見通しで200mとなる。現在、通信距離1000m仕様を開発中。

総合評価

[実用検証技術]

検証項目:[1]土砂崩落または火山災害において、人の立入りが困難若しく

                       は人命に危険を及ぼす災害現場の「掘削、押土、盛土、土砂や

                       資機材の運搬等の応急復旧」ができる技術・システム

                 [3]土砂崩落または火山災害において、人の立入りが困難若しく

                       は人命に危険を及ぼす災害現場の「遠隔または自動による機

                       械等の制御に係る情報の伝達」ができる技術

 

検証場所:雲仙普賢岳

 

・ロボットの固定方法や車載カメラの設置方法、通信の信頼性に課題が抽

  出された。

・今年度の検証で顕在化した課題への対応により、現場適用性の向上を期

  待する。

応募者

コーワテック株式会社

共同開発者

連絡先

〒253-0111 神奈川県高座郡寒川町一ノ宮5-18-18

電話:0467-72-5081、  FAX:0467-74-4168

Email:toyoda@kowatech.co.jp (担当:開発部長 豊田晃央)

 

【参考図 等】

【静止画】

コーワテック1
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コーワテック3
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【動画】

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