極限環境下で作業可能な災害対応ロボットの開発（第18報：フック形状を有し移動と単純な作業に使用可能な4肢ロボットのエンドエフェクタ）

摘要

2011年の東日本大震災以降，汚染された環境や倒壊の危険性のあるプラントなど，人間が立ち入り困難な場所で作業可能な災害対応ロボットが必要とされている．このような極限環境下においては，作業領域まで到達する移動能力と，問題を解決する作業能力の両方が必要となる．さらにロボットの一部が故障しても動作可能な頑健性が求められている．そのため，演者らは極限環境下での移動能力に着目し，垂直はしご昇降や2足歩行，4足歩行，腹ばい移動などの多様な移動様式に対応している4肢共通構造のロボットWAREC-1（WAseda REsGuer-No.1）を開発してきた（図1）［1］．WAREC-1の全長は1690［mm］，質量は約155［kg］である．これらの多様な移動様式を実現するため，エンドエフェクタには下記の項目が要求される．1．垂直はしご昇降のため，はしごの桟を把持でき，ロボットの自重を支えられること2．2足歩行のため，面接地可能な構造であること一般的に垂直はしごを昇降する際，エンドエフェクタの能動自由度でロボットの自重を支持しようとすると，エンドエフェクタは大出力のアクチュエータを搭載しなければならず肥大化してしまう．WAREC-1のエンドエフェクタ（図2）は，フック形状の溝を用いてロボットの自重を支持する設計とし，軽量化を果たしている［2］．しかし，移動に着目したエンドエフェクタであり，能動自由度を有していないため，実現可能な作業は限定的である．一般的にエンドエフェクタの作業能力が高いほど，未知環境への適用度は高くなるが，一方で能動自由度の増加による質量増加や故障確率の増加などデメリットも存在する．そのため，作業能力を損なわない範囲で自由度を少なくしたエンドエフェクタが望ましい．そこで本研究では，移動能力に加え作業能力に着目し，WAREC-1の多様な移動様式と，単純作業の両方に使用可能な少自由度のエンドエフェクタの開発を目的とする．