{"created":"2023-05-15T08:38:16.855192+00:00","id":1097,"links":{},"metadata":{"_buckets":{"deposit":"0622a212-bcda-45bc-a6e5-0f5e8e81035a"},"_deposit":{"created_by":3,"id":"1097","owners":[3],"pid":{"revision_id":0,"type":"depid","value":"1097"},"status":"published"},"_oai":{"id":"oai:uec.repo.nii.ac.jp:00001097","sets":["9:15"]},"author_link":["7033"],"control_number":"1097","item_10006_date_granted_11":{"attribute_name":"学位授与年月日","attribute_value_mlt":[{"subitem_dategranted":"2010-03-24"}]},"item_10006_degree_grantor_9":{"attribute_name":"学位授与機関","attribute_value_mlt":[{"subitem_degreegrantor":[{"subitem_degreegrantor_name":"電気通信大学"}]}]},"item_10006_degree_name_8":{"attribute_name":"学位名","attribute_value_mlt":[{"subitem_degreename":"博士（工学）"}]},"item_10006_description_10":{"attribute_name":"学位授与年度","attribute_value_mlt":[{"subitem_description":"2009","subitem_description_type":"Other"}]},"item_10006_description_7":{"attribute_name":"抄録","attribute_value_mlt":[{"subitem_description":"近年，Micro Air Vehicle やUnmanned Air Vehicle といった飛行ロボットの研究は，飛行機など既存の機体を利用するものから，新しい形状の機体を開発しているものまで幅広く行われている．前者の研究では，飛行体の制御に主眼が置かれており，飛行機やヘリコプタなどの制御やナビゲーションの研究が行われている．これに対し後者の，機体や機構の開発に主眼が置かれている研究として，1930 年代にサイクロジャイロ翼を持つ飛行体の開発が試みられている．しかし，回転中の翼の迎角を変化させる機構の実現性が乏しかったため，その飛行は未だ実現されていない．サイクロジャイロ翼とは翼面と平行な回転軸周りに回転する翼である．サイクロジャイロ翼を持つ飛行体はヘリコプタよりも優れた運動性能を発揮でき，ホバリングのみならず機首を上げ（下げ）ながらの前進（後退）や，真下に向けてのホバリングも可能である．このような飛行能力は災害救助などの極限状況で優位性を発揮できると考えられる．本研究室における過去の研究においては，サイクロジャイロ翼の回転時に回転軌道上において発生する力を相殺せず，上方に力を得るための可変迎角機構を提案し，試作機が製作されている．本稿では，サイクロジャイロ翼の翼幅，翼枚数，偏心点距離といった機体の設計パラメータを実験を通して決定することで性能向上を図る．また，性能向上を行った機体を用いて垂直なガイドに沿った浮上実験を行い，本機構を有する飛行ロボットが浮上可能であることを示す．その一方で，実験的な設計パラメータの変更では，開発の非効率性が大きな問題であり，推進効率の向上も必要であることから，機体に働く上昇力及び消費電力を計算するシミュレーションモデルの開発を行う．そして構築したシミュレーションモデルが，可変迎角機構のパラメータ変化を含めた実機実験の結果を表現できることを示す．その後，モデルの精度向上を図り，翼から発生する上昇力を算出するためのモデルを改善していく．この時，サイクロジャイロ翼のレイノルズ数を考慮し，そのレイノルズ数領域における揚力・抗力係数を用いることで，以前のモデルと比べ約12％モデルの精度が向上することを示す．さらに，向上させたシミュレーションモデルを用いて最適な設計パラメータを決定することで，これまでの2 倍以上の上昇力を得る設計パラメータが存在することを示す．また，これまで行われていなかったサイクロジャイロ翼から発生する力の方向の制御機構を開発する．この機構は，サイクロジャイロ翼が翼の回転に対して，2 つの回転中心点を有していることを利用し，その2 点の位置関係を変化させることで，力の方向を制御するものである．特に，翼の回転と2 点の位置関係を変化させる制御機構を独立させることで，翼の回転による反トルクの影響を極力小さくし，小さなサーボモータによる機構の実現を目指す．そして，製作した実機による実験結果から，発生する力の方向制御機構の有効性を確認する．本論文は全7 章で構成されており，各章の概要は以下の通りである．第１章では，研究の背景を周辺研究を交え述べるとともに，本研究の沿革，本機構の特徴，目的について示す．第２章では，飛行ロボット開発のために採用した可変迎角機構について述べていく．可変迎角機構は，サイクロジャイロ翼の回転時に回転軌道上において発生する力を相殺せず，上方に力を得るための機構であり，サイクロジャイロ翼を用いた飛行ロボットを開発するにあたり核となる機構である．第３章では，サイクロジャイロ翼を用いた推進器の翼幅，翼枚数，偏心点距離といった設計パラメータを実験的に決定することで性能向上を図る．また，この推進器を飛行ロボットへ適用した際の飛行可能性を示すために浮上実験を行う．第４章では，飛行ロボットの開発効率及び推進効率を高めるために，推進器から発生する上昇力及び消費電力を計算するシミュレーションモデルの開発を行う．また，構築したシミュレーションモデルが可変迎角機構の設計パラメータを変化させた実験を含め，実機による実験結果を表現できるモデルであることを示す．第５章では，前章にて構築したシミュレーションモデルの精度向上を図っていく．この時，サイクロジャイロ翼のレイノルズ数を考慮し，そのレイノルズ数領域における揚力係数と抗力係数を用いることで，以前のモデルと比べモデルの精度を約12％向上させることができることを示す．さらに，シミュレーションモデルを用いて最適な設計パラメータを決定することで，第４章における機体の2 倍以上の上昇力が得られる機体パラメータが存在することを，実機実験を含めて示す．第６章では，サイクロジャイロ翼から発生する力の方向の制御機構を開発する．この機構は，飛行時の姿勢制御，位置制御のために必要不可欠な機構である．サイクロジャイロ翼を用いた推進器が翼の回転に対して，回転中心点と偏心点と呼ばれる2 つの回転中心点を有していることを利用し，その2 点の位置関係を変化させることで，力の方向を制御するものである．最後に，第7 章では，本研究で得られた成果をまとめるとともに，本飛行ロボットの将来的な展望について述べる．","subitem_description_type":"Abstract"}]},"item_creator":{"attribute_name":"著者","attribute_type":"creator","attribute_value_mlt":[{"creatorNames":[{"creatorName":"東, 善之","creatorNameLang":"ja"},{"creatorName":"ヒガシ, ヨシユキ","creatorNameLang":"ja-Kana"},{"creatorName":"Higashi, Yoshiyuki","creatorNameLang":"en"}],"nameIdentifiers":[{}]}]},"item_files":{"attribute_name":"ファイル情報","attribute_type":"file","attribute_value_mlt":[{"accessrole":"open_date","date":[{"dateType":"Available","dateValue":"2016-09-16"}],"displaytype":"detail","filename":"9000000505.pdf","filesize":[{"value":"2.6 MB"}],"format":"application/pdf","licensetype":"license_note","mimetype":"application/pdf","url":{"label":"9000000505.pdf","url":"https://uec.repo.nii.ac.jp/record/1097/files/9000000505.pdf"},"version_id":"57543e4a-a2c3-41c1-ab2a-0304aaee9ed3"}]},"item_language":{"attribute_name":"言語","attribute_value_mlt":[{"subitem_language":"jpn"}]},"item_resource_type":{"attribute_name":"資源タイプ","attribute_value_mlt":[{"resourcetype":"thesis","resourceuri":"http://purl.org/coar/resource_type/c_46ec"}]},"item_title":"推進力方向制御機構をもつサイクロジャイロ翼型飛行ロボットの開発","item_titles":{"attribute_name":"タイトル","attribute_value_mlt":[{"subitem_title":"推進力方向制御機構をもつサイクロジャイロ翼型飛行ロボットの開発","subitem_title_language":"ja"},{"subitem_title":"Development of Cyclogyro wing based Flying Robot with Thrust Direction Control Mechanism","subitem_title_language":"en"}]},"item_type_id":"10006","owner":"3","path":["15"],"pubdate":{"attribute_name":"PubDate","attribute_value":"2010-03-24"},"publish_date":"2010-03-24","publish_status":"0","recid":"1097","relation_version_is_last":true,"title":["推進力方向制御機構をもつサイクロジャイロ翼型飛行ロボットの開発"],"weko_creator_id":"3","weko_shared_id":-1},"updated":"2024-02-16T02:12:22.053112+00:00"}