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自立運行型除雪ロボット「ゆき太郎」

                     ゆき太郎

こんにちは。上の画像は新潟工科大学工学部機械制御システム工学科 中嶋研究室で開発されている自立運行型除雪ロボット「ゆき太郎」。家庭用お掃除ロボット「ルンバ」がパワーアップして屋外で作業をしている感じ。
この「ゆき太郎」前方の口みたいな場所から地面に積もった雪を(´~`)モグモグかき込んでおなかの中でブロック状に雪を固め、後部から一つずつ輩出しながら何段にも積み重ねストックしながら除雪作業を敢行。ある程度雪のブロックが貯まったら所定の場所へ移動して地面に下ろし除雪作業を続けるようです。
またGPSとセンサーが搭載されていて人や物を感知。障害物を避けながら作業をしてくれます。とても愛くるしいデザインでヒットしそうなロボットですね。実用化される日が楽しみです。

               


障害物を回避し、自律運行。取り込んだ雪をブロック状に圧縮成形

北陸から東北にかけての豪雪地帯では、除雪作業が暮らしの中での大きな負担となっています。「ゆき太郎」は、この負担を軽減するために研究開発された、頼もしい除雪ロボットです。
従来の大掛かりな装置と動力を必要とした圧縮装置に比べ、ゆき太郎は除雪ロボットにしては画期的な小型。高精度GPSを併用した自己位置認識技術により自動運行し、駐車中の自動車や人などの障害物を各種センサーにより認識、回避や待機を行います。また、降雪に合わせて除雪を始めるので、十分に処理が間に合い、何より安全であることも、利用者にとって嬉しいところです。

寸法・重量等 本体寸法 長さ1,583mm×幅950mm×高さ752mm*(*ハンドリングユニット使用時は高さ1,046mm)
本体重量 約400kg
除雪作業 対象雪 新雪(比重0.1)~湿り雪(比重0.4)
除雪能力 雪捨て時間を含めて、最高2m3/h程度
(雪の初期性状によって異なる)
除雪対象環境 駐車場のような路面が一様な土地
走行ユニット 走行動力 ACサーボモーター 200W×2
走行装置 雪上用ゴムクローラ(幅150mm)
走破力 最大走行抵抗100kgf
走行速度 最大5m/min
旋回 左右履帯逆転によるその場旋回が可能
雪取込
ユニット 取込方式 走行動力によるスクレーバ方式およびリボンスクリューによるオーガ方式
取込幅 スクレーバ幅950mm
処理可能積雪 最大30cmの積雪まで処理可能
オーガ駆動 ACサーボモーター 400W×1
雪送り/
圧縮ユニット 雪送り方式 等ピッチダブルスクリューコンベア方式
スクリュー
仕様 直径120mm長720mmピッチ50mm×4
スクリュー
駆動 ACサーボモーター 400W×2
雪圧縮
方式 ダブルスクリューによる連続圧縮
(圧縮力調整:スクリュー負荷フィードバックによる反力板の位置調整)
排雪
ハンドリング
ユニット 昇降装置 ラック&ピニオン方式最大搬送重量100kgブレーキ付ACインダクションモーター駆動
把持装置 油圧シリンダー方式最大把持力100kgf
反力トレー
ユニット 送り装置 ボールスクリュー方式最大負荷1000kgf
送り駆動 ブレーキ付ACサーボモーター 400W×1
センサー 全方位カメラ VGAカメラ、30フレーム/秒
超音波
センサー 測定範囲3m
レーザ
センサー 測定範囲5m、解像度数cm
DGPS 基準局からの信号で誤差補正、精度数cm
制御ユニット PLC 走行、圧密制御
PC 自律運動制御、自己位置認識、障害物認識
マイコン RC無線インターフェース
電源ユニット DC-AC
コンバーター AC サーボモーター駆動用、
制御ユニット電源用
内部で圧縮した雪の固まりを、後ろの装備トレーに排出、左右からハンドリングされてトレーに積み重ねるため、ロボット内に複数の雪ブロックをストックし、一定量をまとめてから排出するという実用的な運行が可能となりました。この方法は、圧縮によって体積が減るだけでなく、別の場所への移動や貯蔵にも便利で、単に廃棄する場合だけでなく自治体や地域で利雪に取り組む際に対応しやすいというメリットもあります。ハンドリングにおいても、力フィードバックによる適正な制御が実現されています。

 新潟工科大学工学部機械制御システム工学科 中嶋研究室
 財団法人にいがた産業創造機構
 株式会社技術開発研究所
 山形大学工学部機械システム工学科 水戸部研究室
 新潟県工業技術総合研究所
による共同開発

http://www.niit.ac.jp/mcehtml/news/yukitaro.htmより転載。


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