航空宇宙学科

Topics2019/09/30

宇宙エレベーター クライマー・ロボティックス競技会に出場

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  期日 :2019年9月14〜15日
  場所 :福島ロボットテストフィールド(福島県南相馬市)
  主催 :一般社団法人 宇宙エレベーター協会
  出場種目 :クライマー昇降競技
        (他に高機動ロボット地上競技、高機動ロボット降下競技あり)
  出場団体 :国内外の大学及び企業等 10団体

 宇宙エレベーターは、天体表面と宇宙をつなぐ次世代の大量輸送機関として、最も有望視されているシステムであり、カーボンナノチューブ(CNT)の発見により、地球上で必要な強度をもつケーブル素材(テザー)の実現性が高まり、研究開発が進められています。

 宇宙エレベーター協会では、2009年度から気球などからつるしたアラミド繊維製ケーブルを昇降用テザーにみたて、それに沿って昇降装置(クライマー)を走らせる開発実験と競技会(Space Elevator Challenge="SPEC")を実施しており、 日本文理大学では一昨年度からこの競技会に出場しています。

 今回の競技規定では作業用ロボット(重量7kg)を貨物として搭載することが義務付けられたため、機体は一昨年の実績がほとんど生かせないほどの大幅な大型化を余儀なくされ、開発はほぼゼロからのスタートとなりました。航空宇宙工学科1~4年生の総勢9名で今年4月から開発を開始し、仕様値を満足するための構造設計、駆動系設計、ブレーキシステム設計、制御プログラム開発などをそれぞれ分担して進め大会に臨みました。
 当日は、細かい未完成部分を複数残していたため、回路に発生した不具合が解決せず、100m高度の昇降競技への出場は断念し、練習用の25m高度のセットでの駆動試験に切り替えて駆動実験を行いましたが、モーターの出力軸とギヤの間でスリップが発生し、モーターは回転するものの動力が伝達できず、昇降動作はできませんでした。

 競技会での正常動作はできませんでしたが、メンバーは4月からの約5ヶ月間の厳しい開発作業の中で、
   1)それぞれの担当部分をやり遂げる責任感
   2)スケジュール管理やコスト管理の大切さと難しさ
   3)開発が理論と実験の両輪で進められること
などを実体験を通して学びました。
 この貴重な体験は、4年生は卒業後の仕事の現場で、3年生以下は次の競技会などで、必ず生かされる時が来ると思います。

 今後は、競技会での不具合の原因を特定した後、改造/改善を施して、次年度の競技会参加に向けて、より高性能、高信頼性の装置を実現するべく開発作業に取り組んでいきます。

 興味をお持ちの高校生の皆さん、ぜひ一緒に挑戦してみませんか。

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