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実験用魚ロボット「PF-550」

2003/3/3更新 平田宏一,櫻井健太郎



機敏な上下運動を目指す!

 魚ロボットを機敏に上下運動させるにはどのようなメカニズムを使えばいいのでしょうか。実験用魚ロボットPF-550は,そのようなことを考えて,設計・試作しました。

上下運動方法 特 徴
浮き袋を利用する方法 応答性が悪いのでは?
フィンを利用する方法 ある程度の遊泳速度が必要?
縦方向の関節を利用する方法 比較的ゆっくりした速度でも上下運動ができる?


実験用魚ロボット「PF-550」の構造

 右の図はPF-550の断面図です。どのような上下運動メカニズムなのか,わかりますか?
全体構造
 PF-550は,中央の胴体ケース,後方の尾柄ケース,前方下部のバッテリケースから構成されています。胴体ケースと尾柄ケースの外側にはFRP製のカバーが取り付けられます。
尾ひれ関節
 右の写真は,尾ひれ関節の駆動部品です。尾柄ケースに内蔵されたR/Cサーボモータで尾ひれを振動させます。
尾部を回転させる機構
 PF-550の特徴は尾部を回転させる機構が搭載されていることです。胴体ケースに内蔵されたR/Cサーボモータで軸を回転させます。軸にはバッテリケースが取り付けられており,水中では胴体と尾部が回転することとなります。
FRP製のカバー
 胴体のカバーと尾柄のカバーは
FRPで製作しました。胴体外側カバーは左右に分割されていて,バッテリケースにしっかりと固定されます。

PF-550の遊泳性能

 PF-550は胴体が太いため直進スピードはあまり高くありません。旋回はまずまずの性能です。全長と同じ程度の直径で旋回できます。上下運動はあまりうまくいきません。重量バランスを入念に調整すれば,何とか上下運動したこともあったのですが,尾部を回転させたときの直進操作が難しく,思い通りの上下運動はできていません。




ビデオギャラリー 〜完成までの記録〜

デモビデオ
 まずは,このビデオをご覧ください。PF-550の動きがわかります。
MPEGムービー(6.2 MB)
初泳ぎ(1/18)
 胴体や尾ひれは未完成ですが,とりあえず初泳ぎをさせてみました。
MPEGムービー(1.2 MB)
改良@(1/19)
 胴体や尾ひれを完成させて泳がせてみました。前に進んでいます。
MPEGムービー(2.4 MB)
改良A(1/21)
 さらに改良を加えて,泳がせました。上下運動は難しいです。なかなかうまくいきません。
MPEGムービー(1.6 MB)
旋回性能(1/22)
 旋回性能を調べるために,上方からビデオ撮影しました。旋回は上手です。
MPEGムービー(1.7 MB)
上下運動(2/17)
 ようやく上下運動ができました。しかし,1回だけしか・・・。
MPEGムービー(2.2 MB)

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