『宇宙エレベーター技術競技会報告』jpsec2010(20101212) @oku_zawa

宇宙エレベーター技術競技会報告　　　　　　　　　　　　　　　チーム　奥澤

Japan Space Elevator Conference 20102010/12/12

チーム奥澤とは？

メンバー

奥澤（代表・メカ担当）

夏目（メカ担当）

益田（エレキ・ソフト担当）

チーム概要

社会人による、日曜大工的開発チーム

設立：2009年4月～(JSETEC2009参加のため) 拠点：東京・愛知・神奈川

資本金：各人のお小遣い

JSETEC2009の結果　　　　　　　　　　　　

Dimensions : 500x300x160[mm]

Weight 　　　: 5.5[kg]

Operation　　 :Radio Control(27[MHz])

Motor 　　　:Blush motor (100[W])

Battery 　　　:11.1[VDC]/2500[mAh]

150[m]上空で停止

Climber spec

課題

・上空で何が起こっているか把握できない

・遠距離通信が安定しない

・モータの性能不足　　　　　　

　　　　　etc...　　momonGa。　　　　　　　　　　　　

開発コンセプト

モニタリング

上空のクライマーの状態を地上局にて、モニタリング

クライマーにカメラを搭載し、外界・自機の状況を映像配信

映像を確認しながらの、状況に応じた操作が可能

センシング

Real time.

宇宙エレベーター実現のためには、シミュレーションが不可欠

技術競技会で得られるデータをシミュレータにフィードバック

外界センサ（GPSデータ・位置・高度）を搭載し、データを地上局に送信

内界センサ（速度・加速度）を搭載し、データを地上局に送信

JSETEC2010用クライマー　momonGa-2。

Dimensions

: 460x400x200[mm]Weight　　

: 9.5[kg]Operation

:Wireless LAN (IEEE 802.11g 2.4[GHz])

Motor

:Blushless motor(4[kW])Battery

:22.2[VDC]/3500[mAh]

Climber spec

クライマ－写真(後から)

駆動部　　　　　　　　　　　　

Motor :Blushless motor (4000[W])

Roller :Φ40[mm]

Speed :10[m/s]　(4777[rpm])

Brake :Disk brake

4000[W]の超高出力モータを搭載した、クライマーの心臓部

概要

特徴

・テザーへの、加圧力・つぶし量独立設定

・ディスクブレーキシステム搭載

・テザー・ロープ両方への対応可能

　　momonGa。　　　　　　　　　　　

加圧力・つぶし量の独立設定

各パラメータを独立して設定し、効率的な駆動を実現

①加圧力設定（ローラーの加圧によって、テザーを保持）

昇降方式：テザーを加圧ローラと駆動ローラにて保持し、昇降する。

加圧力が駆動部の性能を決定する、重要なパラメータ

加圧力設定は、ばねの交換にて対応可能(0～100[N]) デメリット：加圧力が高くなるとテザーをつぶし過ぎてしまう。

加圧ローラ

駆動ローラ

②つぶし量設定（ローラ間隙間を管理し、テザーを保持）

加圧力が大きくなるとテザーをつぶし過ぎ、駆動効率が低下する。

そのため、つぶし量に制限を設定し、効率的な駆動を実現する。

デメリット：テザー厚さの変化によって、加圧力が変化してしまう。

1

2

ブレーキユニット

ディスクブレーキを搭載し、

下降時の安全性を確保。

ブレーキ力はサーボモータによって

調整され、安全な下降が可能です。

概要

Spec

・方式　：ディスクブレーキ

・静止力：10[kg]

・ディスク直径　:80[mm]

システム図

momonGa-2のシステムは、

地上局とクライマーで構成

されます。

地上局のPCからの指令が

無線LANによって

クライマーへ送られます。

クライマーに搭載された

マイコンで信号は処理され

クライマーが動作します。

概要

クライマー写真(電装BOX)

操作PC画面

Windowsのアプリケーションから操作

パラメータの設定＆モニタリング可能

PCに接続されたコントローラも使用可能

概要

モニタPC画面

①GPSデータ

②カメラ映像

③USBオプション選択

Climber spec

① ②

③

結果

原因

通信不良（電装）

通信可能角度が狭く、通信エラーが発生した

下降不良（メカ）

エレベータと同様の自重による下降を狙ったがトラブルが発生

対策

300[m]上昇後、上空にて停止！・・・ごめんなさい。

通信状態が、環境によって大きく左右され不安定になるため、通信状態に関係なく安定した動作が必須。

⇒自動制御を行い、ロボット化する。

下降不良は、実験不足のためバグ出しを仕切れていなかった。

⇒実験環境の構築。継続的な、実験や競技会への参加。

Next Step

自動制御システムの構築

電車⇒ゆりかもめ

高出力・逆転可能なブラシレスモータドライバの開発

市販品の使用も視野に入れつつ、継続中

JPSEC2011に向けて

電装系の強化

22.2[v]×170[A]3700[W]

Next Step

実験環境の整備

トレッドミル（クライマー用ルームランナー）の製作

室内でも実験可能

パラメータ（速度・張力...etc）変更可能

JPSEC2011に向けて

トレッドミルの製作

※写真はイメージです。

今後の展開

新規要素の増加に伴う、技術的負担の増加

自動制御、高出力モータの駆動方式、通信方式、シミュレータの開発…etc新規開発要素が多く、全てを個々のチームでは対応しきれない領域になって

きている。

参加チーム・協会・外部の協力体制の構築

参加チームに蓄積された技術の水平展開を行い、より完成度の高いクライマーを製作する。

各チームの技術的なモチベーション維持のためにも、練習会・試走会といったイベントを実施する。

シミュレータ開発等の、ソフトウェア面での技術開発を推進する。

募集

チームメンバー募集

新規開発要素が多くあり、人出が足りておりません。

宇宙エレベーターに興味が有る方、技術競技会に参加してみたい方をお待ちしております。

人間にとっては小さな一歩だが、人類にとっては偉大な一歩だThat's one small step for man, one giant leap for mankind.

【ニール A アームストロング】

技術情報等をBlogで公開しております。

続きはweb …で

Blog：http://teamokuzawa.blog57.fc2.com/

謝辞

宇宙エレベータ協会関係者及び、ボランティアの方々には、

技術競技会・JpSEC開催のためにご尽力戴きました。

ここに感謝の意を表します。

そして、発表を聞いてくださった方々に感謝いたします。

ご静聴頂き、ありがとうございました。

最後に

Thank you.

『宇宙エレベーター技術競技会報告』jpsec2010(20101212) @oku_zawa

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