『宇宙エレベーター技術競技会報告』JpSEC2010(20101212) @oku_zawa

1. 宇宙エレベーター技術競技会報告
チーム 奥澤
Japan Space Elevator Conference 2010
2010/12/12

2. チーム奥澤とは？
社会人による、日曜大工的開発チーム
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
 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
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3. JSETEC2009の結果
150[m]上空で停止
Climber spec
Dimensions : 500x300x160[mm]
Weight : 5.5[kg]
Operation :Radio Control(27[MHz])
Motor :Blush motor (100[W])
Battery :11.1[VDC]/2500[mAh]
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。
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4. 開発コンセプト
Real time.
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
 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
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5. JSETEC2010用クライマー momonGa-2。
Climber spec
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]
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6. クライマ－写真(後から)
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7. 駆動部
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
Motor :Blushless motor (4000[W])
Roller :Φ40[mm]
Speed :10[m/s] (4777[rpm])
Brake :Disk brake
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。
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8. 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
加圧ローラ
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])
1  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。
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。
2  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。
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9. ブレーキユニット
概要
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。
Spec
・方式 ：ディスクブレーキ
・静止力 ：10[kg]
・ディスク直径 :80[mm]
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10. システム図
概要
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。
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11. クライマー写真(電装BOX)
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12. 操作PC画面
概要
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
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13. モニタPC画面
Climber spec
①GPSデータ
②カメラ映像
② ③USBオプション選択
①
③
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14. 結果
300[m]上昇後、上空にて停止！・・・ごめんなさい。
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
 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。
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15. Next Step
JPSEC2011に向けて
電装系の強化
 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
22.2[v]×170[A]
3700[W]
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16. Next Step
JPSEC2011に向けて
トレッドミルの製作
 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
※写真はイメージです。
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17. 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。
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18. 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】
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19. 続きはwebで…
技術情報等をBlogで公開しております。
Blog：http://teamokuzawa.blog57.fc2.com/
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20. 最後に
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。
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21. Thank you.
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