2017 Fiscal Year Annual Research Report
Novel Stowed Strategy by Spiral Folding Lines for Curved Membrane and its Deployment Properties
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16K14507
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
宮下 朋之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20329080)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
勝又 暢久 室蘭工業大学, 工学研究科, 助教 (60534948)
鳥阪 綾子 首都大学東京, システムデザイン研究科, 助教 (70449338)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 膜面構造 / らせん折り / 展開 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
機能性膜面の設計・製作を目的として、パラボラアンテナを想定した機能を有する膜面を設計し製作した．パラボラアンテナは電波の受信利得を向上するため，焦点に対して電波の反射能力を要する材料の使用が要求される．この材料として，金属片などの剛体板を上図の三角形有限要素形状に細分化する．これらをヒンジを用いて接続し折り畳みを可能とした．剛体片は変形することができないため，折りたたみのための折り目の算出には単なる板厚を考慮するのみではなく収納半径と剛体の寸法に応じた補正を実施し収納に成功した。また，ヒンジで接続された剛体要素で構成されるパラボラ面を展開するためヒンジを敷設する面と反対側にワイヤを接続し張力を付与することにより，複数の剛体片が面を形成するようにした．ワイヤを敷設する個所は試行錯誤により検討することを予定している．ただし，らせん折りの折り目位置の関係から，ワイヤの設置個所を試行錯誤により見出し決定した。このようにワイヤに張力を付与することによるらせん折りによる折り畳み収納されたパラボラアンテナを展開すること検討し，合理的なワイヤの付設箇所，張力の付与を検討した。
整合性を確認するために、膜面の展開状況を測定した．静的な実験では，大気中において，ワイヤ張力を指定値に設定し展開半径を測定した．動的な実験では，真空槽において，ワイヤの張力を制御することにより，展開時間，最終形状を計測した．最終形状によるアンテナ性能を電波暗室において測定した．これらの実験により展開動作における力学的特性を明確にする．シミュレーションについては，商用の機構解析ソフトウエアを使用し，計算機モデルを作成する．摺動部の特性は実験結果と整合するように設定することとなるが，場合によっては，基礎実験として，いくつかの部品により張力と剛体面角度の関係を特性として取得した．成果は宇宙分野以外への適用もなされている。
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