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3次元空間における微小な力(フォース)ベクトルセンサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 12650240
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械力学・制御
研究機関小山工業高等専門学校

研究代表者

黒須 茂  小山工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (40042519)

研究分担者 笠原 雅人  小山工業高等専門学校, 機械工学科, 講師 (00233693)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2002年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2001年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2000年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワード質量・力測定 / ジャイロスコープ / 力測定
研究概要

ジャイロ式力(フォース)測定器(Gyroscopic Force Measuring System,以下GMFSとよぶ。)はドイツで開発され,その原理の特異性と高精度から,わが国においてもにわかに注目を集め,実用化に向かって研究開発された。しかし,ジャイロの製作は高精度な精密加工であり,それが高価格という欠点にもつながり,GFMSの普及を妨げてきたようである。GFMSは高精度な上に線形でヒステリシスがなく,さらにトルクモータによりまさつの影響を受けないといった特徴がある。
本研究では,すでにはかりとして実用化されているGFMSを3次元的に加わる力をベクトル的に測定するセンサとして改良し,その運動解析から実用性,技術上の問題を明らかにしてきた。試作の第一段階として,空間内の気流の速度のように,微弱な力を測定できるように既存のジャイロ計器を改造してGFMSを設計し,力センサとしての実用性を調べ,つぎのことを明らかにした。
(1)出力特性に不感帯があるものの,力センサとしてのヒステリシス誤差や直線性などの特性はほぼ満足であった。
(2)角運動量が小さいために,出力軸まわりの不平衡質量の影響が顕著である。それはフィルターによって除去できるものではなく,対称性を利用して機械的にバランスをとり易くすることが重要であり,本方式をそのまま採用したのでは構造上限界があることがわかった。
今後,本研究の結果をふまえて、力(フォース)測定器としての実用化の道を探るつもりである。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (25件)

  • [文献書誌] 黒須, 安達, 神村, 内野: "はかりに用いられるジャイロ式センサ"計測自動制御学会論文集. 32-10. 1482-1484 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kurosu, M.Adachi, K.Kamimura: "Dynamical Characteristics of Gyroscopic Weight Measuring Device"Transactions of the ASME (Journal of DSMC). 119. 346-350 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kasahara, S.Kurosu, M.Adachi, K.Kamimura: "Analysis of a Gyroscopic Force Measuring System in Three-dimensional Space"Measurement. 28. 235-247 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kurosu, M.Kasahara, K.Kodama: "Gyroscopic Force Measuring System"Proceeding of IMEKO. 151-155 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kurosu, K.Kodama, M.Adachi, K.Kamimura: "Error Analysis for Gyroscopic Force Measuring System"Proceedings of IMEKO TC3. 162-171 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 児玉, 安達, 神村, 黒須: "ジャイロ式力(フォース)測定器の開発"計測自動制御学会論文集. 38-2. 117-123 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kodama, T.Kesamaru, S.Kurosu, M.Adachi, K.Kamimura: "Force-Measurement Using Gyroscopic Force Measuring System"VDI-Berichte. Nr.1685. 507-513 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 児玉, 袈裟丸, 安達, 神村, 黒須: "ジャイロ式力(フォース)測定器の試作"計測自動制御学会論文集. 39-4. (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kurosu, M.Adachi, K.Kamimura, H.Uchino: "Gyroscopic Sensor Applied to weight Measurement"Transactions of SICE. 32-10. 1482-1484 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kurosu, M.Adachi, K.Kamimura: "Dynamical Characteristics of Gyroscopic Weight Measuring Device"Transactions of the ASME (Journal of DSNC). 119. 345-350 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kasahara, S.Kurosu, M.Adachu, K.Kamimura: "Analysis of a Gyroscopic Force Measuring System in Three-dimensional Space"Measurement. 28. 235-247 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S, Kurosu, M.Kasahara, K. Kodama: "Gyroscopic Force Measuring System"Proceeding of IMEKO. 152-155 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S, Kurosu, K.Kodama, M.Adachi, K. Kamimura: "Error Analysis for Gyroscopic Force Measuring System"Proceeding of IMEKO TC3. 162-171 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kodama, M.Adachi, K.Kamimura, S.Kurosu: "Gyroscopic Force Measuring System -Theory and Simulation-"Transactions of SICE. 38-2. 117-123 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K,Kodama, T.Kesamaru, S.Kurosu, M.Adachi, K.Kamimura: "Force-Measurement Using Gyroscopic Force Measuring System"VDI-Berichte, Nr.. 1685. 507-513 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kodama, T.Kesamaru, M.Adachi, K.Kamimura, S.Kurosu: "Trial construction of Gyroscopic Force Measuring System"Transactions of SICE. 39-4. (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 児玉, 安達, 神村, 黒須: "ジャイロ式力(フォース)測定器の開発"計測自動制御学会論文集. 38-2. 117-123 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kodama, T.Kesamaru, S.Kurosu, M.Adachi, K.Kamimura: "Force-Measurement Using Gyroscopic Force Measuring System"VDI-Berichte. Nr.1685. 507-513 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 児玉, 袈裟丸, 安達, 神村, 黒須: "ジャイロ式力(フォース)測定器の試作"計測自動制御学会論文集. 39-4. (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kurosu: "Error Analysis for Gyroscopic Force Measuring System"Proceedings of IMEKO TC-3 Int. Conf.. 162-171 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 児玉一裕: "ジャイロ式力(フォース)測定器の開発"計測白動制御学会論文集. 38-2. 117-123 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 伊沢悟: "仕事に役立つ微分・積分"パワー社. 214 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kasahara et al: "Analysis of a Gyroscopic Force Measuring System"Measurement. 28. 235-247 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kusesu et al: "Gyroscopic Force Measuring System"Proceedings of IMEKO XVI World Congsess. III. 151-155 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kodama: "Development of Gyroscopic Force Measuring System"ACTA APME (Asia-Pacific Symposium on Measurement of Mass Forse). 77-84 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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