トラス構造の熱変形による高精度形状制御

• 研究課題/領域番号: 26420819
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 石村 康生 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (10333626)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2016年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円); 2015年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 熱膨張 / 形状制御 / ポインティング / トラス / トラス構造 / 宇宙構造物 / ポインティング制御 / 熱変形 / 高精度構造

研究成果の概要

主構造に固定された細長いトラス構造に対して，人工的な熱変形による高精度ポインティング制御を実施した．具体的には，トラスの下端（固定側）の部材に熱を加えることで，長さを制御し，トラス向きの制御を制御した．トラス部材のジョイントを弾性ヒンジとすることで，ガタを無くしヒステリシスを小さくした．4mスケールのトラスに対して，制御機構を実装し，50秒角以上の可動域を1秒角RMSでの制御精度を実現した．

研究成果

• [雑誌論文] pplication of preview information to pointing control of truss structure using artificial thermal expansion on orbit (2014)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Funakoshi, Kosei Ishimura, Yoshiro Ogi, and Takashi Iwasa
  • 雑誌名: Journal of Intelligent Material Systems and Structures 巻: 26 号: 6 ページ: 730-739
  • DOI: 10.1177/1045389x14560360
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel Technique for Spacecraft's Thermal Deformation Test Based on Transient Phenomena (2014)
  • 著者名/発表者名: osei ISHIMURA, Kenji MINESUGI, Taro KAWANO, Atsushi WADA, Kazunori SHOJI, Mizuho IKEDA, Kuniyuki OMAGARI
  • 雑誌名: TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN 巻: 12 号: ists29 ページ: Pc_29-Pc_34
  • DOI: 10.2322/tastj.12.Pc_29
  • NAID: 130004679619
  • ISSN: 1884-0485
  • 査読あり
• [学会発表] Demonstration of a novel smart structural system for pointing control of trusses (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Shimada, Kosei Ishimura, and Taro Kawano
  • 学会等名: ASME 2016 Conference on Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems (SMASIS)
  • 発表場所: Stowe, VT, US
  • 年月日: 2016-09-28
  • 国際学会
• [学会発表] 伸展トラスのポインティング制御機構のヒステリシス及び制御精度評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 嶋田岳史，石村康生，山川宏
  • 学会等名: 第58回構造強度に関する講演会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] キネマチックカップリングのラッチ完了条件と再現性向上にむけた考察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石村康生，田中宏明，荻芳郎，前田修，阿部和弘，馬場満久
  • 学会等名: 第58回構造強度に関する講演会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] 高精度伸展式光学架台の現状と研究課題について (2016)
  • 著者名/発表者名: 石村康生，仙場淳彦，秋田剛，鳥阪綾子，田中宏明，山川宏，宮下朋之，河野太郎，馬場満久，小川博之，岡崎峻，嶋田岳史，籏持天
  • 学会等名: 第32回 宇宙構造・材料シンポジウム
  • 発表場所: 相模原
• [学会発表] 伸展トラスの周波数応答特性の入力振幅依存特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 旗持天，石村康生，山川宏
  • 学会等名: 第32回 宇宙構造・材料シンポジウム
  • 発表場所: 相模原
• [学会発表] 熱膨張アクチュエータの熱真空環境下における熱特性評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 嶋田岳史，石村康生，小川博之，岡崎峻
  • 学会等名: 第32回 宇宙構造・材料シンポジウム
  • 発表場所: 相模原
• [学会発表] 大型トラス構造物の高精度ポインティング制御特性の実験的評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 嶋田岳史, 石村康生, 河野太郎
  • 学会等名: 宇宙科学技術連合講演会講演集
  • 発表場所: 函館
• [学会発表] 熱変形を利用した高精度ポインティング制御機構の設計 (2015)
  • 著者名/発表者名: 嶋田岳史，石村康生，小山遼，山川宏
  • 学会等名: 第31回宇宙構造・材料シンポジウム
  • 発表場所: 神奈川県相模原市
  • 年月日: 2015-12-08
• [学会発表] 可変コンダクタンスヒートパイプを用いた熱膨張アクチュエータの基礎特性評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 飯野晶，岡崎峻，秋田剛，石村康生，山川宏，小川博之
  • 学会等名: 第31回宇宙構造・材料シンポジウム
  • 発表場所: 神奈川県相模原市
  • 年月日: 2015-12-08
• [学会発表] Shape Control of the Stewart Platform with Elastic Hinge Utilizing Artificial Thermal Expansion (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryo Koyama, Kosei Ishimura Akira Iino, Yusuke Funakoshi, and Hiroshi Yamakawa
  • 学会等名: International Conference on Adaptive Structures and Technologies
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 2015-10-14
  • 国際学会
• [学会発表] 光学架台の高精度ポインティング制御の基盤技術開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石村康生，山川宏，飯野晶，小山遼，岡崎峻，小川博之，河野太郎，船越裕亮，秋田剛，仙場敦彦
  • 学会等名: 第30回宇宙構造・材料シンポジウム
  • 発表場所: 神奈川県相模原市
  • 年月日: 2014-12-01
• [学会発表] 過渡データを利用した効率的な熱特性推定法に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 秋田剛, 石村康生, 高木亮治
  • 学会等名: 2014 年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 東京電機大学
  • 年月日: 2014-09-09